基于C-di-GMP操纵的光响应系统及重复序列删除的定量研究

发布时间：2021-04-17 03:12

　　环鸟苷二磷酸（c-di-GMP）是广泛存在于细菌中一种重要的第二信使分子,在铜绿假单胞菌中,主要参与细菌的运动粘附行为及生物被膜形成的调节。随着合成生物学特别是光响应系统的发展,以环鸟苷二磷酸为对象的相关应用型研究也越来越多。本文的第一部分主要以环鸟苷二磷酸为对象,通过设计构造了单色光响应和双色光响应两套系统,在利用单色光响应系统实现对单细菌的追踪操纵后,通过进一步的优化并建立双色光响应系统,利用静态图案化投影技术,经过对实验体系、实验条件的不断优化测试,最终实现了活细菌生物被膜的定向生物打印,并成功地实现了可逆的生物打印。由于工程菌种具有很强的可改造性,光响应系统的建立为研究新型抗菌表面、新型活细菌生物材料及其他应用领域提供了新的方法和思路。而本文的第二部分主要基于三色荧光报告系统设计了一套精准定量细胞内重复片段删除率的新方法,即三色荧光成像重复片段删除事件计数器（Three-color Fluorescent based Deletion Events Counter,TFDEC）,经过聚合酶链式反应（PCR）以及进一步测序的方法验证了该系统的准确性。利用该系统建立的新方法,可以快... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

C-di-GMP单体和二聚体的化学结构和三维结构

C-di-GMP的合成与分解

华中科技大学博士学位论文5图1.3C-di-GMP的结合效应蛋白[26]。Figure1.3Effectorofc-di-GMPbinding.1.1.3环鸟苷二磷酸对生物被膜的调控C-di-GMP广泛地调控细菌的浮游与生物被膜生活方式的转变[27]。当c-di-GMP水平低时，细菌趋向于个体的运动，而当c-di-GMP水平升高时，细菌的胞外多糖分泌增加，运动受限，能够最终促进细菌黏附于表面，形成生物被膜。C-di-GMP参与调控细菌的菌毛、鞭毛的自组装及活性，包括调控鞭毛基因的表达[16,23]、运动马达的自组装[28,29]和功能[17,30]。例如在大肠杆菌（Escherichiacoli）和沙门氏菌（Salmonellaenterica）中，上调的c-di-GMP分子通过YcgR蛋白来影响鞭毛转子和定子的相互作用，而同时表达的PDE蛋白PdeH和鞭毛基因来阻断YcgR的活性从而促进细菌的运动[17,31,32]。当细菌接触表面后，将快速地改变自身的行为：分泌黏附蛋白，激活胞外聚合物（EPS）的分泌，从而促进微菌落的形成。C-di-GMP通过转录调节[33]、翻译调节[34]和翻译后调节[35]全程参与黏附行为的调控。例如，铜绿假单胞菌胞外聚合物如PSL、PEL，黏附蛋白CdrA、CdrB以及海藻酸盐等的分泌激活都是受到c-di-


本文编号：3142697