谷氨酸棒杆菌碱基编辑的条件优化

近年来,基于CRISPR/Cas9的碱基编辑技术因其具有不产生DNA双链断裂、无需外源DNA模板、不依赖宿主同源重组修复的优势,已经逐渐发展成为一种强大的基因组编辑工具,在动物、植物、酵母和细菌中得到了开发和应用。研究团队前期已在重要的工业模式菌株谷氨酸棒杆菌中开发了一种多元自动化的碱基编辑技术MACBETH,为进一步优化该方法,提高碱基编辑技术在谷氨酸棒杆菌中的应用效率,本研究首先在谷氨酸棒杆菌中构建了基于绿色荧光蛋白(GFP)的检测系统:将GFP基因的起始密码子ATG人工突变为ACG,GFP无法正常表达,当该密码子的C经编辑后恢复为T,即实现GFP蛋白的复活,结合流式细胞仪分析技术,可快速衡量编辑效率。然后,构建针对靶标位点的碱基编辑工具,经测试,该位点可成功被编辑,在初始编辑条件下碱基编辑效率为(13.11±0.21)%。在此基础上,通过对不同培养基类型、诱导初始OD600、诱导时间、诱导物浓度进行优化,确定最优编辑条件是:培养基为CGXII,初始OD600为0.05,诱导时间为20 h,IPTG浓度为0.01 mmol/L。经过优化,编辑效率达到(30.35±0.75)%,较初始条件提高了1.3倍。最后,选取原编辑条件下编辑效率较低的位点,进行了优化后编辑条件下的编辑效率评估,结果显示,不同的位点在最优编辑条件下的编辑效率提高了1.7–2.5倍,进一步证实该优化条件的有效性及通用性。研究结果为碱基编辑技术在谷氨酸棒杆菌中更好的应用提供了重要的参考价值。     

重组枯草芽孢杆菌全细胞催化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷

2-O-α-D-甘油葡糖苷是一种在食品、化妆品、保健品及医药领域有着重大应用前景的高附加值产品,但国内仍未实现2-O-α-D-甘油葡糖苷的工业化生产,且鲜有关于2-O-α-D-甘油葡糖苷合成的相关报道。文中旨在开发一种利用食品安全级重组枯草芽孢杆菌全细胞催化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷的方法,通过构建一株异源表达肠膜明串珠菌蔗糖磷酸化酶 (Sucrose phosphorylase,SPase) 的重组枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168/pMA5-gtfA,并将其用作全细胞催化剂合成2-O-α-D-甘油葡糖苷,通过优化培养温度、时间及全细胞转化条件,提高其转化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷的产量。结果表明,重组枯草芽孢杆菌B. subtilis 168/pMA5-gtfA在30 ℃下培养20 h,菌体裂解物酶活力最大达1.43 U/mL,并且在1 mol/L蔗糖、2.5 mol/L甘油、pH 7.0、菌体OD600为40、30 ℃下全细胞转化反应48 h,共生成2-O-α-D-甘油葡糖苷189.3 g/L,平均转化速率为15.6 mmol/(L·h),蔗糖转化率约为75.1%,是目前报道的利用重组枯草芽孢杆菌催化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷的最高产量,这为2-O-α-D-甘油葡糖苷的工业化生产及应用奠定了理论和实验基础。     

日本沼虾肌抑素前体肽在枯草芽孢杆菌的表达及其对生长效果的影响

为研究日本沼虾肌抑素前体肽(MSTNpp)对生长的作用机理, 实验采用枯草芽孢杆菌表达日本沼虾肌抑素前体肽蛋白, 按照枯草芽孢杆菌的偏爱密码子, 对MSTNpp基因序列进行优化合成BsMSTNpp, 构建得到重组表达质粒pGJ105-BsMSTNpp。经枯草芽孢杆菌转化、发酵及Western blot鉴定, 结果显示重组MSTNpp蛋白分子量约为36.0 kD。重组MSTNpp表达量随发酵时间延长逐渐升高, 100h表达量相对于24h提高了10倍。为验证表达产物的生物活性, 选择平均体重为(1.52±0.11) g, 平均体长为(4.55±0.21) cm的健康日本沼虾, 随机分为4组, 每组3个重复, 每个重复200尾, 在日本沼虾基础饲料中添加0.5‰和1‰重组枯草芽孢杆菌菌剂(109 CFU/g), 作为实验组1和实验组2; 投喂日本沼虾基础饲料, 作为对照组1, 在日本沼虾基础饲料中添加1‰空白枯草芽孢杆菌, 作为对照组2; 试验周期30d。结果显示, 实验组1、实验组2日本沼虾特定生长率显著高于对照组1(P<0.05), 和对照组2间不存在显著性差异; 实验组1、实验组2的肌酸激酶(Creatine kinase, CK)活性显著高于对照组(P<0.05)。结果表明, 重组表达MSTNpp枯草芽孢杆菌能有效提高日本沼虾CK酶活性, 推测MSTNpp通过促进肌细胞增殖和分化提高肌肉组织生长, 从而进一步影响日本沼虾生长速度。实验结果可以为进一步研究肌抑素前体肽应用于日本沼虾养殖提供技术支撑。     

枯草芽孢杆菌表达与调控工具相关研究进展

枯草芽孢杆菌作为革兰氏阳性模式微生物,由于其清晰的遗传背景、高效的分泌能力以及简单的培养条件等优势被广泛的应用于生物技术产业。近年来,随着代谢工程与合成生物学的发展,枯草芽孢杆菌相关表达系统与调控工具研究也取得了很大进展。围绕枯草芽孢杆菌动态调控工具的研究进展,分别从转录水平调控和转录后水平调控两个层面上进行综述,并对调控元件在生物技术中的应用进行了讨论。最后,对未来枯草芽孢杆菌表达与调控工具的发展进行了展望。     

儿童反复呼吸道感染与肠道微生态变化的相关性

目的研究儿童反复呼吸道感染与患儿肠道微生态平衡紊乱的关系。方法选择102例反复呼吸道感染患儿为研究组,167例急性肺炎患儿为肺炎对照组,142例健康体检儿童为正常对照组。采用16S rRNA荧光定量PCR检测3组对象肠道双歧杆菌及大肠埃希菌数量,计算B/E值,并比较3组研究对象细胞免疫功能。结果正常对照组、肺炎对照组以及研究组儿童肠道双歧杆菌数量依次降低,大肠埃希菌依次增多,B/E值依次降低,差异均有统计学意义(均P0.05)。正常对照组、肺炎对照组以及研究组儿童血液中CD3~+、CD4~+细胞水平以及CD4~+/CD8~+依次降低,CD8~+细胞水平依次增高,差异均有统计学意义(均P0.05)。结论儿童反复呼吸道感染与肠道微生态失衡具有一定相关性,肠道微生态稳态的维持可为反复呼吸道感染的防治提供新思路。     

解淀粉芽胞杆菌抗真菌活性研究进展

解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)具有很强的抑制植物病原真菌的能力。其菌体细胞能产生多种酶类、脂肽类抗生素、生物表面活性素、聚酮类化合物和抑菌蛋白,同时具有诱导植物产生系统抗性(ISR)的能力,因此在工农业、种植业、养殖业、食品加工业、果蔬的采后保鲜和饲料业等行业具有重要价值。本文对解淀粉芽胞杆菌抗真菌作用、抗真菌能力提高策略、抗菌化合物合成调节、抑制真菌机制及其引发的ISR等问题进行了深入探讨和综述。     

乳果糖联合双歧杆菌三联活菌胶囊在轻微性肝性脑病患者中的应用效果

目的探讨乳果糖联合双歧杆菌三联活菌胶囊在轻微性肝性脑病(MHE)患者中的应用效果。方法选择2015年1月至2019年4月在我院消化科住院就诊的94例MHE患者为研究对象,随机分为观察组和对照组各47例。两组患者均予基础治疗。观察组患者在基础治疗上加用双歧杆菌三联活菌胶囊(630 mg/次,2次/d,温开水送服)联合乳果糖口服液(20 mL/次,3次/d,口服)治疗,连用8周。对照组患者单用乳果糖口服液治疗,剂量、用法及疗程同观察组。观察两组患者治疗前后血氨、血清内毒素(ET)、数字连接试验(NCT)时间和数字符号实验(DST)评分及肠道菌群数量的变化,并比较肝性脑病(HE)的转变率。结果治疗8周后,两组患者血氨、ET和NCT时间均较治疗前明显下降,DST评分较治疗前明显上升,且观察组变化幅度大于对照组(均P0.05)。治疗8周后,两组患者肠道双歧杆菌和乳杆菌数量较治疗前显著增加,大肠埃希菌数量较治疗前显著减少,且观察组变化幅度大于对照组(均P0.05)。治疗后观察组患者HE的转变率为8.51%(4/47),明显低于对照组的23.40%(11/47),差异有统计学意义(χ~2=3.89,P=0.049)。结论乳果糖联合双歧杆菌三联活菌胶囊能显著改善MHE患者智力测验结果,降低HE转化率,其作用机制可能与其能纠正患者肠道菌群紊乱,降低血氨水平,控制内毒素血症相关。     

鼠李糖乳杆菌LV108及其发酵乳免疫调节作用的比较

目的探讨鼠李糖乳杆菌LV108及其发酵乳对免疫抑制小鼠免疫功能的调节作用。方法将BALB/c小鼠随机分为5组,每组10只,即空白组(正常小鼠)、模型组(免疫抑制小鼠)、药物组(免疫抑制小鼠食物中添加左旋咪唑)、LV108菌悬液组(免疫抑制小鼠食物中添加LV108菌悬液)和LV108发酵乳组(免疫抑制小鼠食物中添加LV108发酵乳),除空白组外其余组构建免疫抑制小鼠模型。干预4周后,分别测定各组小鼠体质量和脏器指数,血清中白细胞介素2(IL2)、肿瘤坏死因子α(TNFα)和免疫球蛋白G(IgG)含量,血清溶血素含量、耳肿胀度和肝、脾巨噬细胞吞噬能力。结果相比模型组,LV108菌悬液组和LV108发酵乳组小鼠体质量增长速度、脏器指数、血清IL2与IgG水平、血清溶血值、耳肿胀度和巨噬细胞吞噬能力显著升高(均P<0.05);在脾脏指数、血清IL2与TNFα水平、血清溶血素含量和耳肿胀度免疫指标上,LV108菌悬液组与LV108发酵乳组之间比较差异具有统计学意义(均P<0.05)。结论LV108菌体及发酵乳对免疫抑制小鼠具备较全面的免疫调节作用,均可提高小鼠的自身免疫力;LV108发酵乳对小鼠的免疫调节作用强于LV108菌体。     

凝结芽胞杆菌生物学特性及其在家禽生产中的应用

作为一种新兴的微生物饲料添加剂,凝结芽胞杆菌既表现出类乳酸菌的益生特性,又具有芽胞杆菌抗逆性好、易储存的优点,有利于产业化及市场推广。凝结芽胞杆菌能够产生有机酸及多种酶类、修复受损的肠黏膜、抑制病原菌繁殖及促进营养物质的消化吸收,在家禽生产中受到广泛关注和应用。目前关于凝结芽胞杆菌的研究不够深入,其生物学特性及作用机制还在进一步研究中,还需加深其在畜牧业中的应用研究。本文主要对凝结芽胞杆菌近几年的研究进展及其在家禽生产中的应用进行综述,为今后凝结芽胞杆菌的研发及应用提供参考依据。     

脆弱拟杆菌BF839治疗寻常型银屑病：一项单臂、开放初步临床试验

银屑病被认为是一种T细胞主导的炎症性疾病,其发病与肠道菌群失调密切相关。脆弱拟杆菌 (Bacteroides fragilis,BF) 可通过调节T细胞的细胞因子表达起抗炎作用。目前尚无脆弱拟杆菌用于治疗银屑病的相关报道,文中率先探究脆弱拟杆菌BF839对银屑病的治疗效果。选择2019年4月至2019年10月广州医科大学附属第二医院就诊的27例银屑病患者,维持原治疗不变,口服脆弱拟杆菌BF839 12周,对比治疗前后银屑病皮损面积与严重程度指数 (Psoriasis area and severity index,PASI) 评分,统计治疗12周后药物减停率。结果表明,12周试验完成率为96.3% (26/27),12周PASI30 (PASIN定义为治疗后PASI评分下降≥N%的患者比例) 为65.4%,PASI50为42.3%,PASI75为19.2%;治疗前PASI评分为9.1±5.9,治疗12周后PASI评分为5.8±4.9,具有显著统计学差异 (P<0.01);治疗12周后皮肤瘙痒程度用视觉模拟量表 (Visual analog scale,VAS) 评分有效率为42.3%,治疗前VAS评分为2.9±2.2,治疗12周后VAS评分为2.3±2.1,无显著统计学差异 (P>0.05)。患者治疗12周内不良反应率为3.8% (1/26),其中便秘1例,药物减停率为60.0%。以上结果提示脆弱拟杆菌BF839可能对银屑病治疗有一定疗效,可降低PASI评分及药物使用率,不良反应少,值得进一步研究。