稀有放線菌質(zhì)粒生物學(xué)研究進(jìn)展

1、有數(shù)放線菌質(zhì)粒生物學(xué)研究希望田永強(qiáng)趙國(guó)屏覃重軍【摘要】非鏈霉菌屬的有數(shù)放線菌類(lèi)群普及漫衍在天然情況中，具有緊張的底子研究與應(yīng)用代價(jià)。在很多有數(shù)放線菌創(chuàng)造了環(huán)型與線型質(zhì)粒，由質(zhì)粒生長(zhǎng)起來(lái)的遺傳操縱體系可以為研究有數(shù)放線菌的生理及代謝提供強(qiáng)有力的東西。本文綜述如今有數(shù)放線菌中的質(zhì)粒生物學(xué)的研究希望。【關(guān)鍵詞】有數(shù)放線菌質(zhì)粒PrgressesnplasidbilgyftherareatinyetesKEYRDSRareatinyetes;Plasid放線菌類(lèi)群是非常緊張的高G+含量的革蘭陽(yáng)性細(xì)菌，它們的造就形態(tài)與細(xì)菌有本質(zhì)區(qū)別，大多數(shù)產(chǎn)生菌絲布局，包羅造就基中的基質(zhì)菌絲和造就基外貌的氣生菌絲及孢子絲

2、。迄今已頒發(fā)145個(gè)屬，約2000個(gè)種，此中鏈霉菌屬中約500個(gè)種。它們產(chǎn)生了約莫10000種抗生素和生理活性物質(zhì)，在醫(yī)藥、產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)方面具有緊張的應(yīng)用代價(jià)1。非鏈霉菌屬的有數(shù)放線菌普及漫衍于種種泥土情況中，常具有奇特的形態(tài)及生理特點(diǎn)。有數(shù)放線菌也象鏈霉菌一樣可以或許產(chǎn)生富厚的次生代謝產(chǎn)物，如擬無(wú)枝菌酸菌產(chǎn)生的利福霉素(rifayin)及萬(wàn)古霉素(vanyin)2，游動(dòng)放線菌產(chǎn)生的替考拉寧(teiplanin)3等在臨床上是極為緊張的抗生素。別的，很多有數(shù)放線菌屬在農(nóng)業(yè)、環(huán)保和醫(yī)學(xué)方面具有緊張的意義，如可以舉行生物固氮的弗蘭克菌，具有落解有迫害化合物成效的紅球菌，導(dǎo)致人類(lèi)麻風(fēng)病和結(jié)核病的分枝桿

3、菌等4。已往幾十年里，放線菌的遺傳學(xué)研究重要會(huì)合在鏈霉菌屬，對(duì)放線菌別的類(lèi)群的遺傳學(xué)研究相對(duì)較少，尤其是對(duì)它們的遺傳操縱體系那么更少。對(duì)有數(shù)放線菌屬的生理或病理的研究急迫必要分子操縱東西，以是生長(zhǎng)有數(shù)放線菌的遺傳操縱就有非常實(shí)際的意義。本文綜述非鏈霉菌屬的放線菌質(zhì)粒生物學(xué)及其遺傳操縱體系的研究希望。1有數(shù)放線菌中的質(zhì)粒研究近況1.1分枝桿菌質(zhì)粒除環(huán)型質(zhì)粒外，Piardeau等報(bào)道了在.xenpi、.branderi、.elatutype2和.elatutype3等菌株中創(chuàng)造14個(gè)線型質(zhì)粒，巨細(xì)從20kb到320kb，通過(guò)Suthernbltting闡發(fā)可以將它們分為差異的類(lèi)群，同類(lèi)群的質(zhì)粒是不

4、相容的15。Piardeau等對(duì).elatu泉源的25kb線型質(zhì)粒pLP舉行了闡發(fā)，創(chuàng)造它具有與別的放線菌線型質(zhì)粒雷同的端粒布局16。同時(shí)它們對(duì)證粒pLP的復(fù)制區(qū)成效舉行了測(cè)定，復(fù)制區(qū)有兩個(gè)RF，別離編碼復(fù)制和分派卵白，其間有一小段與分枝桿菌環(huán)型質(zhì)粒復(fù)制起始區(qū)相似的序列，推測(cè)其為線型質(zhì)粒的復(fù)制起始區(qū)。用該復(fù)制區(qū)構(gòu)建的載體pL4D與.frtuitu泉源的環(huán)型質(zhì)粒pAL5000和pJAZ38具有相容性。1.2棒狀桿菌質(zhì)粒棒狀桿菌由非致病的泥土類(lèi)群(rynebateriuglutaiu，.allunae，Brevibateriulatferentu)、動(dòng)物致病類(lèi)群(.diphtheriae，.xer

5、sis)和植物致病類(lèi)群(.nebraskense，.ihiganense)構(gòu)成。非致病的泥土棒狀桿菌在產(chǎn)業(yè)上重要用于消費(fèi)氨基酸，別的的用途包羅落解石臘(paraffin)消費(fèi)去污劑及固醇轉(zhuǎn)化等。從20世紀(jì)70年代末期開(kāi)始，很多實(shí)行室舉行了大量的挑選事情尋到了很多巨細(xì)漫衍在1.4kb到69kb之間的質(zhì)粒1720。通常這些菌株的大質(zhì)粒上攜帶有抗生素耐受性基因(表1)。Katsuata23和artin24別離用差異的質(zhì)粒生長(zhǎng)了棒狀桿菌的克隆載體及轉(zhuǎn)化體系。重要的克隆載體是由pBL1和pSR1復(fù)制子構(gòu)建而來(lái)24，25。大腸埃希菌中的啟動(dòng)子序列與棒狀桿菌的具有同源性，因此，大腸埃希菌中的la，trp、P

6、L把持子和PR阻遏子可以在棒狀桿菌中表達(dá)，這就為構(gòu)建棒狀桿菌的表達(dá)載體提供了便當(dāng)26，27。1.3諾卡菌質(zhì)粒諾卡菌作為好氣的放線菌是引起人體熏染的病原菌。但是對(duì)它的質(zhì)粒生物學(xué)性子研究并不多。Kirby等28于1985年第一次從諾卡菌Nardiarallina中分散到2.7kb的環(huán)型質(zhì)粒pKU100。之后，諾卡菌質(zhì)粒的事情故步自封，很多諾卡菌的基因都可在鏈霉菌中舉行表達(dá)29。adn等使用地中海擬無(wú)枝菌酸菌(Alatpsisediterranei)質(zhì)粒pAE100生長(zhǎng)出能在諾卡菌中復(fù)制的載體pAE12330。比來(lái)Liu等31在N.italia中創(chuàng)造環(huán)型質(zhì)粒pNI100，并克隆了該質(zhì)粒的復(fù)制起始區(qū)，

7、該地區(qū)包羅一個(gè)編碼396個(gè)氨基酸表2棒狀桿菌環(huán)型質(zhì)粒復(fù)制形式的卵白，與鏈霉菌質(zhì)粒pSG5的Rep卵白有3段同源地區(qū)，推測(cè)它大概具有與pSG5相似的滾環(huán)復(fù)制機(jī)制。該質(zhì)?？梢酝ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)化變鉛青鏈霉菌(S.lividans)ZX7而產(chǎn)生麻點(diǎn)(pk)征象。按照pNI100復(fù)制子生長(zhǎng)了能在大腸埃希菌與諾卡菌穿梭的質(zhì)粒pNI105，這為諾卡菌的遺傳操縱提供了便當(dāng)。1.4紅球菌質(zhì)粒在已往20年里，紅球菌作為與情況相干的微生物受到越來(lái)越多的存眷。它們可以落解很多情況污染物，如酚類(lèi)物質(zhì)、殺蟲(chóng)劑、除草劑、丙稀酰胺、苯胺、鹵化烷烴等有害物質(zhì)3337。如今從紅球菌中分散到很多環(huán)型質(zhì)粒，這些質(zhì)粒按復(fù)制子的范例可分為兩種，其

8、一，以theta方法復(fù)制的質(zhì)粒，如pRE2895。該質(zhì)粒編碼RepA和RepB與lE2型質(zhì)粒的復(fù)制卵白具有雷同的特點(diǎn)，故推測(cè)其具有theta方法的復(fù)制機(jī)制。如今使用pRE2895的repAB構(gòu)建了表達(dá)質(zhì)粒pTip38。其二，以滾環(huán)方法復(fù)制的質(zhì)粒，如R.erythrplisDS8424的pRE8424。它有一個(gè)單鏈起始區(qū)和一個(gè)雙鏈起始區(qū)，這是典范的滾環(huán)復(fù)制單位。對(duì)單鏈起始區(qū)的突變闡發(fā)創(chuàng)造單鏈中心體在體內(nèi)積聚，這是由于單鏈不克不及實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化成雙鏈引起的。以pRE8424復(fù)制區(qū)構(gòu)建的表達(dá)質(zhì)粒能與以pRE2895為底子的質(zhì)粒同時(shí)存在細(xì)菌體內(nèi)，表白它們屬于差異的不相容群39。1.5弗蘭克菌質(zhì)粒在弗蘭克菌中

9、已創(chuàng)造多個(gè)環(huán)型質(zhì)粒，巨細(xì)從7kb到190kb4547。如今已完成了來(lái)自菌株ArI3的質(zhì)粒pFQ3148和菌株pI1的pFQ1149以及pFQ1250的測(cè)序事情。22.4kb的pFQ12有凌駕50個(gè)開(kāi)放閱讀框(RF)，9個(gè)有轉(zhuǎn)錄活性50。pFQ31有17個(gè)RF48，pFQ11有4個(gè)49，pFQ11與pFQ31有約莫99.7%的同源性。在3個(gè)質(zhì)粒上都創(chuàng)造了質(zhì)粒分派卵白基因，如pFQ31的parFA、pFQ11的RF3編碼雷同假單胞菌PseudnasalaligenesParA的卵白，pFQ12含有一個(gè)卵白雷同芽孢桿菌B.subtilis的SpJ。這些基因的編碼產(chǎn)物使質(zhì)粒能在子細(xì)胞中不變存在。同時(shí)還創(chuàng)造與雷同鏈霉菌(S.abfaiens)中接合轉(zhuǎn)移與整合性子粒pSA2KrSA的卵白。按照ptrFA和repFA之間的DNA布局域推測(cè)質(zhì)粒pFQ31的復(fù)制起始區(qū)位于其間，該地區(qū)序列具有雷同重復(fù)子(itern)的序列，這些布局通常在以theta方法復(fù)制質(zhì)粒的復(fù)制區(qū)中存在，repFA編碼復(fù)制起始卵白R(shí)ep。pFQ12有兩個(gè)開(kāi)放閱讀框(RF3與RF6)大概與質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移有