【摘 要】
:
刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)是一种在世界范围内给海水鱼类养殖业带来极大的危害和造成重大经济损失的寄生虫。目前对于刺激隐核虫病尚无有效的防治方案。研发刺激隐核虫病的疫苗可能是防治该寄生虫病的有效途径之一。但寄生虫在发育过程中其抗原组成会发生改变,增加了寄生虫疫苗开发的难度。DNA条形码如内部转录间隔区(Internal transcribed spacer,ITS)是特定
论文部分内容阅读
刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)是一种在世界范围内给海水鱼类养殖业带来极大的危害和造成重大经济损失的寄生虫。目前对于刺激隐核虫病尚无有效的防治方案。研发刺激隐核虫病的疫苗可能是防治该寄生虫病的有效途径之一。但寄生虫在发育过程中其抗原组成会发生改变,增加了寄生虫疫苗开发的难度。DNA条形码如内部转录间隔区(Internal transcribed spacer,ITS)是特定存在于每个物种的短DNA序列,利用CRISPR/Cas9技术精确地编辑这些条形码开发特定物种的抗寄生虫剂有可能克服这一难题。本文利用CRISPR/Cas9技术靶向刺激隐核虫的5.8S核糖体RNA基因(5.8S ribosomal RNA gene,也即5.8S rDNA)和物种特异的ITS-2序列,寻找有效的特异性的靶点位置,通过该靶点基因片段的破坏,影响刺激隐核虫的生存,甚至直接杀死刺激隐核虫。然后进一步将该系统整合到枯草芽孢杆菌中,拟通过该菌的表达系统分泌表达CRISPR/Cas9系统所需要的核心成分,使得该菌具备致死刺激隐核虫的作用,以利于口服药物的研发。本论文主要由五个部分组成:刺激隐核虫的体外培养;sgRNA(small guide RNA)的靶标选择、序列设计及正确性验证;相关sgRNA和Cas9mRNA的体外合成和转录以及在体外对刺激隐核虫进行浸泡实验;sgRNA加Cas9载体的构建;重组菌枯草芽孢杆菌SCK6的构建。本实验以刺激隐核虫的ITS-2和5.8S rDNA序列为靶目标,设计并筛选靶点sgRNA。体外测试中发现有两个靶点sgRNA分别和Cas9核酸酶的混合物能够有效地切割含有靶点序列的DNA片段。在此基础上,进一步的在体试验证实,相比对照组包囊的孵化率(87%),暴露于Cas9 mRNA(与两种sgRNA单独或共同混合)能够显著降低刺激隐核虫包囊的孵化率,以ITS-2或5.8S rDNA为靶标的sgRNA暴露的孵化率分别为63%或66%;两种sgRNA共同混合Cas9 mRNA处理的孵化率约为62%。与对照组相比,经sgRNA处理的幼虫的存活率从70.7%降至27.3%(ITS-2),27.7%(5.8S rDNA)和27.3%(ITS-2加5.8S rDNA),三个实验组之间无显著性差异。实时定量PCR表明,无论是使用单一sgRNA还是混合使用两种sgRNA进行处理,三个实验组刚死亡幼虫的DNA均发生显著的破坏。DNA测序还显示在sgRNA靶向片段的DSB(DNA双链断裂:double strand break)位置前后,有碱基突变或缺失的现象,在两个靶点sgRNA同时作用时,两靶点中间的DNA有大片段的缺失。以上的结果表明,DNA条形码区域和5.8S rDNA序列在刺激隐核虫的生活史中均具有重要的作用都可用作开发抗寄生虫药物的靶标。DNA条形码区域可作为开发种类特异的抗刺激隐核虫RNA药物的靶标。枯草芽孢杆菌作为一种用于外源基因表达的安全宿主菌株,是受国际认证的非致病微生物,可作为表达RNA药物的宿主。为了使该研究尽可能地运用在实际生产上,借助枯草芽孢杆菌表达系统的不分泌内毒素及形成包涵体的优点,我们以整合载体pDGIEF为骨架,并融入了经筛选出来的有效靶点sgRNA、强启动子和Cas9片段重组成一个新的整合载体。借助新整合载体,将能靶向刺激隐核虫的完整CRISPR/Cas9系统整合到枯草芽孢杆菌染色体上,使得该系统能稳定的存在,避免了在实际生产过程中可能出现质粒丢失和抗生素基因在环境中扩散的问题。本项研究提供的原理和方法有助于开发刺激隐核虫或其他寄生虫疾病的新型核酸治疗药物,并为特定物种的抗寄生虫药物的开发提供了实验基础。
其他文献
在植物发育过程中,器官和细胞能够调整相应的形态、大小等特征来适应外界环境的变化。研究发现,在许多被子植物的花瓣表皮近轴面的细胞不是普通的扁平状,而是某种圆锥形或乳头状结构。这种现象在叶子或其他植物器官的表皮上很少出现,因此锥形细胞被认为是花瓣的典型特征。同时锥形细胞具有保持花瓣表面的湿度温度、为授粉者在花瓣上提供立足点等许多作用。ERF014是一个编码AP2结构域的核定位转录因子,是AP2/ERF
龙眼(Dimocarpus longan L.)是无患子科龙眼属的亚热带果树,有很大的经济价值。木本果树成花机理及调控一直是果树生理和遗传学研究的难点和热点之一。植物成花是个复杂的过程,需要各种激素间相互作用,共同调控,其中,生长素作为重要的植物激素参与调控植物花芽分化,AUX/IAA和ARF作为重要的转录因子参与生长素信号的转导过程。前期研究发现龙眼节律基因Dl GI、Dl FKF1和Dl EL
在植物工厂的研究中,光照是最重要的环境因素。植物在其各个生长阶段所需的光照环境是不同的。目前植物光照的发展趋势是用新型的LED光源成为植物培养的主要人工光源。本文所设计的系统是将光环境三要素进行综合调控,在植物的不同生长阶段均用我们设计的最优光照环境自动跟踪生长,同时根据植物在自然生长环境中存在日出和日落阶段光强渐变的过程,使LED灯在开启阶段光强逐渐变强,而在切断之前又让光强逐渐减弱,以达到用人
“双减”政策旨在进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担,全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,着眼建设高质量教育体系,强化学校教育主阵地作用。英语学科的课堂教学效益体现在以文化素养培养为驱动,发展学生英语学科核心素养,落实立德树人根本任务。本文以“双减”政策对教育教学改革和学生成才的意义为切入点,分析英语“文化驱动”语篇教学的内涵及其结构,探讨“双减”背景下高中英语语篇教学存在的问
在高中阶段,常规的英语复习课是一种重要的课型。在常规的英语复习课上,教师能够帮助学生对本阶段所学习过的语言知识进行系统的、拓展性的复习和综合性的运用等,从而不仅能够帮助学生养成及时复习、科学复习,并且具有一定层次性的复习的良好的英语学习习惯,而且能够促使学生在复习的过程中,进一步强化他们的语言综合运用能力。然而,由于受传统教学思维的影响,
甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]是世界上重要的农作物,其产量位居世界第七位,具有突出的逆境耐受能力,可在贫瘠的边际土地上种植,对发展中国家的粮食安全具有重要的意义。谷胱甘肽S转移酶(Glutathione S-transferases,GSTs)是一类在生物体内广泛存在、数量庞大的蛋白家族,在物质代谢、逆境响应等多个生物学过程中发挥着重要的作用。在之前的研究中,我们研究组初步
光受体介导植物对环境中光信号的感知并通过与信号蛋白互作将光信号在细胞内进行传递,以此调控植物的光形态建成。光形态建成是一种植物依赖于光的细胞分化与器官形成的重要生理发育过程。然而光形态建成调控的分子机制目前并不完全清楚。本实验室前期通过筛选拟南芥转录因子过表达植株群体,分离到一个功能未知的C3H类锌指蛋白基因,并将其命名为ZHE1(Zinc finger-controlled Hypocotyl
“双减”政策要求教师在教学中有针对性地恢复英语教育的生态,避免教学过程中的重复性、机械性和应试性。教师应通过提高课堂教学的效率,提高学生的综合语言能力,培养学生的创新能力,促进学生学科核心素养的全面发展。因此,围绕当前的“双减”政策,教师在英语作业的设计中,应该明确地认识到高中英语作业设计不仅是作业数量的变化,而应保证英语作业设计的科学化,