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迟缓爱德华菌(Edwardsiella tarda,简称Et)常存在于水体环境及水生动物中,感染宿主范围广,为兼性胞内菌,而Et菌为适应各种宿主体内环境及外界环境,必需快速调整自身的毒力基因表达。因此,Et基因组中可能存在着调节基因表达的分子,如非编码RNA,又称small RNA(sRNA)。但目前有关Et菌sRNA的报道很少,通过对Et菌sRNA的研究,发现了具有调节细菌毒力的sRNA_EsR240。本文主要分为以下几个部分: 第一章根据ET13菌RNA-Sequencing(简称RNA-Seq)的结果,结合生物信息学方法,开展了对ET13sRNA的分析,首先对该菌株符合一定条件的基因间的非编码区进行提取,获得5838个新转录本,然后与蛋白库注释基因相比对,比对不上的作为候选sRNA,共得到310个候选sRNA。将这些候选sRNA与sRNA库(sRNAMap、sRNATarBase和SIPHT)比对,得到16个已注释的sRNA。用软件Promoter2.0和RNAMotif将剩余未注释的294个sRNA进行启动子和ρ-非依赖型终止子的预测,共发现13个具有启动子和ρ-非依赖型终止子的新sRNA,并分别命名为EsR77、EsR128、EsR139、EsR150、EsR169、EsR190、EsR213、EsR214、EsR240、EsR255、EsR261、EsR285和EsR289。 首先将对数期的ET13在pH6.3的LB中培养2h,RT-PCR结果显示在预测的13个sRNA中,仅有8个sRNA有转录水平。对数期ET13菌分别在不同pH(4,5)的LB、营养缺乏培养基(GEM)、含不同浓度H2O2(50mM,100mM,200mM,300mM,400mM)的LB和含不同浓度氯化钠(100mM,200mM,300mM,400mM,500mM)的LB分别培养2h,用RT-PCR检测这8个sRNA的转录水平,结果表明,在上述应激条件下,这8个sRNA的转录水平是不同的,其中3个sRNA(EsR128、EsR139、EsR240)在上述条件下转录水平均较高。用Northern blot[1]验证了EsR240在对数期和稳定期均具有转录功能,它的大小是596bp。用快速扩增cDNA末端(Rapid amplification cDNA end,RACE)实验,进一步确定了EsR240的转录起始位点和终止位点。采用BLAST对EsR240的保守性进行分析,结果表明,EsR240序列在Et菌中具有高度同源性,符合sRNA的特征。IntaRNA软件预测EsR240的靶基因,根据自由能低到高的顺序,选择了前8个自由能较低的靶基因。这8个靶基因中包括了ABC转运结合蛋白,膜蛋白,渗透酶以及钠:质子逆转录酶、糖苷水解酶等。水解酶和转运体等与细菌的代谢活动相关,EsR240可能参与调节细菌的代谢和生长。 第二章为了进一步研究EsR240在ET13中所发挥的生物学功能,首先采用自杀质粒同源重组的方法构建了ET13菌的EsR240缺失株。合成EsR240两侧的片段与自杀质粒pHM5连接,构建重组自杀质粒pHM5-F1-F2,并转化至SM10细菌中,将含重组自杀质粒的SM10与ET13按照1:4比例进行接合转移,菌落PCR筛选在Amp与Col平板上阳性克隆,鉴定接合子,然后将接合子涂布在20%蔗糖与Col平板上,将生长出的菌落分别接种在Amp与Col双抗平板和Col平板上,选择仅在Col平板上生长的菌落,PCR鉴定缺失株,并测序,最终获得EsR240缺失株。然后构建EsR240互补株,分别对pACYC184质粒与EsR240目的片段进行双酶切,连接转化至DH5α构建重组质粒,鉴定成功后将重组质粒通过转化入EsR240缺失株感受态中,构建EsR240互补株,PCR进行鉴定。 第三章首先比较野生株ET13及其EsR240缺失株在不同应激条件下存活率,然后比较它们在巨噬细胞胞内生长和在小鼠体内存活,结果表明,EsR240的缺失影响了Et在酸性LB(pH4.0),氧化LB(含0.4M H2O2)及高渗透LB(含0.5M NaCl)中的生长,实验结果也显示EsR240的缺失影响Et菌在巨噬细胞内的生长及在小鼠肝脏和脾脏的生存能力。进一步进行了ET13菌野生株和EsR240缺失株的LD50实验,结果表明,EsR240缺失株的毒力比ET13菌野生株弱6.79倍。 本研究通过ET13菌RNA-Seq的结果及生物信息学方法开展了ET13菌sRNA的预测工作;并且通过实验验证候选的sRNA的转录表达,发现EsR240在各种条件应激条件下,转录水平均较高;进一步寻找EsR240的起始位点和终止位点,及其靶标基因,构建EsR240缺失株和互补株,并揭示sRNA_EsR240调节ET13菌体外应激、胞内生存及毒力的重要作用。