单增李斯特菌谷氧还蛋白调控氧化应激相关基因转录的研究

本实验室前期对单增李斯特菌(LM)谷氧还蛋白(Grx)转录组数据进行了分析，在此基础上为了对Grx调控细胞色素氧化酶等应激相关基因(lmo0722、qox A、qox B、gr)的转录及其作用机制研究，本研究将Δgrx与野生株EGD-e经4 mmol/L肼应激后，分别提取总RNA并反转录为cDNA作为模板，利用RT-q PCR检测Grx调控细胞色素氧化酶等应激相关基因转录情况，结果显示，Δgrx与野生株EGD-e相比，grx基因缺失引起qox B、qox A、gr、lmo0722等基因的转录水平显著上调(分别上调30、29、17和5.6倍)。利用李斯特菌穿梭质粒构建携带调控基因启动子序列的gfp报告质粒，电转化至野生株EGD-e和缺失株Δgrx感受态细胞中，获得含GFP的重组报告菌株。将这两种含GFP的重组报告菌液分别加入4 mmol/L肼后检测荧光强度，结果显示，EGD-e携带的GFP荧光数值显著低于缺失株Δgrx (P<0.01)，进一步表明Grx参与调控上述应激相关基因的转录。将扩增的lmo0722、qox A、qox B和gr基因的启动子和Grx、Prf A和GAPDH重...     

单核细胞增生性李斯特菌的主要毒力因子及其致病机理

单核细胞增生性李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)是重要的食源性人兽共患病原菌,LM的致病性与毒力因子密切相关,研究其毒力因子对于充分了解李斯特菌病的致病机制及有效防制该病有重要意义。作者对LM的毒力因子(如李斯特溶血素、肌动蛋白聚合蛋白、C型磷脂酶、内化素、细胞壁水解酶、酰胺酶及毒力调节因子如转录活化因子和应答调控因子等)和致病机理进行了综述。     

肠炎沙门菌非编码小RNA isrC基因缺失株的致病性

细菌非编码小RNA(sRNA)是一类可在转录后水平调控基因表达的调节子。IsrC是存在于鼠伤寒沙门菌毒力岛上的一种与毒力相关的sRNA,可调节巨噬细胞存活蛋白MsgA的表达。本研究克隆了肠炎沙门菌50336菌株isrC基因,通过λ-Red同源重组系统构建了isrC缺失突变株50336△isrC,并利用表达载体pBR322构建了回补株50336△isrC/pisrC。将野生株,isrC突变株和回补株分别接种1日龄清远麻鸡,比较三者之间的致病性差异。结果显示,肠炎沙门菌isrC基因与鼠伤寒沙门菌同源性为100%;成功构建了isrC缺失突变株和回补株;野生株,突变株和回补株对雏鸡的半数致死量(LD50)分别为2.81×108 CFU,2.02×108 CFU和3.10×108 CFU,相比野生株50336,突变株50336△isrC的LD50明显下降,表明isrC基因的缺失增强了肠炎沙门菌的毒力。     

家蚕核型多角体病毒orf61基因缺失对病毒复制和各时期基因转录的影响

orf61是杆状病毒晚期表达的核心基因之一。为了研究家蚕核型多角体病毒(Bm NPV)orf61基因的功能,利用Red重组技术与Bac-to-Bac系统分别敲除和异位补回orf61基因,构建了orf61缺失型病毒orf61-ko-Bacmid以及补回型病毒orf61-reBacmid,然后分别转染家蚕培养细胞Bm N,调查orf61基因缺失对Bm NPV复制和不同时期基因转录的影响。检测orf61基因缺失型病毒转染Bm N细胞液上清中的病毒滴度为0,说明orf61基因缺失导致病毒不能形成有感染活性的芽生型病毒粒子(BV);荧光定量PCR分析orf61基因缺失会显著地降低病毒基因组的复制水平,进而导致病毒各个时期基因转录水平极显著下降(P0.01)。此外,通过体外EMSA试验和构建双荧光素酶报告基因系统,检测ORF61蛋白对多角体蛋白基因polh启动子的调控作用,结果显示该蛋白质是polh基因转录的负调节因子。研究结果有助于深入阐释Bm NPV orf61基因在病毒基因组复制中的作用以及对极晚期表达的多角体蛋白基因polh的转录调控作用。     

家蚕核型多角体病毒lef5基因对病毒基因组复制和转录调控的影响

lef5是杆状病毒的核心基因之一。构建家蚕核型多角体病毒(BmNPV)lef5基因敲除型病毒lef5-ko-Bacmid和补回型病毒lef5-re-Bacmid,研究lef5基因在BmNPV的基因组DNA复制及各时期基因转录调控中的作用。透射电子显微镜下观察lef5-ko-Bacmid转染BmN细胞后不能产生具有侵染活性的病毒粒子(BV)。荧光定量PCR(qPCR)发现lef5基因缺失对病毒基因组DNA的复制没有明显影响,但会导致病毒各时期基因的转录水平显著下降。进一步通过检测由BmNPV多角体蛋白基因(polh)启动子驱动的荧光素酶活性变化,明确lef5基因对polh基因启动子的调控作用,结果表明lef5基因对polh基因启动子有显著的正调控作用。研究结果提示,lef5基因缺失后不影响BmNPV基因组DNA的复制,但会影响病毒早期、晚期、极晚期基因的转录表达。     

肠炎沙门菌非编码小RNA RyhB调控SopE蛋白的表达研究

为研究肠炎沙门菌(SE)50336非编码小RNA(RyhB-1、RyhB-2)对毒力蛋白SopE的调控作用,利用pET原核表达系统表达SE50336 SopE蛋白,免疫BALB/c小鼠获得SopE蛋白的特异性多克隆抗体(多抗)并分析制备血清的特异性。通过Western-blot检测野生株SE50336、RyhB单缺失株(SE50336 ΔryhB-1、SE50336 ΔryhB-2),以及RyhB双缺失株(SE50336 ΔryhB-1ΔryhB-2)中SopE蛋白的表达水平,分析RyhB对SopE的调控作用。结果显示:成功构建重组质粒pET28a-sopE,转化BL21(DE3)感受态细胞后,在IPTG 0.3 mmol/L、温度37℃、转速220 r/min、诱导时间4 h的条件下,SopE蛋白在包涵体中表达;Western-blot结果显示制备的多抗可特异性检测肠炎沙门菌SopE蛋白;与野生株相比,RyhB单缺失株SopE蛋白表达量下降,双缺失株下降更明显,表明RyhB-1和RyhB-2均可上调SopE蛋白的表达。以上结果为进一步研究RyhB-1和RyhB-2对SopE的调控作用机制奠定基础。     

单增李斯特菌感染并调控宿主丙酰辅酶A羧化酶α(PCCA)的研究

为探究单增李斯特菌感染与宿主丙酰辅酶A羧化酶α (PCCA)表达的相互影响机制，本研究将单增李斯特菌野生株(LM-EGD-e)以MOI 200感染He La细胞5 h后，利用q RT-PCR检测感染LM-EGD-e后HeLa细胞中Pcca基因的转录水平变化，结果显示LM-EGD-e感染HeLa细胞中Pcca基因的转录水平无明显变化(log2FC=-0.305)；采用相应试剂盒分别提取感染后的He La细胞蛋白和线粒体蛋白，采用western blot检测PCCA蛋白表达变化，结果显示，LM-EGD-e感染后的HeLa细胞中，以及线粒体中PCCA蛋白表达水平均无显著变化(P>0.05)。PCR扩增Pcca基因后构建p CMV-N-HA-PCCA重组质粒，并经PCR和测序鉴定正确后转染HeLa细胞中过表达PCCA蛋白后，利用q RT-PCR检测HeLa细胞中Pcca基因的转录水平，收集细胞总蛋白采用western blot检测PCCA蛋白表达水平，结果显示，与转染空载体的细胞相比，转染重组质粒的HeLa细胞中Pcca基因的转录水平上调(log2FC=8.454)，且细胞内PCCA蛋白...     

肉桂油口服液抗沙门菌Ⅲ型分泌系统的作用机制

为分析肉桂油口服液对沙门菌Ⅲ型分泌系统的抑制作用及机制,以鸡白痢沙门菌CVCC1798和鼠伤寒沙门菌SL1344为研究对象,基于主要毒力因子SipA的分泌表型,利用蛋白免疫印迹和荧光定量PCR分析检测肉桂油口服液对沙门菌主要毒力因子SipA和SipB分泌的影响及机制。结果显示,肉桂油口服液在不影响细菌生长的浓度范围内,可抑制沙门菌Ⅲ型分泌系统活性及其入侵细胞的能力。蛋白免疫印迹表明肉桂油口服液降低沙门菌Ⅲ型分泌系统主要效应蛋白SipA和SipB的分泌及调控蛋白HilA的表达。荧光定量PCR分析发现肉桂油口服液抑制沙门菌Ⅲ型分泌系统效应蛋白及调控蛋白的转录水平。结果提示肉桂油口服液可有效抑制Ⅲ型分泌系统效应蛋白及调控蛋白的转录和分泌,表明肉桂油口服液是一种潜在抗沙门菌感染先导复合物。     

FliC蛋白R91S突变对肠炎沙门菌鞭毛形态和小鼠体内定植的影响

沙门菌血清D群3个血清型FliC蛋白氨基酸序列比对分析表明肠炎沙门菌与鸡伤寒沙门菌完全相同，二者与鸡白痢沙门菌存在第91位氨基酸位点差异。本研究旨在探究肠炎沙门菌FliC蛋白第91位精氨酸突变对鞭毛形态、细菌运动性和小鼠体内定植能力的影响。运用λ-Red同源重组技术删除肠炎沙门菌CICC10467 fliC基因，构建系列反式回补突变株，通过体外生长特性试验和Western blot试验分析各菌株生长和FliC蛋白表达情况，运动性试验分析各菌株在半固体琼脂中的泳动能力，电子显微镜观察各菌株鞭毛形态，细胞感染试验分析各菌株的细胞黏附和入侵能力，动物感染试验分析各菌株的组织侵染能力。结果表明，fliC基因缺失株及点突变回补株与野生株的体外生长能力无显著差异（P ≥ 0.05）。fliC基因缺失后肠炎沙门菌不表达鞭毛蛋白，各点突变回补株与野生株鞭毛蛋白表达量无明显差异。FliC蛋白R91S突变导致肠炎沙门菌鞭毛形态由超螺旋形态转变为钝直、柔韧度减弱，运动性显著降低（P<0.000 1），对RAW264.7和HCT116细胞的黏附入侵能力显著下降（P<0.001），对BALB/c小鼠的器官侵染能力显著减弱（P<0.001）。综上表明，FliC蛋白第91位精氨酸对维持细菌运动性至关重要，第91位精氨酸突变能够显著改变肠炎沙门菌鞭毛形态，减弱肠炎沙门菌在小鼠体内定植能力。     

非编码小RNA(RyhB)调控禽致病性大肠杆菌毒力相关基因的分析

以小RNA(RyhB)为研究对象,探索RyhB对禽致病性大肠杆菌相关毒力基因的调控研究。采用Red同源重组技术构建APEC野生株(AE17)RyhB的缺失株△RyhB以及构建出回复株△RyhB-comp。运用活菌计数法分别观察AE17、△RyhB、△RyhB-comp黏附鸡胚成纤维细胞DF-1的能力,并且利用Real-time PCR检测AE17、△RyhB和△RyhB-comp的8个毒力基因转录水平。结果成功构建出了基因缺失株△RyhB和回复株△RyhBcomp,△RyhB黏附细胞能力较AE17均有显著地降低,约为AE17的62.5%,△RyhB-comp较△RyhB黏附能力显著上升,为△RyhB的1.4倍。同时,Real-time PCR结果显示,△RyhB的bcfA、fyuA、tsh、luxS、fimC、ompA毒力基因的转录水平均极显著下降(P0.01),其mRNA转录水平分别约为AE17的19%、52%、20%、14%、28%、52%;△RyhB的iss、ibeA毒力基因表达水平分别上调约1.14倍和1.2倍。表明RyhB的缺失能够减弱APEC黏附DF-1的能力,并且使毒力基因的转录水平有所降低。根据以上结果,推测RyhB对APEC的毒力具有极其重要的调节作用。     

调控民猪ZBED6基因转录元件的筛选与分析

ZBED6是锌指蛋白家族的一员,在胎盘哺乳动物中极其保守,可通过对IGF2的调控参与骨骼肌生长。为进一步探究ZBED6基因自身的表达调控机制,本研究以民猪基因组DNA为模板,通过常规PCR扩增ZBED6基因启动子区系列截短片段,构建克隆质粒,通过双酶切和连接反应定向连入pGL3-basic载体,利用PK15细胞和双荧光素酶检测系统测定重组质粒的相对荧光素酶活性;利用在线软件预测启动子区的转录因子结合位点,使用重叠PCR定点缺失转录因子结合位点,构建突变载体并在PK15细胞中检测突变载体的相对荧光素酶活性。结果表明:ZBED6基因启动子区-2053^-1777 bp存在多个转录因子结合位点,尤其是-1808^-1777 bp,该片段缺失造成启动子活性下降(P<0.01);利用在线软件在该区间预测到3个转录因子HINFP、Adf-1和CREB3,经实验验证后发现这3个转录因子均可调控ZBED6基因的转录,其中Adf-1效果最为明显。据此推测,民猪ZBED6基因的转录调控机制较为复杂,其启动子区存在HINFP、Adf-1和CREB3等多个调控元件的结合位点。     

单核细胞增生李斯特菌溶血素hly基因缺失株和回补株的构建

单核细胞增生李斯特菌(简称单增李斯特菌)为革兰染色阳性菌,在人类与动物生活环境中均广泛分布,为人畜共患病原菌。李斯特菌溶血素O(LLO,由hly编码)作为李斯特菌重要毒力因子主要在细菌裂解并逃逸吞噬体中起作用,但其潜在的分子机制尚待深入解析。以单增李斯特菌EGD-e为参考菌株,通过PCR分别扩增hly基因的上、下游同源臂序列(各约500bp),选用SOE PCR方法将同源臂整合连接成融合片段。经BamHⅠ/SalⅠ酶切、连接后克隆至李斯特菌温敏型穿梭质粒pKSV7中得到重组质粒pSL081,测序验证后电转至EGD-e感受态细胞中,在温度变化及抗生素双重选择压力下筛选获得hly基因缺失株Δhly。同时,设计引物扩增含hly基因启动子和编码区序列的片段,克隆至李斯特菌整合型质粒pIMK2中得到重组质粒pSL251,测序验证后电转至缺失株Δhly感受态细胞中,经抗性筛选获得回补株CΔhly。测序结果显示,缺失株Δhly和回补株CΔhly均构建正确。利用Western blot方法检测突变株中LLO的表达情况,结果显示EGD-e和CΔhly中均能检测到LLO的正常表达,而Δhly中无法检测到,进一步证实成功构建了hly基因缺失株和回补株,为下一步深入探索LLO在李斯特菌感染过程中的生物学功能奠定了基础。     

phoP/Q双组分系统对禽致病性大肠杆菌的毒力调控作用

phoP/Q作为一种外在环境感受器,参与调节细菌对外部环境的适应性。本研究拟探讨phoP/Q双组分系统对禽致病性大肠杆菌(APEC)的生长、定植、毒力等生物学特性的影响。利用Red重组系统构建APEC AE 17株的phoP/Q双组分调控系统缺失株,并构建phoP/Q双组分调控系统回复质粒,转化缺失株,构建回复株。通过生长运动性试验、黏附入侵CEF细胞试验、毒力基因转录水平检测以及半数致死量(LD50)等试验比较野生株、缺失株、回复株的生物特性。与野生株相比,phoP-phoQ缺失不改变其生长特性;运动性较野生株下降63%;黏附与入侵CEF细胞能力分别降低69.83%(P0.01)和62.17%(P0.05);LD50显示毒力减弱13.3倍;polA、tsh基因转录水平分别上调41%、54%;sodA、iss分别下调64%和98%。phoP/Q双组分系统参与对APEC致病性的调控,该系统的缺失会降低APEC的致病性。     

布鲁菌Hfq蛋白研究进展

布鲁菌病(布病)是一种严重的人兽共患病。作为布病的病原,布鲁菌能够耐受宿主体内的各种杀菌机制并持续的生存。当布鲁菌侵入宿主体内后,必须适应抗体免疫的环境,而这依赖于布鲁菌对自身基因表达的巧妙调控。Hfq蛋白是一个RNA伴侣分子,对于介导sRNA的转录后调控发挥着重要的作用。在多种细菌中,对Hfq蛋白的功能都进行了深入的研究,目前已经发现该蛋白与细菌基因的表达调控、细菌对多种应激环境的适应能力以及致病菌的毒力均有着密切的关系。论文对Hfq蛋白的结构,对sRNA的调控功能,特别是布鲁菌Hfq蛋白调控功能的研究现状及在布病疫苗研发中的应用进行系统的介绍,为布鲁菌基因的表达调控和布病防控技术的研究提供参考。     

STAT1和组蛋白乙酰化修饰调控鸡lncRNA-BMP4转录研究

【目的】 探讨影响鸡长链非编码RNA （long chain noncoding RNA,lncRNA）-骨形态发生蛋白4（bone morphogenetic protein 4,BMP4）启动子转录的因素,并对调控lncRNA-BMP4特异表达的分子机制进行研究。【方法】 以鸡肌肉基因组为模板,PCR扩增并克隆鸡lncRNA-BMP4的启动子区,构建lncRNA-BMP4-EFGP载体,对lncRNA-BMP4启动活性进行定性分析;通过染色体5'-末端缺失的方法和双荧光素酶系统检测筛选lncRNA-BMP4启动子核心区域。通过在线工具预测分析调控核心区域的潜在转录因子;利用点突变和双荧光素酶系统筛查真正影响lncRNA-BMP4的转录因子;通过表观修饰验证DNA甲基化、组蛋白乙酰化对lncRNA-BMP4的转录调控作用。【结果】 试验成功扩增lncRNA-BMP4启动子片段1 288 bp,与pEGFP-N1载体连接后转染鸡成纤维细胞系（DF-1）具有荧光表达,说明lncRNA-BMP4启动子有启动活性。染色体5'-末端缺失和双荧光素酶系统检测发现,核心启动子区域为―832~―651 bp,Jaspar数据库分析筛选到核心区域的转录因子有SOX17、CREB1及STAT1。双荧光素酶系统检测发现,STAT1可促进lncRNA-BMP4核心启动区域的活性;DNA甲基化抑制剂5'-Azacd对lncRNA-BMP4的转录活性未有任何影响,而组蛋白乙酰化抑制剂TSA可极显著提高其转录活性（P<0.01）。【结论】 提示lncRNA-BMP4的转录活性受STAT1和组蛋白乙酰化的正调控,而DNA甲基化不影响其转录。研究结果为详细解析lncRNA-BMP4的功能和分子机制提供了理论依据。     

单核细胞增生李斯特菌SigB调控GadD3的抗酸应激作用

单核细胞增生李斯特菌(简称单增李斯特菌)是一种重要的食源性人兽共患病病原菌,其拥有一系列抗酸应激系统以抵抗酸应激的伤害作用。谷氨酸脱羧酶(GAD)系统是该菌抗酸应激系统重要成员之一,酸应激存活试验表明,GAD系统3个谷氨酸脱羧酶基因对单增李斯特菌抗酸应激能力的贡献依次为gadD2、gadD3和gadD1。为阐明GAD系统抗酸作用调控机制,通过荧光定量PCR、GFP报告基因和免疫印迹结合酸应激存活试验,证实了应激调控因子SigB参与正调控gadD3的转录与表达,但是不影响gadD1和gadD2的表达,进而通过gadD3参与单增李斯特菌的抗酸应激作用。研究结果丰富了单增李斯特菌抗酸应激系统的调控网络,并可为李斯特菌病的防控提供理论依据。     

禽致病性大肠杆菌phoP/phoQ基因敲除株的构建及其毒力基因转录调控的研究

为研究Pho P/Q二元调控系统对禽致病性大肠杆菌(APEC)致病性的调控作用,本研究采用Red同源重组技术分别构建了APEC AE17株的pho P基因敲除株AE18和pho Q基因敲除株AE19,并通过p STV-28质粒分别构建pho P和pho Q基因回补株CAE18和CAE19。并对这些菌株的运动能力、对鸡胚成纤维细胞(CEF)的黏附和侵入能力以及其13个毒力基因的转录水平进行了检测。结果表明,pho P和pho Q基因敲除株运动性能力分别为AE17的70.92%和83.83%;黏附和侵入CEF细胞的能力比AE17均极显著降低,分别为AE17的63.11%、65.42%和59.83%、57.82%。荧光定量PCR结果显示,AE18的毒力基因(sod A、pol A和iss)和AE19的毒力基因(fim C和iss)比AE17相应的毒力基因m RNA的转录水平均呈极显著下降(p0.01)。此外,回补株CAE18和CAE19株能够部分恢复运动性能力、黏附和侵入CEF细胞的能力及相关毒力基因的转录水平。结果表明pho P和pho Q基因的敲除均能够显著改变APEC AE17株相关的生物学特性,并且能够调控毒力基因的转录水平,使其毒力显著下降。本研究为进一步了解APEC的Pho P/Q二元调控系统对其致病性影响提供实验依据。     

家蚕二分浓核病毒DNA聚合酶基因启动子P97的研究

家蚕浓核病毒2型(BmDNV-2)已被正式命名为家蚕二分浓核病毒(BmBDV),该病毒致使家蚕罹患浓核病。BmBDV是目前已知唯一能够编码DNA聚合酶的ssDNA病毒,DNA聚合酶的表达对该病毒复制至关重要。使用双荧光素酶报告系统检测BmBDV DNA聚合酶基因启动子P97的活性以及病毒潜在的调控蛋白或宿主的互作蛋白对P97的调控作用。BmBDVDNA聚合酶翻译起始位点上游286 nt序列具有启动子活性,但其活性比病毒非结构蛋白NS1基因启动子P5的活性弱。共转染瞬时表达病毒的NS1蛋白使P97启动子活性降低,而病毒的结构蛋白VP则可提高P97启动子活性;宿主家蚕的转录因子Twist蛋白的表达能够提高P97启动子的活性,但其调控作用较小。     

调控表达LacI蛋白的猪霍乱沙门氏杆菌C500Δasd株的构建

为了构建具有asd基因缺失和LacI蛋白表达调控的猪霍乱沙门氏杆菌C500株,试验以猪霍乱沙门氏杆菌C500株为载体,对其基因组进行改造,使沙门氏杆菌asd基因缺失,随后将araC PBADLacI序列置于其中,构建包含araC PBAD-LacI基因表达框的猪霍乱沙门氏杆菌C500Δasd基因突变株以及包含Ptrc启动子的EGFP表达质粒pYA4514-EGFP,并验证是否有LacI蛋白表达。结果表明:试验成功构建出包含araC PBAD-LacI基因表达框的猪霍乱沙门氏杆菌C500Δasd基因突变株,以及包含Ptrc启动子的EGFP表达质粒pYA4514-EGFP; Western-blot检测验证了突变菌在阿拉伯糖存在的条件下可大量表达LacI蛋白,而当pYA4514-EGFP质粒上的Ptrc启动子受到抑制时,EGFP蛋白不表达;用IPTG诱导后可以消除LacI对Ptrc启动子的抑制作用,EGFP蛋白表达。说明试验成功构建了调控表达LacI蛋白的猪霍乱沙门氏杆菌C500Δasd基因突变株。     

单增李斯特菌膜裂解相关基因缺失突变株的构建及生物学特性鉴定

拟探明单核细胞增多性李斯特菌(单增李斯特菌)分离株M7可能的低致病力机制。利用SOE-PCR及同源重组法构建M7膜裂解相关基因hly及plcB单缺失(M7-Δhly和M7-ΔplcB)及双缺失突变株(M7-Δhly/plcB),比较它们与亲本株的生物学特性差异。结果如下:PCR及反转录PCR表明突变株构建成功。突变株M7-Δhly和M7-Δhly/plcB因hly缺失致其溶血活性丧失。plcB缺失突变株M7-ΔplcB和M7-Δhly/plcB无可见溶脂活性。单缺失突变株M7-ΔplcB、M7-Δhly与M7具有相似的细胞黏附及增殖能力(P0.05)。MOI为1 000时,双缺失突变株M7-Δhly/plcB对Caco-2细胞毒性最低(11.10%),M7-Δhly次之(23.53%)(P0.05)。空斑试验表明菌株M7和M7-ΔplcB仅能在无庆大霉素培养基中形成空斑。hly及plcB缺失致单增李斯特菌对免疫抑制小鼠毒力降低。单增李斯特菌M7低致病力可能与hly及plcB的高水平表达有关,致细菌对宿主细胞毒性增强而从细胞内逸出,使其不能躲避宿主免疫系统而被清除。