谈谈转化实验

一九二八年,英国细菌学家,医生格利菲斯发现了肺炎双球菌的转化实验之后,相继有人用肺炎双球菌作了类似的实验,其结果与格利菲斯的实验相一致。例如: 虽然埃弗里等人用温和的电泳等生化方法,证明了引起R型肺炎双球菌遗传性改变的原因是S型肺炎双球菌DNA作用的结果。但是,S型肺炎双球菌在加热杀死之后,毒性为什么会消失?其DNA为什么还具有活性?它如何作用于活的R型肺炎双球菌?怎样使R型肺炎双球菌的遗传性发生改变?其作用的机理是什     

我们吃进的一些生物细胞，其中可能含有有活性的DNA，会不会影响我们的细胞，使它们变成其他细胞？

真核生物的细胞膜表面结构与原核生物的大不相同,转化因子不能进入细胞,因而不会发生转化(转化本身只发生在同种菌株间或近缘菌株间)。因此,可以放心去吃想吃的东西,即使含有被加热杀死的S型肺炎双球菌也无妨。     

"DNA是主要的遗传物质"一课的教学设计

在高中生物第 6章“遗传和变异”的第 1节“遗传的物质基础”中 ,第 1课时“DNA是主要的遗传物质”的内容主要是通过“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌”两个实验来证明 DNA是遗传物质 ,看似其内容简单 :几个前人已经做成功的实验得出一个大家从媒体上早已熟知的结论 ,可实际上 ,细细推敲 ,这几个实验的设计思路是什么 ?设计的科学性在哪里 ?实验结论是如何被一步一步证实出来的 ,学生并不易掌握 ,尤其对“肺炎双球菌转化实验”的第 4步 ,加热杀死的 S型细菌与无毒的 R型细菌混合后 ,为什么就使小鼠致死这个实验过程 ,如果只是…     

肺炎双球菌的转化现象

肺炎双球菌的转化现象是1928年由格里芬(Griffith)所作的肺炎双球菌对小家鼠的感染实验中发现的。十六年后,阿维利(Avery)等重复了上述实验,并进一步将有荚膜肺炎双球菌的DNA、蛋白质、荚膜提纯,然后分别与活的无荚膜的肺炎双球菌混合,结果证实能起转化作用的是DNA,而蛋白质、荚膜等物质并无作用。     

核糖体失活蛋白的结构功能与分布

核糖体失活蛋白是一类在植物中较广泛存在的毒蛋白。植物核糖体失活蛋白具有RNAN-糖苷酶活力,可作用于核糖体RNA,使核糖体失去蛋白质合成的功能。根据一级结构,核糖体失活蛋白可分为两种类型。Ⅰ型核糖体失活蛋白由一条链组成,分子量在25—30 kDa之间。Ⅱ型核糖体失活蛋白由两条以二硫键相连的链(A、B链)组成,分子量在60 kDa左右。B链可以与细胞表面含半乳糖的受体结合,有助于A链进入细胞,作用于核糖体。目前至少已从9个科31种植物中分离纯化了Ⅰ型RIP。Ⅱ型RIP较少,仅在6科8种植物中发现。除了具有RNA N-糖苷酶活性,还发现一些核糖体失活蛋白可以切割超螺旋双链DNA,产生缺口环状和线状DNA。此外,一种Ⅰ型RIP,克木毒蛋白还具有超氧化物歧化酶活性。     

枯草芽孢杆菌中的分子克隆和单体杂种质粒转化的研究

枯草芽孢杆菌感受态细胞的质粒转化与质粒的分子构型有关。用琼脂糖凝胶电泳法分离纯化的pUB110质粒DNA单体是很少或没有转化活性的。在pUB110质粒DNA上插入一段受体菌染色体DNA,这种杂种质粒的单体可以转化感受态细胞,但受体菌必须是重组型的。转化效率和插入片段的大小有关,片段愈大转化活性愈高,片段小于0.6kb,就和pUB110DNA单体一样,几乎没有转化活性。在pUB110质粒DNA上插入一段解淀粉芽孢杆菌染色体DNA,这种杂种质粒的单体转化效率都很低。本文还讨论了用鸟枪法在枯草芽孢杆菌中进行分子克隆的一些问题。     

胁迫诱导抗性基因转移导致细菌耐药的分子机制研究进展

抗性基因转移是细菌形成耐药性的重要原因.近年来的研究表明胁迫因子可通过多种机制诱导抗性基因转移.DNA损伤可导致细菌产生SOS应激反应,进而诱导接合DNA介导的抗性基因转移.在一些缺乏SOS系统的细菌中,抗生素胁迫可诱导细菌建立自然转化感受态.此外,作者最近的研究表明普通胁迫应答因子RpoS调控一种由双链质粒DNA介导的固体基质表面的抗性基因转移方式.本文在总结SOS依赖和非依赖型胁迫因子诱导细菌接合和转化介导的DNA转移以及RpoS调控固体基质表面双链质粒DNA转移的基础上,提出今后需重点研究胁迫因子如何激活关键调控蛋白以及这些调控蛋白如何影响DNA转移相关基因表达等关键问题.解决上述问题将为寻找合适的分子靶标用于防控抗性基因转移导致的细菌耐药奠定基础.     

刺糖多孢菌电转化条件研究

以经理化诱变选育的多杀菌素高产菌株刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)CB11为受体菌,将具有安普霉素(apramycin)抗性标记的整合型载体pSET152作为质粒供体,研究了制备刺糖多孢菌感受态细胞时菌体的生长阶段、质粒DNA浓度、电场强度等因素对电转化效率的影响,结果表明,在菌体培养4...     

枯草芽孢杆菌转化育种中几个有关问题的探讨

1．肌苷生产菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)B5-3(产肌苷6—7克／升)的DNA转化给枯草芽孢杆菌Ki-2-148时,于受体菌对数生长后期,在转化培养基中处理60分钟,转化频率最高。 2．转化体Ki-2-148-4 积聚痕迹量的肌苷,经单菌分离,得到Ki-2-148-4-8菌株,摇瓶发酵试验积聚肌苛4.1克／升。 3．转化处理时,加入溶菌酶5微克／毫升,可以提商转化频率约6倍。 4．用电子显微镜观察到,枯草芽孢杆菌B,-3的DNA与处于感受态的受体细胞接触时,一部分工DNA比较集中在受体细胞的分裂面上、,并有垂直于分裂面的趋势。此现象未见报道过,其机理有待进一步研究。     

外源质粒电击转入Pseudomonas putida的条件研究

以自行筛选的恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）(命名为Rs198,Genbank登录号为FJ788425）为受体菌,将具有卡那霉素抗性标记的大肠杆菌假单胞菌穿梭质粒PDSK519通过电转化法导入到受体菌中,对细胞生长状态、电转化温度、质粒DNA及感受态细胞浓度、电击电压及电转化介质给予转化效率的影响进行研究。结果表明,在细胞生长至OD600为0.5左右时收集菌体,在低温条件下制备浓度为 4.6×1012/ml 的感受态细胞,以0.3mol/L的蔗糖为电转化介质,在13kV/cm的场强下电击能获得较高的转化效率,最高可达1.3×107个转化子/μ g DNA。为构建恶臭假单胞的遗传转化系统,利用基因工程手段为该菌的进一步研究奠定了理论基础。     

大鼠三叉神经节不同直径神经元ATP-激活电流的特征

目的:探讨大鼠三叉神经节不同直径神经元ATP-激活电流的特征。方法:应用全细胞膜片钳技术进行实验。结果:①92.3%(60/65)的细胞对ATP敏感,有反应的细胞可记录到三种型式的ATP-激活电流:快速激活快速失活型(Fast type,F型)、快速激活缓慢失活型(Intermediate type,I型)和缓慢激活缓慢失活型(Slowtype,S型)。三种电流均具有浓度依赖性。②小直径的细胞多表现为F型特征,大直径的细胞多表现为S型特征,而中等大小的细胞多表现为I型特征。③动力学特征:三种类型的ATP激活电流上升相从10%到90%的时间:F型:(33.6±4.5)ms;Ⅰ型:(62.2±9.9)ms;S型:(302.1±62)ms。去敏感相从10%到90%的时间:F型:(399.4±58.2)ms;S型:>500ms。④I-V曲线:三种电流均表现为内向整流的特性,而且翻转电位均为0~5mV。⑤量-效关系:Ⅰ型的量-效曲线居中间,F型的下移,S型的上移,三种类型电流量-效曲线的EC50非常接近。结论:三种型式的ATP-激活电流可能是由不同亚单位组合的P2X受体各亚型所介导,这些亚型分布于不同大小的三叉神经节神经元,从而传导不同的信息。     

基于EMA-qPCR的茄科青枯菌活体检测技术的建立

【目的】利用特异性核酸染料叠氮溴乙锭(Ethidium monoazide bromide, EMA)与实时荧光定量PCR技术相结合, 建立一种能有效区分青枯菌死活细胞的检测方法。【方法】样品DNA制备前经EMA渗透预处理, 再进行实时荧光定量PCR特异扩增菌体DNA。【结果】终浓度为2.0 mg/L的EMA能有效排除1.0×107 CFU/mL灭活青枯菌细胞DNA的扩增, 对活细胞和不可培养状态(Viable but non-culturable, VBNC)活菌的DNA扩增均没有影响。当每个定量PCR反应体系中的活细胞在5.0×100?5.0×104 CFU范围内时, 扩增Ct值与定量PCR反应体系中活细胞CFU对数值呈良好的负相关性(R2=0.992 5)。比较EMA-qPCR法和平板计数法对经过不同温度短期保存的青枯菌检测结果发现, 待检样品可在24 °C与4 °C冷藏条件下短期保存。【结论】本研究建立的EMA-qPCR方法能有效检测青枯菌VBNC细胞和有效区分死活菌, 避免或减少青枯菌PCR检测的假阳性和假阴性。     

固定化细胞拆分(R,S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸甲酯的研究

【目的】筛选鉴定一株产酯酶用于选择性拆分(R,S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸甲酯的菌株,利用该菌株固定化细胞催化拆分外消旋底物。【方法】通过富集培养、罗丹明B平板初筛及复筛培养获得一株选择性拆分(R,S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸甲酯的菌株,通过对其形态、生理生化特征及16S r DNA序列分析,确立该菌株系统发育地位。优化了利用硅藻土-戊二醛吸附交联法对该菌体细胞固定化的条件,研究固定化细胞催化性质及操作稳定性。【结果】该菌为革兰氏阴性菌,鉴定其为甲基球状菌属(Methylopila)。固定化体系最优条件:聚乙烯亚胺0.15%(V/V),戊二醛0.2%(V/V),硅藻土6 g/L,菌体质量浓度100 g/L。与游离细胞相比,固定化细胞最适p H由8.0变为8.5,最适温度由35°C变为40°C,p H稳定性和温度稳定性都有所提高。Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)能促进酶活,Zn~(2+)、Fe~(2+)抑制酶活。固定化细胞的有机溶剂耐受性较游离细胞有所提高。动力学分析细胞固定化后Km值变大,底物亲和力降低。利用固定化细胞水解(R,S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸甲酯,底物浓度200 g/L,反应20 h,保留构型为S型,得率47.8%,对映体过量值ees为99.4%,重复使用12次后仍保留初始酶活的80%以上。【结论】开发了利用Methylopila sp.cxzy-L013固定化细胞择性拆分(R,S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸甲酯的工艺,该工艺具有良好的工业应用前景。     

Ssh10b2与其同源蛋白Ssh10b在细胞含量及固定DNA超螺旋的能力上存在明显差异

极端嗜热古菌———芝田硫化叶菌(Sulfolobus shibatae)基因组含一对亲缘关系较远的同源基因,ssh10b和ssh10b2。这对同源基因编码的蛋白(Ssh10b和Ssh10b2)属于古菌Sac10b DNA结合蛋白家族。关于Ssh10b以及与其极为相似的硫矿硫化叶菌(S.solfataricus)Sso10b、嗜酸热硫化叶菌(S.acidocaldarius)Sac10b蛋白已有较多研究,推测这些蛋白可能在染色体组织和包装、DNA重组、基因表达调控等方面起作用。克隆并在大肠杆菌中表达了ssh10b2基因,纯化了重组Ssh10b2蛋白。免疫印迹定量分析表明,ssh10b2在芝田硫化叶菌中有表达,但其细胞含量仅相当于Ssh10b的约十分之一。重组Ssh10b2对双链DNA的亲和力低于Ssh10b。此外,Ssh10b2和Ssh10b在与双链DNA结合时表现出相似的凝胶阻滞模式。有意思的是,Ssh10b2固定DNA负超螺旋的能力明显低于Ssh10b。这些结果提示,Ssh10b和Ssh10b2可能具有不同的生理作用。     

宋氏志贺氏菌一种Ⅱ相解离形式

宋氏志贺氏菌在普通营养琼脂平皿上划线分离时。可以出现光滑型(S)和粗糙型(R)两种菌落(此现象称为解离)。当S型菌落再次分离时,不仅继续出现S型菌落,还会出现R型菌     

大豆根瘤菌与磷细菌混合培养下的互作效应

对研究室保藏、无拮抗作用的菌种大豆根瘤菌R12和磷细菌S7进行不同的培养处理,根据生物量及解磷量的变化,探讨二者间相互作用的效应。试验共设5个处理:R12单独培养,S7单独培养,(R12+S7)混合培养,(R12+S7单独培养后的除菌上清液)混合培养,(S7+R12单独培养后的除菌上清液)混合培养,定期测定活菌数和解磷量,结果表明,R12和S7对彼此的生长有不同的促进作用,混合培养下R12为优势菌株活菌数增加明显,S7的活菌数增长幅度较小,但对S7解磷量,混合培养和加R12单独培养后的除菌上清液较S7单独培养高出23.6%和27.8%,由此推测S7单菌解磷能力有所提高。     

染色体上大片段DNA的直接克隆及移植

应用Red重组体内直接克隆染色体上大于10 kb的DNA序列非常困难.利用一种抗性拆分-融合策略成功地从供体菌染色体上直接克隆了约50 kb的DNA序列,并将其移植到受体菌的染色体上.首先将抗性基因(如cat)的互补片段cmb定向整合到染色体上拟克隆区域的一侧,然后将含有抗性基因另一互补片段cma的线性质粒载体电转到细胞内进行定向捕获,通过抗性筛选获得克隆.使用该方法,成功地将供体菌DH1-Z基因组上约48kb的大片段DNA捕获至质粒载体上,捕获阳性率达80%.然后,将该质粒转化到受体菌DH36,利用双链断裂促进同源重组策略,替换受体菌染色体上对应区域,一次敲除基因组上4个非必需区,获得重组菌DH40.该方法也可用于微生物天然产物生物合成途径的异源表达、基因组组装和大片段DNA的功能研究.     

植物遗传工程

940738小南瓜花叶病毒外壳蛋白基因:克隆序列分析及其在烟草原生质体中1的表达〔英万Hu,J.S…了Areh.Virol一。1993,130(i一2)一17~31仁译白DBA,1993,12(19),93一11036〕 克隆了南瓜花叶就豆花叶病毒(SqMV)香瓜株系中间部分RNA的互补DNA。分离出SqMVmRNA,通过蔗糖梯度离心分级分离双链cDNA、用E。。Rl DNA一甲基化酶使之甲基化并将EcoRI-亲和性接头连到两侧末端。用EcoRI消化后,将。DNA克隆到质粒pUC18的EcoRI位点上。转化并筛选大肠杆菌DHS感受态细胞。设计了4种寡核普酸引物,用以在SqMV寡核昔酸序列和预测的多聚蛋白…     

变铅青链霉菌内源线性质粒接合转移必需功能区的鉴定

通常细菌间环型质粒在接合转移过程中,单链质粒DNA在质粒内部“oriT”接合转移起始位点发生缺刻.随后,打开的单链质粒DNA通过细胞膜的Ⅳ型分泌系统转移到受体菌中.但是,链霉菌中的接合型线型质粒带有游离3′端,5′端与末端蛋白结合,因而不能以细胞-细胞间方式转移单链缺刻DNA.报道了变铅青链霉菌线型质粒SLP2衍生的环型质粒,与SLP2一样可以高频高效接合转移,并鉴定了接合转移功能区.质粒有效的接合转移功能区包含6个共转录的基因,分别编码一个Tra样的DNA转移酶、胞壁水解酶、2个膜蛋白(可以与ATP结合蛋白相互作用)和一个功能未知的蛋白质.从SalⅠR-/M-向SalⅠR/M宿主转移的质粒频率下降表明,线型和环型的质粒都是以双链的形式转移的.上述研究结果表明SLP2衍生的线型质粒和环型质粒以相似的与细胞膜/胞壁功能相关的机理进行接合转移.     

肺炎链球菌转化模型的建立与优化

建立肺炎链球菌转化模型,优化转化体系,提高转化率,以便于进一步研究其致病的分子机制。制备肺炎链球菌感受态,首先在不同菌密度下转化外源DNA,计数抗生素筛选平板上的转化菌落,比较其转化率,确定转化的最适菌密度;然后在此菌密度下比较CSP诱导不同时相的转化率,同时用RT-PCR检测感受态调控基因comE的表达。对所用血清3型菌株而言转化的最适菌密度在OD550=0.09~0.10之间;CSP-2诱导10 min后转化率最高,可达(15.6±3)%;comE的表达也在CSP-2诱导10 min后达到最高。在实验室条件下,肺炎链球菌转化受多种因素的影响,必需控制好各种因素,选择最优条件才能获得稳定、高效的转化。