链霉菌高拷贝质粒pIJ101 DNA的研究 I.在大肠杆菌中的启动子活性

用大肠杆菌转座子Tn5上去除了自身启动子区域的卡那霉素抗性基因(neo) 作为指示标记来探测广寄主、高拷贝的链霉菌质粒pIJ101上DNA的启动子活性所做的基因融合试验揭示,pIJ101上至少有两个可在大肠杆菌中行使启动子功能的DNA片段。基因融合后所产生的杂合质粒能够赋予大肠杆菌ED8767较高的卡那霉素抗性。对含质粒菌株在液体培养基中的生长动力学分析揭示,这种菌株在从无药物向有药物的生长环境中过渡时,生长并不受到暂时的抑制。说明这种启动子活性不是pIJ101DNA上DNA的突变所引起。用大肠杆菌的启动子探针载体pKK232-8所做的体外亚克隆试验更进一步证实了这项观察,并把两个启动子功能区分别缩小到0.54kb和1.18kb的范围内。这项试验成功地组建了质粒pIJ101的亚克隆库,便于对这个重要的链霉菌质粒进行精细的分子生物学研究。

变青链霉菌DNA的研究——Ⅰ.电泳过程中的特异性降解

变青链霉菌基因组DNA和质粒DNA在某些特定批号的电泳缓冲液中电泳时,双链DNA遭到很强的降解。变青链霉菌基因组DNA受到有限切割而产生的DNA片段的平均大小为6kb左右。天兰色链霉菌A3(2)和好几种其它链霉菌菌株的DNA,以及大肠杆菌的DNA在同样条件下并不受这种切割的影响。已经证明,这种特异性对变青链霉菌DNA的切割不是由于缓冲液中污染了微生物,进而产生核酸酶所致,而是由于某些批号的EDTA商品中污染了Fe^(2+)所致。变青链霉菌中DNA制备物“较差”的许多报道可能都是上述原因所致。

链霉菌高拷贝质粒pIJ101 DNA的研究 Ⅱ.在大肠杆菌中具有终止子活性片段的克隆和分析

在大肠杆菌的终止子探针载体pIJ667上,neo基因的正常表达可使寄主产生较强的卡那霉索抗性。然而,把链霉菌高拷贝质粒pIJ101上的BclⅠ片段克隆到这个载体的BglⅡ位点,使neo的结构基因与其启动子隔开所做的克隆试验显示,有两个插入片段,BclⅠ-A和BclⅠ-E,可以有效地终止neo基因的转录,使大肠杆菌寄主对卡那霉素呈现敏感。这两个片段在pIJ101的限制性内切酶图谱上已得到了定位,其活性区域的大小分别为2.9和1.19kb。把pIJ101衍生的小质粒pIJ350上BclⅠ片段克隆到pIJ667中,不仅进一步暗示出pIJ101 BclⅠ-A片段上终止子功能的存在,而且把这个区域缩小到1.32kb的范围内。此外,这些终止子活性的表达显示出明显的方向性。

变铅青链霉菌DNA的研究——Ⅱ.位点特异性降解与DNA修饰的关系

变铅青链霉菌的DNA上存在着一种异常的修饰,使其在含有微量Fe^(++)的缓冲液中电泳时,双链DNA遭到降解。DNA的切割是位点特异性的。与已知修饰特征的DNA进行同步试验发现,变铅青链霉菌的这种特异性修饰与目前所发现的修饰系统(如DNA甲基化)均不相同,很可能是一种新的修饰系统。

链霉菌高拷贝质粒pIJ101DNA的研究 Ⅲ.在变铅青链霉菌中的启动子活性

链霉菌高拷贝质粒pIJ101上的两个片段(1.18kb和0.54kb)在大肠杆菌中具有明显的启动子活性。把这两个片段克隆到链霉菌启动子探针载体pIJ424和pIJ425(修饰了克隆位点)上,转化到变铅青链霉菌中,然后用梯度平板测定转化子对卡那霉素的抗性水平发现:在变铅青链霉菌中,1.18kb的片段在两个方向都有启动子活性,而0.54kb的片段则明显没有。

链霉菌高拷贝质粒pIJ101 DNA的研究 Ⅳ.BclI-E片段上启动子的定位

将链霉菌高拷贝质粒pIJ101上具有明显启动子活性的BclI—E片段(1.18kb)用MboI酶切后克隆到链霉菌启动子探针载体pIJ425中所做的试验证明,当把这个片段的末端去掉以后,中间的两个次级片段(0.63kb和0.68kb)比完整的BclI—E片段具有更强的(4～6倍)激活指标基因neo表达的能力.Southern印迹杂交试验证明这两个片段均来自于pIJ101的BclI—E片段.这项试验不仅大大缩小了BclI—E片段上的启动子活性区域,而且说明BclI—E片段末端有转录终止子的存在.