利用Red重组系统敲除大肠杆菌O157∶H7的waaL基因

目的:利用λ噬菌体Red重组系统敲除大肠杆菌O157∶H7的waaL基因。方法:以pKD4为模板扩增出与waaL基因上下游同源的、含有卡那霉素抗性基因的PCR产物。然后电击转化到大肠杆菌O157∶H7中,利用Red重组系统,通过卡那霉素抗性基因两侧的waaL基因序列在体内与waaL基因发生同源重组,置换了O157∶H7基因组中的waaL基因。并进一步利用卡那霉素抗性基因两侧的FRT位点,通过FLP位点专一性重组将卡那霉素抗性基因敲除。结果:成功构建了敲除waaL基因且不带卡那霉素抗性基因的菌株。

阴沟肠杆菌B29菌株脂多糖合成基因(waaL,waaG)缺失突变株的构建及分析

脂多糖(LPS)在革兰氏阴性细菌中的功能作用在不同菌株中已有研究,但尚未有对肠杆菌属LPS结构与功能的报道。本研究试图构建能引起肥胖的阴沟肠杆菌B29菌株waaL和waaG基因的缺失突变株,以了解突变体菌株产生的LPS结构与活性与野生菌株产生的LPS的差异。根据同源重组技术原理,利用广宿主自杀性质粒构建成敲除载体pKNG101△waaL和pKNG101△waaG,转化E.coli SM10菌株,并与B29菌株进行双亲杂交,再以抗生素和蔗糖筛选条件筛选waaL和waaG基因缺失突变株;利用多重PCR、ERICPCR、PCR-DGGE、DNA测序结果均证实突变株B29△waaL和B29△waaG构建成功;最后,对野生菌株B29与两个突变株生物学特性的差异进行了比较。银染实验结果表明野生型B29菌株的脂多糖为光滑型结构,突变株的LPS结构明显缺失O抗原,B29△waaG突变株同时还缺失了外部核心部分;用鲎试剂法检测LPS的内毒素活性显示,突变株的内毒素活性与野生型相比有较大幅度下降;B29△waaL突变株的生长速率与野生型相当,而B29△waaG突变株的生长速率则相对降低。本研究成功构建两种内毒素活性下降的突变株,为下一步利用突变株研究B29菌株在肥胖发生中的机制奠定基础。

大肠杆菌CRISPR/Cas9基因编辑系统的建立及验证

根据大肠杆菌W3110菌株的waaL基因序列设计CRISPR/Cas9的作用靶点,构建sgRNA表达质粒,然后设计同源修复供体DNA序列,通过电转化法导入宿主菌内,从而构建完整的大肠杆菌CRISPR/Cas9基因编辑系统。结果显示,应用该系统成功地构建了大肠杆菌waaL基因缺失株。将该系统继续用于大肠杆菌W3110菌株wecA基因的缺失,结果表明,该系统可快速高效地用于大肠杆菌基因缺失,这为构建大肠杆菌生物工程菌奠定基础。