【摘 要】
：
毒素-抗毒素系统（Toxin-Antitoxin system,TAs）普遍存在于细菌和古菌的染色体和质粒上,该系统由两个共表达的基因组成,分别编码稳定的毒素和不稳定的抗毒素。毒素表达后通常能够影响细胞的重要生理过程,最终导致细胞生长停滞或者死亡,而抗毒素能够中和毒素的毒性从而对细菌起保护作用。TA系统通常被认为是细菌应激反应的基因模块,在细胞胁迫适应性、营养应激反应、细菌耐药性、抗生素耐受性、持
【基金项目】
：
国家自然科学基金（编号:31725003,31970114）；
论文部分内容阅读
毒素-抗毒素系统（Toxin-Antitoxin system,TAs）普遍存在于细菌和古菌的染色体和质粒上,该系统由两个共表达的基因组成,分别编码稳定的毒素和不稳定的抗毒素。毒素表达后通常能够影响细胞的重要生理过程,最终导致细胞生长停滞或者死亡,而抗毒素能够中和毒素的毒性从而对细菌起保护作用。TA系统通常被认为是细菌应激反应的基因模块,在细胞胁迫适应性、营养应激反应、细菌耐药性、抗生素耐受性、持留细胞（Persister Cells/Persisters）的形成等方面发挥重要作用。Phd-Doc TA系统属于Ⅱ型TA系统,其中Phd为抗毒素,Doc为毒素。它们最先作为成瘾模块（addiction module）存在于大肠杆菌噬菌体P1的质粒上。假结核耶尔森氏菌（Yersinia pseudotuberculosis,Yptb）是人畜共患肠道致病菌,也是微生物科学研究中的模式细菌。目前,Yptb TA系统在其胁迫耐受性中功能的相关报道较少。在本研究中,我们主要开展了YptbⅡ型Phd-Doc TA系统的鉴定和功能研究,探讨了Phd-Doc TA系统与Yptb胁迫耐受性之间的关系。具体研究内容及结果如下:1.Yptb中Phd-Doc TA系统的鉴定生物信息学分析显示Yptb中Doc、Phd与噬菌体P1、大肠杆菌、噬菌体P7的Doc、Phd具有极高相似性。在大肠杆菌中异源表达Yptb毒素Doc能够引起大肠杆菌形态发生变化及生长抑制,该毒性可以被Yptb的抗毒素Phd中和。共转录实验和细菌双杂交实验结果表明:Yptb phd和doc共转录且其编码的两个蛋白在体内具有较强的相互作用。EMSA和β-半乳糖苷酶活性检测,表明抗毒素Phd能够与自身的启动子结合,且毒素的存在增强抗毒素与启动子的结合效果,从而抑制启动子活性。以上结果表明Yptb基因组上具有一对有活性的Ⅱ型Phd-Doc TA系统。2.Phd-Doc TA系统对Yptb生长特性的影响通过同源重组和质粒回补分别构建了doc毒素基因缺失突变菌株Δdoc,phd-doc基因缺失的突变菌株ΔphdΔdoc及相应的回补菌株CΔdoc,CΔphdΔdoc。测量野生型菌株Yptb、Δdoc及ΔphdΔdoc的生长曲线,结果表明phd-doc基因的缺失对Yptb自身的正常生长无影响。在野生型菌株Yptb及双缺突变菌株ΔphdΔdoc内过表达Doc,Doc毒素的过表达对Yptb的正常生长无影响。3.Phd-Doc TA系统对Yptb胁迫应激方面的影响为探讨Phd-Doc TA系统是否响应胁迫应激,在抗生素胁迫和氧胁迫压力下生长曲线及转录水平。结果表明:野生型菌株Yptb和突变体菌株Δdoc、ΔphdΔdoc生长无明显差异;但胁迫后抗毒素基因phd的转录水平较未胁迫的有不同程度的上升（1.5倍～2倍）。此外,经氯霉素胁迫后,抗毒素基因phd的转录水平显著提高（25倍～30倍）,明显高于其他胁迫后的转录水平,表明Phd-Doc TA系统对氯霉素胁迫尤为敏感。因此,Yptb中Phd-Doc TA系统在转录水平上响应了抗生素胁迫和氧胁迫,其中对氯霉素胁迫最为敏感。4.Phd-Doc TA系统影响Yptb生物被膜的形成研究表明多数TA系统与细菌生物被膜形成相关。本研究通过在M9培养基中培养野生型菌株、突变菌株ΔphdΔdoc,并检测其生物被膜形成的能力。实验结果表明,在营养缺乏条件下,Phd-Doc TA系统的缺失可以减弱Yptb生物被膜的形成。综上所述,本研究在假结核耶尔森氏菌Yptb基因组上发现了一对有活性的Ⅱ型Phd-Doc TA系统,并对该TA系统的生理功能进行了初步探讨,丰富了对Phd-Doc TA系统的认识。
其他文献
磷是植物生长发育必要的大量元素,磷酸盐缺乏使植物产生胁迫响应,进而造成巨大的产量损失。土壤磷素资源的有效性是影响植物吸收利用磷酸盐的关键因素。能直接被植物吸收利用的无机磷占比少,这部分无机磷又往往容易与钙、镁、铁、铝等形成难溶于水的复合物,因此我国土壤磷有效性较低。为了追求作物产量的增加,人们过量施用磷肥,造成一系列土壤理化性质恶化和水资源污染等问题。因此,我国土壤磷资源匮乏问题已经成为限制作物生
精子发生是一个独特、复杂的细胞分化过程,受到多种因素的精密调控。支持细胞作为唯一与各级生殖细胞紧密接触的体细胞,通过影响睾丸发育和形成,以及为生殖细胞提供环境效应、营养和支持作用在此过程中发挥核心作用。此外,还有研究指出,在精子发生过程中,支持细胞经历了由增殖、分化转化为成熟支持细胞的过程,未成熟支持细胞增殖活性直接影响支持细胞数量,成熟睾丸中支持细胞的数量直接决定睾丸大小和日精子产生量。Micr
解旋酶的特殊生理活性对生命体个体的发育起到至关重要的作用,其广泛参与着遗传信息的复制、转录、翻译以及修复、RNA剪接和端粒的延长等重要生理过程。DHX36（又称RHAU,G4R1）是超家族2中DEAH-box亚家族的一类解旋酶。研究表明,DHX36在造血、心脏发育、精原细胞分化以及多种免疫反应中扮演着重要角色。目前人们对C端结构域的生物学功能的了解甚少,但大量研究显示N端结构域对DHX36结合G4
植被恢复有效改善了黄土高原的生态环境,研究植被恢复对近地表特征的影响对准确评估黄土高原退耕还林（草）工程实施的生态成效具有重要意义。黄土高原地区植被地带性分布明显,从森林带过渡到草原带,由于气候、水分条件的限制导致植被的生长模式及地上特征出现显著差异。本研究以不同植被带（森林带、森林草原带、草原带）为调查样点,以不同立地条件下（阳坡中部、阳坡下部、坡顶、阴坡中部、阴坡下部）植物群落为研究对象,对植
凋落物和根系调控着土壤层有机碳的输入,并参与土壤呼吸过程,因此探讨不同碳输入方式如何影响生态系统土壤呼吸具有重要意义。本研究以黄土丘陵区刺槐（Robinia pseudoacacia）、柠条（Caragana intermedia）人工林和典型草地为研究对象,设置移除凋落物（NL）、双倍凋落物（DL）、切根（NR）、移凋切根（NI）处理与自然状态（CK）比较,研究碳输入方式对土壤呼吸强度时间动态的
基因表达的调控对于细胞的生存能力至关重要。特定基因的过度表达或表达不足会导致灾难性的细胞事件,最终可能直接致使细胞死亡;或者在癌症中导致细胞永生。染色体DNA不仅包含生命的遗传信息,还包含着自身的加工信息。基于现有的研究,我们已经认识到,经典的B型DNA双螺旋结构作为遗传信息的传递者,具有稳定传代、指导蛋白质合成等基础功能;而其他不同种类的非经典DNA二级结构,比如:左手Z型DNA、发夹、三链体、
在数论问题的研究中,多项式和递推序列一直深受学者的喜爱,特别是两类切比雪夫多项式、斐波那契多项式、勒让德多项式、卢卡斯多项式等,它们在多项式的研究中扮演着极其重要的角色。近几年来许多专家、学者把对多项式的有限乘积和作为数论的热点问题之一进行研究,得到了很多有趣的恒等式。但是在研究过程中当数字过大,会出现不易计算等问题,本文以此为出发点,利用第一类切比雪夫多项式的分析方法和性质,研究勒让德多项式的有
COVID-19自2019年12月末爆发以来,已经深刻改变了人类的生产、生活方式。截止2021年3月27日,全球已有超过一亿人感染新冠肺炎,死亡人数更是高达270万。COVID-19是由SARS-CoV-2冠状病毒感染引起的肺炎。在过去的二十年里,冠状病毒曾导致了两次大规模的流行病,包括SARS和MERS,其中SARS-CoV与SARSCoV-2的氨基酸序列有约80%的一致性。这两种病毒都可以利用
植被物候与生产力对区域气候变化的响应关系是全球气候变化研究的核心内容之一。黄土高原是我国的生态脆弱区和气候敏感区,分析黄土高原植被物候和生产力变化特征以及对区域气候波动的响应,对该地区合理实施退耕还林（草）政策、有效利用植被资源和促进当地农牧业稳定发展具有重要意义。本研究基于2001～2016年的MODIS NDVI数据,采用动态阈值法提取了黄土高原植被生长季节的起始期和结束期并计算植被的生长季长
本研究在黄土丘陵沟壑区安塞的坊塌流域和纸坊沟流域,以不同植被恢复方式的固定样地为研究对象,选择了2个人工刺槐林、2个人工柠条锦鸡儿林、2个山杏+刺槐半人工林及7个不同演替阶段的自然植物群落,采用样方逐年调查的方法,研究了不同植被恢复方式下的物种组成和群落结构的动态变化过程,主要结果如下:（1）有砍伐的刺槐林在恢复到30-35年期间,林下植物群落处于不稳定状态,植被始终菊科和禾本科为主,1-2年草本