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为治理环境污染,现已利用微生物分解代谢的潜力构建了多种用于生物修复的基因工程微生物(GEMs),但GEMs不受控制地在环境中释放存在风险,使其应用受到了限制。本文构建了一种受环境污染物调控的细菌遏制系统,使细菌的存活受环境中水杨酸盐浓度的调控,可帮助生物修复更安全地进行。
该细菌遏制系统由杀伤元件(Plac::gef)和调控元件(nahR/Psal::lacl)组成。在大肠杆菌JM109中构建了双质粒形式的遏制系统,当培养基含水杨酸盐时,阻遏蛋白LaeI合成,阻止自杀基因gef表达,细菌快速增殖;当水杨酸盐不存在时,调控元件不表达产生阻遏蛋白,自杀基因gef的表达导致细胞杀伤,菌体大量死亡。将杀伤元件和调控元件共同置于一个广宿主质粒上,转入假单胞菌中也表现出了一定程度的调控杀伤作用。
将双质粒形式的遏制系统作改进,使其含有双拷贝杀伤元件,在大肠杆菌JM109中检测结果表明,增加杀伤元件的拷贝数可使系统执行更严紧的调控和更高效的杀伤细胞作用。
该细菌遏制系统可作为模型用于具有生物修复功能的基因工程菌的构建。