大肠杆菌O157 Stx噬菌体裂解酶的克隆表达及活性分析

为研究大肠杆菌O157Stx噬菌体编码的裂解酶(内溶素)对肠出血性大肠杆菌的抗菌作用,克隆表达了大肠杆菌O157Stx噬菌体裂解酶,并检测其裂解作用和裂菌谱。利用PCR方法扩增大肠杆菌O157Min27株中Stx2噬菌体裂解酶基因(R基因),构建表达质粒pET28a(+)-lysEC1,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)。重组质粒在BL21中获得了高表达,目的蛋白表达量占菌体总蛋白的34%,经His-trapTM亲和层析柱纯化后,获得的重组LysEC1的纯度大于97%。体外裂解活性试验证实纯化的噬菌体裂解酶LysEC1对肠出血性大肠杆菌菌株具有很好的裂解作用,这为新型噬菌体抗菌生物制剂的研发提供了新的研发方向。

O26：H11及NM大肠埃希菌CRISPR的分子分布特征及其与stx噬菌体的关系

目的探讨026：H11及NM血清型大肠埃希菌中成簇规律间隔短回文重复序列（CRISPR）的分子分布特征及其与stx噬菌体的关系。方法135株026：H11及NM血清型大肠埃希菌从NCBI数据库获取，利用CRT软件及CRISPRFinder提取CRISPR信息，并用Excel软件对间隔序列进行编号及分析CRISPR亚型，并分析CRISPR与stx噬菌体之间的关系。结果135株026：H11及NM血清型大肠埃希菌中均存在CRISPR结构，CRISPRl包括19个亚型，CRISPR2．1包括22个亚型，CRISPR2．2包括1个亚型，CRISPR3—4包括1个亚型。stx噬菌体在CRISPR群组C中出现，stx^＋菌株比stx^＋菌株拥有更多的间隔序列。结论CRISPR位点在026：H11或NM血清型大肠埃希菌中广泛存在，且存在着不同的亚型，stx噬菌体与CRISPR的分子分布特征有关，可能作为鉴定高毒菌株的分子靶标。

志贺毒素2型噬菌体ΦMin27的stx2基因突变株构建及其感染特性

【目的】通过构建一株stx2基因突变的志贺毒素2型噬菌体,来观察它对不同血清型大肠杆菌的感染特性。【方法】利用λ噬菌体的Red重组系统,将氯霉素抗性基因(cat)插入到大肠杆菌O157:H7Min27株的stx2基因中,获得O157:H7Min27的突变菌株Min27(△stx∷cat)。用丝裂霉素对该突变菌株进行诱导,结合抗性标记和PCR方法筛选出一株突变的志贺毒素2型噬菌体,命名为ΦMin27(△stx∷cat)。采用双层琼脂平板法和氯霉素抗性筛选的方法,观察ΦMin27(△stx∷cat)感染21株不同血清型大肠杆菌后的裂解和溶原转换情况。【结果】2株血清型分别为O60和O138的大肠杆菌可以被ΦMin27(△stx∷cat)溶原感染,表现出对氯霉素的抗性,但没有形成噬菌斑,而大肠杆菌MG1655株既可以被溶原又可以被裂解。溶原的菌株经丝裂霉素诱导后,能释放出感染性的ΦMin27(△stx∷cat)颗粒,并对大肠杆菌MC1061进行裂解形成噬菌斑。【结论】ΦMin27(△stx∷cat)可以感染和溶原特定的大肠杆菌,且溶原菌株能释放出原感染性的噬菌体,显示出ΦMin27噬菌体具有携带外源基因在若干不同血清型的大肠杆菌间水平转移的能力,为进一步研究Stx噬菌体的感染机理和志贺毒素表达调控奠定了基础。

8株动物源编码Stx2短尾噬菌体的生物学特性

【目的】对8株源自大肠杆菌O157编码Stx2毒素的噬菌体生物学特性进行研究。【方法】丝裂霉素C诱导8株大肠杆菌O157菌株释放噬菌体,采用PCR作初步鉴定,分离、纯化噬菌体基因组,随机引物法地高辛(DIG)标记stx2基因片段作为探针,对纯化的噬菌体采用Southern blot进行Stx2噬菌体再次鉴定,透射电子显微镜观察纯化的8株Stx2噬菌体的形态特征,通过限制性内切酶图谱分析,确定噬菌体的核酸类型和基因组大小、以及限制性内切酶酶切片段多态性,并分析噬菌体的蛋白质组成特征。【结果】Southern blot证实分离的8株噬菌体为Stx2噬菌体,电镜下观察的各株Stx2噬菌体形态一致,头部均为正六边形,尾部很短,属于短尾噬菌体科,各株噬菌体之间存在相同的蛋白结构模式,基因组为双链DNA,限制性内切酶片段长度表现出一定的多态性,噬菌体的基因组大小从48.0～65.3kb不等。【结论】来源不同菌株的8株编码Stx2噬菌体均为短尾噬菌体,其蛋白结构模式一致,但基因组具有不同组成。

丝裂霉素C对溶原性大肠杆菌O157 Stx毒素表达的影响

【目的】确定丝裂霉素C对溶原性大肠杆菌O157中Stx前噬菌体和Stx毒素的诱导作用。【方法】利用丝裂霉素C作诱导剂对8株溶原性大肠杆菌O157进行噬菌体诱导,以MC1061作指示菌采用双层琼脂平板法观察诱导前后的噬菌斑,并采用PCR方法对噬菌体进行鉴定。同时测定8株溶原性大肠杆菌O157经丝裂霉素C诱导前以及诱导8、12、16h这4个阶段滤液中Stx毒素的表达量,毒素表达量采用WST-1细胞毒性检测试剂盒检测Vero细胞存活率。【结果】溶原性大肠杆菌O157经丝裂霉素C诱导后释放大量的Stx噬菌体颗粒。同时诱导后Stx毒素的表达量也显著增加,且随着诱导时间的延长毒素的表达量继续增加,但增加的幅度逐渐减缓。【结论】本研究确定了丝裂霉素C可以诱导溶原性大肠杆菌O157释放Stx噬菌体,同时也增加了Stx毒素的表达,从而增强细菌的毒力。

Stx2噬菌体溶原对大肠杆菌运动性及其相关基因表达的影响

【目的】通过基因缺失和噬菌体溶原转换研究大肠杆菌运动相关基因flhDC、fliA、fliD和fliE对Stx2噬菌体ΦMin27溶原菌的影响。【方法】本实验利用Red重组酶系统,构建了大肠杆菌MG1655的缺失株MG1655△flhDC、MG1655△fliA、MG1655△fliD及MG1655△fliE,并将flhDC片段、fliA片段、fliD片段和fliE片段连接pUC18后分别转化相应的突变株,得到相应的互补菌株。通过Stx2噬菌体ΦMin27的感染获得各缺失株的溶原株MG1655△flhDCФMin27、MG1655△fliAФMin27、MG1655△fliDФMin27及MG1655△fliEФMin27。随后测定了野生株、缺失株、互补株和溶原株的运动能力,并通过荧光定量PCR分析了flhDC缺失前后野生株和溶原株其他运动相关基因表达量的变化。【结果】Stx2噬菌体ФMin27溶原感染可促进MG1655的fliA和fliD基因的表达,增强宿主菌MG1655的运动特性;MG1655在flhDC基因缺失的状态下,fliA和fliD基因的表达同步出现上调,但运动性未发生变化,而MG1655△flhDC溶原菌丧失了运动特性,基因转录水平检测发现MG1655△flhDCФMin27与MG1655△flhDC相比,fliA和fliD基因的表达同步出现显著下调,而对fliE基因的表达几乎没有影响。fliA、fliD和fliE单个基因的缺失对大肠杆菌MG1655和Stx2噬菌体ΦMin27溶原菌的运动性几乎没有影响。【结论】提示fliA和fliD基因共同参与了鞭毛运动的调控,flhDC基因可影响噬菌体溶原菌株的运动性,为进一步研究噬菌体溶原与宿主基因之间的相互调节作用提供理论依据。