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胞嘧啶单碱基编辑技术与λ-Red同源重组技术构建鼠伤寒沙门氏菌SlyA敲除菌株的比较研究被引量:3
2021年
由食源性致病菌引发的食品安全问题是威胁人类健康的重要因素。因此,研究食源性致病菌的感染机理对于控制病原菌危害具有重要意义。【目的】以常见的食源性致病菌——鼠伤寒沙门氏菌为研究对象,以其发挥重要致病性的转录调控因子SlyA为靶标,比较胞嘧啶单碱基编辑技术(CRISPR/Cas9-guided-Cytidine Base Editor,CBE)和λ-Red同源重组技术在构建鼠伤寒沙门氏菌SlyA敲除菌株方面的方法差异,为鼠伤寒沙门氏菌的基因编辑技术应用提供数据。同时,也为其他类型病原菌的基因编辑技术开发提供有力参考。【方法】采用PCR、GoldenGate、Sanger测序等方法完成CBE系统以及λ-Red系统的构建以及敲除结果的验证,采用Editor-R软件分析CBE系统的单碱基编辑效率,采用Western blotting在蛋白表达层面对敲除结果进行验证。此外,本研究还结合了表型鉴定的方法验证了基因敲除结果。【结果】经PCR产物测序鉴定、Western blotting分析及溶血素活性鉴定等结果表明,本研究成功将CBE系统应用于鼠伤寒沙门氏菌slyA的单碱基编辑中,应用前述两种方法构建了鼠伤寒沙门氏菌SlyA敲除菌株。【结论】CBE系统虽然以其操作的简便性在基因编辑中优势明显,但同λ-Red系统相比,该方法需要设立特定的gRNA及PAM位点,在非模式菌株中的普适性较低,且在进行编辑时,CBE系统存在不稳定的问题。尽管如此,但CBE系统在鼠伤寒沙门氏菌中的成功建立,为进一步拓展与完善该菌的基因编辑系统提供了基础。
路娟娥张彪邓磊刘素可武陶阮海华
关键词:鼠伤寒沙门氏菌
基于Red同源重组技术构建N-乙酰葡萄糖胺发酵工程菌被引量:1
2020年
N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine,GlcNAc)是一种治疗骨关节炎、风湿性关节炎的有效药物。传统的GlcNAc生产方式费时费力且存在潜在过敏源,亟待开发低成本、环保高效的GlcNAc生产工艺。该研究首先利用Red同源重组技术将氨基葡萄糖合成酶(Glucosamine synthase,glmS)和氨基葡萄糖乙酰转移酶(Glucosamine-6-phosphate N-acetyltransferase 1,GNA1)整合至大肠杆菌基因组,构建GlcNAc诱导表达菌株。然后,进一步敲除man XYZ基因簇和nag DCABE基因簇,阻断GlcNAc胞内分解代谢途径。最后,考察副产物合成途径对GlcNAc产量的影响共构建了3株工程菌,分别为:单独敲除ldh A基因,阻断乳酸合成途径工程菌;单独敲除pta-ackA基因,阻断乙酸合成途径工程菌以及双基因敲除阻断乙酸、乳酸合成代谢途径工程菌。菌体生长曲线和GlcNAc发酵产量测定结果表明,单独敲除乙酸合成代谢途径工程菌生长速率减慢但GlcNAc产率最高,摇瓶发酵至72hGlcNAc产量达6 g/L。该研究利用Red同源重组技术构建GlcNAc合成途径、改造GlcNAc胞内分解代谢途径及副产物合成途径,成功构建GlcNAc发酵工程菌,为GlcNAc工业化发酵生产奠定了工作基础。
成珺玮王苏妍杨哲尹鸿萍
关键词:大肠杆菌RED同源重组发酵乙酸
一种用于Red同源重组的正反筛选表达盒的构建及其反向筛选性能分析被引量:1
2018年
为建立能够应用于大肠杆菌基因无痕敲除的方法,本研究分别从大肠杆菌TG1基因组和pKD13质粒中扩增出链霉素敏感基因(str^S,即rpsL基因)和卡那抗性基因(kan^R),采用重叠延伸PCR方法将str^S基因和kan^R基因拼接,并将拼接片段分别克隆于pMD18-T和pBAD33载体中,再以重组载体为模板,以带有flgK基因同源臂的引物扩增获得Placstr^S-kan^R打靶片段和Parastr^S-kan^R打靶片段,然后结合Red重组技术构建了相应的flgK基因敲除菌株placSK-ΔflgK/TOP10和paraSK-ΔflgK/TOP10,并通过链霉素最小抑菌浓度(MIC)试验检测两种筛选系统的反向筛选性能。结果显示,野生型TOP10菌株、placSK-ΔflgK/TOP10菌株和paraSK-ΔflgK/TOP10菌株的链霉素MIC值分别为8 000μg/mL、2 000μg/mL和500μg/mL。表明采用两种筛选系统构建的敲除菌株均有一定的链霉素敏感表型,具有反向筛选的能力,但含Para启动子的筛选系统反向筛选性能更好。本研究建立了可用于大肠杆菌Red重组技术的反向筛选系统,为获得更有效的Red重组筛选工具提供了依据。
刘金泽刘云惠余子豪李永霞王明晓张远星李统战李倩文余旭平
关键词:RED重组RPSL基因基因敲除
应用RED同源重组技术构建表面展示链球菌GapC1的大肠埃希菌被引量:1
2015年
目的应用RED同源重组技术构建表面展示链球菌Gap C1-150 aa(Gap C1)的大肠埃希菌,为进一步构建大肠埃希菌表面展示重组菌株奠定基础。方法根据Gen Bank中登录的gap C基因序列(GI:30348860)设计引物,以质粒p KD3、p QE30/lpp-omp A-gap C为模板进行PCR扩增、融合,获得融合片段,转化入含p KD46质粒的大肠埃希菌HB101中,利用p KD46编码的RED系统将融合片段重组入基因组中,经氨苄西林(Amp)和氯霉素(Cm)抗性筛选,获得去除p KD46质粒的重组菌(HB101LOG)。对重组菌株进行PCR、Western blot、流式细胞术、荧光显微镜及生物学特性检测。结果 PCR结果显示,重组菌株构建正确;重组大肠埃希菌HB101LOG在菌体表面表达了外源蛋白Gap C1-150 aa;激光共聚焦显微镜观察到HB101LOG可见明显的绿色荧光,HB101未见绿色荧光;重组菌株HB101LOG和HB101的生长曲线符合大肠埃希菌的生长规律。结论应用RED系统成功构建了能展示链球菌Gap C1-150 aa的大肠埃希菌重组菌株。
杨汐静张建新陈晓亭汤炜于思淼刘伟姚笛吴志军于立权朱战波崔玉东
关键词:链球菌大肠埃希菌RED同源重组
Red同源重组技术在大肠埃希菌基因敲除中的应用被引量:8
2015年
近年来,大肠埃希菌一直是分子生物学和基因组学的重要研究对象。20世纪80年代以来,生物学家发展了一种新型分子生物学技术-基因敲除。大肠埃希菌基因敲除技术发展迅速,各种新型技术的出现使得其基因组的改造较以往更为快速、简单,尤其是Red同源重组技术在大肠埃希菌基因敲除中的应用已经越来越成熟。本文简要综述了利用Red同源重组技术进行大肠埃希菌基因敲除的原理、策略及应用现状。
吴程华严玉霖高洪谭锐董骎
关键词:大肠埃希菌基因敲除
Red同源重组在大肠杆菌基因敲除中的应用被引量:9
2013年
大肠杆菌基因敲除技术发展迅速,各种新型技术的出现使得其基因组的改造较以往更为快速、简单,尤其是Red同源重组技术在大肠杆菌基因敲除中的应用已经越来越成熟。综述了几种不同的Red同源重组技术,并分析了每种方法的原理及操作策略,指出了各种方法的特点及优势。
吕沈聪赵颖颖钟卫鸿
关键词:大肠杆菌RED同源重组基因敲除
Red同源重组敲除nagE和manX对大肠杆菌发酵生产氨基葡萄糖的影响被引量:10
2012年
氨基葡萄糖(GlcN)又称氨基葡糖或葡糖胺,是葡萄糖的一个羟基被氨基取代后的化合物,在医药和保健领域具有广泛应用。在前期研究中,我们构建了一株可高效合成GlcN和其乙酰化衍生物N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)的重组大肠肝菌Escherichia coli-glms-gna1(在下游提取过程中用弱酸进行脱乙酰化即可将GlcNAc转化为GlcN)。但研究发现,发酵过程中GlcN和GlcNAc能被转运至胞内作为碳源利用,导致胞外产量显著减少。为阻断胞外GlcN和GlcNAc向胞内的转运,利用Red同源重组技术将E.coli-glms-gna1的乙酰氨基葡萄糖磷酸转运子编码基因nagE和甘露糖磷酸转运子编码基因manX敲除,获得nagE基因敲除的工程菌E.coli-glms-gna1-nagE和nagE/manX基因双敲除的工程菌E.coli-glms-gna1-nagE-manX,并在7 L发酵罐上利用构建的工程菌进行GlcN和GlcNAc的发酵生产。实验结果表明:培养对照菌株E.coli-glms-gna1至12 h时GlcN产量达到最大值4.06 g/L,GlcNAc产量达到最大值41.46 g/L;而培养单基因敲除菌株E.coli-glms-gna1-nagE至12 h时GlcN产量达到最大值4.38 g/L(是对照菌株的1.08倍),GlcNAc产量达到最大值71.80 g/L(是对照菌株的1.7倍);培养双基因敲除菌株E.coli-glms-gna1-nagE-manX至10 h时GlcN产量达到最大值4.82 g/L(是对照菌株的1.2倍),GlcNAc产量达到最大值118.78 g/L(是对照菌株的2.86倍)。这表明nagE和manX基因的敲除可显著降低GlcN和GlcNAc向胞内的转运,进而提高其在胞外的积累。研究结果对最终实现GlcN的工业化生产具有一定的指导意义。
陈欣刘龙李江华刘杰堵国成陈坚
关键词:氨基葡萄糖
大肠埃希菌中λ-Red同源重组系统介导的trp和yfp基因融合表达的研究
2012年
目的为研究大肠埃希菌中色氨酸合成酶α亚基编码基因(trpA)的表达,利用λ-Red系统将trpA、黄色荧光蛋白基因(yfp)、氯霉素抗性编码基因(cat)融合片段敲入基因组中。方法将trpA、yfp、cat基因进行融合PCR,获得重组片段,转化入MG1655菌株中,利用pKD46编码的λ-Red系统将片段重组入基因组中,经PCR验证及测序鉴定正确后,荧光显微镜观察融合蛋白表达。结果成功获得trpA-yfp-cat重组片段,转化入MG1655菌株中获得阳性克隆,经测序鉴定正确。荧光显微镜观察可见细菌胞质内弥散分布黄色荧光,表明trpA-yfp融合表达片段成功地在MG1655菌株中表达。结论运用λ-Red系统可将trpA-yfp融合片段敲入MG1655菌株基因组中原位替换trpA基因,通过观察YFP蛋白的表达间接反映trpA基因的表达,具有不改变trpA基因自身功能和细菌生长的优点,为进一步研究大肠埃希菌色氨酸合成途径奠定基础。
陈兴姚玉峰周爱萍倪进婧
关键词:融合PCR黄色荧光蛋白
Red同源重组在大肠杆菌基因组修饰中的应用被引量:5
2011年
Red同源重组技术发展迅速,已广泛应用于大肠杆菌基因组修饰,在点突变、基因敲除、序列整合等方面发挥着重要作用。简要综述了Red同源重组重组机制和操作策略等研究进展,并介绍了Red同源重组在大肠杆菌基因组减小及多基因代谢途径优化方面的应用情况。
孙旭周长林方宏清
关键词:RED同源重组大肠杆菌基因敲除
利用Red同源重组技术构建产L-苏氨酸的基因工程菌被引量:9
2010年
利用Red重组技术构建不同基因突变的L-苏氨酸工程菌大肠杆菌ITHR,研究单敲除metA、ilvA和双敲除metA、ilvA基因后对L-苏氨酸积累的影响。应用质粒pKD46介导的Red同源重组系统,通过第一次同源重组将拟敲除基因替换为氯霉素抗性基因,再通过重组酶在FRT位点发生第二次同源重组,消除抗性基因,成功敲除了菌株ITHR体内苏氨酸合成的代谢旁路途径中的metA和ilvA基因,构建了三株不同的基因突变株。将携带苏氨酸操纵子的工程质粒pWYE065电转化入敲除不同基因的突变株中,构建基因工程菌。经5L发酵罐发酵产酸实验,未敲除任何基因的菌株ITHR/pWYE065L-苏氨酸的产量为5.55±0.51g/L,metA基因单敲除菌株ITHR△metA/pWYE065L-苏氨酸产量为9.77±1.83g/L,ilvA基因单敲除菌株ITHR△ilvA/pWYE065L-苏氨酸产量为8.65±1.42g/L,同时敲除ilvA和metA基因的菌株ITHR△metA△ilvA/pWYE065L-苏氨酸的产量增加到13.6±1.14g/L。通过敲除L-苏氨酸的旁路代谢途径中的关键酶的基因,可以增强L-苏氨酸积累的效果,为L-苏氨酸工程菌的进一步改造奠定了基础。
闫继爱张雪张芸左佃光陈宁温廷益
关键词:大肠杆菌RED同源重组基因敲除L-苏氨酸发酵

相关作者

方宏清
作品数:93被引量:262H指数:9
供职机构:安徽大学
研究主题:大肠杆菌 工程菌 毕赤酵母 RED同源重组 纯化
杨琦
作品数:49被引量:56H指数:4
供职机构:贵州大学动物科学学院
研究主题:鼠伤寒沙门菌 HFQ SRNA 沙门菌 靶基因
戴红梅
作品数:43被引量:86H指数:5
供职机构:军事医学科学院生物工程研究所
研究主题:大肠杆菌 重组人表皮生长因子 纯化 工程菌 RHEGF
周围
作品数:43被引量:42H指数:4
供职机构:军事医学科学院生物工程研究所
研究主题:H7 大肠杆菌O157 大肠杆菌O157:H7 RED同源重组 分泌系统
张惟材
作品数:107被引量:390H指数:11
供职机构:北京生物工程研究所
研究主题:吡咯喹啉醌 古龙酸 山梨糖脱氢酶 乙内酰脲酶 甲基营养菌