科研進展

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          我院開發一種新型高效的動物病原菌遺傳操作工具

          發布時間:2019-04-08  作者:  瀏覽次數:

          南湖新聞網訊 日前,Nucleic Acids Research在線發表了題為“The prokaryotic Argonaute proteins enhance homology sequence-directed recombination in bacteria”的研究論文。我校博士研究生付磊為該論文的第一作者,張安定教授、金梅林教授、韓麗副教授,同濟大學項耀祖教授為共同通訊作者。本研究是動物病原菌遺傳操作工具的重要創新。

          缺乏合適的遺傳操作工具一直是一些重要病原菌和工程菌基礎研究和應用開發研究的瓶頸。雖然許多模式細菌的遺傳工具先后被開發出來,但卻很難在巴氏桿菌等許多病原菌中應用。因此,開發通用的、高效的遺傳工具對于細菌病致病機理的研究、新型疫苗的研發,以及改善工程菌效能等方面均有重要的價值和意義。

          本研究報道了基于原核生物Ago蛋白的一種新型、簡便、高效的細菌遺傳操作工具。創新點在于:第一,該細菌遺傳操作工具并不是通過Ago蛋白酶的水解活性產生的選擇壓力而發揮作用,因此也就不會導致“脫靶”;第二,該操作工具主要是通過Ago蛋白的PIWI結構域與細菌的同源重組酶RecA互作,增強DNA同源鏈的交換,顯著提高了同源重組活性。第三,研究還發現四種細菌的Ago蛋白(Natronobacterium gregoryi Argonaute, Thermus thermophilus Argonaute, Aquifex aeolicus Argonaute, Pyrococcus furiosus Argonaute)均可作為新型、簡便、高效的細菌遺傳操作工具。第四,該工具操作非常簡便,且遺傳操作效率高達80-100%。

          目前,基于該系統已成功構建了雞霍亂巴氏桿菌的無痕基因缺失突變弱毒菌株和重組表達兔瘟病毒VP60抗原的兔巴氏桿菌重組菌株,具有開發為新型疫苗的潛力。該技術目前已在國內多家單位進行了驗證,均達到了預期效果。

          應用建立的Ago系統成功構建了雞霍亂巴氏桿菌的無痕基因缺失突變弱毒菌株,效率高達80-100%,且無脫靶效應

          基于Ago的遺傳工具作用的機制,主要是通過AgO蛋白的PIWI結構域與細菌體內的同源重組酶RecA互作、并增強DNA同源鏈的交換、從而顯著提高了同源重組活性

          論文鏈接:https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkz040/5304309

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