鼠伤寒沙门菌sRNA GcvB与靶基因的作用机理分析

为深入了解鼠伤寒沙门菌sRNA GcvB与靶基因的结合位点,在此前报道的鼠伤寒沙门菌GcvB调控基因基础上,本试验首先通过对部分显著调控基因进行荧光定量PCR引物的设计与合成,然后利用无痕基因重组技术分别构建鼠伤寒沙门菌gcvB基因R1、R2和R3功能基序缺失菌株,最后通过荧光定量PCR技术检测各基因在鼠伤寒沙门菌野生...     

敲除小RNA gcvB后沙门菌的转录组分析

为筛选与沙门菌小RNA gcvB相关的靶基因,采用高通量的转录组测序(RNA-seq)技术对野生型沙门菌和敲除小RNA gcvB沙门菌的mRNA进行对比分析,全面地预测GcvB的靶基因的数量与种类,通过GO和KEGG数据库对筛选基因进行比对注释,进一步分析筛选基因的主要功能及涉及的生物过程。并利用荧光定量PCR对部分差异表达基因进行验证。结果显示:差异表达基因共1 244个,其中基因表达上调678个,基因表达下调566个。GO富集分析显示,差异表达基因主要涉及氧化还原活性、铁离子结合、运动活性等分子功能,细菌鞭毛的细胞成分,细胞呼吸、钴胺素代谢过程和钴胺素生物合成过程等生物过程。KEGG数据库分析显示,差异表达基因主要参与细菌趋化性、卟啉和叶绿素代谢、不同环境中的微生物代谢、双组分系统、甲烷代谢等14个信号通路。对筛选出的10个差异表达基因进行荧光定量PCR验证,结果显示:差异表达基因相对表达量与RNA-seq测序结果基本一致。本研究为进一步探明小RNA gcvB与靶基因相互作用、小RNA的调控机制,以及沙门菌致病机制奠定了基础。     

鼠伤寒沙门菌小RNA GcvB靶基因的预测与验证

为筛选鼠伤寒沙门菌小RNA GcvB调控的靶基因,本研究通过TargetRNA2软件预测能与GcvB R1、R2和R3区产生作用的基因,将鼠伤寒沙门菌gcvB基因敲除株的转录组测序结果注释到KEGG数据库以及GO富集分析,并利用荧光定量PCR对预测的靶基因进行验证。TargetRNA2的预测结果显示,杂交能量最高的narY、yeaK、trpB和STM2732基因均能够和小RNA GcvB产生至少7个连续的碱基互补,narY、yeaK和trpB基因分别与鼠伤寒沙门菌无氧呼吸、脯氨酸与tRNA的识别以及色氨酸的合成相关。荧光定量PCR检测结果显示,narY、yeaK、trpB和STM2732基因在gcvB基因敲除条件下转录水平分别上调3.4、9.8、12.1和18.37倍。以上结果表明,narY、yeaK、trpB和STM2732基因受小RNA GcvB的负调控且可能为直接负调控。本研究为进一步探明小RNA GcvB与靶基因相互作用、小RNA的调控机制以及沙门菌致病机制奠定了基础。     

鼠伤寒沙门菌小RNA GcvB靶基因筛选和验证分析

为筛选鼠伤寒沙门菌小RNA GcvB的靶基因,本研究利用TargetRNA2程序分别预测鼠伤寒沙门菌中能与GcvB R1、R2和R3功能基序完全或部分碱基互补的靶基因,结果显示,分别预测到与GcvB R1、R2和R3功能基序具有强相互作用的靶基因共16个,所有基因均能产生与匹配功能基序至少7个连续碱基互补配对(p0.05)。进一步基于同源重组技术分别构建敲除R1、R2和R3功能基序的鼠伤寒沙门菌gcvBΔR1、gcvBΔR2和gcvBΔR3菌株,并通过荧光定量PCR检测经预测靶基因在其匹配的功能基序敲除菌株、gcvB基因敲除菌株以及野生型菌株中转录水平的变化。结果显示,鼠伤寒沙门菌gcvBΔR1、gcvBΔR2和gcvBΔR3菌株分别被敲除了功能基序R1、R2和R3,且未留下冗余序列;STM1856、metF、mltC和sbp基因在gcvB基因或gcvB R1基序被敲除情况下转录水平相对野生型菌株均下调超过200%;ybbP和speG基因在gcvB基因或gcvB R2基序被敲除情况下转录水平相对野生型菌株均下调超过200%;ampH、gshA和aroF基因在gcvB基因或gcvB R3基序被敲除情况下转录水平相对野生型菌株均下调超过200%。以上结果表明,16个预测靶基因中,STM1856、metF、mltC、sbp、ybbP、speG、ampH、gshA和aroF基因在转录水平上受小RNA GcvB的正调控,其对STM1856、metF、mltC和sbp基因的调控与GcvB R1功能基序存在显著关联(p0.05);其对ybbP和speG基因的调控与GcvB R2功能基序存在显著关联(p0.05);其对ampH、gshA和aroF基因的调控与GcvB R3功能基序存在显著关联(p0.05)。本研究为进一步探究小RNA GcvB在鼠伤寒沙门菌中的调控机制提供了参考依据。     

沙门菌中GcvB sRNA可调控aphA mRNA

aphA编码B类酸性磷酸酶,本研究旨在将沙门菌中phA以lacZ进行替换,获得△aphA∷lacZ,从而了解GcvB sRNA对aphA mRNA的调控作用.通过使用λ red同源重组、FLP/FRT重组系统、电转导等技术构建相应缺失菌株,并进行β-半乳糖核苷酸酶活实验与qPCR鉴定相应表达量变化.在qPCR实验中,相...     

沙门菌非编码小RNA RyhB研究进展

非编码小RNA(small non-coding RNA,sRNA)是一类基因组中被转录但不翻译成蛋白质的RNA分子,可在转录后水平调控基因表达。与蛋白质介导的调控系统不同,当细菌遇到不利的生长环境时,sRNA介导的调控可对环境变化做出快速应答。沙门菌RyhB-1和RyhB-2是两种相似性较高的sRNA,通过碱基互补配对方式,在调控因子作用下共同或单独调控靶基因表达。铁匮乏时,RyhB-1和RyhB-2可促进沙门菌摄取铁元素、限制胞内非必需含铁蛋白生成以及加快铁硫蛋白的储存,是沙门菌在转录后水平调控铁稳态的主要元件。此外,当沙门菌遭遇氧化应激、缺氧或酸性环境等不利环境胁迫时,RyhB可分别控制活性氧自由基的生成、平衡硝酸盐等无机物稳态、调节细菌运动性以及沙门菌毒力等应对环境变化。本文就沙门菌RyhB生理特征及其调控机制和功能进行阐述,以期为后续沙门菌RyhB的研究提供指导信息。     

鼠伤寒沙门菌ATCC13311诱导耐药株的转录组测序和分析

为研究鼠伤寒沙门菌ATCC13311和其诱导耐药株在转录组水平上的差异,使用环丙沙星为诱导药物,采用梯度浓度诱导法,诱导鼠伤寒沙门菌ATCC13311产生耐药性。构建ATCC13311和其诱导耐药株TW4的转录组测序文库并进行Illumina RNA-seq双向测序及数据分析。诱导获得ATCC13311对环丙沙星MIC值为4mg/L的耐药菌TW4。测序获得了4.46G有效数据,通过de novo拼接,获得了311条unigene,平均长度为15 587bp。拼接所得到的全序列长度为4 847 532bp,经预测4 998条基因中有4 902条得到GO注释。采用COG功能将注释基因划分为25类。初步确定TW4有3 434个基因表达量显著上升,32个基因表达量显著下降,7条代谢途径表达差异显著。利用转录组测序技术对鼠伤寒沙门菌ATCC13311和其诱导耐药株TW4进行研究,揭示了鼠伤寒沙门菌耐药性诱导前后差异表达的基因和显著变化的代谢途径,为深入研究细菌耐药分子机制及与细菌代谢途径之间的联系提供重要依据。     

减毒鼠伤寒沙门菌活疫苗载体研究进展

活载体疫苗技术的发展促使产生了更多的疫苗设计新思路.沙门菌是一种肠道细菌,目前已通过基因突变的方法构建了许多种减毒株,如GID101、GID105、X4064、ZJⅢ、Ty800、X4632、X4550、X4072和X3730等,这些减毒株被突变掉了两个或两个以上的基因,然而其基因型和血清型仍很稳定,所以人们常将其用作基因疫苗的表达载体或运送载体.现在已有许多种细菌、病毒和寄生虫的减毒沙门菌活载体疫苗被研制成功.文章对沙门菌的减毒方法,减毒沙门菌的免疫机理以及其用途和作为疫苗载体的优缺点做了简述.     

基于转录组测序筛选鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失菌的差异表达基因

旨在鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株转录组测序中分析适应环境变化及细菌分泌通路,筛选相关基因。通过使用实时荧光定量PCR对鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株转录组测序结果进行验证,从而对鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株的细菌趋化性通路、细菌双组分通路、细菌分泌通路进行深入分析,筛选相关的重要调控基因。结果显示：在细菌趋化性通路中筛选出yiaD、STM3138、STM3216和malE等4个共表达基因;在细菌分泌通路中筛选出spaP、invA、prgH、invE、spaS、invG和ssaV等7个共表达基因;在细菌双组分通路中筛选出ybfM、htrA、pagO、STM3138、STM3031、ttrB、hilD、pstS、STM1530、hilA、pgtC、hydH、pocR、STM3216、ttrR和fljB等16个共表达基因。在鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株的趋化性通路、细菌双组分通路、细菌分泌通路中筛选出差异表达基因,hfq能够对这些基因进行调控,从而影响如运动性、毒力等相关作用,为沙门菌中的sRNA与hfq后续研究及沙门菌的防治奠定一定基础。     

鼠伤寒沙门菌5'-nucleotidase基因缺失对小鼠盲肠菌群影响的研究

为探究5’-nucleotidase基因对鼠伤寒沙门菌感染小鼠盲肠菌群的影响,本研究将15只6周龄BALB/c雌鼠随机平均分为对照组、野生株SL1344组和缺失株SL1344Δ5’-nucleotidase组,对照组小鼠灌胃200μL无菌PBS,SL1344组和SL1344Δ5’-nucleotidase组分别灌胃200μL含1.0×10⁶ cfu的菌液。灌胃72 h后剖杀各组小鼠,收集盲肠内容物,采用Illumina Hiseq测序技术测定各组小鼠盲肠样品微生物16S r RNA V3-V4区序列,并比较分析其微生物群落结构、多样性和信号通路富集。结果显示,与对照组相比,SL1344和SL1344Δ5’-nucleotidase组操作分类单元(OTU)以及Alpha多样性指数Chao1和Observed species均下降,Beta多样性分析显示SL1344组部分样品分布偏远,表明SL1344和SL1344Δ5’-nucleotidase感染使小鼠盲肠微生物数目减少,且SL1344对盲肠菌群影响较大。门、纲和属水平微生物种群分析结果显示,与SL1344组相比,...     

鼠伤寒沙门菌毒力基因SptP的原核表达及生物信息学分析

【目的】试验旨在获得高效表达的鼠伤寒沙门菌SptP蛋白并进行生物信息学分析,为其功能研究和互作蛋白的筛选提供理论依据。【方法】通过PCR技术扩增SptP基因,并将该序列连接至pET-32a （+）载体,构建鼠伤寒沙门菌SptP基因原核表达载体pET32a-SptP。通过热激法将重组质粒导入大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞后经IPTG诱导表达、纯化重组蛋白,并经过SDS-PAGE和Western blotting验证;应用在线软件对SptP蛋白进行生物信息学分析。【结果】PCR成功扩增出大小为1 632 bp的SptP基因。SptP重组蛋白在大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞中成功诱导表达、纯化,得到分子质量为79.7 ku的蛋白。SptP蛋白分子式为C₂₆₂₅H₄₂₅₇N₇₄₅O₈₁₂S₂₅,分子质量为60 047.68 u,无跨膜结构,无信号肽存在,理论等电点为8.75,有57个潜在的磷酸化位点,主要定位于细胞核、细胞质、高尔基体、细胞骨架、分泌系统的囊泡、质膜,占比分别为43.5%、34.8%、8.7%、4.3%、4.3%和4.3%。SptP蛋白二级结构由α-螺旋、延伸链、β-转角及无规则卷曲组成,占比分别为43.65%、14.92%、4.42%和37.02%。【结论】本研究构建了表达SptP蛋白的重组质粒pET32a-SptP,获得分子质量为79.7 ku的SptP重组蛋白,阐明了SptP蛋白的基本理化性质和生物学功能,为后续SptP蛋白与宿主细胞互作的作用机制及鼠伤寒沙门菌新疫苗的制备提供理论基础和试验依据。     

鼠伤寒沙门菌sapC基因缺失株的构建及生物学特性分析

旨在研究鼠伤寒沙门菌ABC转运膜蛋白SapC在沙门菌致病机制中的功能。本研究利用λ-Red重组技术构建了鼠伤寒沙门菌sapC基因缺失突变株SMΔsapC,对其进行生长特性、酸性应激试验、多黏菌素B敏感性试验、生物被膜检测、胞内存活和小鼠体内毒力试验。结果显示,基因缺失株SMΔsapC与亲本菌株和互补菌株相比,其生长速度无明显差异;在酸应激条件下,SMΔsapC存活率显著低于亲本菌株;sapC基因缺失降低了鼠伤寒沙门菌生物被膜的形成能力;同时,SMΔsapC基因缺失株在鼠源巨噬细胞内的增殖能力和小鼠体内的毒力显著低于亲本菌株。研究表明,sapC基因影响鼠伤寒沙门菌的抗酸能力、生物被膜形成能力,从而影响沙门菌在体内外的毒力。本研究为进一步阐释鼠伤寒沙门菌的致病机制奠定了基础。     

鼠伤寒沙门菌cya基因的克隆表达及生物信息学分析

研究旨在克隆鼠伤寒沙门菌cya基因并对其进行生物信息学分析。以鼠伤寒沙门菌SL1344株为模板PCR扩增并克隆了鼠伤寒沙门菌cya基因,构建原核表达质粒pET-32a-cya,转化大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞,用1 mmol/L IPTG对其进行诱导表达、纯化,同时利用相关的生物信息学软件对其进行生物信息学分析。结果显示,鼠伤寒沙门菌cya基因大小为1 185 bp。经SDS-PAGE和Western blotting分析显示,在原核表达系统中主要以包涵体形式存在,蛋白分子质量大小约为58 ku。生物信息学分析表明,Cya蛋白由394个氨基酸组成,理论分子质量为44.97 ku,分子式为C₂₀₂₆H₃₁₄₆N₅₆₂O₅₇₈S₁₁,等电点（pI）为7.01,其中带负电荷残基总数（Asp+Glu）43个,带正电荷残基总数（Arg+Lys）42个。Cya蛋白无信号肽与跨膜区,为膜内蛋白,含有4个N-糖基化位点、1个O-糖基化位点、27个磷酸化位点、13个线性B细胞结合位点、11个T细胞结合位点。二级结构中α-螺旋、延伸链、β-转角、无规则卷曲所占比例分别为38.07%、19.80%、5.58%和36.55%。本试验结果为进一步研究鼠伤寒沙门菌Cya蛋白的功能及建立以Cya蛋白为抗原的免疫鉴别检测方法奠定了基础。     

牦牛miR-101的靶基因预测及生物信息学分析

本研究利用相关生物信息学软件和数据库对牦牛miR-101进行了靶基因预测与生物信息学分析。通过高通量测序获取牦牛miR-101的序列,并分析其序列保守性;选取TargetScan、miRanda、PicTar预测结果的交集并结合miRTarbase中已证实的靶基因集合,取二者并集,采用BINGO和DAVID数据库获得靶基因集合的本体注释,进行GO功能富集及Pathway信号通路富集分析。结果显示,miR-101序列在各物种间高度保守,miR-101调控的靶基因GO功能富集主要包括多细胞生物体发育、发育过程、系统发育、解剖结构发育、器官发育等基本生物学过程和蛋白连接、转录因子活性等分子功能;靶基因存在于细胞各个组分中,包括细胞质、细胞核、细胞器中;信号转导通路显著富集于MAPK信号通路（MAPK signaling pathway）、黏着斑（focal adhesion）、ErbB信号通路（ErbB signaling pathway）、Wnt信号通路（Wnt signaling pathway）、TGF-beta信号通路（TGF-beta signaling pathway）和mTOR信号通路（mTOR signaling pathway）中（P<0.05）。通过对牦牛miR-101靶基因的生物信息学分析,为进一步研究miR-101在牦牛肌肉发育中的作用奠定基础。     

猪A型塞内卡病毒感染诱导猪肾细胞(PK-15)长链非编码RNA差异表达谱的分析

为研究猪A型塞内卡病毒(SVA)感染猪肾细胞(PK-15)后对于PK-15 lncRNA表达谱的影响,本研究进行了高通量测序以检测SVA感染诱导PK-15产生的差异表达lncRNA。结果显示,在SVA感染后24 h,共诱导1043个lncRNA差异表达,其中已知的lncRNA 420个,未知的lncRNA 623个。GO富集和KEGG通路分析显示,lncRNA靶基因富集于p53信号通路、RIG-I样受体信号通路、MAPK信号通路、IgA生成的肠道免疫网络通路等。根据高通量测序结果选择了8个差异表达的lncRNA采用荧光定量PCR验证,验证结果与高通量测序结果一致。本研究初步表明lncRNA参与了SVA对PK-15细胞的感染过程,为SVA的分子机制研究提供了新的方向。     

绵羊miR-150靶基因预测及生物信息学分析

为探究miR-150在绵羊卵巢中的调控机制,本研究利用生物信息学方法对miR-150进行靶基因预测与分析。通过miRBase数据库获取miR-150成熟序列,进行序列比对和保守性分析;利用Ensemble数据库搜索miR-150前体序列,并利用PROMO在线软件对其上游2 000 bp的启动子区进行转录因子结合位点预测;通过TargetScan和miRwalk在线软件预测并取靶基因的交集,采用DAVID和KOBAS在线软件对预测靶基因进行GO功能和KEGG通路富集分析;利用Networkanalyst在线软件对靶基因进行功能性蛋白的互作分析,绘制miR-150靶基因参与的调控网络;利用YM500V2在线软件分析miR-150靶基因在不同组织和疾病中的差异表达水平。结果显示,miR-150成熟序列在不同物种间具有高度保守性;miR-150启动子区存在p53、ID1、FOXO4等转录因子结合位点。GO功能分析结果显示,主要富集在RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控等生物过程,锌离子结合、DNA结合、转录DNA模板等分子功能,以及核、核质、胞质、胞质核周区域等细胞组分。KEGG通路富集结果显示,主要富集在癌症通路、癌症中蛋白聚糖、人乳头瘤病毒感染、乳腺癌、调节干细胞多能性等信号通路。miR-150靶基因互作分析发现,靶基因PIK3R1、PIK3CB、CTNNB1与其他蛋白存在较多靶向关系,参与了雌激素信号通路、细胞衰老、磷脂酰肌醇信号系统、TGF-β等通路。根据YM500V2在线软件分析miR-150在不同组织和疾病中的表达发现,在血液中表达水平最高,在卵巢、胰腺、淋巴和皮肤中表达水平相对较高,在脑和肾上腺皮质中表达水平很低或不表达。通过对绵羊miR-150靶基因的生物信息学分析,为其功能和调控机制研究提供参考依据,为绵羊miR-150在卵巢发育中的调控机制奠定基础。