集胞藻PCC6803铜离子诱导表达平台的构建

在集胞藻PCC6803中,基因敲除是研究基因功能的最直接有效的方法,但是对于某些生存必需的基因则无法通过这种方法获得突变株。为研究集胞藻PCC6803中此类基因的功能,在其基因组中构建了一个petE基因启动子(PpetE)控制的铜离子诱导表达的平台。将集胞藻PpetE装配在lacZ报告基因的上游,通过同源双交换整合到这种蓝藻的基因组中。通过调节培养基中铜离子的浓度发现,lacZ的表达能够人为控制。特别是当铜离子浓度在6—400nmol/L范围时,LacZ活力随铜离子浓度增加呈S型增长关系。利用这个铜离子诱导表达平台,可以控制某些必需基因的表达:提供铜离子维持细胞生存;而撤去铜离子时则关闭基因的表达,可以观察其对生命活动的影响。

集胞藻PCC6803中ORF sll0260对于维持基本生命活动的必要作用

集胞藻(Synechocystis sp.)6803的未知功能基因中有很多是细胞的基本生命活动所需要的,这些基因插入失活往往会导致细胞死亡,因而得不到分离完全的突变株,难以进行遗传学研究。构建突变株以铜离子调控的启动子PpetE来控制此类未知功能基因的表达则可能获得完全分离。构建PpetE-sll0260突变株并对sll0260必要作用进行研究。在完全分离的突变株中,去除铜离子可关闭sll0260的表达。此时,突变株生长受到严重抑制,色素含量大为降低,类囊体膜结构破坏,光合作用消失,呼吸能力下降。这些结果表明该基因对于维持集胞藻6803的基本生命活动来说是必需的。亚细胞定位研究显示sll0260编码一个膜蛋白,位于质膜和外膜混合物中。Sll0260可能作为某些离子的转运蛋白起作用,或者直接与类囊体膜的发生过程相关。