热激条件下calnexin的基因敲除对于出芽酵母中分子伴侣BiP表达水平的影响

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分子伴侣的功能和应用_聂忠清

分子伴侣的功能和应用_聂忠清
经过几十年的研究,分子伴侣的概念已经扩大 为:在生物大分子的折叠(folding)、组装(assembly)、
转运及降解等过程中起协助作用,参与协助抗原的 呈递和遗传物质的复制、转录及构象的确立;参与 细胞周期调控、抗衰老、凋亡调控等,但自身并 不发生任何变化的一大类广泛存在于生物体内的蛋 白质分子。 1 分子伴侣的分类和分布
酿酒酵母
液泡中
prosequence
周质分子伴侣
DsbC(DsbA、DsbG) 细菌
细胞周质空间
PulS
革兰氏阴性细菌 细胞周质空间
R N A 分子伴侣
StpA
大肠杆菌
细胞类核
H-NS
大肠杆菌
细胞类核
其他
PDI
真核生物
内质网
SscB
大肠杆菌
细胞质
TAP
真核生物
内质网
Calnexin(p88)
哺乳动物
细胞质和细胞核
骨架,热休克后
移至细胞核及核
仁质膜上;哺乳
动物线粒体
DnaK (DnaJ、GrpE) 大肠杆菌
细胞质
Ssa1-4、SsB1、 酵母
细胞质线粒体
S s C 1 、S s D 1
Bip
哺乳动物
内质网
Hsc70
动物细胞
胞浆
grp78
哺乳动物
内质网
prp73
动物细胞
胞浆
Kar2p
酵母
内质网
H s p 6 0 家族
酵母和果蝇
细胞质
gp96
肉瘤细胞
内质网和胞液
Grp94
哺乳动物
内质网
H s p 1 0 0 家族
Hsp104

酵母基因敲除方法

酵母基因敲除方法

酵母基因敲除方法
酵母基因敲除方法是一种常用的研究酵母遗传学的实验技术。

其主要思想是通过基因编辑技术将目标基因的DNA序列修改,使其无法继续编码功能性蛋白质,从而实现对基因功能的敲除。

在实验过程中,研究者首先需要设计并合成适当的sgRNA(单指引RNA),然后将其与Cas9核酸酶结合成复合物。

接下来,将该复合物导入到酵母细胞中,使其在靶向目标基因的DNA序列时发挥作用。

随后,由于Cas9核酸酶的活性,该酵母细胞的目标基因将被切割并失去功能性。

为了验证敲除效果,研究者通常会对敲除后的酵母细胞进行基因序列测序,以确认目标基因的DNA序列已被有效修改。

同时,研究者也会对敲除后的酵母细胞进行基因表达水平的分析,以确定目标基因敲除是否对酵母细胞的生长和代谢产生了影响。

总的来说,酵母基因敲除方法是一种非常有用的实验技术,它可以帮助研究者深入了解酵母的基因功能和生理特性,从而推动酵母遗传学领域的发展。

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分子伴侣

分子伴侣

分子伴侣的功能和应用(天水师范学院生命科学与化学学院甘肃天水 741001)班级:09生技学号:292020123 姓名:南莉摘要:本文综述了分子伴侣的分类、功能、作用机理、研究现状及应用前景。

分子伴侣是在生物大分子的折叠、组装、转运及降解等过程中起协助作用,参与协助抗原的呈递和遗传物质的复制、转录及构象的确立,但自身并不发生任何变化的一大类广泛存在于生物体内的蛋白质分子。

随着对分子伴侣的进一步研究和相关知识的不断深入,分子伴侣在生物产品开发、物种改良、抗衰老,疾病预防、诊断和治疗以及环境监测方面具有广阔的前景。

关键词:分子伴侣;蛋白质折叠;热休克蛋白;信号传导;凋亡The function and application of molecular chaperoneAbstract: This paper discussed the classification, function, mechanism, current research progress and the appication prospect of the molecular chaperone. Molecular chaperones are a serial group of proteins which are found in all living organism, helping in the process of the folding, assembly, transportation and degradation of huge biological molecule, and participating in antigen presentation, in replication, transcription and conforma- tional decision of genetic substance. But molecular chaperones dont’t change th emselves at all when they work. With the further development of research and the associated knowledge of molecular chaperone, there will be extensive prospects of the application in exploiting bio-products, improving species, anti-aging, diagnosing and treating disease, monitoring environment and so on.Key words: molecular chaperone; protein folding; heat shock proteins; signal transduction; apoptosis第一个分子伴侣(molecular chaperone)——核质蛋白(nucleoplasmin)是Laskey 等于1978 年在非洲爪蟾(Xenopus laevis) 卵的浸出液中发现的给分子伴侣的定义是功能意义上的定义:帮助其他含多肽结构的物质在体内进行正确的组装,并且不是组装后的结构发挥其正常的生物功能的组分,它们是结构可以完全相同,也可以完全不同的蛋白质的总称。

酵母基因敲除方法

酵母基因敲除方法

酵母基因敲除方法
酵母基因敲除是一种常用的基因功能研究方法,其原理是通过DNA重组技术将目标基因的编码序列替换为可识别的选择标记物,进而利用选择标记物筛选敲除目标基因的突变菌株。

常用的选择标记物有抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等。

酵母基因敲除方法的步骤主要包括:1.设计合适的引物,扩增选择标记物和目标基因的DNA片段;2.将选择标记物和目标基因的DNA 片段进行重组;3.将重组的DNA片段转化到酵母细胞中;4.筛选并鉴定目标基因敲除的突变菌株。

酵母基因敲除方法不仅可以用于研究基因功能,还可以用于制备工业酶、发掘新的代谢途径等方面。

但是该方法也存在着一些限制,例如敲除基因可能会导致生长变差或死亡等问题。

因此,在进行酵母基因敲除实验时需要根据具体情况进行优化和调整。

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一种基于线性DNA片段同源重组的嗜盐古菌高效基因敲除系统

一种基于线性DNA片段同源重组的嗜盐古菌高效基因敲除系统

一种基于线性DNA片段同源重组的嗜盐古菌高效基因敲除系统王小利;姜闯;刘建华;刘喜朋【摘要】With the development of functional genomics, gene-knockout is becoming an important tool to elucidate gene functions in vivo. As a good model strain for archaeal genetics, Haloferax volcanii has received more attention. Although several genetic manipulation systems have been developed for some halophilic archaea, it is time-consuming because of the low percentage of positive clones during the second-recombination tion. These classical gene knockout methods are based on DNA recombination between the genomic homologous sequence and the circular suicide plasmid, which carries a pyrE selection marker and two DNA fragments homolo-gous to the upstream and downstream fragments of the target gene. Many wild-type clones are obtained through a reverse recombination between the plasmid and genome in the classic gene knockout method. Therefore, it is neces-sary to develop an efficient gene knockout system to increase the positive clone percentage. Here we report an im-proved gene knockout method using a linear DNA cassette consisting of upstream and downstream homologous fragments, and the pyrE marker. Gene deletions were subsequently detected by colony PCR analysis. We determined the efficiency of our knockout method by deleting the xpb2 gene from the H. volcanii genome, with the percentage of positive clones higher than 50%. Our method provides an efficient geneknockout strategy for halophilic archaea.%随着功能基因组学研究的深入发展,基因敲除技术日益成为基因功能研究的重要手段。

分子生物学答案

分子生物学答案

分子生物学答案分子生物学答案一、名词1、鸟枪法(Shotgun method):使用基因组中的随机产生的片段作为模板进行克隆的方法。

使用限制性内切酶将带有目的基因的DNA链切成若干小段,再使用DNA连接酶将其整合到载体的基因中,并使其表达。

2、色氨酸操纵子(tryptophane operon):负责色氨酸的生物合成,当培养基中有足够的色氨酸时,这个操纵子自动关闭,缺乏色氨酸时操纵子被打开,trp基因表达,色氨酸或与其代谢有关的某种物质在阻遏过程(而不是诱导过程)中起作用。

3、酶切图谱(Macrorestriction Map):描述限制性内切酶的酶切点的位置和距离信息的图谱。

4、原位杂交(in situ hybridization):将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交,称为原位杂交。

5、结构域(domain):是构成蛋白质三级结构的基本单元,是指生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域,是蛋白质生理功能的结构基础,这种相对独立的区域性结构就称为结构域。

6、DNA杂交(Southern blotting):又称为Southern杂交,即用放射性标记的探针与靶DNA进行杂交的技术。

7、基因组文库(genomic library):用限制性内切酶切割细胞的整个基因组DNA,可以得到大量的基因组DNA片段,然后将这些DNA片段与载体连接,再转化到细菌中去,让宿主菌长成克隆。

这样,一个克隆内的每个细胞的载体上都包含有特定的基因组DNA片段,整个克隆群体就包含基因组的全部基因片段总和称为基因组文库(短答案:是指采用基因组克隆的方法,克隆的一套基因组DNA片段。

)8、粘性末端(cos site-carring plasmid):当一种限制性内切酶在一个特异性的碱基序列处切断DNA时,就可在切口处留下几个未配对的核苷酸,叫做粘性末端。

9、一致序列(又称保守序列:conserved sequence):遗传物质里的片段极少发生突变而且在不同生物中广泛存在。

祝骁 分子生物学基础练习题(2)

祝骁 分子生物学基础练习题(2)

分子生物学基础练习题一、填空题1沃森(Wason)和克里克(Crick)1953年对威尔金斯(Maurice Wilkins)DNA的X-射线衍射图分析,发现了( DNA双螺旋结构),阐明了( DNA半保留复制模式),鉴定了现代分子生物学研究的基础。

1953年4月25日,他们联名在《自然》杂志上发表的题为( DNA 分子结构)的论文,1962年诺贝尔医学和生理学奖。

2.2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家(约翰格登)和日本医学教授(山中伸弥),以表彰他们在(体细胞重编程技术)领域做出的革命性贡献。

3.美国细菌学家艾弗里在1944年通过(灭活S菌的分离提取)试验证明了转化因子是( DNA ),而不是(蛋白质)。

4.1952年赫尔希等进行的(噬菌体)感染试验,进一步阐明了( DNA )是遗传信息的携带者。

5.P.A.Levene等弄清了核酸的基本化学结构,证实核酸是由许多核苷酸组成的大分子,核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成,并认为4种碱基在核酸中的量相等,从而错误地推导出核酸的基本结构是由4个含不同碱基的核苷酸连接成四核苷酸,以此为基础聚合成核酸,这就是较著名的(四核苷酸)假说。

6. DNA是由4种脱氧核糖核苷酸通过( 3',5 '磷酸二酯键)连接起来的直线或环形的多聚体。

7.真核生物染色体由DNA和蛋白质构成,其基本单位是(核小体)。

8. 天然DNA的存在形式因生物种类不同存在差异,染色体DNA为(双键线)状,高等生物的线粒体、叶绿体DNA为(双链环)状,细菌质粒DNA为(双链环)状,病毒如φX174和M13的DNA为(单)链DNA9.原核基因的编码区是(连续)的,(全部都可以)转录出mRNA,编码出蛋白质。

而真核基因的编码区是(不连续)的,又分为(内含子)和(外显子),(外显子)能够转录出mRNA,编码出蛋白质,而(内含子)在mRNA后加工过程中被剪掉,不可以编码蛋白质。

10.DNA聚合酶I由一条肽链组成,含三种酶活性,即( 5 '→3'聚合酶活性)、(3'→5 '外切酶活性)和( 5 '→3'外切酶活性)。

博士学位论文-中国科学院青岛生物能源与过程研究所机构知识库

博士学位论文-中国科学院青岛生物能源与过程研究所机构知识库
通过对蛋白分泌途径中的伴侣蛋白 pdi1 的过表达,获得重组菌株 P15,与野 生型菌株相比,其纤维素酶的 CMC 和 FPA 活力分别提高了 191%和 43%。采用 裂分筛选标记重组法(split-marker recombination)将里氏木霉野生型菌株 QM6a 基因组中的 PKS65172 基因敲除,首次验证了 PKS65172 基因敲除株能提高纤维 素酶的产量,胞外纤维素酶 CMC 活力及 FPA 活力分别提高近两倍。
In this research, two chaperones (protein disulphide isomerase, pdi1 and HSP70 family chaperones, bip1) were overexpressed and a polyketide synthase (PKS65172) was knocked out respectively in QM6a, the results showed that both methods could improve the cellulase production of QM6a to a certain extent. The differences of secondary metabolites between PKS65172 gene knockout strain and wild-type QM6a were also analyzed, there are many important mechanisms are worthy of being studied.
感谢中国科学院青岛生物能源与过程研究所提供的科研学习平台,感谢中丹 学院提供我赴丹麦科技大学联合培养的机会,感谢研究所各位领导给予的帮助!

啤酒酵母ECM25YJL201W基因敲除对啤酒风味稳定性的影

啤酒酵母ECM25YJL201W基因敲除对啤酒风味稳定性的影

啤酒酵母ECM25/YJL201W基因敲除对啤酒风味稳定性的影响张一心, 李崎, 沈微, 谢焱,顾国贤江南大学工业生物技术教育部重点实验室, 无锡214122摘要:以pUG6为模板,设计含有与ECM25基因两侧序列同源的长引物,构建了带有卡那抗性基因(kanMX)破坏盒, 转化啤酒酵母G-03,获得一株G-03/a转化菌, 遗传稳定性良好,测序结果证实ECM25基因敲除是成功的。

有氧条件下11o C和28o C培养时转化菌G-03/a的胞外谷胱甘肽(GSH)分泌量在对数生长期分别比原菌高21.4%和14.7%。

在锥形瓶中连续发酵4代后, 与原菌株相比,转化菌G-03/a发酵液、成品酒中GSH含量分别提高32.1%和13.8%,发酵液和成品啤酒SI系数分别提高7.7%和5.3%, 成品啤酒RSV值提高45.0%。

EBC管发酵6d 后,与原菌株相比,转化菌G-03/a发酵液中GSH含量提高34.0%。

转化菌G-03/a与G-03所酿制成品啤酒的常规指标没有显著差别。

表明G-03/a是一株具有抗老化能力的优良啤酒酵母, 能够提高啤酒的风味稳定性。

关键词:啤酒酵母,基因敲除, ECM25, 谷胱甘肽,分泌, 啤酒风味稳定性Effectsof Knockout ECM25/YJL201W Gene inBrewing Yeast on Beer FlavorStabilityYixin Zhang, QiLi,Wei Shen,Yan Xie,andGuoxianGuThe Key Laboratory of Industrial Biotechnology,Ministryof Education, JiangnanUniversity,Wuxi214122,ChinaAbstract:The ECM25deletionmutant of industrialbrewing yeast, G03/a,wasconstructed by replacing the ECM25 gene with the kanMX gene.The transformantwas verifiedto be genetically stable. ThePCR analysis showed that ECM25gene intheG-03/a wasdeleted. Underaerobicconditions of 11oCand 28o C,compared withthe host strainG-03,the excretive glutathioneconcent ration ofG-03/a increased by21.4%and 14.7%, respectively. Strains G-03 and G-03/awere inoculated inflasksand cultivatedcontinuouslyfor4 generations. Comparedwith the host strainG-03, the glutathione concentration in the main fermentation brothand final beer ofstrainG-03/aincreased by 32.1% and13.8%,the stability index (SI)increasedby 7.7%and 5.3%,respectively,and theflavor resistancestaling value (RSV value)in final beerincreased by45.0%. DuringEBC fermentation,the glutathione concentration inthemainfermentationbrothofstrain G-03/a increasedby34.0%, compared withthe hoststrain G-03. Furthermore, no significant differenceinroutine fermentation parameters was found. The strain G-03/a is proved to be anexcellent anti-staling brewing yeastto improve beerflavor stability.Keywords: brewingyeast, geneknockout,ECM25, glutathione,excretion,beer flavor stability风味稳定性作为啤酒的重要质量指标之一, 从20世纪70年代开始就受到国外学者的关注[1,2]。

敲除Ras1基因对裂殖酵母生长及产孢影响

敲除Ras1基因对裂殖酵母生长及产孢影响

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中国新技术新产品 2019 NO.1(下)
高新技术
变慢,其具体机制还有待进一步研究。
2.4 裂殖酵母酵母孢子形态图分析
2.3 裂殖酵母孢子数分析
我们分别统计 20 个裂殖酵母所产生的孢子,结果如图 3 所示,野生型裂殖酵母 100 % 产生 4 个孢子 ;3201 菌株有 75 % 裂殖酵母产生 1 个孢子,25 % 裂殖酵母产生 2 个孢子 。 说明敲除基因 Ras1 会影响裂殖酵母孢子量。
裂殖酵母完全培养液 YES、完全固体培养基、裂殖酵母 产孢培养基 E mm-N 参照王文超 [5] 的方法配制。药品试剂: PBS 缓冲液、纤维素酶(购于阿拉丁公司)。
1.2 方法
图 1 裂殖酵母在 25 ℃下的生长曲线图
1.2.1 生长曲线的测定
分别在 25 ℃、37 ℃恒温摇床中培养,用酶标仪每隔 2 h 测一次培养液 OD595 值,连续测 12 h,每个处理重复 3 次。以 培养时间为横坐标、OD595 值为纵坐标,绘制生长曲线图。 1.2.2 裂殖酵母产孢及孢子形态观察
摘 要 :目的 :探究 Ras1基因对裂殖酵母生长及产孢的影响。方法 :培养将野生型与基因敲除的突变株,分析其
生长情况 ;野生型与突变菌株交配,探讨其产孢情况。结果 :在25 ℃及37 ℃培养条件下,敲除基因后的突变菌
株其生长慢于野生型菌株。产孢实验结果表明,野生型100 % 产生4个孢子,而突变菌株75 % 产生1个孢子、25 %
野生型裂殖酵母在敲除基因 Ras1 后,无论是在 25 ℃还 是 37 ℃的恒温条件下连续培养 12 h,3201 菌株生长速度都 要比野生型裂殖酵母缓慢,即敲除基因 Ras1 后会影响裂殖酵 母的生长。敲除基因 Ras1 后其产孢数目由原来的 100 % 产 4 个孢子到 75 % 产生 1 个孢子、25 % 产生 2 个孢子,且孢子 略小于野生型,即敲除这个基因会影响裂殖酵母产孢。综上 所述,敲除 Ras1 会影响裂殖酵母的生长和产孢,但相关机制 还有待进一步研究。

酵母基因敲除方法

酵母基因敲除方法

酵母基因敲除方法
酵母基因敲除方法是一种广泛应用于酵母遗传学研究中的技术。

该方法利用CRISPR/Cas9系统或者遗传转化的方式,将目标酵母基因的DNA序列进行改造或删除,从而实现对该基因的敲除。

这种方法可以用来研究酵母基因的功能、调控机制以及其在生物过程中的作用,对于探究生命科学领域的一系列问题,具有重要的意义。

在酵母基因敲除方法中,首先需要设计和合成sgRNA,这是一种由20个核苷酸组成的RNA序列,用于特异性识别和切割目标基因的DNA。

接着,将sgRNA和Cas9蛋白共同导入到酵母细胞中,通过与目标基因的DNA序列发生特异性配对,实现Cas9蛋白的定向切割。

切割后的DNA序列可以通过同源重组等方式进行修复,从而实现基因敲除。

此外,还可以利用遗传转化的方式,将外源的DNA序列导入到酵母细胞中,通过同源重组等机制,将外源DNA序列与目标基因的DNA 序列进行融合或替换,从而达到基因敲除的效果。

总之,酵母基因敲除方法是一种常用的酵母遗传学研究技术,可以用于研究酵母基因功能、调控机制以及其在生物过程中的作用。

该技术的应用,为生命科学领域的研究提供了新的手段和思路。

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分子生物学综述论文(基因敲除技术)

分子生物学综述论文(基因敲除技术)

现代分子生物学课程论文题目基因敲除技术班别生物技术10-2学号 *********** 姓名陈嘉杰成绩基因敲除技术的研究进展要摘基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术,是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。

此后经历了近20年的推广和应用,直到2007年10月8日,美国科学家马里奥•卡佩奇(Mario Capecchi)和奥利弗•史密西斯(Oliver Smithies)、英国科学家马丁•埃文斯(Martin Evans)因为在利用胚胎干细胞对小鼠基因金星定向修饰原理方面的系列发现分享了2007年诺贝尔生理学或医学奖。

基因敲除技术从此得到关注和肯定,并对医学生物学研究做出了重大贡献。

本文就基因敲除的研究进展作一个简单的综述。

关键词基因敲除、RNAi、生物模型、同源重组前言基因敲除又称基因打靶,该技术通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组,进行精确的定点修饰和基因改制,具有转移性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点。

应用DNA同源重组技术将灭活的基因导入小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES cells)以取代目的基因,再筛选出已靶向灭活的细胞,微注射入小鼠囊胚。

该细胞参与胚胎发育形成嵌合型小鼠,再进一步传代培育可得到纯合基因敲除小鼠。

基因敲除小鼠模型的建立使许多与人类疾病相关的新基因的功能得到阐明,使现代生物学及医学研究领域取得了突破性进展。

上述起源于80年代末期的基因敲除技术为第一代技术,属完全性基因敲除,不具备时间和区域特异性。

关于第二代区域和组织特异性基因敲除技术的研究始于1993年。

Tsien等[1]于1996年在《Cell》首先报道了第一个脑区特异性的基因敲除动物,被誉为条件性基因敲除研究的里程碑。

该技术以Cre/LoxP系统为基础,Cre在哪种组织细胞中表达,基因敲除就发生在哪种组织细胞中。

2000年Shimizu等[2]于《Science》报道了以时间可调性和区域特异性为标志的第三代基因敲除技术,其同样以Cre/LoxP系统为基础,利用四环素等诱导Cre的表达。

2021年安师大分子生物学实验课考核考试题库和答案

2021年安师大分子生物学实验课考核考试题库和答案

分子生物学实验课考核考试题库1.PCR原理是什么?2.PCR普通体系应加入哪些试剂?3.PCR防止其他DNA污染, 应注意哪些问题?4.影响PCR产物产量因素重要有哪些?5.引物设计应注意哪些问题?6.简述克隆某一原核生物基因片段普通操作环节?7、什么是质粒?质粒基本性质有哪些?8、质粒抽提实验中溶液I、II、III各有什么作用?9、碱裂解法抽提质粒DNA基本原理是什么?10、在碱裂解法提取质粒DNA操作中应注意哪些问题?11.在碱裂解法提取质粒DNA时, 酚/氯仿作用是什么?12.碱裂解法提取质粒DNA分子普通有几种构象?电泳时移动速率有何差别?13.提取植物基因组DNA基本原理是什么?在操作过程中应当注意什么?14、在植物基因组提取过程中, DNA 降解也许因素?15.在植物基因组提取过程中, 提高DNA 产量办法?16.在使用苯酚进行DNA提取时应当注意什么?17、在提取植物基因组DNA过程中, 使用苯酚与氯仿作用是什么?18、在植物基因组提取过程中, 该如何检测和保证基因组DNA质量?19、什么是限制性内切酶?20、常用Ⅱ型限制性内切酶切割双链DNA后会产生末端或末端。

21.下列关于限制性内切酶描述, 错误是: ()A. 一种限制性内切酶只能辨认一种特定脱氧核苷酸序列B. 限制性内切酶活性受温度影响C. 限制性内切酶能辨认和切割RNAD. 限制性内切酶可以从原核中提取22、既有一长度为l 000 bpDNA分子, 用限制性核酸内切酶EcoR I酶切后得到DNA分子仍是l 000 bp, 用Kpn I单独酶切得到400 bp和600 bp 2种长度DNA 分子.用EcoR I, Kpn l同步酶切后得到200 bp和600 bp 2种长度DNA分子。

请画出该DNA也许酶切图谱。

23.一种限制性内切酶辨认序列和切割位点是5ˊ一G↓GATCC一3ˊ, 在质粒上有该酶一种切点, 请画出质粒被该限制性内切酶切割后所形成黏性末端。

芽胞杆菌基因敲除技术及其在工农业应用中的研究进展

芽胞杆菌基因敲除技术及其在工农业应用中的研究进展

芽胞杆菌基因敲除技术及其在工农业应用中的研究进展蒋宝莹;裘娟萍;孙东昌【摘要】芽胞杆菌具较强的环境适应能力、抗逆性、分泌能力等优良性状,在工农业生产上具有广阔的应用前景.基因敲除技术是遗传改造芽胞杆菌的重要手段.然而,对于工农业生产中具有许多重要应用价值的芽胞杆菌,目前仍缺乏有效的基因敲除技术.近年来,研究人员在开发适用范围较广泛的芽胞杆菌基因敲除技术方面取得了较显著的进展.该文在简要介绍基因敲除原理的基础上,重点阐述了可在不同芽胞杆菌中操作的基因敲除技术的研究进展,归纳和总结这些方法的局限性,为选择不同基因敲除方法开展芽胞杆菌工农业菌株遗传育种工作提供建议.最后,笔者结合自身的研究工作,展望开发新一代芽胞杆菌基因敲除技术的发展趋势.%The gene knock-out technology is a powerful tool for genetic engineering of Bacillus for the use in industry and agriculture.However,effective gene knock-out technology remains unavailable to many Bacillus strains with important application values.In recent years,researchers made noticeable progresses in developing widely applicable gene knock-out technology for Bacillus.Herein,on the basis of brief introduction of the principle of gene knockout,we mainly describe recent advances in the widely applicable gene knock-out methods for Bacillus and summarize their limitations to provide suggestions for selection of gene knock-out strategies in industrial and agricultural breeding of Bacillus.Finally,based on our previous research,we envision the development of the new gene knock-out technology for Bacillus in the future.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2016(042)005【总页数】8页(P264-271)【关键词】芽胞杆菌;基因敲除;遗传育种;转化;同源重组【作者】蒋宝莹;裘娟萍;孙东昌【作者单位】浙江工业大学生物工程学院,浙江杭州,310014;浙江工业大学生物工程学院,浙江杭州,310014;浙江工业大学生物工程学院,浙江杭州,310014【正文语种】中文芽胞杆菌(Bacillus)对外界有害因子抵抗力强,广泛分布于土壤、水、空气以及动物肠道等处,可产生多种生物活性物质(如抗菌肽、植物激素、酶等),在控制有害微生物繁殖、净化生态环境、动植物保护等方面具有较大的应用价值。

【干货】基因敲除细胞系技术介绍

【干货】基因敲除细胞系技术介绍

【干货】基因敲除细胞系技术介绍细胞系是由具有无限分裂能力的转化细胞群组成。

这通常来源于实验室患者或动物的细胞系的致瘤起因。

细胞系在研究中可能是无价的,整个医学领域都异常的重视。

它们通常坚固并且需要相对简单的条件,从而进行组织培养。

通过这种方式,这些类型的细胞最适合用于概念验证工作的基因敲除细胞系技术(例如生物打印设备和技术的开发和初始实施)。

但是,尽管细胞系确实保留了其来源细胞类型的某些正常功能,但通常会大大降低其功能。

含有谷氨酰胺合成酶(GS)基因敲除的细胞系和使用该基因敲除的HEK293细胞系生产靶蛋白的方法本发明涉及从转基因HEK293(人胚肾293)细胞系中敲除的新型GS(谷氨酰胺合成酶)基因和使用该转基因HEK293细胞系制备靶蛋白的方法。

特别地,本发明人消除了HEK293细胞中GS的表达,以克服由GS的过表达引起的细胞系选择障碍,从而通过GS / MSX系统产生靶蛋白,从而提高了效率。

因此,高产量靶蛋白的细胞系选择将增加,因此所选细胞系的蛋白产量显上升,这表明稳转细胞系的基因编辑技术可以有效地用于生产靶蛋白。

转基因细胞系网状细胞可以剖析宿主疟疾入侵的需求这种无核细胞的遗传难治性阻碍了对宿主红细胞蛋白在疟疾感染中的作用进行了研究。

而在研究人员的报告中,从体外分离出的永生红细胞系(BEL-A)分化出的网状细胞支持恶性疟原虫的成功入侵和细胞内发育。

利用CRISPR介导的基因敲除和随后的互补作用,研究人员验证了红细胞受体西那平在恶性疟原虫侵袭中起到的重要作用,并通过受体的重新表达证明了对侵袭性细胞系基因编辑进行挽救。

网织红细胞的成功侵袭补充了截短的突变体,消除了侵袭过程中basigin胞质域的功能作用。

相反,据报道,参与侵袭并与basigin相互作用的亲环蛋白B的敲除不影响网织细胞的侵袭敏感性。

这些数据建立了永生红细胞来源的网织红细胞作为强大的模型系统的用途,以探索有关恶性疟原虫入侵的宿主受体需求的假设。

内质网应激反应与相关分子伴侣

内质网应激反应与相关分子伴侣

解剖科学进展 Progress of Anatomical Sciences 2014 Jul, 20(4): 381~384内质网应激反应与相关分子伴侣12*徐 盟,王 涛(1. 中国医科大学09级临床医学;2. 东北大学生命科学与健康学院,辽宁 沈阳 110001)Endoplasmic reticulum stress and related molecular chaperones12*XU Meng ,WANG Tao (1. 2009 Clinical Medicine of China Medical University, 2. Department of Life Science and Health of North East University,Liaoning Shenyang 110001,China)【Abstract】 Many physiological or pathological conditions can cause the collection of unfolded proteins or wrong-folded proteins in endoplasmic reticulum, and cause the injury of endoplasmic reticulum's physiological functions. This phenomenon is called endoplasmic reticulum stress(ERS). During ERS, many molecular chaperones have higher expression, such as glucose-regulated proteins(GRPs), Calnexin(CNX) and calreticulin(CRT). The molecular chaperones overexpressed in some diseases such as alcoholic liver disease and Alzheimer's disease. This article aims to review basic structures and controlling processes of molecular chaperones participating in ERS and pathological mechanism of related diseases.【摘要】 多种生理或病理条件会引起未折叠蛋白或错误折叠蛋白在内质网的聚集,损伤内质网的正常生理功能,此现象称为内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS)。

第四章基因工程(背诵版)

第四章基因工程(背诵版)

第四章基因工程【课前检测】【例1】核移植前应增加转基因细胞培养液中的血清浓度以提高动物克隆成功率()why?答案:(x)why?在移植过程中无需提高血清浓度,动物培养液中血清的作用是保证细胞能够顺利生长和增殖,属于营养物质【例2】引物能引导限制酶精准确定目的基因的位置,其原理是,限制酶的作用是答案:引物与目的基因能够进行碱基互补配对,特异性识别特定的核苷酸序列并在特定位置切割磷酸二酯键【例2】在转基因浮萍的培育过程中,科研人员用PCR 技术持异性快速扩增了目的基因。

已知PCR 引物序列如图所示,并在每种引物的5'端设计了特定序列引物1:GGAAGATCTTCCCGCGGATCCATGGACTATA ATGTATGGA引物2:AAACTGCAGTTAGATTCTAGAGGGAATGA两种引物设计的依据是,设计加下划线的特定序列的目的是答案:两种引物设计的依据是目的基因两端的部分DNA 序列,设计加下划线的特定序列的目的是使扩增出的目的基因两端含有相应限制酶的识别序列和切割位点一、【基因工程—原理:基因重组,构建基因表达载体——核心】①限制酶/限制性内切核酸酶:主要存在于?细菌功能?特异性识别特定的核苷酸序列并在特定位置切割磷酸二酯键【例】为什么原核生物的限制酶无法切割自身DNA?答案:1.无限制酶识别的相应的核苷酸序列2.DNA经化学修饰【判断】限制酶只对双链起作用,对单链不起作用?√一种限制酶可以识别多个序列?√不同的限制酶可以识别同一序列?√意义?适应不同的反应体系的温度、pH【例】目的基因:使用两种的限制性内切核酸酶切割(注意保证目的基因的完整)——防止目的基因自身环化和反向连接【例】使用相同的两种的限制性内切核酸酶切割利于目的基因和载体质粒的正向连接。

【例】使用相同的限制性内切核酸酶切割利于目的基因和载体质粒的连接。

②DNA连接酶——连接DNA片段之间的氢键——酶具有专一性?种类:T4DNA连接酶——连接黏性末端和平末端EcoilDNA连接酶——只连接黏性末端③载体的种类:质粒/噬菌体——受体细胞:细菌植物病毒——受体细胞:植物细胞动物病毒——受体细胞:动物细胞理想载体的特征:1.复制起点2.有限制酶的识别序列3.具有筛选作用的目的基因二、获取目的基因1.化学合成法/PCR技术——已知目的基因全部序列(适合较短的基因)2.基因文库——未知目的基因序列:(基因组文库、cDNA文库)【例】当目的基因序列未知,获取目的基因时,可以建立cDNA文库:(以抗体基因为例)抗体基因可从B淋巴细胞/效应B淋巴细胞中提取并纯化全部mRNA,并以此为模板,利用逆转录酶合成cDNA(单链)——不同组织细胞的cDNA文库是不同的,why?同一组织细胞在不同的发育阶段,cDNA文库也会有差异——原因:基因的选择性表达胰岛素基因的cDNA——只存在于有胰岛β细胞建立的cDNA文库,【判断】胰岛素基因只存在于胰岛β细胞——x(一般来说,同一个体所有细胞的核遗传信息相同)3.【PCR技术(已知或未知基因序列)—聚合酶链式反应—体外扩增DNA—增加基因含量】PCR以待扩增DNA为模板,原理:dNTP(脱氧核苷三磷酸),耐高温的TaqDNA聚合酶引物:2条不同的DNA单链——两个引物决定扩增DNA的起点和终点(√)一个基因连续扩增4次,需要几个引物?2*4x22=30【例】一个基因连续扩,第n次时需要消耗引物Ⅰ___ 2n1____个。

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Zhang Huili1, Hu Bingjie1, Ji Yanyan1, Akio Kato2, Song Youtao1*
1College of Life Science, Liaoning University, Shenyang, P. R. China (110036) 2Department of Biological Chemistry, Yamaguchi University, Yamaguchi, Japan (7538515)
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Introducton
Calnexin, a membrane protein of the endoplasmic reticulum (ER), is generally thought to function as a molecular chaperone which associates transiently with numerous newly synthesized glycoproteins during their maturation in the ER [1-3]. In addition to functioning in folding and assembly, calnexin has been proposed to be a component of the ER quality control system that assists during initial folding of nascent proteins and retains misfolded intermediates through their oligosaccharide moieties until these substrates fold properly or until the misfolded proteins are degraded [2][4-7]. Cne1p, the homologue of calnexin in the yeast Saccharomyces cerevisiae, is about 23% identical to that in mammalian cells, but it lacks a cytoplasmic tail, and has no calcium-binding capacity [8]. Moreover, S. cerevisiae has no UDP-Glc:glycoprotein glucosyltransferase (GT) in S. cerevisiae, which is the key element in the quality control of glycoprotein folding in mammalian cells [9,10]. Therefore, although the proposal was made in previous papers that calnexin in S. cerevisiae acts in the folding and quality control of glycoproteins, it is unclear whether the model proposed for the quality control of glycoprotein folding in mammalian cells is applicable to S. cerevisiae or not. Interestingly, the disruption of the calnexin gene in S. cerevisiae did not have gross effects on the levels of cell growth, even though the disruption of the gene was lethal for Schizosaccharomyces pombe or mammalian cells [8]. In our previous study, we investigated the levels of cell growth of the calnexin-disrupted strain under the internal stress conditions of overexpressing nonglycosylated or glycosylated lysozymes in the ER. There was no evident difference between the growth curve of the calnexin-disrupted strain and that of the wild-type strain [11]. These results indicated that calnexin was not always essential in S. cerevisiae. It is also suggested that some other chaperones may act in the function of glycoproteins in S. cerevisiae as backups for calnexin. Protein disulfide isomerase (PDI) and binding protein (BiP) are two main molecular chaperones which play major roles in the protein-folding process in the ER. It appeared that the deletion of calnexin resulted in the induction of the unfolded protein response (UPR), and increased the levels of PDI and BiP to fold the unfolded glycosylated lysozymes (internal stress) [11]. Meanwhile, we have found that the induction of PDI in the ER could recover part of the function of calnexin in calnexin-disrupted yeast under heat stress conditions [12]. BiP, unlike PDI directly interacts with calnexin, was also found cooperated with calnexin in the ATP-dependent refolding of glycoprotein and
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Support by grant 1063305-1-00 from the Shenyang Science and Technology Bureau, grant 05L156 and grant 20060358 from Education Department of Liaoning Province, China. -1-
E-mail: ysong@
Abstract In order to investigate the effect of calnexin deletion on the induction of main ER molecular chaperone BiP, we cultured the wild-type and calnexin-disrupted Saccharomyces cerevisiae strains under the normal and stress conditions. The growth rate of the calnexin-disrupted yeast was almost the same as that of the wild-type yeast under those conditions. However, the induced mRNA level of BiP in the ER was evidently higher in calnexin-disrupted S. cerevisiae relative to the wild type at 37 °C, but was almost the same in the two strains under the normal conditions. The western blotting analysis for BiP protein expression in the ER yielded results that showed a parallel in their mRNA levels in both strains. It is suggested that under heat stress conditions the induction of BiP in the ER could recover parts of the function of calnexin in calnexin-disrupted yeast, and result in the same growth rate as in wild-type yeast. Keywords:Calnexin,Molecular chaperone,BiP,Heat stress

Effect of Calnexin Deletion on the Expession Level of Binding Protein (BiP) Under Heat Stress Conditions in Saccharomyces cerevisiated substrates [13]. It had been established that in the case of some glycoproteins, calnexin and BiP could act sequentially [14]. It seems that calnexin and PDI work together to help fold nascent polypeptides with glycans located toward the N-terminus of a protein, whereas PDI and BiP may engage in proteins that lack glycans or have sugars towards the C-terminus [15]. Interestingly, Le Fourn and coworkers found that BiP and calnexin had opposite effects on the folding behavior of human thyroperoxidase (hTPO) in transferred Chinese hamster ovary cell and the action of specific molecular chaperones may therefore crucially determine the fate of glycoproteins [16]. However, the relationship between BiP and calnexin in yeast is still elusive. In this study, we attempt to investigate the induced mRNA level of BiP in calnexin-disrupted yeast under external heat stress conditions. This may give some insights as to why calnexin deletion does not lead to gross effects on the levels of cell growth under the normal and stress conditions. Moreover, the protein expression level of BiP in the ER will be further investigated using western blotting analysis. This paper also compares the concentration of molecular chaperone BiP in the ER when the wild-type and calnexin-disrupted S. cerevisiae strains are cultured under normal and stress conditions. These observations may shed light on elucidating the relationship between calnexin and other molecular chaperons in the ER in S. cerevisiae.
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