基因簇

摘要： 长期在砷污染环境生存的细菌逐渐演化出抗砷机制,旨在评价分离自湖南铅锌矿区污染土壤的Pseudomonas sp.Tw224抗砷能力和抗重金属谱;揭示该菌的抗砷基因/基因簇的功能。在砷或重金属存在条件下测量细菌的生长情况,对该菌的抗砷能力和抗重金属谱进行评价;通过基因组框架图分析该菌的抗砷基因/基因簇;采用代谢工程法构建基因簇缺失突变株揭示基因簇的功能。结果显示,砷延长了该菌的延迟期,降低了该菌的最高菌浓,该菌能够抗As^(5+)和As^(3+)的最高浓度分别为600 mmol/L和20 mmol/L,并且对铜、镍、锌、镉、铬、银和汞均具有不同程度的抗性。该菌基因组中共包含了20个与抗砷相关的基因(1个arsH,4个arsC,arsB和ACR(3)各2个,11个arsR),其中arsH-arsC2-arsB-arsR(ars1)和arsR-arsB-arsC2(ars2)分别以基因簇的形式存在,长度分别为2.8 kb和2.2 kb。采用同源重组双交换法成功构建了ars1、ars2单缺失和ars1-ars2双缺失突变株Pseudomonas sp.QSA1、Pseudomonas sp.QSA2和Pseudomonas sp.QSARS。在无砷条件下3株突变株的生长均未受到影响,砷对QSA1和QSA2的最低抑菌浓度分别降低为野生菌Tw224的4%和80%;反应48 h,这两株突变株菌的砷还原能力分别约为野生菌的9.8%和53.8%。双基因簇突变株QSARS几乎完全失去了抗砷和砷的还原能力。Tw224具有很强的抗砷能力和广谱的抗重金属能力;基因组中存在大量抗重金属相关基因,其中有两个抗砷相关基因簇,ars1起主要的抗砷作用,ars2起辅助功能。

摘要： 紫色杆菌素是微生物以色氨酸分子为前体物质氧化缩合得到的一种非水溶性次级代谢产物,不仅可用做染色剂,还具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒及抗氧化等生物活性。目前,虽然Chromobacterium violaceum、Janthinobacterium lividum和Pseudoalteromonas luteoviolacea等被证实具有紫色杆菌素合成能力,由于紫色杆菌素合成机制复杂,涉及多酶级联反应,而且野生型菌株易形成无色突变体,导致紫色杆菌素产量不高,因此现阶段主要采取合成生物学和代谢工程手段在微生物宿主中进行异源生产。本文从紫色杆菌素合成基因簇的多样性、基因工程菌的构建以及工程菌生产途径的调控机制三方面具体介绍紫色杆菌素生产菌的构建及生产途径调控方面的研究进展,以期从微生物资源及基因来源等方面改善微生物菌株的紫色杆菌素生产能力,提出进行途径工程的调控策略,为实现紫色杆菌素产量规模化提供思路。

摘要： 拟柱孢藻毒素是由尖头藻等水华蓝藻产生的一种生物碱类蓝藻毒素.毒理学研究表明该毒素进入动物体内后能够对多种器官产生毒性效应,且以肝毒性较为明显.拟柱孢藻毒素的毒性虽不及微囊藻毒素,但由于其结构的稳定性和水溶性,能够在水体中积累到较高浓度,增大了饮用水健康风险,且容易通过食物链富集造成更为严重的中毒事件.随着尖头藻水华在世界范围内的蔓延,拟柱孢藻毒素也引起了研究者和水体管理部门的广泛关注.作为一种次级代谢产物,拟柱孢藻毒素的生物合成是从甘氨酸、精氨酸和丙二酰CoA开始,由特定的多种酶依次催化完成的.这些酶的编码基因在基因组上形成簇状结构,不同种的产毒藻具有相似的毒素合成基因簇,主要差别在于基因序列的变异和排列方式的不同.对毒素合成基因及其功能的探究不但有助于建立可靠的分子检测方法,用于预测水华发生过程中的毒素风险,还可以加深对蓝藻次级代谢产物合成与进化的认识,为利用和改造这些天然代谢途径合成新的活性化合物提供参考.通过对拟柱孢藻毒素生物合成的分子基础及其进化特征的系统性总结,以期从分子水平为相关领域的研究者提供有关拟柱孢藻毒素的全面认识.

摘要： 为研究猪链球菌(SS)产生的细菌素,本研究以不同省份分离到的200株SS为研究对象,采用琼脂扩散法筛选具有抑菌作用的菌株;通过CGE网站进行ST型分型,利用PCR方法进行血清型分型;选出的菌株利用PCR方法检测细菌素相关基因;然后用BAGEL4对细菌素相关基因进行全序列基因功能分析,同时采用PCR分段扩增其基因簇;并分析SS所产细菌素的理化特性。结果显示,从200株SS中筛选出了21株可产生抑菌物质的SS,它们分布于不同的ST型和血清型。其中菌株xj-144和38-3携带SS细菌素编码基因sss基因和suiA基因,经BAGEL4分析菌株xj-144仅存在一个与suicin 65核心肽相同的细菌素,并无其他潜在细菌素,其完整的基因簇含有10个ORFs,产生的细菌素排除有机酸、过氧化氢干扰后,其粗提取液具有一定的耐热性、酸碱耐受性和蛋白酶稳定性,并对部分病原菌具有抑菌作用。本研究为进一步研究SS细菌素奠定了一定的基础,为实现细菌素替代传统抗生素提供了科学参考。

摘要： 【目的】分析玉米大斑病菌寄主选择性毒素(host selective toxin,HST)生物合成基因簇Cluster 397.3的结构,以及该基因簇组成基因在玉米大斑病菌侵染过程中的表达情况,为玉米大斑病菌HST的结构和功能研究奠定基础。【方法】以玉米大斑病菌23号生理小种et28a和01-23菌株,1号生理小种ny001和01-11菌株,玉米感病自交系B37为材料,利用antiSMASH技术预测玉米大斑病菌次生代谢产物合成基因簇,通过Synteny共线性分析获得玉米大斑病菌HST生物合成基因簇Cluster 397.3,并对其基因组成和结构进行分析,再利用RNA-Seq技术分析该基因簇的组成基因在玉米大斑病菌侵染玉米叶片3,5,7,10 d的表达情况。【结果】玉米大斑病菌次生代谢产物合成基因簇Cluster 397.3与交链链格孢(Alternaria alternata)ACT-毒素合成基因簇有保守的共线性,含有1个聚酮合酶(PKS)、1个氨基甲酰磷酸合成酶(CPS)、1个短链脱氢酶/还原酶(SDR)、1个锌结合氧化还原酶(ZOR)、1个保守假定蛋白(CHP)、2个细胞色素P450(P450)及2个耐药转运蛋白(DRT)等9个基因。其中PKS与ACT-毒素合成酶基因ACTTS3同源,编码的聚酮合酶包括PksD、PS-DH、Methyltransf_12、PKS_KR、PKS_NbtC superfamily和NADB_Rossmann superfamily 6个典型结构域。RNA-Seq分析结果表明,将玉米大斑病菌接种玉米叶片3,5,7,10 d后,Cluster 397.3组成基因均能表达,且以3 d时表达量整体较高;除CHP基因外,01-11菌株中基因表达量均显著高于01-23菌株。【结论】Cluster 397.3基因表达差异与玉米大斑病菌生理小种的分化和致病特异性有关,该基因簇可能参与了玉米大斑病菌寄主选择性毒素的生物合成。

摘要： 硒是多种生物体中必需的微量营养素。已知其插入蛋白质和核酸的两种途径,分别是通过硒代半胱氨酸和2-硒尿苷。然而,尽管硒很重要,但将硒特异性结合到小分子中的途径仍然难以捉摸。研究人员使用基因组挖掘策略在各种微生物中揭示了一个广泛存在的三基因簇,该基因簇编码生产硒酮的专用途径,硒酮是多功能分子麦角硫因2,3的硒类似物。

摘要： 微小RNA(miRNA/miR)在人类各种类型的癌症中均有异常表达,即许多miRNA参与了肿瘤的发生和发展。基于miRNA及其可能调控的靶基因的治疗策略,显著提高了癌细胞对化疗药物的敏感性。然而,众多miRNA在恶性肿瘤中的作用及发病机制并不明确。人类基因组中14q32.31基因簇上包含许多编码miRNA的基因,miR-495就是其中之一。它与该基因簇上的miR-299-5p,miR-376a,miR-376c,miR-300,miR-380,miR-494,miR-1197等一样,具有相似的病理生理调节作用[1]。miR-495分别从pre-miRNA-495的茎环结构的3'-和5'-链剪切形成miR-495-3p和miR-495-5p,但miR-495在各种肿瘤中的表达情况不尽相同。本文对miR-495在机体正常发育、免疫和炎症中的作用及其在癌症中的调节功能作一综述。

摘要： 烟碱型乙酰胆碱受体(nAChRs)是一种配体门控离子通道受体,可与乙酰胆碱、尼古丁等物质结合而释放多种神经递质,进而参与物质的合成与分泌。CHRNA5-A3-B4基因簇位于nAChRs 15q25.1染色体上,可编码α5、α3、β4亚基,其可相互协调,共同调控基因位点,增强基因表达,影响生物性状。越来越多的研究发现,多种因素均可对吸烟行为产生影响,其中全基因组关联研究(GWASs)已明确CHRNA5-A3-B4基因簇与尼古丁依赖性和吸烟量具有强关联性。本文就CHRNA5-A3-B4基因簇与吸烟行为的相关性进行综述,以期为戒烟药物新靶点的开发和烟草相关疾病的基因干预治疗提供新思路。

摘要： 白僵菌是重要的昆虫病原真菌,能产生多肽类、聚酮类、生物碱类、苯丙素类、萜类、核苷类等多种结构类型的天然产物,其中很多天然产物显示出优良的抗肿瘤、抗菌、抗病毒和杀虫等活性,具有极大的应用开发潜力.随着白僵菌基因组测序的完成,白僵菌素、白僵菌交酯、球孢交酯、卵孢素及纤细素等活性分子的生物合成基因簇及其生物合成机制已得到阐明,这些研究将大大促进白僵菌来源的新结构活性天然产物的基因组挖掘和发现以及已知重要活性分子的开发应用.本文对已知白僵菌产生的天然产物、药理活性及重要活性分子的生物合成途径进行了概括总结,为系统开发白僵菌天然产物资源提供参考.

摘要： 目的:乳酸乳球菌乳酸亚种IMAU11823是从内蒙古锡林郭勒盟自然发酵乳制品嚼口中分离得到的1株具有优良发酵特性且高产胞外多糖的乳酸菌。为探究其产胞外多糖的作用机制,对其进行全基因组测序并解析基因组序列信息。方法:使用PacBio SMRT三代测序技术对该菌株进行全基因组测序,采用生物信息学方法对其进行序列组装、基因预测和功能注释,并深入挖掘可能参与胞外多糖生物合成相关的基因信息。结果:乳酸乳球菌乳酸亚种IMAU11823包含1条染色体DNA(基因组大小为2 458 520 bp,GC含量为35.2%)和3个环状质粒(pIMAU11823A、pIMAU11823B、pIMAU11823C,基因组大小和GC含量分别为127 965,24 554,7 734 bp和35.7%,39.5%,32.7%),同时发现该菌株基因组内具有乳糖、纤维二糖、蔗糖、果糖、甘露糖、半乳糖转运系统和7种糖核苷酸合成相关基因以及1个胞外多糖合成基因簇epsRXCDBEF(GTF1)H(GTF2)JKM。结论:本研究揭示了乳酸乳球菌乳酸亚种IMAU11823的基因组特征,并预测了其胞外多糖的合成机制,为研究其产生的胞外多糖结构特征提供了理论依据,同时为该菌株在工业生产中的应用奠定理论基础。

摘要： 目的：检测miR-144-451cluster在人食管癌中的表达,探讨该cluster在食管癌中表达模式及其与食管癌的关系.方法：提取食管癌和癌旁组织总RNA,采用RT-QPCR分别检测miR-144-451基因簇个成熟microRNA的表达.结果：Has-miR-451a、has-miR-144-3p、has-miR-144-5p在食管癌组织中较癌旁组织显著低表达.Has-miR-144-3p、has-miR-144-5p低表达是食管癌的危险性因素.结论：miR-144-451基因簇在食管癌的发生发展中可能发挥了重要作用.

摘要： 近来全基因组关联研究(GWAS)发现APOA5/A4/C3/A1基因簇上的多态性位点可以影响甘油三酯水平及冠心病发病风险.本研究中,笔者对这一基因区域进行了深度测序研究,揭示了该基因簇内遗传变异与冠心病临床表现的关系并深入探讨其潜在的分子机制.结果显示，APOA5/A4/C3/A1基因簇遗传变异在血脂水平的调节以及冠心病病变程度演变中发挥了重要的调节作用.该作用主要由基因簇内的一个功能性位点rs2266788T＞C,通过破坏miR-3201结合位点,减少APOA5基因mRNA降解,从而增加其表达的方式,升高了血浆甘油三酯水平.

摘要： 许多抗生素都由聚酮合酶(PKS)合成而来，类型ⅠPKS基因簇中通常含有一个类型II硫酷酶(TEⅡ)基因，对PKS合成起重要作用。本文以恰塔努加链霉菌中纳他霉素合成基因簇内ScnⅠ(TEⅡ)为研究对象，敲除scnⅠ基因导致纳他霉素的产量下降至野生株的40%左右，高表达scnⅠ基因对纳他霉素的产量影响不大；体外生化反应表明ScnⅠ可以将酞基载体蛋白(ACP)上的乙酞基(错误的合成砌块)水解除去，重生得到全辅基ACP。以上结果表明ScnⅠ的功能是:除去纳他霉素PKS合成过程中产生的错误合成砌块以保证整个合成过程的保真性。

摘要： 根据已知乳杆菌胞外多糖生物合成基因的同源性，利用其保守区设计引物，扩增出鼠李糖乳杆菌JAAS8磷蛋白磷酸酶基因(wzb)序列，并通过染色体步移法克隆了鼠李糖乳杆菌JAAS8参与胞外多糖生物合成基因簇全部序列(19.7kb)，利用生物信息学方法预测了基因簇16个阅读框的结构和功能。结果表明该序列与已报道的乳杆菌荚膜多糖生物合成基因具有高度同源性。WelF、welG、welH、welI、welJ和welE为合成寡糖重复单元的糖基转移酶基因。RmlA、mlB和rmlC基因与dTDP-L-鼠李糖前体的生物合成密切相关。Wzd、wze、wzy、wzx、wzr和wzb预测蛋白主要参与胞外多糖合成过程中多糖链长检测、聚合和输出。

摘要： 黑莫它丁是由吸水链霉菌ATCC53653产生的一个结构新颖、具有良好抗癌和抗菌活性的环脂肤类抗生素。尽管己有关于其分离、纯化及化学全合成的报道，但是目前国际上尚无关于其体内生物合成的相关研究及报道，而深入研究其基因簇结构和阐明体其内合成机制，对于利用组合生物合成技术进行改造以得到新的同系化合物及环脂肽类抗生素的开发应用具有重要的指导和借鉴意义。

摘要： 介绍放线菌合成抗生素的基因组织及其调节机制。内容涉及调节基因产物控制抗生素生物合成基因的转录及低分子量信号分子γ-丁内酯家族的相关参与。抗生素生物合成基因位于放线菌的基因组中，且各自成簇排列，除了编码合成抗生素所需酶类的基因外，这些基因簇也包含一个或者多个抗生素抗性决定基和调节基因等。该调节基因通常可以调节能识别它们的基因簇。

摘要： 聚酮类化合物以其结构新颖多样,活性丰富显著等特点受到化学和药学家广泛关注,并由此发现了很多基于此类化合物的新药,如红霉素,四环素,两性霉素,多柔比星等.利用微生物的基因组信息来预测其合成特定天然产物潜能,进而对新化合物进行分离鉴定的基因组挖掘技术,目前是国内外研究热点,在真菌中聚酮类化合物的发现上得到了诸多成功应用.本文以Hirsutellones等结构新颖且抗结核活性显著的聚酮类化合物为研究对象，开展了对hirsutellones及其类似物的仿生合成，生物转化，以及运用基因组挖掘技术从类似真菌中发现该类具有强活性的聚酮化合物的系列研究。已经完成了对hirsutellones A，B和C的中继合成，并对其类似物进行了生物转化实验来验证其生物合成途径。与此同时，通过对导向该类化合物产生的基因簇的生物信息学分析和菌种筛选，找到了可能导向该类化合物的菌种，并在不同的培养条件下发现了一系列新颖化合物。希望将该研究方法应用于丰富的海洋微生物中活性天然产物的发现和合成中，为海洋药物研究提供一个新的思路。

摘要： 磷氮霉素(PLMs)是由放线菌产生的一类结构独特的聚酮类抗生素,具有抗作物病原真菌、抗肿瘤和抗病毒活性.PLMs是丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶2A(PP2A)的高效选择性抑制剂,有发展成为抗肿瘤先导化合物或抗真菌生物农药的潜力.有效地开发和利用该类化合物,首先要了解其生物合成的特点及规律.本文综述了磷氮霉素生物合成机制,基因簇结构特点.rn 基因簇的遗传改造等方面的最新研究进展.

摘要： iso-Migrastatin (iso-MGS)是由Streplomyces platensis NRRL 18993生产的一种戊二酞亚胺类抗生素，是一种非常优良的抑制肿瘤转移的化合物。iso-MGS生物合成基因簇已经被成功克隆，并且iso-MGS也已经在5种链霉菌宿主中成功得到异源生物合成。然而，相对于野生菌，iso-MGS的异源生物合成产量非常低。

摘要： 本文综述了继替考拉宁之后的第二代半合成糖肽类抗生素达巴万星前体A40926的研究进展。包括A40926的结构、生物活性以及生物合成。重点阐述了A40926的生物合成基因簇以及合成途径。

摘要： 本发明提供一种cluster26基因簇影响武夷菌素的合成；一种快速筛选、鉴定微生物功能基因簇的方法，包括如下步骤：第一步，选择目的基因；第二步，利用Gibson方法构建缺失目的基因的重组基因载体：1)设计目的基因扩增两个同源臂的引物，在引物上设有重叠区；2)对步骤1)中引物序列进行PCR扩增，获得左、右同源臂；3)选取质粒的酶切位点切割质粒，获得线性质粒；4)将步骤2)中的左、右同源臂组装到线性质粒上，得到组装产物；5)利用组装产物大量构建重组基因载体；第三步，利用重组基因载体构建突变株，验证目的基因是否为功能基因。本发明的有益效果是：利用该方法构建重组载体的时间缩短，加快菌株基因选育的进度。

摘要： 提供了包含啶南平生物合成基因簇和标记基因的核酸构建体。所述核酸构建体允许以高生产力廉价地制备啶南平。

摘要： 本发明涉及希瓦氏菌EPA合成基因簇及含该基因簇的基因工程菌。本发明获得了包含希瓦氏菌shewanella piezotolerans WP3的EPA合成基因簇的大肠杆菌基因工程菌并确定了基因簇负责EPA在WP3中的合成，该EPA合成基因簇包含有一个磷酸泛酰巯基乙胺转移酶(PPTase)基因和pfaA，B，C，D基因，基因转录量受到PfaA上游Fis型转录调控因子的调控。低温和高压条件能导致其提高EPA的合成。

摘要： 本发明提供一种cluster26基因簇影响武夷菌素的合成；一种快速筛选、鉴定微生物功能基因簇的方法，包括如下步骤：第一步，选择目的基因；第二步，利用Gibson方法构建缺失目的基因的重组基因载体：1)设计目的基因扩增两个同源臂的引物，在引物上设有重叠区；2)对步骤1)中引物序列进行PCR扩增，获得左、右同源臂；3)选取质粒的酶切位点切割质粒，获得线性质粒；4)将步骤2)中的左、右同源臂组装到线性质粒上，得到组装产物；5)利用组装产物大量构建重组基因载体；第三步，利用重组基因载体构建突变株，验证目的基因是否为功能基因。本发明的有益效果是：利用该方法构建重组载体的时间缩短，加快菌株基因选育的进度。

摘要： 本发明公开了一种山梨糖脱氢酶基因、山梨酮脱氢酶基因与吡咯喹啉醌合成基因簇ABCDEN的组合基因，是序列表中SEQ ID No.6所述核苷酸序列。本发明的方法通过构建山梨糖脱氢酶基因、山梨酮脱氢酶基因与吡咯喹啉醌合成基因簇ABCDEN不同组合方式的氧化葡糖杆菌重组菌，能明显提高与巨大芽孢杆菌混合培养中的2-酮基-L-古龙酸的产量，最高能提高20%。

摘要： 本发明公开了斑马鱼心脏发育相关基因簇缺失突变体中主效基因的筛选方法和应用，包括确定斑马鱼hoxbb基因簇中hoxb1b、hoxb5b、hoxb6b和hoxb8b基因的靶点位置并分别设计靶点gRNA序列和引物进行PCR扩增，体外转录获得gRNA与Cas9mRNA显微注射到斑马鱼中，有突变的斑马鱼与野生型杂交得杂合子F1，性成熟的F1交配得纯合突变体，对基因敲除的后代显微成像和单基因鉴定初步筛选具有明显表型的基因hoxb1b，单细胞测序数据分析hoxbb中四个单基因早期表达情况和原位杂交、基因敲低与过表达筛选出与心脏早期发育相关的主效基因hoxb1b，有助于寻找致病靶点和药物筛选。

摘要： 本发明公开了利用原位倍增blm基因簇及双报告基因构建博莱霉素高产菌株的方法及其应用。本发明提供了一种制备博莱霉素高产重组菌株的方法，为利用ZouA系统和双报告基因筛选使将轮枝链霉菌中的blm基因簇倍增，得到blm基因簇拷贝数增加的菌株，即为博莱霉素高产重组菌株。本发明从卡那霉素链霉菌中克隆了ZouA系统的组成元件，并在博莱霉素的原始生产菌株‑轮枝链霉菌(Streptomyces verticillus)ATCC15003中构建了ZouA系统，通过该系统原位倍增了blm基因簇，并开发了aac(3)IV‑xylE双报告基因介导的高通量筛选多拷贝blm基因簇重组菌株的方法，得到高产博莱霉素菌株。

摘要： 提供了包含啶南平生物合成基因簇和标记基因的核酸构建体。所述核酸构建体允许以高生产力廉价地制备啶南平。

摘要： 本发明公开了一株产新结构镇痛作用单吲哚化合物的大肠杆菌工程菌5C11及其含的深海宏基因组基因簇，该基因簇来源于深海沉积物样品，包括26个基因。该基因簇转入大肠杆菌后得到了该基因工程菌5C11，其保藏号为：CCTCC NO：M 2010243。该工程菌还能够合成一种具有镇痛作用的新结构单吲哚化合物。

摘要： 本发明涉及基因工程领域。本发明公开一种海洋链霉菌卤化酶基因核苷酸序列，其特征为（a）含有SEQ ID NO.1所示核苷酸序列的核酸和SEQ ID NO.2所示氨基酸序列；和（b）与（a）所述核酸具有至少75％序列相同性、同时保留了卤化酶功能的核酸。本发明采用建立Fosmid基因组文库的方法，利用卤化酶基因的保守探针进行文库的PCR筛选，获得了新的卤化酶基因。与传统的SuperCos载体相比，Fosmid文库构建时不采用限制性酶切，避免了酶切位点的偏好性，而且其拷贝数低，更具有稳定性。利用PCR快速筛选Fosmid文库，成功获得了卤化酶基因的全长及其所在的基因簇。该基因簇共包括11个蛋白合成基因，其序列分别与非核糖体多肽合成酶基因，调节基因和转运蛋白基因等基因具有较高同源性。