利用藍光光響應(yīng)系統(tǒng)對銅綠假單胞菌進行光遺傳學(xué)調(diào)控的研究.pdf

1、近幾年來，隨著合成生物學(xué)科的不斷發(fā)展，各種新的生物學(xué)技術(shù)也應(yīng)運而生。其中，光遺傳學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域，通過構(gòu)建工程化的光感受器，來控制活細胞和生物體的生命行為。選擇染色體基因整合系統(tǒng)mini-Tn7將藍光響應(yīng)系統(tǒng)整合到銅綠假單胞菌株P(guān)AO1中。將基因整合到染色體，比起質(zhì)粒克隆系統(tǒng)來說，在細菌中具有更強的穩(wěn)定性，因為不會出現(xiàn)類似質(zhì)粒丟失的情況。另外，mini-Tn7系統(tǒng)與其他的轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)相比，具有更高的轉(zhuǎn)化率和特定的結(jié)合位點，不會

2、發(fā)生插入到基因組任意位置中的情況。本論文中提及的構(gòu)建的pDawn-Tn7光控系統(tǒng)為在銅綠假單胞菌中時空性控制基因表達提供了強有力的支持，也可以達到精準(zhǔn)控制銅綠假單胞菌生物學(xué)行為的要求。通過在光控系統(tǒng)中引入報告基因sfGFP綠色熒光蛋白，可以觀測到藍光光感受器在銅綠假單胞菌中光誘導(dǎo)基因～20倍的表達。很多持續(xù)性的細菌感染都是由生物膜引起的。一個典型的例子是在遺傳性疾病囊性纖維化患者中，由銅綠假單胞菌生物引起的毀滅性的肺部感染，一旦銅綠假單

3、胞菌定殖于囊性纖維化肺，形成生物膜，即使是最具侵襲性的抗生素治療也不能根除所有細菌。本研究中，在光控系統(tǒng)中引入PA2133這一功能蛋白后，可以抑制銅綠假單胞菌生物膜的形成。這是由于PA2133基因中含有EAL結(jié)構(gòu)域，這一結(jié)構(gòu)域表達的蛋白作用相當(dāng)于磷酸二酯酶，磷酸二酯酶可以降解c-di-GMP，c-di-GMP刺激生物膜中粘性物質(zhì)和胞外聚合物的生物合成，而降解后引起細菌的分離，從而PA2133的過量表達可以引起生物膜的降解。由此，本論文為