大肠杆菌mazG基因参与mazEF介导的严紧反应调控

目的探索mazG基因参与调控mazEF毒素-抗毒素系统(TAs)介导的细菌生长抑制与程序性死亡的分子机制,明确MazG蛋白真正的生理功能。方法以大肠杆菌MC4100为原型,通过relA基因的回复突变,获得relA野生型的菌株MC4200。通过同源重组的方法,构建大肠杆菌mazG、mazEF、mazEFG基因敲除菌株,测试mazG基因在不同基因背景菌株中过表达对细菌存活率的影响;通过rifampicin、H2O2及serine hydroxamate(SHT)等胁迫条件处理细菌,研究mazG及mazEFG操纵子缺失菌株的生长曲线与存活率;克隆大肠杆菌mazG基因,构建诱导型过表达质粒pET28a-mazG及突变体pET28a-mazG E38A,在BL21菌株中表达纯化MazG蛋白,通过酶学实验验证了MazG蛋白的去磷酸酶活性;测试突变体过表达对细菌存活率的影响。结果mazG过表达对大肠杆菌MC4200的生长无显著影响,但对mazEFG基因敲除株具有显著抑制作用;MazG的细胞毒性依赖于其NTP-PPase酶活性;mazEF的存在会显著抑制mazG的表型;mazEF/mazG/mazEFG敲除不影响大肠杆菌正常环境下的生长曲线;在胁迫条件下,mazG敲除菌株的存活率与mazEFG的敲除菌株基本一致,显著高于野生型。结论mazG基因参与mazEF诱导的细菌程序性死亡调控,并对细菌的生长抑制具有重要作用。本研究为TAs的研究提供了新的角度,有助于进一步理解TAs在细菌生长与死亡调节中的作用机制。

纳帕海高原湿地mazG遗传多样性初步研究

mazG基因广泛存在于细菌和病毒中,其功能大多数未知,仅在大肠杆菌中的功能被证实。为揭示纳帕海高原湿地mazG遗传多样性,本研究于纳帕海高原湿地采集旱季泥炭土样品,提取总的基因组,以特异性引物对其mazG基因进行扩增,得到不同的mazG有效序列共39条,并与其它细菌及病毒进行系统发育分析和PCoA分析。通过研究得知,纳帕海高原湿地的部分mazG基因和其它细菌及病毒的mazG序列相接近,其余mazG序列的遗传距离较远,推测其可能为纳帕海高原湿地独有的类群。