合成生物学课程的本科生教学方法改革

合成生物学作为新的分支学科带来了很多新的研究理念,同时在应用上具备很大的应用潜力。由于兴起时间不长和发展迅速,目前国内可供参考的教材和教学经验不多。总结近几年的教学经验,尝试在教学内容设计、师生互动环节和案例教学等方面进行教学改革,加深学生对知识点的理解,调动学生自主学习的积极性,提高课堂教学效果。

利用合成多位点突变aveC*基因提高多拉菌素工业菌株中有效活性组份的含量

目的合成多位点突变的aveC*基因用于提高除虫链霉菌工业菌株产生多拉菌素(CHC-B1)组份的含量。方法利用相互重叠的引物进行PCR扩增,合成多位点突变的aveC*基因。利用PCR打靶技术获得aveC*基因发生置换的突变株。结果用32条引物进行PCR扩增,获得了10个位点突变的aveC*基因。构建了打靶载体pFX-HA,在基因组上将aveC基因原位替换成了aveC*基因。所获得的突变株LF2发酵产生多拉菌素组份的纯度由出发菌株的25%提高到93%,发酵效价达到691.5mg/L。结论除虫链霉菌工业菌株基因组中原位替换的多位点突变的aveC*基因可以大幅度提高多拉菌素组份的含量,降低工业提取纯化的成本。

碱性β-甘露聚糖酶基因异源表达的研究

亚克隆的碱性β-甘露聚糖酶基因(man)来源于嗜碱芽孢杆菌N16-5,构建了大肠杆菌-枯草芽孢杆菌诱导型表达质粒pDG-man,在大肠杆菌JM109中获得了活性表达,经0.5 mmol/L的IPTG诱导后,可表达5 U/mL碱性β-甘露聚糖酶。重组大肠杆菌DE3-RIL(pDG-man)表达β-甘露聚糖酶水平是大肠杆菌JM109(pDG-man)的2倍。重组枯草芽孢杆菌WB600(pDG-man)可表达19.2 U/mL碱性β-甘露聚糖酶。

微生物学实验教学改革探索

通过总结多年微生物学实验教学的实践经验,针对传统微生物学实验教学中存在的弊端,对微生物学实验教学体系、教学方法、考核方法进行了改革探索。充分调动了学生学习的主动性、积极性,使学生成为教学过程的主体,对培养学生的实验操作技能起到了积极作用。

《合成生物学》“对分课堂”教学改革的研究与实践

为了对《合成生物学》课程进行"对分课堂"教学改革的研究与实践,提高学生主动参与的意识与自主学习的能力,对学生进行科学研究精神的教育以及科学研究方法的训练,分析《合成生物学》课程采用"对分课堂"教学模式的可行性,阐述"对分课堂"教学模式的设计思路与操作方法,并就该方法的实践结果进行统计分析。"对分课堂"模式可以更好地满足课程培养学生研究性思维模式和能力的需求以及学校对创新研究型人才的需求。

构建CRISPR-Cas9介导的耻垢分枝杆菌基因组高效删除系统

【背景】耻垢分枝杆菌具有生长迅速和非致病性的特点,可作为结核分枝杆菌致病机理研究替代菌株和类固醇激素生产的工程菌,但目前耻垢分枝杆菌中缺乏高效率的基因组敲除方法。【目的】基于CRISPR-Cas9介导的定点、高效的DNA切割能力,构建耻垢分枝杆菌染色体DNA片段无痕敲除系统。【方法】构建了包含四环素诱导型启动子驱动的密码子优化的cas9基础载体pCas9101,在双侧同源臂长度约为1 kb条件下选用合适的gRNA表达模块,分别测试了对耻垢分枝杆菌mc2155染色体上的3β-羟基类固醇脱氢酶基因(MSMEG_5228,1 071 bp)和胆固醇降解基因簇(MSMEG_5990-MSMEG_6043,约48kb)敲除效率,使用相同大小的同源臂以经典p2NIL-pGOAL方法进行对照,并计算效率。【结果】使用CRISPR-Cas9方法对耻垢分枝杆菌mc2155的3β-羟基类固醇脱氢酶基因敲除效率为22%,胆固醇降解基因簇敲除效率也达到18%,两者连续敲除效率为4%。但对照p2NIL-pGOAL方法未能获得目标DNA片段敲除的菌株。【结论】本文建立的基于CRISPR-Cas9的耻垢分枝杆菌基因组无痕敲除系统显示出较高的敲除效率,该方法可为耻垢分枝杆菌后续研究提供快速高效的基因组操作方法。