噬菌体重组酶系统在合成生物学中的应用*

合成生物学技术采用工程化设计理念,对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成,对重塑非自然功能的“人造生命”具有重要意义。噬菌体重组系统具有高效、精确和广谱适用性等特点,在基因工程、代谢工程以及生物治疗等合成生物学领域得到了广泛的应用。从基因电路、体内遗传改造和体外重组等方面全面阐述了噬菌体重组系统在合成生物学研究的现状及热点,对当前该系统的局限性进行了探讨,并就未来的研究和发展趋势进行了展望。     

Neurturin嵌合神经营养因子重组腺病毒的构建及体外活性测定

Neurturin是神经营养因子家族成员,研究发现体外表达的重组Neurturin能够促进多巴胺能神经元的存活,对帕金森氏病的基因治疗有重要意义。但有研究指出野生型Neurturin在细胞中不能完成加工进而不能被分泌到胞外。因此实验对野生型Neurturin进行改造,将NGF的信号肽与Neurturin的成熟肽进行拼接,形成一种嵌合的NGF/NTN基因,并将该基因插入重组腺病毒基因组中,在AD-293细胞中包装获得重组腺病毒。通过免疫荧光和Western blotting证实Neurturin能够在胞内表达,并且能够对其进行加工最后分泌至胞外。最后通过鸡胚背根神经节培养实验证明该嵌合基因能够表达具有明显活性的Neurturin。     

人血小板生成素重组载体的构建与体外表达

应用基因克隆技术,以人ＴＰＯｃＤＮＡ为目的基因,构建真核细胞表达重组体ＶＲＴＰＯ,藉脂质体将其转染于ＮＩＨ３Ｔ３细胞,应用ＰＣＲ、ＲＴ－ＰＣＲ及Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹等技术对其转染及表达情况进行鉴定．结果表明：ＶＲＴＰＯ构建成功,在ＮＩＨ３Ｔ３细胞可表达人ＴＰＯ,为应用人ＴＰＯｃＤＮＡ进行质粒ＤＮＡ骨骼肌直接注射于动物体内的基因治疗研究奠定了基础     

通过细菌基因重组的科学史解析一道实验题

通过细菌基因重组研究的科学史,从命题背景的角度对一道实验题进行了详细的解析。其中几个经典实验的方法和原理,可以作为中学生物学探究性学习的素材。     

重组痘苗狂犬病毒糖蛋白的构建、表达及其遗传稳定性研究

狂犬病毒糖蛋白基因的痘苗病毒表达质粒 pWS 4在鸡胚细胞内与野生型痘苗病毒天坛株 (痘苗病毒 )同源重组 ,经蚀斑纯化 ,获得表达狂犬病毒糖蛋白基因的重组痘苗病毒 (重组病毒 )。该重组病毒DNAdotblot显示强阳性信号 ,间接免疫荧光试验胞膜及胞浆均见到强阳性荧光反应 ,Westernblot分析仅在 6 4ku处呈现一条狂犬病毒非融合性糖蛋白带。免疫小鼠和狗 ,第 2 8d抗狂犬病毒中和抗体滴度分别达 2 4 30和 >6 96。初免后 14d用 5 0～ 10 0LD50 狂犬病毒CVS株对小鼠脑内攻击 ,保护率达 80 %以上。致病性明显减弱。从第 11代起连续传至 30代 ,病毒纯度、病毒滴度、血凝滴度、蛋白的表达、抗原活性和保护性均无差异 ,说明该重组病毒有良好的遗传稳定性。     

核酸外切酶Ⅷ截短体的重组表达及其在体外DNA重组反应中的应用

核酸外切酶Ⅷ(ExonucleaseⅧ,ExoⅧ)是一种不依赖于ATP的dsDNA 5?-3?核酸外切酶,可作为体外DNA重组反应极具应用价值的候选蛋白。目前关于ExoⅧ在体外DNA重组反应中的应用尚未有文献报道。本研究构建了保留完整外切活性的截短ExoⅧ(Truncated exonucleaseⅧ,tExoⅧ)的重组表达载体pET28a-tExoⅧ,实现了tExoⅧ在大肠杆菌中的高效表达,在纯化获得高纯度蛋白的基础上,对体外重组反应的温度、反应时间、同源臂长度等因素进行了优化分析。研究结果表明,tExoⅧ在大肠杆菌中以可溶性形式高效表达,每升可纯化92.40 mg tExoⅧ,比活力为1.21×10~5 U/mg;在10μL的重组体系中,2.5 U的tExoⅧ于25℃反应12.5min随后50℃保温50 min时重组效率最高。添加Pfu DNA聚合酶的体外同源臂延伸策略可以有效提高重组克隆的效率。以转化效率为2.2×10~6 CFU/μg的Mach1T1为受体细胞,对于含有21 bp同源臂的1 kb片段与5.8 kb线性化载体的重组,每微克载体可形成1.1×10~4个重组克隆,且阳性率大于80%。同源臂长度在8–21bp范围内,重组反应效率随着同源臂长度增加而提高。在最佳反应条件下,同源臂长度仅为8bp仍可实现有效的重组反应。ExoⅧ介导的体外重组体系具有酶制备方法简单、对DNA的克隆无酶切位点限制及高重组克隆效率等显著优点,是分子生物学领域具有潜在应用价值的高效基因克隆新体系。     

人重组Fas配体体外诱导细胞周期特异性凋亡模型的建立及其意义

以Molt-4、Jurkat细胞株和外周血淋巴细胞(peripheralbloodlymphocyte,PBL)为靶细胞,检测细胞膜上Fas的表达。人重组Fas配体(recombinanthumanFasligand,rhFasL)诱导细胞6～36h后用改良后的API等方法检测细胞凋亡及诱导凋亡过程中细胞周期蛋白的变化,探讨Fas介导的细胞凋亡与细胞周期的关系。结果显示:rhFasL诱导Molt-4、Jurkat细胞株和植物血凝素刺激进入细胞周期的PBL的凋亡具有细胞周期特异性并始动于G1期;而G0期PBL的细胞膜上虽然也有Fas的表达,但不能诱导细胞凋亡。研究还发现rhFasL诱导细胞凋亡时G1期的细胞周期蛋白D3明显升高,细胞周期蛋白E明显下降。以上结果表明rhFasL体外诱导的细胞凋亡发生在晚G1期,细胞凋亡的发生与细胞是否通过限制点进入细胞周期有关,细胞凋亡发生于晚G1期是G1期细胞周期蛋白E的下降和检测点的监督导致DNA受损的细胞不能通过G1/S交界的结果。     

重组腺病毒介导VEGF121 cDNA体外转移与表达

构建携带VEGF12 1cDNA重组复制缺陷型腺病毒表达载体 ,制备重组腺病毒 ,该腺病毒能介导VEGF12 1cDNA基因促进人脐静脉血管内皮细胞增殖 ,促进毛细血管管腔样结构形成 .ELISA检测表明VEGF12 1cDNA基因表达产物分泌至培液上清 ,并显示强烈血管通透作用 .为进一步利用重组腺病毒介导VEGF12 1cDNA进行缺血性疾病的基因治疗奠定良好的基础     

2型重组腺相关病毒体外转导培养细胞的研究

为揭示2型重组腺相关病毒感染哺乳动物细胞的一些转导特征,构建并制备了一种携带萤火虫荧光素酶基因的重组2型腺相关病毒rAAV2-Luc,研究了该重组病毒体外转导哺乳动物细胞的量效关系;肝素对转导的拮抗作用;rAAV2的竞争抑制作用;丁酸钠对表达水平的增强作用.结果显示,在一定范围内,随着rAAV2-Luc感染细胞的感染复数(MOI即每个细胞感染的病毒基因组数)值增高,荧光素酶的表达水平也增高;但更高的MOI(＞107)反而使荧光素酶的表达水平下降.肝素可特异性阻断rAAV2介导的荧光素酶表达.携带不同基因的2种rAAV2病毒相互具有明显的竞争抑制作用.丁酸钠可显著增强rAAV2介导的荧光素酶表达水平.本研究对rAAV2载体介导的基因转移研究具有一定的指导意义.     

丝状真菌瑞氏木霉生产重组蛋白的分子生物学研究进展

瑞氏木霉是自然界中普遍存在并有重要经济意义的一种丝状真菌,作为工业生产菌株生产多种水解酶类已有多年历史。本文报道了用基因工程手段对瑞氏木霉进行遗传改造,构造具新性状的重组菌株,用以过量产生同源和异源蛋白类物质的分子生物学研究进展。包括利用ＣＢＨＩ基因的强启动子在瑞氏木霉中过量表达瑞氏木霉内切葡聚糖酶、小牛凝乳蛋白酶、人抗体片段、哈茨木霉几丁质酶、Ｈｏｒｍｏｃｏｎｉｓｒｅｓｉｎａｅ葡萄糖淀粉酶等同源和异源蛋白以及利用在葡萄糖上强表达的启动子生产纤维素酶等遗传工程进展情况。     

重组PAI－2对肿瘤细胞降解细胞外基质的影响

重组ＰＡＩ－２对肿瘤细胞降解细胞外基质的影响曹祥荣（南京师范大学生物系,２１００２４）关键词纤溶酶原激活剂抑制剂－２,基因重组,细胞外基质降解肿瘤细胞转移过程中最重要的因素是肿瘤细胞侵袭能力,其生化过程即为细胞外基质（ＥＯＭ）降解作用。纤溶酶系统（纤...     

我国D2-43病毒株PrM-E基因的重组SFV的制备及生物学鉴定

 为构建含PrM E基因的重组SFV病毒 ,将含我国登革 2型病毒PrM E基因的SFV表达载体和辅助载体DNA线性化后 ,进行体外转录 .然后将获得的 2种RNA转录物共转染BHK2 1细胞 ,以RT PCR法证明转染后的细胞培养上清中含有重组SFV .进一步将该重组病毒经蛋白酶激活后可使BHK2 1细胞产生细胞病变 ,并且以间接免疫荧光法在感染细胞内可检测到登革 2型病毒所特有的蛋白 .含我国登革 2型病毒PrM E基因的重组SFV的获得 ,为进一步观察该重组病毒的免疫原性奠定了基础 ,从而为登革新型疫苗的研制提供新途径     

藻蓝蛋白和藻红蓝蛋白β亚基半胱氨酸的定点突变及体外重组研究

为研究藻蓝蛋白 (PC)和藻红蓝蛋白 (PEC) β亚基 (分别简称为 β PC、β PEC)生物合成、结构与功能的关系 ,用MegaprimerPCR定点突变技术设计 β PC、β PEC中与藻蓝胆素连接的第二个半胱氨酸的定点突变蛋白质 β PC(C15 5I)和 β PEC(C15 5I)。将相应的基因片段亚克隆于表达载体pET 30a,并转化大肠杆菌BL2l(DE3)。经IPTG诱导后 ,β PC(C15 5I)和 β PEC(C15 5I)在大肠杆菌中均得到了高效表达。β PC(C15 5I)和 β PEC(C15 5I)与藻蓝胆素的重组结果表明两个突变体的结构基本没发生改变 ,有利于对 β PC和 β PEC的生物合成进行进一步研究。     

格特隐球菌核基因、交配型位点和线粒体基因的多位点序列分型及重组分析

研究格特隐球菌VGI和VGII基因型菌株间线粒体基因重组与核基因、交配型位点重组间的关系。采用分子鉴定区分受试格特隐球菌的血清型、基因型和交配型;选取包含核基因和线粒体基因10个位点的多位点序列分型（ MLST）进行基因型和系统发育分析;采用同质性检验评价基因系谱间的一致性。多位点的序列和系统发育分析结合同质性检验表明,受试位点中,仅ATP6位点发现VGI和VGII菌株间基因的杂交和重组,该基因系谱与其余位点的基因系谱呈现不一致性。结果显示,受试的部分VGI菌株中的ATP6位点含有VGII菌株的基因序列,表明VGI和VGII菌株间线粒体基因的重组;没有发现核基因及交配型位点中两者间的重组,提示VGI和VGII菌株间线粒体基因的重组现象与交配行为无关。     

基于L5178Y细胞体外Pig-a基因突变试验方法的建立与初步探索

利用小鼠淋巴瘤细胞L5178Y tk+/--3.7.2C和阴性化合物Glc、NaCl及阳性化合物EMS、ENU、4-NQO、B(a)P建立并验证基于哺乳动物细胞的体外Pig-a基因突变检测方法。计算细胞相对倍增速率评价细胞毒性,抗体标记突变型细胞确定流式检测模板,L5178Y细胞经EMS处理后第4、8、12、16、20天检测Pig-a基因突变频率,确定最大突变频率发生时间点,免疫荧光技术检测CD90蛋白在细胞中的定位情况,采用PCR方法进行突变位点分析。结果表明(:1)Glc、NaCl、EMS、ENU、B(a)P、4-NQO所设浓度组RPD均大于50%。(2)Pig-a基因突变频率在给药后第8天出现峰值。Glc和NaCl致Pig-a基因突变频率均小于200×10-6,各浓度组与溶剂对照组间不存在显著性差异(P>0.05),EMS、ENU、B(a)P、4-NQO均可引起Pig-a基因突变频率增加,且与溶剂对照组相比存在显著性差异。(3)免疫荧光成像显示突变型细胞表面无CD90蛋白,野生型细胞正常表达CD45,CD90蛋白。(4)基因突变位点检测显示存在G→C、A→C、C→T三种突变类型。基于小鼠淋巴瘤L5178Y细胞分别在有无S9代谢活化条件下成功建立体外Pig-a基因突变的遗传毒性检测方法,旨为化合物体外遗传毒性评价或药物研发早期遗传毒性筛选提供新方法。     

重组腺病毒介导VEGF121 cDNA体外转移与表达

构建携带VEGF₁₂₁ cDNA重组复制缺陷型腺病毒表达载体,制备重组腺病毒,该腺病毒能介导VEGF₁₂₁ cDNA基因促进人脐静脉血管内皮细胞增殖,促进毛细血管管腔样结构形成.ELISA检测表明VEGF₁₂₁ cDNA基因表达产物分泌至培液上清,并显示强烈血管通透作用.为进一步利用重组腺病毒介导VEGF₁₂₁ cDNA进行缺血性疾病的基因治疗奠定良好的基础.     

H5亚型禽流感重组鸡痘病毒活载体疫苗的构建及其遗传稳定性与免疫效力

以鹅源H5亚型禽流感病毒(AIV)基因组为模板,用RTPCR扩增血凝素（Hemagglutinin, HA）基因,克隆入鸡痘病毒表达载体pFG1175,转染鸡痘病毒感染的鸡胚成纤维细胞,通过蓝斑筛选和间接免疫荧光检测,获得表达HA基因的重组鸡痘病毒（Recombinant fowlpox virus, rFPVHA）。rFPVHA经鸡胚成纤维细胞连续传15代后,报告基因LacZ和HA基因可稳定表达。用103PFU和105PFU的rFPVHA免疫无特定病原体的(Specific pathogen free, SPF)鸡,免疫后22d 血凝抑制(Hemagglutinin inhibition,HI)抗体监测阳性率分别为0%和20%,但均抵御了H5亚型毒株的致死性攻击,保护率为100%。结果表明,构建了表达HA基因的重组鸡痘病毒,该重组病毒具有良好遗传稳定性,免疫鸡可提供完全保护,显示出了一定的应用前景。     

通过染色体外同源重组建立乳腺中表达外源基因的转基因小鼠

为研究染色体外重组方法在创建转基因动物中的应用,选取牛asl酪蛋白基因的5′及3′侧翼区和氯霉素乙酰化酶编码区,构建了两个具有3 kb相互重叠的融合基因.将这两个DNA片段末端脱磷酸后,以摩尔比1:1的比例混合,通过显微注射导入小鼠受精原核,最后获得了11个品系的转基因小鼠.对其中10个品系的小鼠的整合分析表明,所注射的两个DNA片段均发生了染色体外同源重组,而且除了 1个品系的小鼠丢失了大约1kb的序列外,其余品系小鼠的重组产物与预想的结构符合.在当代和后代的转基因小鼠乳汁中均可测到氯霉素乙酰化酶的活性.这表明融合基因在转基因小鼠乳腺中得到表达和分泌,也说明显微共注射两个相互重叠的基因片段是建立转基因动物的一个可行途径.     

SV40病毒和多瘤病毒:通过DNA体外重组对它们进行分析以及用它们做真核系统的载体

在过去的二十年里,致瘤的乳多泡病毒(Papovaviruses)--猿猴病毒40(SV40)和多瘤病毒(Polyoma Virus),已经成为使人们产生强烈兴趣的对象。这是由于它们具有两种生物学特性。第一,它们是致瘤的,当把它们接种到适当的实验动物时,就会诱导出肿瘤。现代病毒学尚未解决的主要问题之一,就是这些病毒把一个正常细胞转化