黑曲霉糖化酶基因克隆及在酿酒酵母中的表达

为了以酿酒酵母S78为宿主菌异源高效表达糖化酶基因,进一步扩大糖化酶基因在工业生产上的应用。运用RT-PCR法从黑曲霉中克隆得到糖化酶基因(glaA)cDNA,去除其信号肽编码区后的序列重组到酵母表达载体pVT102U/αADH1强启动子下游,并与α因子分泌肽信号序列融合。用PEG/LiAc法将构建的重组表达载体转入酿酒酵母S78菌株,筛选出的转化菌点种到可溶性淀粉平板上培养,用碘染法鉴定重组基因的表达情况。鉴定出了典型水解圈的酵母转化子,转化子接种到YPD培养基中摇瓶培养后,取发酵上清液经SDS-PAGE检测到分子量大小约为80 kDa的目标蛋白带,上清液用DNS法检测其淀粉酶最高酶活为28.86 IU/m L。表明糖化酶基因已在酿酒酵母S78中成功表达并能有效分泌到细胞外。

毕赤酵母胞嘧啶碱基编辑器的设计与功能评价

【目的】在巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)中建立一套分子靶向突变系统,为毕赤酵母的基因工程改造提供高效的编辑工具。【方法】基于规律成簇的间隔短回文重复序列/Cas9核酸酶(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/Cas9 nuclease,CRISPR/Cas9)技术,设计并构建nCas9与胞苷脱氨酶融合表达的胞嘧啶碱基编辑器(cytosine base editor,CBE),并选择酵母基因组中富含碱基C的一段序列作为靶标以评价CBE的碱基编辑功能。电转化酵母后,利用高通量测序技术分析CBE的编辑效率及编辑模式,并进一步探究连接肽长度、融合蛋白相对位置和gRNA靶向序列(即spacer)长度等因素对CBE功能的影响。【结果】nCas9与PmCDA1融合组成的CBE能够实现毕赤酵母基因组碱基C的高效编辑。当连接肽长度为(GGGGS)10时,CBE的编辑效率最高,编辑窗口位于前间隔序列邻近基序(protospacer adjacent motif,PAM)远端的C20–C14之间,其中C18的编辑效率可达85.1%。nCas9与PmCDA1相对位置的改变对CBE的编辑效率和编辑模式的影响不大。而gRNA靶向序列长度影响着CBE的编辑效率,且gRNA靶向序列长度不能低于17 nt,但19–23 nt之间均可引导CBE对基因组的高效编辑。【结论】本研究在巴斯德毕赤酵母中构建了一套具有高效碱基编辑活性的胞嘧啶碱基编辑器,为基于毕赤酵母的基础和应用研究提供了工具支持。

基于Cre-LoxP系统的高尔基体蛋白73胰腺特异性敲除小鼠模型建立与鉴定

目的建立并鉴定高尔基体蛋白73(GP73)胰腺特异性敲除小鼠模型,为后续探究胰腺GP73的生理及病理功能提供基础。方法采用受精卵同源重组的方式,将两个LoxP位点分别插入GP73基因4号外显子两端,建立GP73^(flox/+)小鼠。将GP73^(flox)/+小鼠与Pdx1^(Cre+)小鼠杂交获得GP73^(flox/+)Pdx1^(Cre+)小鼠,经GP73^(flox/+)小鼠与GP73^(flox/+)Pdx1^(Cre+)小鼠杂交获得的GP73^(flox/flox)Pdx1^(Cre+)小鼠,即为所需模型小鼠。通过PCR鉴定flox及Cre基因型;采用实时荧光定量PCR(qPCR)及Western印迹分别从mRNA水平和蛋白水平鉴定胰腺GP73敲除效果及组织特异性;通过小鼠杂交后代的基因型统计分析,判断出生情况是否符合孟德尔遗传定律;通过计算小鼠各组织重量与体重的比例分析小鼠的生长发育情况。结果通过小鼠杂交和PCR鉴定,成功获得GP73^(flox/flox)Pdx1^(Cre+)小鼠。与对照小鼠相比,模型小鼠胰腺GP73的mRNA水平和蛋白水平显著降低,而其他组织无明显差异,表明模型小鼠建立成功。此外GP73^(flox/flox)Pdx1^(Cre+)小鼠能正常出生,无胚胎致死现象,各组织的生长发育与对照小鼠无显著差异,可用于后续研究。结论成功建立GP73胰腺特异性敲除小鼠模型,为胰腺GP73功能研究提供了重要实验材料。

功能性新型冠状病毒RBD结构域在毕赤酵母表面的展示

目的:设计并构建新型冠状病毒(SARS-CoV-2)受体结合结构域(receptor binding domain,RBD)在毕赤酵母表面的展示体系,并对表面展示的RBD进行功能性评价,从而为以RBD为靶点的高通量药物筛选平台奠定基础。方法:将四种锚定分子与新冠病毒RBD融合,电转化至毕赤酵母中;通过细胞免疫荧光分析,筛选能够成功展示RBD的锚定系统;进一步分析其与血管紧张素转化酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)受体的亲和力,证明展示在细胞表面RBD分子的功能。结果:仅Sed1p锚定分子能够有效呈递RBD至毕赤酵母细胞表面,展示效率约为70%;亲和力分析结果表明,ACE2受体和表面展示RBD的亲和力(K_(D)=30.42 nmol/L)与溶液中RBD的亲和力(K=16.00 nmol/L)较为接近。结论:这一体系能够在毕赤酵母表面高效地展示具有生物学功能的RBD,可用于抗新冠病毒RBD药物的高通量筛选和评价。

鼠疫耶尔森菌YopT突变体对干扰素β表达的调控

目的构建鼠疫耶尔森菌效应蛋白YopT-F296A、YopT-G298A、YopT-H303A、YopT-Y304F、YopT-F296AG298A和YopT-H303A-Y304F 6种突变体的真核表达载体,并检测6种突变体对干扰素β(IFN-β)表达的调控。方法以pCMV-Myc-YopT为模板,通过PCR技术分别扩增含有6种突变位点在内的yopT片段。扩增片段经核酸内切酶切割后连接到pCMV-Myc载体中构成重组质粒。重组质粒分别转染HEK293T细胞,免疫印迹检测表达水平,同时通过荧光素酶报告基因技术检测YopT及其6种突变体对IFN-β表达的影响。结果6种yopT突变体重组质粒均在真核细胞中成功表达,并发现YopT及其6种突变体均能抑制IFN-β报告基因表达。YopT-C139R对IFN-β的表达没有明显抑制作用。结论YopT 139位是影响IFN-β表达的关键位点,而YopT的296、298、303和304位不是影响IFN-β表达的关键位点。