Biểu hiện β-Galactosidase trong vi khuẩn Bacillus subtilis

- Biểu hiện β-Galactosidase trong vi khuẩn Bacillus subtilis.
- Tổng quan cơ sở lý luận về vi khuẩn B: Sơ lược về vi khuẩn B.
- subtilis, cấu trúc operon lac, gen lacZ và β- galactosidase, Vector biểu hiện gen trong vi khuẩn, cài nhập vector biểu hiện vào B.
- Giới thiệu nguyên liệu, thiết bị và phương pháp nghiên cứu.
- Trình bày một số kết quả đạt được và đưa ra một số khuyến nghị nhằm nâng cao hiệu quả nghiên cứu của đề tài..
- Vi khuẩn Bacillus subtilis Content.
- coli như tế bào vật chủ để biểu hiện gen còn nhiều hạn chế.
- Bên cạnh đó, Bacillus subtilis, đại diện tiêu biểu của nhóm vi sinh vật Gram dương, với vai trò là tế bào vật chủ, đã thể hiện nhiều ưu điểm hơn so với E..
- Đó là khả năng không gây bệnh (B.
- Trong nghiên cứu cơ bản, B.
- subtilis đã được sử dụng như mô hình để nghiên cứu khả năng biệt hoá và cơ chế điều hoà hoạt động của gen trong tế bào [24].
- subtilis đã được phát hiện và nghiên cứu như một công cụ chuyển kháng nguyên an toàn và tiềm năng .
- Mặc dù có nhiều ưu điểm với vai trò là tế bào vật chủ so với E.
- coli nhưng các vector thương phẩm dùng cho việc tách dòng và biểu hiện gen sử dụng cho vi khuẩn B.
- Nguyên nhân là gen ngoại lai cần được cài nhập thẳng vào nhiễm sắc thể của vi sinh vật này, và gen ngoại lai cần phải có đầy đủ các yếu tố cần thiết cho việc biểu hiện gen..
- Ở Việt Nam, cho đến thời điểm này mới chỉ có rất ít các công trình nghiên cứu về biểu hiện gen trong B.
- subtilis như biểu hiện gen trên vỏ bào tử [14], hoặc biểu hiện gen trong tế bào sinh dưỡng, có sử dụng chất cảm ứng IPTG [7] và vẫn chưa có nghiên cứu nào công bố về việc biểu hiện gen trong tế bào sinh dưỡng của B.
- Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Biểu hiện β-galactosidase trong vi khuẩn B..
- subtilis” với mục đích biểu hiện gen trong tế bào sinh dưỡng, mà không cần sử dụng chất cảm ứng nhằm góp phần mở rộng khả năng ứng dụng vi sinh vật an toàn này trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng..
- Sơ lƣợc về vi khuẩn B.
- Lịch sử, đặc điểm phân loại theo hệ thống Bergey, đặc điểm hình thái và sự phân bố của vi khuẩn B.
- Vào năm 1835, vi khuẩn B.
- subtilis là một trong những vi khuẩn đầu tiên được nghiên cứu như mô hình của quá trình biệt hóa và phát triển tế bào..
- Bào tử và khả năng tạo bào tử của vi khuẩn B.
- Trong các điều kiện môi trường không thuận lợi, vi khuẩn B.
- Sau đó, tế bào hình thành một vách ngăn và bắt đầu phân chia thành hai phần..
- Phần nhỏ hơn của tế bào được gọi là các tiền bào tử (forespore) và phần lớn hơn được gọi là tế bào mẹ [54].
- Tế bào mẹ nuôi dưỡng tiền bào tử.
- Khi hình thành vách ngăn, 30% số nhiễm sắc thể đã nằm bên trong tế bào mẹ, 70% nhiễm sắc thể còn lại chuyển vào tiền bào tử thông qua một loại protein vận chuyển được gọi là SpoIIIE [60]..
- Tế bào vi khuẩn B.
- coli là operon đầu tiên được phát hiện và nghiên cứu khá chi tiết từ năm 1961 bởi Jacob và Monod [2].
- Enzyme này xúc tác phản ứng thủy phân lactose thành glucose và galactose để cung cấp năng lượng cho tế bào.
- Chính allolactose mới là phân tử kích ứng cho sự biểu hiện operon lac [2, 4]..
- Vector biểu hiện gen trong vi khuẩn 3.1.
- Ở vi khuẩn và một số nấm men, ngoài các gen nằm trong genome còn có các yếu tố di truyền ngoài thể nhiễm sắc, gọi là plasmid.
- Nó thường có trong tế bào vi khuẩn, đôi khi cũng có ở sinh vật nhân thật (eukaryote) (ví dụ, ở Saccharomyces cerevisiae).
- Plasmid có thể có một bản sao hay tới vài trăm bản sao trong cùng một tế bào.
- Số lượng bản sao ảnh hưởng tới đặc tính chống chịu của vi khuẩn, đặc biệt là khả năng kháng thuốc, do đó nếu vi khuẩn mang plasmid có nhiều bản sao thì khả năng kháng kháng sinh sẽ càng cao [32, 8]..
- Những vector tách dòng và vector biểu hiện trong E.
- Escherichia coli hay còn được gọi là vi khuẩn đại tràng là một trong những loài vi khuẩn chính ký sinh trong đường ruột của động vật máu nóng (bao gồm chim và động vật có vú).
- coli là vi khuẩn Gram âm, kỵ khí tùy ý và không hình thành bào tử.
- Các tế bào thường hình que dài khoảng 2,0 µm và đường kính là 0,5 mm.
- Ưu điểm của vi khuẩn E.
- coli là có tốc độ sinh trưởng nhanh, khả năng biểu hiện protein mạnh nên giảm được chi phí công nghệ và hóa chất.
- coli được chọn làm sinh vật mô hình để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm trên khắp thế giới [79]..
- Vector biểu hiện trong B.
- coli nhưng vector dành cho biểu hiện gen trong B.
- Tế bào và plasmid 2.1.2.
- Thiết bị thí nghiệm 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1.
- Sơ đồ nghiên cứu.
- Đoạn DNA bao gồm promoter PrrnO-RBS (spoVG)-lacZ được khuếch đại từ vector tái tổ hợp pUL1-lacZ bằng cặp mồi đặc hiệu như được trình bày trong phần nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu.
- Thiết kế thành công vector pUL1 mang đoạn promoter PrrnO và vị trí bám ribosome của gen spoVG biểu hiện trong B.
- Cài nhập và biểu hiện thành công gen mã hóa cho β-galactosidase trong tế bào sinh dưỡng của chủng B.
- Biểu hiện thêm một số chất có hoạt tính mong muốn trong tế bào sinh dưỡng của B.
- “Tác dụng in vitro kháng virus gây bệnh kháng Gumboro và tả gà của Bacillus subtilis tái tổ hợp biểu hiện interferon anpha của gà”, Tuyển tập Hội nghị CNSH toàn quốc Khu vực phía Nam 2009, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, tr.
- “Ảnh hưởng của vi khuẩn hữu ích lên các yếu tố môi trường và tôm sú (Penaeus monodon) nuôi trong bể”, Tạp chí Khoa học ĐH Cần Thơ, 20b, tr.
- Quyền Đình Thi, Nguyễn Sỹ Lê Thanh, Trần Văn Giang (2008), “Nhân dòng và phân tích trình tự gene mã hoá β-galactosidase từ chủng Bacillus subtilis G1”, Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ IV, NXB Khoa học và kỹ thuật, tr.
- “Cấu trúc chủng Bacillus subtilis biểu hiện mini-proinsulin dạng tiết ra môi trường”, Hội nghị khoa học toàn quốc lần IV: Hóa sinh và sinh học phân tử phục vụ, nông , sinh, y học và công nghiệp thực phẩm, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội..
- galactosidaza từ vi khuẩn Sphingomonas paucimobilis BK16, luận văn thạc sỹ sinh học, ĐH Khoa học Tự Nhiên- ĐHQGHN, Hà Nội..
- Bacillus subtilis Genome Diversity”, Journal of bacteriology, 189(3), pp.
- Bacillus Subtilis Expression Vectors Product Information and Instructions, Bacillus genetic stock center catalog vol.4 (2005), Mobitec Molecular biotechnology, Germany..
- Bacillus subtilis Tolerance of Moderate Concentrations of Rifampin Involves the σ B - Dependent General and Multiple Stress Response”, Journal of Bacteriology, 184(2), pp .
- Bui Thu Thuy, Hoang Van Tong, Phan Huong Trang, Phan Tuan Nghia, Huynh Anh Hong, Simon Cutting, Nguyen Thi Van Anh (2011), “Cloning and expression of streptavidin on the outer coat of Bacillus subtilis PY79 spores”, VNU Journal of Science, Natural Science and Technology 27, 2S, pp:285..
- (1999), “Bacillus subtilis spore coat”, Microbiology and Molecular Biology Reviews , 1, p:63..
- (1978), “Mechanism of integrating foreign DNA during transformation of Bacillus subtilis”, Proc.
- (1997), “Bacillus subtilis Final Risk Assessment”,US EPA human health assessment: Bacillus subtilis, U.S.
- Replication and expression of plasmids from Staphylococcus aureus in Bacillus subtilis”, Proc.
- (1978), “DNA cloning in Bacillus subtilis”,Proc.
- (2003), “Regulation of endospore formation in Bacillus subtilis”, Nature Reviews Microbiology, 1, pp: 117..
- (1978), “Construction and properties of chimeric plasmids in Bacillus subtilis”,Proc.
- Efficacy of Bacillus subtilis against mosquito larvae (Anophelis culicfacies.
- (1980), “Mapping a Cloned Gene Under Sporulation Control by Insertion of a Drug-Resistance Marker into the Bacillus subtilis Chromosome”, J.
- M., Marian W., Josef A.(2011), “Regulation of mtl operon promoter of Bacillus subtilis: Requirements of its use in expression vectors”, Microbial Cell Factories, 10 (1), pp: 10- 83..
- (2006), “The mechanism of cell differentiation in Bacillus subtilis”, Nature pp: 371-374..
- (2001), “Surface display of recombinant proteins on Bacillus subtilis spores”, J.
- (1978), “Molecular cloning of genetically active fragments of Bacillus DNA in Bacillus subtilis and properties of the vector plasmid pUB110”, Proc.
- Essential Bacillus subtilis genes".
- The complete genome sequence of the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis".
- (2010), “Development of a Bacillus subtilis-based rotavirus vaccine”, Clinical and Vaccine Immunology, 17 (11), pp:.
- Revision of the linkage map of Bacillus subtilis 168: Indications for circularity of the chromosome”, J.
- (1977), “Transformation of Escherichia coli and Bacillus subtilis with a hybrid plasmid molecule”, J.
- Marino M., et al Modulation of Anaerobic Energy Metabolism of Bacillus subtilis by arfM (ywiD)".
- (2004), “Display of heterologous antigens on the Bacillus subtilis spore coat using CotC as a fusion partner”, Vaccine pp:.
- Beneficial Biofilm Formation by Industrial Bacteria Bacillus subtilis and Related Species", Journal of Bioscience and Bioengineering, 10(1), pp: 1-8..
- (2005), “Construction of plasmid-based expression vectors for Bacillus subtilis exhibiting full structural stability.
- Cutting, New York: John Wiley, pp.391-450, USA..
- 1995, “Systematic sequencing of the Bacillus subtilis genome: progress report of the Japanese group”, Microbiology, 141, pp:257-259..
- SpoIIB Localizes to Active Sites of Septal Biogenesis and Spatially Regulates Septal Thinning during Engulfment in Bacillus subtilis", Journal of Bacteriology, 182(4), pp .
- (2005), “Novel plasmid-based expression vectors for intra- and extracellular production of recombinant proteins in Bacillus subtilis”, Protein Expr.
- “Phylogeny and molecular taxonomy of the Bacillus subtilis species complex and description of Bacillus subtilis subsp.
- (2010), “Differential Responses of Bacillus subtilis rRNA Promoters to Nutritional Stress”,Journal of Bacteriology, 193(3), pp: 723-733..
- (2010), “Development of a Bacillus subtilis-Based Rotavirus Vaccine”, Clin.
- Transformation of biochemically deficient strains of Bacillus subtilis by deoxyribonucleate”, Proc.
- caused by Bacillus subtilis and Macrophomina phaseolina”, Annual Meeting of the American Phytopathological Society, Pacific Division, 79(8), p: 912..
- (1979), “Bacterial cold shock responses”, Science Progress pp:9–75.
- Bacillus subtilis Marburg, Mol.
- (2010) “Development of a Bacillus subtilis expression system using the improved Pglv promoter”, Microbial Cell Factories, 9:55 doi .
- http://en.citizendium.org/wiki/Bacillus_subtilis 69.
- http://en.wikipedia.org/wiki/Bacillus_subtilis 70.
- http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Bacillus_subtilis 73