天蓝色链霉菌染色体上整合隐性质粒的复制和高温链霉菌2C全基因组测序及分析

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本论文分为两部分。  第一部分对天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor) M145染色体上整合型质粒SLP1复制起始机理和四个整合隐性质粒的复制和接合转移进行研究。前人对于SLP1质粒的整合态和游离态相关的核心序列、调控基因和其作用的分子机理进行了大量的研究。我们着重开展了SLP1最小复制区的鉴定、复制蛋白的作用位点等研究。与前人报道不同的是,我们鉴定的SLP1的最小复制区由两个复制基因(rep1和rep2)和邻近约480 bp非编码序列(含重复序列iteron)组成。利用S1核酸酶作图技术鉴定了rep2的转录起点位于基因上游16或17 bp。在大肠杆菌中过量表达和纯化了可溶性的Rep1蛋白,通过体外DNA与蛋白结合以及凝胶阻滞实验(EMSA),证明Rep1蛋白可以特异性地与复制的非编码区DNA结合。通过DNase I足印法(footprinting),找出Rep1结合到iteron的4个倒转重复序列。对天蓝色链霉菌M145染色体上另外4个整合隐性质粒SCP3、SCP4、SCP5和SCP6的复制和接合转移功能进行了验证。通过含有SCP3、SCP4、SCP5和SCP6的粘粒(cosmid)转化变铅青链霉菌(S.lividans) ZX7,表明除了SCP3外,SCP4、SCP5和SCP6可以在ZX7菌株中进行复制。而接合转移实验表明,这4个隐性质粒均不能转移至受体菌中。  第二部分对一株快速生长、中度耐高温的高温链霉菌2C的全基因组进行了精细图谱的绘制和生物信息学分析。高温链霉菌2C菌株具有线型结构的染色体,其端粒结构为链霉菌非典型端粒。全基因组由8,550,606 bp(除端粒序列)组成,预测编码7601个基因。进化分类分析显示高温链霉菌2C菌株与高温链霉菌4F(Streptomyces sp.4F)以及天蓝色链霉菌M145的亲缘关系较近。其染色体中限制修饰基因比4F菌株及天蓝色链霉菌中要少,在基因组水平上揭示其限制修饰性弱的原因。有趣的是,高温链霉菌2C基因组中存在4个大小为6,626 bp的重复序列,编码多个复制相关的基因,实验表明其具有游离复制的功能。
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