藍(lán)藻接合轉(zhuǎn)移____陳翠麗

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1、2007年12月北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Dec.2007第21卷第4期總70期JournalofBeijingUnionUniversity(NaturalSciences)Vol.21No.4SumNo.70藍(lán)藻接合轉(zhuǎn)移系統(tǒng)以及相關(guān)因素1112陳翠麗,郭俊霞,宗偉,施定基(11北京聯(lián)合大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院,北京100083;21中科院植物所,北京100093)[摘要]藍(lán)藻是一類(lèi)進(jìn)行光合放氧的原核生物,藍(lán)藻因其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),已經(jīng)成為表達(dá)外源基因的理想宿主之一,而接合轉(zhuǎn)移是藍(lán)藻基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中普遍使用的一種方法。通過(guò)接合轉(zhuǎn)移技術(shù)可以深

2、入研究光合作用、細(xì)胞分化、氮固定和對(duì)環(huán)境的抵抗。介紹了有關(guān)藍(lán)藻接合轉(zhuǎn)移的載體、質(zhì)粒以及接合轉(zhuǎn)移在藍(lán)藻中的應(yīng)用,為藍(lán)藻基因工程發(fā)展提供信息。[關(guān)鍵詞]藍(lán)藻;接合轉(zhuǎn)移;載體;質(zhì)粒;基因工程[中圖分類(lèi)號(hào)]Q78[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]100520310(2007)0420038204在30年前已報(bào)道了藍(lán)藻中基因的轉(zhuǎn)移,這開(kāi)質(zhì)粒產(chǎn)生。在接合質(zhì)粒產(chǎn)生的tra基因的作用下,啟了基因在藍(lán)藻中表達(dá)的大門(mén),而接合轉(zhuǎn)移是一種被切開(kāi)的運(yùn)載質(zhì)粒從供體細(xì)胞移入受體細(xì)胞。在非常有效的基因轉(zhuǎn)移方法,也是目前基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)整個(gè)轉(zhuǎn)移過(guò)程中,3種質(zhì)粒必須先位于同一

3、宿主細(xì)中使用最為普遍的一種方法。藍(lán)藻中的基因轉(zhuǎn)移菌中,再和受體藍(lán)藻細(xì)胞混合,通過(guò)不同濃度的抗技術(shù)已經(jīng)打開(kāi)了一道深入研究這種獨(dú)一無(wú)二的微生素篩選獲得抗性菌落,然后挑單克隆菌落培養(yǎng)于生物的大門(mén),可以深入地研究其光合系統(tǒng)、氫固定、液體培養(yǎng)基中,獲得轉(zhuǎn)基因藍(lán)藻。輔助質(zhì)粒和接合異形胞形成以及代謝等。質(zhì)粒由于無(wú)法復(fù)制或整合而逐漸丟失,雜交質(zhì)粒則基因技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了外源基因在藍(lán)藻中的因自主復(fù)制、與藍(lán)藻細(xì)胞染色體整合或與藍(lán)藻細(xì)胞[2]表達(dá),大量能克隆基因的宿主-載體系統(tǒng)的建立為的內(nèi)源質(zhì)粒發(fā)生同源重組而穩(wěn)定存在。一些有用基因在藍(lán)藻中表達(dá)提供了工具。

4、由于藍(lán)參與接合的細(xì)胞也有3個(gè):含有接合質(zhì)粒的藻自身的特點(diǎn)使其成為有效基因產(chǎn)物表達(dá)和傳播E1coli菌株;含有運(yùn)載質(zhì)粒和輔助質(zhì)粒的E1coli的載體。菌株;作為受體的藍(lán)藻細(xì)胞,所以又稱為三親接合轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。供體DNA可以是單鏈被轉(zhuǎn)移,然而,一1接合系統(tǒng)概要條新的DNA鏈可能在轉(zhuǎn)移的時(shí)候被宿主細(xì)胞合成。被轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒如果具有復(fù)制子的話可以在受接合是借助于細(xì)胞和細(xì)胞的接觸將基因轉(zhuǎn)移,體細(xì)胞中復(fù)制,被轉(zhuǎn)入的DNA也可以與受體細(xì)胞通過(guò)廣譜接合質(zhì)粒將基因從一種細(xì)菌(通常是大腸中的質(zhì)?；蛉旧w上的同源DNA重組。桿菌)移入另一種細(xì)菌(如藍(lán)藻)。典型

5、的質(zhì)粒載體并沒(méi)有證據(jù)表明在藍(lán)藻中具有大腸桿菌的復(fù)是IncP,例如RP4,也叫RP2,可以介導(dǎo)DNA到多種制子。然而一些IncQ質(zhì)粒如pKT210或pKT230能細(xì)菌中和多種藍(lán)藻中。接合轉(zhuǎn)移已經(jīng)成為線性藍(lán)通過(guò)廣譜的接合質(zhì)粒RP4被轉(zhuǎn)移到某些藍(lán)藻中并藻中基因轉(zhuǎn)移的方法,但也用于單細(xì)胞藍(lán)藻。這種[3][1]且能夠復(fù)制。這些質(zhì)粒的oriT位點(diǎn)被IncP質(zhì)粒方法最先被Wolk等在1984年報(bào)道。接合轉(zhuǎn)移涉的mob基因產(chǎn)物切開(kāi)。對(duì)質(zhì)粒pKT210加以改建,及3種質(zhì)粒:運(yùn)載質(zhì)粒(Cargoplasmid)、輔助質(zhì)粒構(gòu)建出的質(zhì)粒pRL153已經(jīng)被

6、轉(zhuǎn)移到多種藍(lán)藻株系(Helperplasmid)和接合質(zhì)粒(Conjugativeplasmid)。中如念珠藻7002、集胞藻6803等,并且在這些株系轉(zhuǎn)移到藍(lán)藻中的運(yùn)載質(zhì)粒必須有一個(gè)稱為oriT中成功復(fù)制。(bom)的位點(diǎn),這個(gè)位點(diǎn)在轉(zhuǎn)移前被mob基因編碼酶切開(kāi)。這種酶通常由位于同一供體細(xì)胞的輔助[收稿日期]2007-08-18[作者簡(jiǎn)介]陳翠麗(1977—),女,河北唐山人,北京聯(lián)合大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院講師,碩士,從事細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)和研究。第21卷第4期陳翠麗等:藍(lán)藻接合轉(zhuǎn)移系統(tǒng)以及相關(guān)因素397942是非常重要的,psbD的整

7、合就非常關(guān)鍵。構(gòu)2轉(zhuǎn)移載體建中間載體時(shí)將來(lái)自聚球藻7942的特定的2-4kb211能復(fù)制的穿梭載體的染色體插入到pBR328的四環(huán)素抗性基因上。具能復(fù)制的穿梭載體包括兩個(gè)復(fù)制子:一種是允有此整合的載體被一特定的質(zhì)粒篩選,此質(zhì)粒上有許其在大腸桿菌中復(fù)制;另一種是允許其在宿主株一個(gè)插入片段具有載體不具有的特定的限制性酶系中復(fù)制。許多用于轉(zhuǎn)移的穿梭載體是用單細(xì)胞切位點(diǎn)。藍(lán)藻中的質(zhì)粒改建來(lái)的。這些質(zhì)粒的一個(gè)典型的聚球藻7002的平臺(tái)載體也已經(jīng)建立,它使用特點(diǎn)是缺少oriT位點(diǎn),因此不能轉(zhuǎn)移。而能在幾種7002上和大腸桿菌arg3突變體互補(bǔ)

8、的DNA序列,單細(xì)胞藍(lán)藻和絲狀藍(lán)藻中復(fù)制并且可轉(zhuǎn)移的穿梭此DNA具有多個(gè)酶切位點(diǎn),因此允許外源基因插[4]載體是非常有用的。自1981年,Kuhlemeier等將入,并且可根據(jù)卡那霉素或新霉素的抗性篩選重組pUC1與pACy184融合,首次獲得了在