大肠杆菌外膜蛋白ompW基因敲除菌的构建及其对两种抗生素的敏感性

探讨大肠杆菌ompW基因敲除后,硫酸新霉素和氨苄青霉素对敲除菌最低抑菌浓度(MIC)和生存率的影响,进而分析OmpW的功能.[方法]运用Red重组技术将大肠杆菌K12染色体上基因ompW敲除,构建缺陷株△ompW.然后分别测定硫酸新霉素和氨苄青霉素对正常菌和△ompW菌的最小抑菌浓度(MIC)及次抑菌浓度(1/2 MIC)下K12和△ompW菌的生存率.[结果]经PCR鉴定和通过提取膜蛋白进行western blot 分析表明,成功获得ompW敲除菌.抗生素分析表明,K12菌对硫酸新霉素的MIC为8.0 μg/mL,生存率为98.0％;△ompW菌对新霉素的MIC为1.7 μg/mL,而其生存率仅为39.0％.而k12对氨苄新霉素的MIC为16.0 μg/mL,△ompW为3.3 μg/mL;1/2 MIC下K12生存率为70.4％,而△ompW为30.3％.[结论]ompW基因缺陷株对两抗生素的敏感性大大增强,表明ompW在细菌抗性方面起着关键作用.     

基因间的同源关系

同源是指从共同祖先的特性遗传下来的通常带有分歧的两个特征之间的关系。同源概念组成了进化基因组学的基础并对功能基因组学有巨大作用,但基于对同源概念的不准确理解,当前对其有诸多模糊表述,因此了解其确切含义具有重要意义。本文就同源、直系同源和旁系同源的概念和性质进行综述。     

新疆雪莲DFR基因的分离及同源遗传转化

二氢黄酮醇4-还原酶（dihydroflavonol 4-reductase,DFR）是植物重要的次生代谢产物花青素生物合成途径中的关键酶。运用RT-PCR和RACE技术从新疆雪莲(Saussurea involucrata Kar.et Kir.)中克隆得到DFR基因(GenBank登录号为JN092126)。DFR基因的cDNA全长序列含有1个1 029 bp的开放阅读框(ORF),编码343个氨基酸,该基因推断的蛋白与水母雪莲DFR基因推断的蛋白高度同源,相似性达到92%;以不同物种中DFR氨基酸序列进行比对分析,推断的蛋白含有与NADPH特异结合的结构域。将该基因运用农杆菌介导的叶片转化法进行同源转化,将含有转DFR基因的愈伤组织进行悬浮培养,紫外分光光度法测定愈伤组织的总黄酮含量,结果表明转基因愈伤组织的总黄酮含量明显高于非转基因愈伤组织的含量。该研究为提高新疆雪莲药用化学成分黄酮类物质及实现新疆雪莲花青素的人工生物合成的研究奠定基础,对解决天山雪莲资源匮乏提供参考。     

EZH2在消化系统肿瘤发生发展中的作用

消化系统肿瘤是一类由多因素和多基因异常引发的恶性肿瘤,相关基因的异常表观遗传调控与其发生和发展密切相关。果蝇zeste基因增强子人类同源物(enhancer of zeste homolog 2,EZH2)是多梳蛋白抑制复合体2(polycomb repressive complex2,PRC 2)的核心亚基,也是一种重要的负性表观遗传调控蛋白质,它通过催化组蛋白H3K 27位点的甲基化而使肿瘤抑制基因表达沉默。近年来研究发现,EZH2在消化系统肿瘤组织和细胞中高表达,并与肿瘤的增殖、侵袭和转移显著性正相关,可独立用作肿瘤患者不良预后指标。对EZH2与消化系统肿瘤相互关系的深入研究,将对这类肿瘤的治疗提供新的分子靶点和新的途径。     

胰岛素样生长因子受体Ⅰ序列结构的生物信息学分析

胰岛素样生长因子受体Ⅰ的3'UTR长度大于7 kb,结构复杂,有多种mi RNAs的结合位点,参与信号通路中MAPK及PI3K/AKT的调节和多种肿瘤的形成和发展,通过生物信息学分析知道其结构特点,为后续研究提供思路。分析表明儿童神经胶质瘤中IGF1R的3'UTR与mi RNAs结合位点突变率最高。分析IGF1R序列3'UTR的结构,mi RNAs结合位点,氨基酸序列的理化性质,亲疏水性,糖基化和磷酸化位点,二级结构和三级结构建模。IGF1R三级结构与配体IGF1的三级结构模拟分子对接,得到2种蛋白相互作用的氨基酸位置及名称。因此,通过对IGF1R 3'UTR突变,降低与mi RNAs的结合,IGF1R表达上调,同时改变与IGF1的氨基酸结合位点,降低2种蛋白的相互作用,从而抑制IGF1R的作用。     

番茄中Rpi-blb2同源基因的挖掘与鉴定

番茄晚疫病是番茄生产中的主要病害之一,经常会造成较大的经济损失。晚疫病生理小种的变异和进化常会导致番茄品种原有的遗传抗性丧失,因此不断挖掘新的抗性基因,改良番茄晚疫病抗性是番茄抗病育种的长期任务。该研究采用BLAST同源比对的方法,以马铃薯野生近缘种的晚疫病抗性蛋白序列Rpi-blb2为种子序列,在NCBI蛋白质序列数据库中检索得到11条番茄蛋白质序列,这些序列与种子序列相似性为78%~83%,属于番茄疾病抗性蛋白家族,并对该家族成员进行了基因结构、基因定位、序列保守结构域和进化关系等分析。结果表明:该家族中10条序列分布在第Ⅵ条染色体上,1条分布在第Ⅴ染色体上;6号染色体上的10序列呈现2个抗病基因簇分布,在染色体上分别占据2个和3个基因位点;10条同源蛋白是Rpi-blb2的共同垂直同源蛋白,但不具有平行同源关系,大多数成员定位于细胞质。按照蛋白质保守结构域和基因定位的不同可分为三类,第一类共4条系列,包含有DUF3542和NB-ARC两个保守结构域特征序列;第二类共6条序列,与马铃薯Rpi-blb2蛋白一样,仅包含NB-ARC保守结构域特征序列,在这2类蛋白序列的NB-ARC结构域均位于序列中部;第三类(仅包含XP_004239406.1)虽然也具有与第一类蛋白相似的DUF3542和NB-ARC结构域,但在结构域两端的非保守区序列较短,且位于5号染色体上,因此将其单独归为1类。前两类蛋白成员相应的基因具有1~2个内含子,第3类蛋白不含内含子。该研究结果为利用生物技术选育番茄抗性品种提供了理论基础。     

同源重组和重组酶Rad51的调控

同源重组是细胞非常重要的生命活动,参与维持基因组的完整性与稳定性,且与人类健康密切相关.同源重组的研究不断取得进步.本文讨论了同源重组的模式,重组酶RecA/Rad51的作用机制以及Rad51调节蛋白对Rad51入核及Rad51参与重组过程中的单链结合、同源配对、入侵及链交换阶段的调控,将有利于我们对同源重组的深入了解.     

甘蓝种质资源根肿病抗性鉴定及CRa、Crr1a同源基因分析

利用来源于湖北长阳、陕西太白、河南新野3个地方的根肿病菌对22份不同甘蓝材料进行抗病性鉴定。采用同源比对的方法,对甘蓝基因组中的大白菜抗根肿病同源基因CRa和Crr1a进行分析;同时对不同抗、感根肿病甘蓝材料中的CRa和Crr1a同源基因序列进行了扩增、测序和比对分析。结果表明:供试22份甘蓝材料对3份根肿病菌存在较大的抗感差异,推测来源于3个地区的菌种可能不是同一个生理小种;筛选出的抗性品种BDH3、Chou hybride Tekila、SW-110、CGL-8、先正达品种、SW-109将来可用作根肿病抗源和抗性基因挖掘;在甘蓝7号染色体上存在3个预测基因为CRa的同源基因,分别是Bo7g107710、Bo7g107730和Bo7g107740,其中,Bo7g107730基因在抗病材料SW-110存在较大的序列变异,推测可能与根肿病抗性相关;在甘蓝3号染色体上存在1个预测基因Bo3g164040为Crr1a的同源基因,所分析的抗、感病材料中Bo3g164040基因序列一致性极高,没有发现与抗根肿病有关的位点,说明甘蓝中Bo3g164040基因可能没有根肿病抗性功能。     

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。     

DNA组装技术

DNA组装是合成生物学研究的核心技术。随着合成生物学的发展,研究者开发了依赖于DNA聚合酶或DNA连接酶的不同DNA组装技术;为了降低组装成本和便于实现DNA组装的自动化,也发展了一些非酶依赖的DNA组装技术;而几百kb到Mb的大片段DNA的组装则多数依赖于微生物体内重组。文中主要综述了酶依赖、非酶依赖和体内同源重组三类DNA组装技术及其发展情况。