用反向遗传8质粒系统构建流感H1N1重组病毒

为了建立用于流感病毒拯救的反向遗传操作系统,用RT-PCR方法扩增得到A型流感病毒流行株A/shanghai/7/99的HA和NA基因,将其克隆到pGEM-T载体上并测序,挑选阳性克隆分别用BsmBⅠ、BsaⅠ酶切,连接到以BsmBⅠ酶切的双向转录/表达载体pAD3000上,获得重组质粒pAD-HA和pAD-NA,分别与含A/PR/8/34流感病毒7个基因的阳性质粒共转染COS-1细胞,拯救了重组病毒R-HA-PR8和R-NA-PR8,说明构建的重组质粒pAD-HA和pAD-NA是正确的,将pAD-HA和pAD-NA与含A/PR/8/34流感病毒6个基因的阳性质粒共转染COS-1细胞,培养48 h后吸取上清液及COS-1细胞,接种10日龄SPF鸡胚,孵育96 h后,收获鸡胚尿囊液进行血凝和血凝抑制试验。结果显示,鸡胚尿囊液中重组病毒H1N1的血凝效价和血凝抑制效价均为29,鸡胚半数感染剂量为10-8.5~10-9。病毒的成功拯救为进一步深入研究流感病毒的基因功能以及流感新型疫苗的研发奠定了基础。

两质粒系统重配甲型H1N1流感病毒株的研究

目的构建两质粒冷适应流感病毒拯救系统,提高流感病毒的重配效率。方法本研究通过构建克隆载体pfastbac△plh HTB,将流感病毒A/Ann Arbor/6/60(H2N2)6个内部基因(PB2、PB1、PA、NP、M、NS)的双向转录表达元件定向克隆入此载体,获得pfastbac△plh HTBP6。同时将流感病毒A/California/7/2009(H1N1)表面基因(HA、NA)双向转录表达元件定向克隆入p ENTR-1A质粒,获得p ENTR-1AP2。将2个重组质粒共转染MDCK/COSI细胞,细胞上清接种10日龄SPF鸡胚,收取尿囊液,血凝实验筛选阳性株,并进行全面鉴定。结果本研究利用两质粒系统成功重配甲型H1N1流感病毒株,命名为TRG A/California/07/2009(H1N1)Vca,重配病毒株传代后HA效价为2~8,形态符合流感病毒典型特征,大小80~120 nm,具有冷适应、温度敏感表型。结论两质粒流感病毒拯救系统为高效重配流感疫苗株提供了新策略。

用于哺乳动物细胞突变分析的EBV-xyIE穿梭质粒系统的建立

以恶臭假单孢菌(Pseudonas putida)TOL质粒来的xylE基因为靶因可方便地进行突变分析,该基因编码邻苯二酚2,3-双加氧酶(Catechol 2,3-dioxygenase),或称邻苯二酚化酶(CatOz ase),通过喷洒邻苯二酚于氨苄青霉素抗性(ampr)菌落上,xylE-转化子就能检测出来,菌落变黄表示存在邻苯二酚氧化酶。我们在以前构建的EBV-xylE穿梭质粒pFD891(王晓利等,复旦学报理科版,1990第4期)

利用CRISPR/Cas9双质粒系统构建Nissle 1917ΔcheZ基因缺失株

为研究趋化性基因cheZ对大肠杆菌益生菌Nissle1917的影响,研究以敲除大肠杆菌Nissle1917的cheZ基因为目的.首先,利用诺唯赞ClonExpress®MultiS一步克隆试剂盒构建pTargetTΔcheZ重组质粒,随后将pTargetTΔcheZ重组质粒电转入含pCas质粒的Nissle1917感受态中,以实现对大肠杆菌益生菌Nissle1917染色体中cheZ基因进行靶向敲除,经PCR鉴定和基因测序双重证实,Nissle1917基因组中的cheZ基因已敲除.最后,经IPTG诱导和高温培养,消除缺失株中的pTargetTΔcheZ和pCas2个质粒,最终获得趋化性基因cheZ缺失株Nissle1917ΔcheZ.本试验为验证cheZ基因在益生菌Nissle1917中的生物活性及其扮演的基因功能的后续相关研究打下了前期基础.

用8质粒病毒拯救系统产生H9N2/WSN重组A型流行性感冒病毒

把禽流行性感冒(流感)病毒A/Chicken/Shanghai/F/98(H9N2)的血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)基因cDNA克隆至polⅠpolⅡ双向转录和表达载体pHW2000,用这两种质粒与8质粒病毒拯救系统中流感病毒A/WSN/33(H1N1)6个内部基因cDNA的质粒组合(6+2重排),共转染COS 1细胞,产生了能在鸡胚中高滴度增殖的H9N2/WSN重组病毒。用A/WSN/33的8个基因cDNA质粒作对照,也产生了转染子病毒。经过EID50测定和MDCK感染实验,新基因型H9N2/WSN病毒感染鸡胚的能力强(EID50为10-11/0.2ml),而且对鸡胚的毒力弱,在不加胰酶的情况下不使MDCK细胞产生病变。经电镜观察,两个转染子病毒的形态与野生型流感病毒相似。反向遗传操作技术的建立,为对禽流感病毒基因功能和疫苗构建等方面的研究提供了新的手段。

用于植物多基因表达载体构建的质粒系统

为克服目前常用于植物基因表达载体构建的质粒由于酶切位点有限,目的基因片段难于插入,缺少植物基因表达所必须的启动子、终止子和筛选标记等功能元件,无法构建多个基因表达载体等缺点,本研究通过对大肠杆菌(Escherichia coli)质粒p UC18和双核农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)Ti(tumer inducing)质粒p BI121进行改造,建立了一套适用于植物基因表达载体构建的质粒系统,即重组质粒p KAFCR80和p KAFCR100。p KAFCR80具有植物基因表达最常用的CAMV 35S启动子(cauliflower mosaic virus 35S promoter)和NOS终止子(Nopaline synthase terminator),并在其上游、中间和下游引入了多个克隆酶切位点,利用PCR等方法克隆得到的目的基因片段可以多种方式连接到35S启动子与NOS终止子之间;p KAFCR100具有卡那霉素NPTⅡ(neomycin phosphotransferaseⅡ)耐性基因和s GFP(synthetic green-fluorescent protein with S65T mutation)绿色荧光蛋白报告基因,以及其中间的多克隆酶切位点。p KAFCR80与p KAFCR100两个质粒的配合使用,可以方便地构建植物单个或多个基因表达载体。本研究以PCR扩增的甜叶菊葡萄糖基转移酶三个基因为材料,利用该质粒系统以单独和组合形式成功地构建了植物表达载体,验证了该系统的实用性。

蓝舌病病毒10质粒反向遗传操作系统的建立

为建立蓝舌病病毒(BTV) 10质粒反向遗传操作系统,本研究将BTV16型BN96/16株10个基因节段分别克隆至pS111载体相应的酶切位点,构建10个重组质粒转染BSR细胞,拯救获得重组病毒,命名为rBTV-16。测序结果显示,拯救病毒rBTV-16与其亲本病毒wtBTV-16的核苷酸序列完全相同;经电镜观察,可见典型形态的环状病毒属病毒粒子;间接免疫荧光试验结果显示,rBTV-16能够感染细胞;病毒基因组检测结果显示,rBTV-16各个基因节段的长度与亲本病毒完全一致;病毒生长曲线的测定结果显示,rBTV-16与亲本病毒具有一致的复制特性。本研究建立的10质粒系统比传统体外转录拯救系统的操作过程简便,提高了拯救病毒的效率,为进一步深入研究BTV的致病机理奠定了基础。

通用载体质粒融合系统——一种快速的DNA重组技术

本文介绍了近年来兴起的一种快速的DNA重组方法—通用载体质粒融合系统UPS,概述了其作用原理和特点以及在实际中的应用情况。

染色体-质粒平衡致死系统的构建及应用

以营养选择标志代替抗生素抗性标志为主要特征的染色体-质粒平衡致死系统的建立为基因工程产品的生产和基因治疗提供了更为安全,有效的操作平台。通过质粒载体基本元件与宿主菌之间的优化,构建出用于不同目的的外源基因的平衡致死系统。它对构建单价或多价减毒活菌苗起到了至关重要的作用;随着基因疫苗研究的深入,使它具有更为广阔的应用前景。本文着重讨论目前该系统的构建方法和应用。

大肠杆菌双质粒CRISPR-Cas9系统的优化及应用

近年来,CRISPR-Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)基因编辑系统已经成功应用于多种微生物中。由于CRISPR-Cas9系统仅受PAM(protospacer adjacent motif)位点NGG的限制,因此理论上CRISPR-Cas9系统可以编辑基因组中任何含NGG的位点或基因,但研究发现该系统对影响微生物生长及代谢的关键靶基因改造时会出现效率降低,甚至是无法获得突变株的现象。前期已有大量研究报道了降低CRISPR-Cas9系统脱靶效应的策略,但依然未能有效解决编辑效率降低的问题。因此,本研究通过使用不同拷贝数的质粒调节Cas9、gRNA的表达和同源臂浓度使其协同发挥基因编辑功能,建立了更加高效的双质粒CRISPR-Cas9系统。试验结果表明,该系统对大肠杆菌pfkA(6-phosphofructokinase isozyme 1)、pfkB(6-phosphofructokinase isozyme 2)、zwf(glucose-6-phosphate 1-dehydrogenase)单基因敲除最高效率达到100%;在nagABE基因簇位点通过替换引入甘油激酶基因glpK(glycerol kinase)的效率为10%。相比于单质粒CRISPR-Cas9系统,优化的双质粒系统成功进行了pfkB基因的敲除及glpK基因的整合,且将pfkA、zwf基因的敲除效率分别提升了31%和63%。突变株与野生株之间碳源代谢的差异进一步表明基因敲除效率与基因特殊活性相关。结果证明,过量的靶基因同源臂和gRNA的过表达可以有效提升CRISPR-Cas9系统在大肠杆菌中的编辑效率。

聚合物介导质粒DNA转运系统在骨组织工程中的应用

基因治疗技术应用于骨组织工程,可以进一步促进成骨。聚合物介导的质粒DNA转运系统通过保护DNA免受降解并维持DNA在效应浓度,延长其内吞的机会,从而提高基因转染效率。目前用于骨组织工程研究的聚合物介导的质粒DNA转运系统主要有质粒DNA与胶原蛋白复合转运系统、质粒DNA与聚乙二醇-透明质酸水凝胶复合转运系统、质粒DNA与脂质体复合转运系统、质粒DNA与阳离子聚合物复合转运系统等。本文对近年来聚合物介导的质粒DNA复合转运系统在骨组织工程中的应用进展做一综述。

细菌sRNA调控靶标的双质粒筛选系统构建

以pMycVec1/pMycVec2载体为基础,构建了筛选和鉴定细菌sRNA调控靶标的双质粒系统。对pMycVec2载体的多克隆位点进行改造,并加入强启动子rrnBp和有效转录终止子,获得可定向克隆和转录sRNA的质粒pMycVec2-D;对pMycVec1载体的多克隆位点进行改造,并加入弱启动子Pwk和有效转录终止子,获得了分别用报告基因lacZ和GFP来检测sRNA靶标序列翻译水平的质粒pMycVec1-lacZ和pMycVec1-GFP。最后,利用2对已知的sRNA与其调控靶标MicC/ompC mRNA和MicF/ompF mRNA,通过β-半乳糖苷酶活性和菌体荧光值检测,表明双质粒系统能有效检测sRNA与调控靶标的互作。

基于thyA基因的大肠杆菌染色体-质粒平衡致死系统的构建与应用

将大肠杆菌DH5α在含胸腺嘧啶核苷和三甲氧苄二氨嘧啶的琼脂平板上培养,获得了遗传稳定的ThyA-大肠杆菌DH5α21株。用PCR扩增野生菌和ThyA-大肠杆菌的thyA基因,将测定的序列与野生型thyA基因相比,6号突变株的thyA基因第92位碱基发生G→A转换,导致第31位甘氨酸被天冬氨酸替换,4、7和13号突变株的thyA基因从第73位连续缺失6个碱基,导致第25位甘氨酸和第26位苏氨酸缺失。经PCR扩增的包括启动子在内的鼠伤寒沙门菌thyA基因与野生型大肠杆菌DH5αthyA基因的同源性为86%。以鼠伤寒沙门菌thyA基因为选择标记,构建了含人溶菌酶基因的真核表达载体pDTALYZ,以ThyA-大肠杆菌为受体菌,构建了染色体-质粒平衡致死系统。在相同条件下,pDTALYZ转化ThyA-大肠杆菌的效率高于以卡那霉素抗性基因为选择标记的pcDNAKLYZ转化野生大肠杆菌的效率;在发酵培养过程中,两种重组菌的生长速率相似,质粒丢失率分别为25%和10%,湿菌重分别为57.68 g/L和51.00g/L,重组质粒产量分别为134.9 mg/L和135.0 mg/L。

原核真核双表达加强型绿色荧光蛋白质粒的构建

将原核启动子 Ptrc和加强型绿色荧光蛋白 ( EGFP)基因从 EGFP原核表达质粒 p YA3 3 3 4-EGFP上切下 ,然后将其插入至真核表达质粒 p VAX1真核启动子 Pcmv的下游 ,构建成具有真核和原核启动子的双表达杂合质粒 p VAXD-EGFP,其长度为 3 82 3 bp。将 p VAXD-EGFP分别转化鼠伤寒沙门氏菌 X45 5 0和转染 COS-7细胞 ,应用流式细胞术、可见光谱扫描、SDS-PAGE测定 EGFP原核表达 ;应用荧光显微镜观察 EGFP在 COS-7细胞内的表达。重组鼠伤寒沙门氏菌 X45 5 0 ( p VAXD-EGFP)表达 EGFP的量与仅以原核方式表达 EGFP的 X45 5 0 ( p YA3 3 3 4-EGFP)相当 ;将质粒p VAXD-EGFP转染 COS-7细胞 ,EGFP可在 COS-7细胞核和胞浆表达 ,在荧光显微镜下发出强烈荧光。结果表明 :不仅成功地构建原核、真核表达集中于同一质粒的新型质粒 p VAXD-EGFP,而且原核、真核目的蛋白表达量达到很高水平 。

蛋白质N端豆蔻酰化修饰的基因工程表达偶联加工系统

对酵母ＮＭＴ基因在大肠杆菌中表达进行较详细的研究，进而构建了复制子为ｐ１５Ａ并含卡那霉素抗性基因的相容性表达质粒ｐＫＺＭＴ，将其与表达质粒ｐＣＺｍＣα１共转化进大肠杆菌ＢＬ２１（ＤＥ３）Ｆ′，进行双质粒表达偶联加工修饰研究，其中ｐＣＺｍＣα１表达底物蛋白小鼠ｃＡＭＰ依赖的蛋白激酶催化亚基α（ＰＫＡｍＣα）。ＳＤＳＰＡＧＥ及Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ分析表明，双质粒表达系统中，ＰＫＡｍＣα都得到了稳定的高表达，尤其在２３℃低温诱导表达时，表达产物的可溶性部分明显增多；而酵母ＮＭＴ被控制在有利于活性功能的可溶性低水平表达。［３Ｈ］ｍｙｒｉｓｔｉｃａｃｉｄ标记测定及放射自显影的结果显示，在大肠杆菌中表达的重组ＰＫＡｍＣα被豆蔻酰化修饰。

通过大肠杆菌thyA染色体质-粒平衡致死系统构建无抗性基因表达载体

克隆了大肠杆菌和霍乱弧菌胸腺嘧啶合成酶基因thyA ,并以pcDNA3质粒为基础 ,分别用两种来源的thyA基因替代其氨苄抗性基因Amp,构建了不含抗性基因 ,且可在thyA营养缺陷型大肠杆菌中基于染色体 质粒平衡致死系统稳定传代的真核表达载体。该载体可有效表达红色荧光蛋白报告基因。

双诱导模式原核表达系统的建立与应用

将hG－CSFCDNA片段克隆于T7噬菌体RNA聚合酶启动子系统的表达载体pJGW1中，并与可热诱导T7RNA聚合酶产生的质粒pGP1－2共同转化大肠杆菌DHSα。经化学诱导或温度诱导，hG－CSF重组蛋白表达率＞30％，并具有特异的生物活性。所构建的重组表达工程菌具有良好的稳定性。

基于双质粒拯救系统的新城疫病毒LaSota株的拯救

传统新城疫病毒(newcastle disease virus,NDV)的拯救系统包括一个cDNA克隆质粒和分别表达NDV的核衣壳蛋白(NP)、磷蛋白(P)、聚合酶蛋白(L)的3个辅助质粒,且必须满足4个质粒同时转染进入同一个宿主细胞才能完成病毒的组装,效率相对低下。【目的】提高NDV的拯救效率,并建立双质粒高效拯救系统。【方法】将NP、P、L基因表达盒串联克隆至真核表达载体pCI中,构建为可同时表达NP、P、L蛋白的单辅助质粒PCI-NPL;同时,采用分段克隆再拼接的方式,将NDVLaSota株基因组cDNA克隆于真核表达质粒pCI的CMV启动子下游,并分别在P和M基因中插入报告基因增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)、5′端引入锤头状核酶序列、3′端引入丁型肝炎病毒核酶序列,构成全基因组转录质粒pCI-LaSota-EGFP;以pCI-LaSota-EGFP和pCI-NPL组成病毒拯救系统共转染至BHK-21细胞,拯救获得重组子代病毒rLaSota-EGFP,并进行系列生物学特性鉴定。【结果】经RT-PCR、荧光显微镜观察、Western blotting、生长特性测定等系列鉴定,证明rLaSota-EGFP构建正确,成功拯救获得了重组病毒rLaSota-EGFP,且与野生型(wild-type,WT)LaSota具有相似的生物学特性。【结论】基于CMV启动子的NDV双质粒新型拯救系统构建成功,为重组NDV及其他副黏病毒的高效拯救奠定了基础。

p62基因过表达慢病毒载体的构建及表达

目的构建p62基因过表达慢病毒载体及其表达系统,并在人单核细胞白血病细胞(THP-1)中稳定表达,为在细胞水平研究p62基因的作用提供途径与方法。方法采用聚合酶链式反应(PCR)扩增p62基因片段,将扩增产物连接至线性化pcDNA3.1-Flag-PCDH10真核表达慢病毒载体;PCR鉴定重组质粒,将构建成功的重组质粒和包装质粒共转染至人胚胎肾细胞293(HEK 293T);用重组慢病毒感染人单核细胞白血病(THP-1)细胞,氨苄霉素筛选阳性细胞克隆株;Western blot和实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测高表达p62基因的THP-1细胞株(过表达组)和转染不含p62基因空质粒(对照组)的THP-1细胞株;感染肺炎克雷伯菌(Klebsiella Pneumoniae,K.p.)后,RT-qPCR检测THP-1细胞中肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β和趋化因子1(Cxcl1)表达水平。结果通过PCR成功获得p62基因片段并连接到pcDNA3.1-Flag-PCDH10病毒载体上,并且PCR检测显示p62-pcDNA3.1-Flag-PCDH10重组质粒构建成功;挑选慢病毒感染THP-1细胞后抗氨苄青霉素细胞株,Western blot检测结果显示药筛存活的THP-1细胞较对照组细胞P62蛋白表达增多(P<0.001),且RT-qPCR检测显示p62 mRNA表达增高(P<0.001),说明成功构建高表达P62蛋白的THP-1细胞株;感染K.p.后,高表达P62的THP-1细胞中TNF-α、IL-1β和Cxcl1表达水平增高(P<0.01)。结论经三质粒包装系统可以成功构建p62-pcDNA3.1-Flag-PCDH10慢病毒载体及高表达P62蛋白THP-1细胞株,为后续p62基因的研究提供了基础。