基于pDS132的基因敲除中创伤弧菌氯霉素的耐药性变化及影响

[背景]基于自杀载体的基因敲除在单基因敲除上的应用较为常见,但在多基因敲除过程中细菌耐药性的变化及对后续敲除的影响尚未明确.[目的]探究基于自杀载体pDS132的创伤弧菌vvhA与rtxA1双基因敲除株构建过程中,创伤弧菌对氯霉素耐药性的变化及对后续基因敲除的影响.[方法]基于自杀载体pDS132的同源重组法构建创伤弧...     

大肠杆菌基因组基因无痕敲除的优化方法

目的：优化大肠杆菌基因组基因无痕敲除的方法,提高无痕敲除的效率。方法：以无痕敲除大肠杆菌nanKETA基因簇为模型,利用Red同源重组系统和核酸内切酶I-SceI的筛选作用,通过两步连续同源重组无痕敲除大肠杆菌CLM37基因组中的nanKETA基因,优化无痕敲除时同源DNA长度与诱导用于筛选阳性克隆I-SceI表达的诱导剂浓度。通过比较敲除nanKETA基因前后菌株的生长曲线,研究大肠杆菌CLM37缺失nanKETA基因后的生长状态。结果：成功无痕敲除大肠杆菌CLM37基因组中的nanKETA基因,并在无痕化处理时,通过延长与基因组同源DNA的长度,由通常使用的80碱基对延长到684碱基对;并通过提高诱导筛选基因表达的四环素的浓度,由500 μg/ml提高到1000 μg/ml后,使无痕敲除效率高达90%以上。生长曲线研究表明,缺失nanKETA基因后的菌株生长状态与原菌株基本一致。结论：通过延长与基因组同源的双链核苷酸的长度和诱导筛选基因表达的四环素的浓度可显著提高无痕敲除的效率。     

基因敲除方法及其应用

基因（gene）是核酸分子中储存信息的遗传单位,是指储存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列。基因敲除（Gene knockout）是指借助分子生物学、细胞生物学和动物胚胎学的方法,通过胚胎干细胞这一特殊的中间环节将小鼠的正常功能基因的编码区破坏,使特定基因失活,以研究该基因的功能;或者通过外源基因来替换宿主基因组中相应部分,以便测定它们是否具有相同的功能,或将正常基因引入宿主基因组中置换突变基因以达到靶向基因治疗的目的。基因敲除是揭示基因功能最直接的手段之一。     

大肠杆菌基因无痕敲除技术及策略

基因敲除技术是大肠杆菌基因组减小和代谢途径改造的有效手段,其中基于同源重组原理的基因无痕敲除技术显现出其他技术所不具备的应用优势和发展潜力。该技术可以快速敲除大肠杆菌基因组中的目标基因,并且在基因组中不残留任何外源片段,所以不会干扰后续的基因操作。我们分类介绍了无痕敲除技术中所涉及载体的结构、功能及其相应的敲除策略,着重介绍了无痕敲除技术的原理及载体构建方法。     

基因敲除技术及其在微生物代谢工程方面的应用

应用基因工程技术对微生物细胞内的代谢通量进行重新设计,是获得高产高效的工业菌株的重要手段之一。基因敲除是20世纪80年代发展起来的一项重要的分子生物学技术,利用基因敲除技术可阻断细胞的代谢旁路。或通过引入突变位点改变目的产物的产量或质量而达到调节代谢流,优化代谢途径的目的。简单介绍了基因敲除技术的操作过程,重点讨论基因敲除技术的敲除策略及在微生物代谢工程方面的应用,并展望了相关技术在诸多领域的发展趋势。     

基因敲除在工业微生物育种方面的应用

微生物育种技术的发展先后经历了自然选育、诱变育种、杂交育种、代谢控制育种和基因工程育种5个阶段,其中基因工程育种技术中的基因敲除技术具有定位性强、经修饰和改造的基因能够随染色体DNA的复制而稳定地复制的特点,使人们可以有目的地去改造生物的遗传物质,从而达到微生物育种的目的,受到人们的广泛关注。就基因敲除技术的几种主要方法及其在改良工业生产菌株中的应用作简要介绍。     

Cre-LoxP系统在炭疽芽胞杆菌基因敲除中的应用及eag基因的敲除

将Cre-LoxP系统应用于Bacillus anthracis中并成功敲除eag基因.以B.anthracis基因组为模板扩增得到上下游同源臂,联合两端带有LoxP位点的壮观霉素抗性基因片段构建好同源重组载体,转化B.anthracis AP422,通过一系列筛选得到带有抗性标记的重组菌.然后,通过转入Cre重组酶表达质粒,去除抗性标记,得到eag基因缺失的重组菌,并在DNA水平、RNA水甲和蛋白质水半进行了系统的鉴定.最终建立了Cre-LoxP系统在B.anthracis中的应用方法,并成功敲除eag基因.     

四重PCR检测副溶血性弧菌及其毒力基因方法的建立

【目的】建立同时检测副溶血性弧菌tox R、tdh、trh、tlh基因的四重PCR快速检测方法。【方法】分别以副溶血性弧菌的tox R、tdh、trh、tlh 4个基因为靶基因,设计4对特异性引物,对4对引物浓度和退火温度进行优化,获得最佳引物比例和扩增条件,建立快速检测致病性副溶血性弧菌的四重PCR体系。通过特异性验证、灵敏度验证以及模拟样品检测进行方法确认。【结果】四重PCR体系扩增条带与预期相符,即115 bp(tox R)、244 bp(tdh)、418 bp(trh)、759 bp(tlh)4个目的条带;用74株副溶血性弧菌和37株非目标菌的测试结果表明,所建立的方法有良好的特异性。该方法对模板DNA的检测灵敏度为50μg/L,纯培养物的检测灵敏度为6.7×103 CFU/m L;副溶血性弧菌含量为1.36 CFU/g的人工模拟样品增菌6 h后,tox R、tlh、tdh、trh 4个基因可同时被检出。【结论】该方法可实现同时检测携带tox R、tdh、trh、tlh 4种基因的副溶血性弧菌,对开展致病性副溶血性弧菌的检测研究具有一定现实意义。     

分枝杆菌甾酮C1,2位脱氢酶基因敲除的研究

利用分枝杆菌对植物甾醇进行边链降解可产生4-AD（4-烯-雄甾-3,17-二酮）和ADD（1,4-二烯-雄甾-3,17-二酮）,ADD由4-AD在C1,2位脱氢酶(ksdD)作用下脱氢产生,这两种物质在化学结构上高度相似,难以分离。本文首先扩增出部分ksdD基因,大小为631bp,并以此为基础构建打靶载体pUC19-MK。将pUC19-MK电转分枝杆菌感受态,通过同源重组敲除分枝杆菌染色体上正常的ksdD基因,使C1,2位脱氢酶失活,以达到4-AD大量积累的目的。结果通过初筛筛选出5株转化子,进行甾体转化实验,发酵144h时,1号转化子的4-AD生成率达到17.52％,比出发菌株提高了192％,而此时ADD的生成率仅为6.12％,比出发菌株降低了89.9％。     

应用Red重组工程技术建立asd基因缺失的大肠杆菌DH108菌株

目的：建立一株新遗传表型的大肠杆菌DH10BAasd菌株。方法：应用pKD46介导的重组系统、kan／kil选择反选择系统、双链线性DNA重组技术和重叠引物介导的DNA重组技术,在菌株DH10B体内,对其染色体上的asd基因进行了基因敲除。结果：建立了一株二氨基庚二酸（DAP）营养缺陷型重组大肠杆菌DH10BAasd。结论：为进一步建立以大肠杆菌DH10B为载体的DNA疫苗或基因治疗载体奠定了基础。     

水产品中创伤弧菌和副溶血弧菌双重PCR检测方法的建立

目的 建立一种同步检测创伤弧菌和副溶血弧菌的双重PCR方法。方法 选择副溶血弧菌tlh基因和创伤弧菌vvhA基因作为靶序列各设计一对引物。用合成的引物对副溶血弧菌和创伤弧菌进行双重PCR扩增,确定特异性和最低检出限。然后用此方法对53株副溶血弧菌和7株创伤弧菌进行检测。结果 确定了双重PCR检测创伤弧菌和副溶血弧菌的最优反应条件,其中退火温度为60 ℃,方法具有较好的特异性。对副溶血弧菌的最低限为1.0×102 CFU/mL,创伤弧菌最低限为4.2×104 CFU/mL。双重PCR对分离株检测符合率达100%。结论 建立的双重PCR方法简便、快速、特异性好,可同时检测副溶血弧菌和创伤弧菌,为水产品中病原菌的基层检测提供解决方案。     

副溶血弧菌毒力评价小鼠模型的建立与应用

目的建立用于评价副溶血弧菌毒力的小鼠模型,为研究副溶血弧菌的致病机制奠定基础。方法将适宜浓度的菌液经腹腔感染4～5周龄雌性BALB/c小鼠,观察小鼠的症状及死亡数。结果高盐(2%NaCl)条件下培养的强毒株RIMD2210633,经腹腔感染107CFU的菌量,小鼠存活率为20%～30%,而环境无毒株S251的小鼠存活率为100%。结论建立了评价副溶血弧菌毒力的实验小鼠模型,并应用于不同盐分浓度培养的强毒株与环境无毒株的毒力比较实验。     

Purification and characterization of a hemolysin of Vibrio mimicus that relates to the thermostable direct hemolysin of Vibrio parahaemolyticus

A hemolysin (designated Vm-rTDH) from Vibrio mimicus (AQ0915-E13) was purified by ammonium sulfate fractionation and successive column chromatography with DEAE-Sephadex A-25, hydroxyapatite, Mono Q, Superose 12 and Phenyl-Superose. The Mr of the subunit was estimated to be about 22,000 by sodium dodecyl sulfate-slab gel electrophoresis. The isoelectric point of Vm-rTDH was approximately pH 4.9. The hemolytic activity of Vm-rTDH was stable upon heating at 100 degrees C for 10 min, similar to that of the thermostable direct hemolysin (Vp-TDH) of V. parahaemolyticus. Vm-rTDH also showed lytic activities similar to those of Vp-TDH. Immunological cross-reactivity between Vp-TDH and Vm-rTDH was demonstrated by the Ouchterlony double-diffusion test. Thus we conclude that V. mimicus produces a newly discovered type of hemolysin (Vm-rTDH) which is similar to Vp-TDH.     

副溶血弧菌EMA-PCR检测技术的建立

PCR技术被广泛应用于副溶血弧菌的检测中, 但传统的PCR技术无法区分样品中的死细菌与活细菌, 往往使检测结果出现较高的假阳性。因此, 将叠氮溴乙锭(Ethidium monoazide bromide, EMA)与PCR技术结合, 建立一种快速、准确的副溶血弧菌检测方法。以dnaJ基因为检测副溶血弧菌的靶基因, 分别用副溶血弧菌的纯培养细胞及其基因组DNA作模板进行PCR检测, 灵敏度分别为2.5×104 CFU/mL和6×102 fg/μL。在检测样品前处理过程中加入EMA, 当EMA的浓度小于5 mg/L时, EMA对活菌靶基因的扩增没有明显的抑制; 而终浓度为2 mg/L的EMA, 能有效抑制1×108 CFU/mL副溶血弧菌死菌的扩增。活菌和死菌混合体系的PCR结果表明, EMA-PCR能有效降低副溶血弧菌检测过程中的假阳性。     

谷氨酸棒状杆菌CRISPR-Cpf1和Cre/loxP基因敲除技术的比较

【背景】谷氨酸棒状杆菌的基因敲除系统较为匮乏且效率不高,难以对其进行代谢工程改造,不利于高性能工业菌株的构建及规模生产。【目的】分别采用CRISPR-Cpf1和Cre/loxP基因敲除系统对谷氨酸棒状杆菌ATCC13032(CorynebacteriumglutamicumATCC13032)基因组上的argR和argF基因进行敲除,比较两种敲除方法的优缺点,为合理选择敲除系统提供依据。【方法】特异性重组的Cre/loxP敲除系统是首先利用同源重组将基因组上的靶基因替换为两端带有重组位点loxP的kanR片段,然后由重组酶Cre识别loxP位点并发生重组反应,从而去除替换到基因组上的kanR片段,进一步利用质粒的温敏特性将其消除,从而实现靶基因的敲除。CRISPR-Cpf1敲除系统是利用Cpf1对pre-crRNA进行加工,形成的成熟crRNA引导Cpf1识别和结合到靶DNA的特定序列上并切割双链DNA分子,通过同源重组作用去除靶基因,基于质粒自身的温敏特性将其消除,从而完成基因敲除的整个过程。【结果】Cre/lox P系统可在8N+2 d内完成N轮迭代基因敲除,而CRISPR-Cpf1系统可在5N+2d内完成N轮迭代基因无痕敲除,理论上还可以一次对多个靶位点进行编辑,效率更高,但存在同源重组效率较低、假阳性率高等缺点。【结论】与Cre/loxP系统相比,CRISPR-Cpf1辅助的同源重组基因敲除方法可省时、省力地实现基因的无痕敲除,理论上还可实现多个基因的同时敲除、总体效率更高,然而编辑效率还有提高的空间。     

Cloning and characterization of a gene encoding a new thermostable hemolysin from Vibrio parahaemolyticus

A new thermostable hemolysin (delta-VPH) gene was cloned from a Kanagawa-negative Vibrio parahaemolyticus strain into vector pBR322 in Escherichia coli K12. The nucleotide and amino acid sequences had no homology with those of the thermostable direct hemolysin (TDH) which causes the Kanagawa phenomenon, and of the thermolabile hemolysin (TLH) of V. parahaemolyticus. The gene was present in all V. parahaemolyticus strains tested and also in one strain of V. damsela.     

荧光定量PCR法检测副溶血弧菌tlh和tdh基因的表达差异

副溶血弧菌是广泛存在于近海区域,盐湖和海产品中的食源性致病菌,会引起大规模的食物中毒。TLH(不耐热溶血毒素)和TDH(耐热直接溶血毒素)是副溶血弧菌最主要的毒力基因,通过比较毒力基因的表达量可以间接比较同种菌株在不同应激条件下以及不同菌株之间的毒力差异。本文以在不同条件下培养的3株Vp为材料,分别提取其总RNA,以16S rRNA为内标基因,运用荧光定量PCR技术检测副溶血弧菌TLH和TDH基因在不同应激条件下的表达差异。结果表明:不同菌株和同种菌株在不同应激条件下tlh、tdh基因表达差异均显著;tlh的最适表达条件分别为5%盐度和20°C;tdh的最适表达条件分别为1%盐度和25°C。运用SPSS软件对实验结果进行统计学分析表明:菌株对tlh表达的影响大于盐度大于温度;菌株对tdh表达的影响大于温度大于盐度。     

Polymorphism and gene conversion of the 16S rRNA genes in the multiple rRNA operons of Vibrio parahaemolyticus

The genome sequence of a strain of Vibrio parahaemolyticus holds 11 copies of rRNA operons (rrn) with identical 16S rRNA genes (rrs). Conversely, the species type strain contains two rrs classes differing in 10 nucleotide sites within a short segment of 25 bp. Furthermore, we show here that the sequence of this particular segment largely differs between some strains of this species. We also show that of the eleven rrn operons in the species type strain, seven contain one rrs class and four the other, indicating gene conversion. Our results support the hypothesis that the rrs differences observed between strains of this species were caused by lateral transfer of an rrs segment and subsequent conversion.