白念珠菌新型耐药基因IPF14744敲除质粒的构建

目的 构建用于白念珠菌IPF 14744基因敲除的载体质粒.方法 分别扩增白念珠菌IPF 14744基因ORF两侧上下游的片段,通过酶切与连接反应,将上下游片段分别插入到p5921质粒的hisG-URA3-hisG盒两端,从而形成IPF 14744敲除载体质粒pUC-14744- URA 3.结果 成功获得IPF 14744基因敲除载体质粒.结论 所获得的质粒pUC-14744- URA3可用于白念珠菌IPF 14744基因的敲除.     

白念珠菌TFP1基因与钙调神经磷酸酶通路的相关性分析

目的构建白念珠菌TFP1基因敲除株,并初步分析白念珠菌TFP1基因与钙调神经磷酸酶通路相关基因的关系。方法通过融合PCR将白念珠菌TFP1基因上下游和营养缺陷筛选标记连接组成基因敲除组件,再运用醋酸锂转染法将一条基因敲除组件转入白念珠菌工程菌SN152,在营养缺陷平板上筛选出TFP1~(+/-)菌株,再运用同样的方法敲除第2条等位基因。采用实时荧光定量PCR的方法检测TFP1~(-/-)菌株、TFP1~(+/-)菌株以及SN152菌株RTA2和CRZ1基因的表达量。结果成功构建白念珠菌TFP1双等位基因敲除株,并且双等位基因敲除株中RTA2和CRZ1基因表达量均下降。结论敲除白念珠菌TFP1基因影响钙调神经磷酸酶通路相关基因RTA2和CRZ1的表达。     

一种强力霉素诱导型白念珠菌基因敲除与筛选标记再循环工具包（英文）

【目的】在白念珠菌中建立一个快捷方便经济的基因敲除与筛选标记再循环的DNA操作系统。【方法】通过ExoIII介导的不依赖于连接酶的克隆策略,在异源筛选标记基因CmLEU2、CdHIS1和CdARG4基因的两侧分别插入了loxP位点,成为筛选标记基因盒扩增的模板。全基因合成了经过白念珠菌密码子优化的rTetR元件,并组装成Tet-on启动子。将密码子优化的重组酶Cre基因置于该启动子控制下。然后将他们插入筛选标记基因CdHIS1和CdARG4的CDS区域,形成筛选标记基因再循环载体。【结果】构建了3个用于白念珠菌基因敲除的侧翼含有loxP位点的筛选标记基因载体,以及2个含有Tet-on启动子控制的Cre酶的载体用于筛选标记基因的再循环。【结论】成功构建了一个白念珠菌中可诱导的基因敲除和筛选标记再循环的载体系统并成功应用于多个基因缺失株构建。这个系统有助于快速构建白念珠菌的单基因和多基因敲除菌株。     

白念珠菌SPE1基因高表达菌株构建及鉴定

目的构建白念珠菌SPEl基因高表达菌株。方法将白念珠菌．SPEl基因的ORF置于高表达质粒载体pCaE—xP的MErF3启动子后面,构建pCaEXP—SPEJ的高表达质粒,然后采用醋酸锂转染法将高表达质粒转染白念珠菌RMl000中,在SD—ura’met—cys-选择性固体培养基上筛选阳性克隆,抽取基因组进行PCR验证,将验证为阳性转染子的菌落采用RealTimeRT．PCR方法进行SPE1基因转录水平的表达验证。结果通过酶切鉴定pCaEXP—SPEl高表达质粒构建正确;通过PCR验证表明SPEl基因整合到亲本菌中的RPl0位点;通过RealTimeRT—PCR方法筛选出sPEJ基因在转录水平高表达的菌株。结论利用高表达质粒载体pCaEXP通过基因同源重组等方法正确构建SPEl基因高表达的白念珠菌。     

格特隐球菌HOG1基因的敲除及重建

目的 构建格特隐球菌HOG1基因缺陷株和HOG1基因重建株.方法 从格特隐球菌基因组扩增HOG1基因,通过部分基因缺失方法,获得缺陷基因dHOG1.将获得的HOG1基因及其缺陷基因dHOG1分别亚克隆到真核表达载体pGAPzα-A,构建pGAPzα-HOG1及pGAPzcα-dHOG1质粒.将pGAPzα-dHOG1质粒转染隐球菌原始株,通过筛选获得HOG1基因缺陷菌株;同样方法将pGAPzα-HOG1质粒转染格特隐球菌HOGI基因敲除菌株,获得HOGI基因重建株.结果 RTPCR结果示:格特隐球菌HOG1基因缺陷株不转录表达完整的HOG1基因,而HOG1基因重建株可以转录表达完整的HOG1基因片段.结论 成功获得格特隐球菌HOG1缺陷株和HOG1基因重建株,为后续格特隐球菌毒力和致病机制的研究奠定了基础.     

一种强力霉素诱导型白念珠菌基因敲除与筛选标记再循环工具包

【目的】在白念珠菌中建立一个快捷方便经济的基因敲除与筛选标记再循环的DNA操作系统。【方法】通过ExoIII介导的不依赖于连接酶的克隆策略,在异源筛选标记基因CmLEU2、CdHIS1和CdARG4基因的两侧分别插入了loxP位点,成为筛选标记基因盒扩增的模板。全基因合成了经过白念珠菌密码子优化的rTetR元件,并组装成Tet-on启动子。将密码子优化的重组酶Cre基因置于该启动子控制下。然后将他们插入筛选标记基因CdHIS1和CdARG4的CDS区域,形成筛选标记基因再循环载体。【结果】构建了3个用于白念珠菌基因敲除的侧翼含有loxP位点的筛选标记基因载体,以及2个含有Tet-on启动子控制的Cre酶的载体用于筛选标记基因的再循环。【结论】成功构建了一个白念珠菌中可诱导的基因敲除和筛选标记再循环的载体系统并成功应用于多个基因缺失株构建。这个系统有助于快速构建白念珠菌的单基因和多基因敲除菌株。     

白念珠菌FLO8基因突变株构建及鉴定

目的构建白念珠菌FLO8基因突变株。方法将白念珠菌FLO8基因插入pCP20质粒载体ADH1启动子之后,通过定向诱变获得FLO8基因R209T、A311T、654Ter、G723R、T751D突变质粒载体,再通过同源重组技术将带有FLO8突变的基因片段整合至SN152flo8/flo8菌株的ADE2位点。结果通过测序鉴定FLO8基因突变质粒载体构建成功;通过PCR验证表明突变FLO8基因整合到SN152flo8/flo8菌株的ADE2位点。结论以pCP20质粒为载体,通过定向诱变、同源重组等技术,可以高效构建白念珠菌FLO8基因突变株。     

MXR1基因对毕赤酵母工程茵代谢调控的影响

为了研究毕赤酵母中转录因子Mxrlp在毕赤酵母代谢调控中所起的作用,构建一株以南极假丝酵母脂肪酶B基因(CALB)作为报告基因,MXR1基因完全缺失的毕赤酵母基因工程菌株.将重组质粒pPIC9K-CALB转化毕赤酵母GS115,利用三丁酸甘油酯平板筛选得到分泌表达CALB的重组茵GS115/pPIC9K-CALB.通过重叠延伸PCR方法获得一段中间含有博来霉素抗性基因sh ble,两翼大约各有1 200 bp与毕赤酵母MXR1基因上下游同源的基因片段,将此片段用氯化锂法转化毕赤酵母细胞GS1 15/pPIC9 K-CALB后,利用博来霉素抗性及CALB酶活力丧失双重筛选的方法得到一株MXR1基因完全缺失的毕赤酵母基因工程菌株.该菌株在以甲醇为唯一碳源的培养基中不生长,在以乙醇、葡萄糖或者甘油为唯一碳源的培养基中生长缓慢.结果表明转录Mxrlp因子在毕赤酵母中的多条代谢途径中起着关键性的作用,主要涉及甲醇、乙醇、甘油和葡萄糖等代谢途径.     

ldhL-ldb0094基因敲除对保加利亚乳杆菌产L-乳酸的影响

以保加利亚乳杆菌Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus CICC21101为出发菌株,利用PCR扩增L-乳酸脱氢酶(ldhL)基因上下游序列ldhL1、ldhL2,获得ldhL基因缺失且包含上下游序列的片段,连接到乳酸菌专用温敏性基因敲除质粒pGhost4,将构建好的敲除载体电转入保加利亚乳杆菌CICC21101,低温筛选。结果表明,成功获得敲除ldhL基因的敲除突变株,敲除后的工程菌D-乳酸产量由30. 5g/L降为4. 8g/L,L-乳酸的产量由25. 4g/L增至58. 3g/L,光学纯度由54. 56%增至90%。同时发现ldhL-ldb0094基因的敲除致使ldhL-ldb1020表达的上调,D-乳酸脱氢酶(ldbD)基因表达量没有变化,ldhL基因敲除株的成功构建将为进一步研究该基因在保加利亚乳杆菌中的功能及后续高光学活性D-乳酸工程菌构建奠定基础。     

一种温敏复制缺陷T载体的构建及在鸡白痢沙门氏菌基因敲除中的应用

基因敲除是基因功能研究的重要手段,载体是基因敲除的工具和核心。为获得有效的基因敲除载体以快速构建基因突变株及鉴定相应基因的必需性,在已有温敏复制缺陷pIDM1质粒的基础上,于EcoRⅠ和PstⅠ位点间插入串联的XcmⅠ酶切位点接头,构建了pIDM-T质粒;该质粒经XcmⅠ酶切可获得末端突出T的线性化pIDM-T载体。在验证了pIDM-T质粒复制的温敏特性基础上,应用构建的T载体克隆鸡白痢沙门氏菌CVCC527菌株的eno和ybdr两个基因,鉴定获得pIDM-T_eno和pIDM-T_ybdr两个重组质粒;将重组质粒转化527菌株,经IPC(Integration rate per cell)值计算,鉴定eno为必需基因,ybdr为非必需基因。挑取非必需ybdr基因527菌株重组菌(SalΔybdr),经PCR和测序,确认突变菌株重组位点的正确性。pIDM-T载体可快速克隆PCR产物,用于沙门氏菌的基因敲除及必需性鉴定,为沙门氏菌基因功能研究提供了一种有效快速的手段。     

中华根瘤菌NP1氨单加氧酶基因的克隆与功能鉴定

以中华根瘤菌NP1(Sinorhizobium sp.NP1)为原始菌株,通过同源克隆与Tail-PCR方法,获得1089bp的氨单加氧酶基因(amo)全长序列.该基因编码362个氨基酸,其二级结构与Sinorhizobium meliloti1021AMO的二级结构相似,该蛋白有9个跨膜区段.以自杀穿梭质粒pJQ200SK为原始载体,构建NP1amo基因敲除质粒pJQ200SK-amo-Tc.采用三亲本杂交的方法将该质粒转入原始菌株NP1中,获得amo基因敲除菌株NP1∷amo.通过本贝洛氏(Berthelot)法对氨氮进行测定,发现NP1∷amo的脱氮效率比原始菌株NP1下降约35%.该结果表明,本实验中所克隆的氨单加氧酶基因为脱氮关键酶基因.     

苏云金素合成基因簇中非核糖体肽合成酶基因thu2功能的初步分析

对苏云金素生物合成基因簇中编码非核糖体肽合成酶基因thu2进行基因缺失插入失活的研究。用温敏型质粒pHT304-TS构建基因thu2的插入缺失质粒pEMB1434,电转化苏云金芽胞杆菌菌株CT-43后,通过抗性筛选和PCR验证得到thu2基因同源双交换基因敲除突变株CT-43-22。HPLC(高效液相色谱,High Performance Liquid Chromatography)检测发现CT-43-22没有苏云金素特征吸收峰;用pHT304构建得到含有完整thu2基因的回补质粒pEMB1435,电转化CT-43-22后得到互补重组菌CT-43-22b,发现其恢复了苏云金素的产生。显微镜观察突变株和互补重组菌均能产生正常的晶体和芽胞。thu2的基因敲除和基因互补实验证明,thu2基因为CT-43苏云金素生物合成的必需基因,但对晶体和芽胞的形成没有影响。     

黑曲霉pepB基因缺失菌株的构建及其功能分析

以黑曲霉(Aspergillus niger)GICC2773基因组DNA为模板,用PCR方法分别扩增pepB基因中的上游约1．4kb和下游约1．3kb两段DNA序列,将此两段序列按同一方向分别插入质粒pMW1中潮霉素抗性基因(hph)表达单元的5′和3′端,构建成重组质粒pMW1-pepB,用于通过同源重组靶向破坏基因组中的pepB基因。同源重组则采用原生质体-PEG方法,将酶切pMW1-pepB得到的线性片段转化A．niger GICC2773菌株,通过潮霉素选择平板得到62个Hgy抗性转化子,然后采用PCR方法从这些抗性转化子中筛选到1个由于同源重组产生的pepB基因缺失突变菌株pepB29。功能分析显示该突变株的酸性蛋白酶活性有明显下降,外源蛋白漆酶的分泌表达有所提高。     

利用CRISPR/Cas9系统构建稳定敲除TrxR1基因的HCT-116细胞株北大核心CSCD

为更好地研究靶向硫氧还蛋白还原酶1的小分子化合物的细胞内靶点选择性,利用CRISPR/Cas9系统构建稳定敲除TrxR1基因(编码硫氧还蛋白还原酶1)的HCT-116细胞株。首先根据TrxR1基因序列和CRISPR/Cas9靶点设计原则,设计并选择合适的敲除位点,再根据敲除位点序列设计敲除TrxR1基因的sgRNA干扰序列,以pCasCMV-Puro-U6空质粒载体为骨架构建能表达该sgRNA干扰序列的重组质粒。质粒共转染至HCT-116细胞后,利用嘌呤霉素筛选TrxR1敲除的HCT-116细胞,通过DNA测序、免疫蛋白印迹、TRFS-green荧光探针和细胞内TrxR1酶活力检测等方法鉴定和验证HCT-116细胞的TrxR1基因敲除效果。进一步通过CCK-8实验初步研究靶向TrxR1小分子化合物对细胞内TrxR1酶活力和细胞增殖力抑制的相关性。结果显示,表达sgRNA干扰序列的重组质粒可以敲除HCT-116细胞中TrxR1基因,筛选获得的稳定敲除细胞HCT116-TrxR1-KO中无TrxR1蛋白表达,而靶向TrxR1小分子抑制剂对该细胞无TrxR1酶活力和细胞增殖力抑制效果。本研究利用CRISPR/Cas9系统成功构建了HCT-116的TrxR1基因敲除的稳定细胞株,为进一步研究TrxR1在相关疾病的发生机制和治疗中的作用奠定了基础。     

利用CRISPR/Cas9系统构建Tiki1基因修饰猪模型

Tiki1基因是哈佛大学儿童医学院贺熹教授实验室发现的一个对蛙头部的诱导起到决定性作用的新基因,但Tiki1基因在小鼠等啮齿类动物中缺失,因此无法利用小鼠等小动物来研究其在哺乳动物中的作用.本文利用CRISPR/Cas9系统结合体细胞克隆技术构建Tiki1基因修饰猪模型,研究Tiki1基因在猪发育中的作用.我们利用贺熹教授团队提供的人Tiki1基因序列,在猪的基因组数据库中比对出与其同源性最高的一段序列设计2个靶位点(g1和g2).以设计的靶位点构建打靶质粒转染猪胎儿成纤维细胞,经细胞筛选、PCR扩增及测序共鉴定了52个单细胞克隆株.最终选择靶位点g1为纯合双敲的5个单细胞克隆株和靶位点g2为纯合双敲的3个单细胞克隆株作为构建Tiki1基因敲除猪的核供体.我们共计构建了720个重组胚胎,分别植入3头代孕母猪,其中有1头经B超检测成功怀孕并妊娠到期产下13头发育正常的克隆猪,经测序鉴定其中12头为Tiki1基因双敲除猪模型,Tiki1基因敲除克隆猪健康存活至今.结果表明Tiki1基因对于猪早期发育的作用机理不同于蛙,其在猪早期发育的过程中的具体作用机理有待后续进一步的深入研究.     

兽疫链球菌透明质酸分解酶基因的敲除

以透明质酸分解酶基因（Hyl）为改造目标, 利用同源重组技术获得 Hyl基因敲除的重组菌。首先以兽疫链球菌的基因组DNA为模板扩增出部分透明质酸分解酶基因（Hyl-1）,然后将其克隆到载体pMD19-T上,再以质粒pUC19为模板, PCR扩增得到氨苄青霉素抗性基因,通过反向PCR将其插入Hyl-1基因的中部,得到基因敲除载体pMD19T-SA。该载体与质粒pBR322分别用EcoRⅠ、PstⅠ双酶切后进行连接,得到基因敲除的重组载体pBR322 SA,PCR 及限制性酶切分析,构建的敲除载体与设计结果相符。最后,利用这两种敲除载体通过同源重组技术得到一株重组菌,经PCR 及酶活鉴定,这株菌的Hyl 基因已缺失。     

双筛选标记打靶载体的构建及其功能鉴定

利用DNA同源重组方法(基因打靶)对动物基因组进行修饰是转基因研究的重要手段之一。为了构建一个高效的通用型基因打靶载体,本研究以pBS246质粒为骨架,在两个LoxP序列之间插入正筛选标记新霉素磷酸转移酶(neo)基因和绿色荧光蛋白(EGFP)基因;在两个LoxP序列外侧分别插入两组携带"8碱基"酶切位点的多克隆位点序列(MCS-1和MCS-2)和负筛选标记单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV-tk)基因,构建成通用型基因打靶载体pGT-V1,并且在C2C12细胞中验证了载体中各个元件的功能。该载体具有如下特点:1)在载体中引入绿色荧光标记,可以实时监控载体的转染效率,而转染效率的提高为高效基因打靶提供了保证;2)在两个LoxP位点间插入绿色荧光标记,可以直观监测打靶后遗留的筛选标记的去除情况,并且可以通过流式细胞仪或免疫磁珠法,将最终去除了筛选标记的阳性细胞(即丢失绿色荧光的细胞)分选出来,降低筛选标记在中靶细胞中可能产生的负面影响;3)采用"8碱基"酶切位点的MCS序列,便于DNA大片段的连接和重组,极大提高了该载体的通用性。总之,该载体优化了基因打靶的技术手段,为有效开展基因打靶和转基因动物研究提供了新平台。