重组工程及其应用

随着功能基因组研究的需要 ,新近建立起一项新型高效的基于体内同源重组的遗传工程技术———重组工程技术。重组工程可定义为 :基于噬菌体短同源序列重组功能的遗传工程 ,或者基于同源重组的遗传工程。λ噬菌体Red系统完全不同于传统的依赖RecA的大肠杆菌重组系统 ,特点是使用长度仅为 <5 0个碱基的同源臂高效率地催化体内同源重组反应。体内重组过程不再需要预先构建含有同源序列的质粒或噬菌体的中间产物 ,只需要简单在体外合成寡核苷酸同源序列 ,或者用PCR方法合成线性打靶序列。重组反应不依赖大肠杆菌RecA系统 ,不需要限制性内切核酸酶和连接酶 ,不需要复杂的体外重组操作 ,可在大肠杆菌体内对染色体DNA、对BAC和PAC质粒或普通质粒载体进行精确的修饰 ,包括真核或原核细胞基因组DNA的基因敲除、基因敲入、基因克隆和各种突变体的引入。由于该技术具有高效率、简单性和应用的广泛性等独特优点 ,将来完全有可能取代传统的遗传工程技术。

稳定表达T_7RNA聚合酶的猪睾丸细胞系的建立

根据GenBank中登录的T7RNA聚合酶基因参考序列,设计合成了1对特异性引物扩增对T7RNA聚合酶基因进行扩增,将测序正确的T7RNA聚合酶基因和真核表达载体pIRES2-EGFP双酶切后进行连接构建pIRES2-EGFP-T7RNA RNA质粒。再将构建正确的pIRES2-EGFP-T7RNA质粒经用脂质体法转染猪睾丸细胞,通过G418筛选和单细胞克隆化,同时构建pET-32a-RED原核表达质粒载体,用其检测T7启动子控制下的红色荧光蛋白的表达。结果表明,建立的ST/T7RNA细胞系经20次传代仍然能稳定表达T7RNA聚合酶。结果显示,成功建立能稳定表达T7RNA聚合酶的猪睾丸细胞系,为猪瘟病毒反向遗传操作平台奠定了基础。

一种基于Red的在大肠杆菌中修饰染色体和BAC的新型重组工程系统

近 5年来兴起了一种新型的基于λ 噬菌体Red重组系统的重组工程技术 ,它将缺陷型λ 噬菌体整合入大肠杆菌染色体上 ,使 3种重组酶蛋白Exo、Beta和Gam的表达受到严格的调控。Red重组工程技术不受酶切位点的限制 ,只需用 35～ 5 0bp长的同源臂就能得到很高的重组效率。运用这种技术能在大肠杆菌体内通过同源重组对大肠杆菌染色体、BAC质粒等复杂DNA片段上的基因进行突变、敲除、替换等修饰 ;此外可运用该技术中缺口修复的方法构建质粒。Red重组工程技术有远大的应用前景 ,将极大地推动功能基因组研究的进展。

木糖发酵生产高纯度D-乳酸大肠杆菌工程菌LHY02的构建

高效利用木糖发酵生产D-乳酸或其他生物质产品,是充分利用木质纤维素的一个关键问题。以高效利用木糖产L-乳酸的Escherichia coli WL204为出发菌株,采用RED基因置换技术将ldh L基因置换为ldh A基因,获得一株能利用木糖产D-乳酸的大肠杆菌工程菌株Escherichia coli LHY02,该菌株利用10%木糖发酵,D-乳酸产量达到84.4 g/L,产物光学纯度达到99.5%。此外,该菌株仍然具有较好的利用葡萄糖产D-乳酸的能力。