产肠毒素大肠杆菌 (ETEC) 菌株是导致儿童和旅行者腹泻的主要原因。由于决定其病理的毒素和粘附素的性质各异,开发针对这种异源菌群的有效疫苗已被证明非常困难。使用多表位融合抗原 (MEFA) 疫苗学平台开发了一种多价候选疫苗,并证明其可有效在小鼠和猪中引发广泛的保护性抗体反应。然而,在这些系统中并未测量到对小肠 ETEC 定植的直接保护。众所周知,ETEC 菌株的定植是疾病结果的决定性因素,并且依赖于粘附素。在这项研究中,我们开发了一种非手术兔定植模型来研究兔对 ETEC 定植的免疫保护。我们测试了基于 MEFA 的疫苗粘附素抗原与 dmLT 佐剂结合诱导广泛免疫反应和防止 ETEC 在兔小肠定植的能力。我们的结果表明,候选疫苗 MEFA 抗原在兔体内引发抗体,这些抗体与其结构中包含的七种粘附素发生反应,并可防止持续定植于幼兔体内的攻击菌株的定植。
生态与生物多样性系,生命科学学院,安德烈斯·贝洛大学,圣地亚哥,智利B生物多样性研究所,动物健康与比较医学,格拉斯哥大学医学兽医和生命科学学院Iologie,蒙彼利埃,法国和Mivegec的Iologie,IRD,CNRS,CNRS,MONTPELLIER,法国蒙彼利埃大学,劳动力Mixte International,Drisa,IRD,IRD用于细菌耐药性合作研究的千年核,Microb-R,Santiago,智利和实验室服务HôpitaldelaMère等人,N'djaména,N'djaména,Chad J A,Lima,Lima,Peru K MRC,秘鲁K MRC - 格拉斯哥大学病毒研究中心,英国格拉斯哥大学,格拉斯哥大学,英国,格拉斯哥大学
大肠杆菌是生产生物燃料和大宗化学品(如乙醇、高级醇、脂肪酸、氨基酸、莽草酸衍生物、萜类化合物、聚酮化合物和聚合物前体(如 1,4-丁二醇))的最广泛使用的细胞工厂之一(Yang 等人,2021 年)。生产这些生化物质的代谢工程需要对细胞代谢进行大量调节以提高生产率。基因组编辑需要高效的工具来执行节省时间的顺序或多重操作。大肠杆菌有许多基因编辑工具,但它们都有特定的优点和缺点。使用双链 DNA(dsDNA)进行基因工程重组通常需要选择标记,这些标记应在下一步中被消除,以便进行后续修改(Datsenko 和 Wanner,2000 年;Sharan 等人,2009 年)。与双链DNA相比,单链DNA(ssDNA)介导的重组效率更高,并已进一步发展为可进行多重编辑的基因编辑工具,如多重自动基因组工程(MAGE)(Wang et al.,2009)和可追踪多重重组(TRMR)(Warner et al.,2010)。但这些方法不适用于没有选择标记的20bp以上的多个靶基因插入,通常需要强大的高通量筛选方法(Li et al.,2015)。近来发展的成簇的规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白(Cas)系统被广泛应用于大肠杆菌的基因工程,极大地促进了其应用。成熟的 CRISPR RNA (crRNA) 和反式激活 crRNA (tracrRNA) 双链(或单个合成向导 RNA,sgRNA)或仅 crRNA 引导 Cas 核酸酶切割具有所需原型间隔区相邻基序 (PAM) 的靶 DNA 序列 (Jiang et al., 2013)。我们之前的文章 (Liu et al., 2020) 总结了不同类型的 CRISPR 系统的机制。CRISPR/Cas 系统持续切割靶位点,直到成功编辑或未编辑的细胞死亡,从而无需使用选择标记。
CRISPR-Cas 适应性免疫系统存在于许多细菌和古细菌中,可保护细菌免受噬菌体和质粒等 DNA 入侵。这些系统的基因组成和基因组结构非常灵活和复杂。CRISPR-Cas 系统分为 2 类、6 种类型和 33 种亚型,尽管这个数字尚不确定,研究仍在进行中。所有 CRISPR-Cas 系统都经过了彻底研究,以便更好地了解 CRISPR 免疫机制,使其可用作基因组编辑和其他生物技术应用的工具。然而,CRISPR-Cas 系统的调控也非常复杂,目前仍未完全了解;它必须提供最佳保护,而不会给宿主带来有害后果。在本综述中,我们概述了大肠杆菌中 CRISPR-Cas 系统 1 类 IE 型的调控,重点介绍了温度在调节 CRISPR-Cas 活性中的作用,以及关键调节剂 H-NS 和 StpA 阻遏物与 LeuO 抗阻遏物在调节 cas 基因表达中的相互作用以及 HtpG 分子伴侣在维持 Cas3 功能水平中的相互作用。
(未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2020 年 8 月 15 日发布。;https://doi.org/10.1101/2020.08.15.251348 doi:bioRxiv preprint
融合蛋白在大肠杆菌重组蛋白的生产中起着重要作用。它们主要用于细胞质表达,因为它们可以设计为增加目标蛋白的溶解度,然后可以通过亲和层析轻松纯化。相反,融合蛋白通常不包含在用于周质生产的构建体设计中。相反,插入信号序列以将蛋白质转运到周质中,并添加 C 端 his-tag 以进行后续纯化。我们的研究小组提出从欧洲亚硝化单胞菌周质中分离的小金属结合蛋白 (SmbP) 作为一种新的融合蛋白,用于在大肠杆菌的细胞质或周质中表达重组蛋白。SmbP 还允许通过使用 Ni(II) 离子的固定化金属亲和层析进行纯化。最近,我们通过将 SmbP 标记蛋白的天然信号肽与取自果胶酸裂解酶 B (PelB) 的信号肽进行交换,优化了 SmbP 标记蛋白的周质生产,从而大幅增加了蛋白产量。在这项工作中,我们表达并纯化了 PelB-SmbP 标记的可溶性生物活性人类生长激素 (hGH),并获得了迄今为止报道的该蛋白的最高周质产量。在 Nb2-11 细胞上测试的其活性相当于 50 ng mL 1 的商业生长激素。因此,我们强烈建议使用 PelB-SmbP 作为蛋白标签,用于大肠杆菌周质中 hGH 或其他可能的目标蛋白的表达和纯化。
深度突变扫描可为细菌必需基因的功能提供重要见解。在这里,我们开发了一种高通量方法,用于在大肠杆菌的天然遗传背景下突变其必需基因。我们使用 Cas 9 介导的重组将由易错 PCR 创建的突变文库引入基因组上的一个基因片段内,使用经过预先验证高效的单个 gRNA。通过深度测序跟踪突变频率揭示了引入突变的位置和数量的偏差。我们通过增加同源臂长度和阻止错配修复来克服这些偏差,使非必需基因的突变效率达到 85%,必需基因的突变效率达到 55%。这些实验还加深了我们对使用具有单核苷酸变化的 dsDNA 供体的未充分表征的重组过程的理解。最后,我们将我们的技术应用于 RNA 聚合酶的 β 亚基 rpoB,以研究对利福平的耐药性。在一次实验中,我们验证了过去几十年进行的多项生化和临床观察结果,并通过双突变体的研究提供了对抗性补偿的见解。
摘要:目前迫切需要一种操作简便、快速且成本低廉的大肠杆菌菌株种级鉴别方法。本文提出了两种用于大肠杆菌分离株基因分型的新型原始工具。所开发的第一种方法是 PCR-RFLP(聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性)检测,它使用一个高度可变的 fliC 基因,该基因编码 H 抗原作为分子靶标。在设计通用引物对和选择最佳限制性酶 Rsa I 之前,先对编码 53 种不同血清型 H 抗原(大肠杆菌鞭毛蛋白)的基因序列进行计算机比较分析。在对 16 个大肠杆菌基因组的完整序列进行生物信息学分析的基础上,选择了 MLST 方法的大肠杆菌基因组的目标片段。最初提出了七个分子靶点(七对引物),其中五种被发现可用于有效进行大肠杆菌菌株基因分型。两种开发的方法都显示出很高的区分能力,并且观察到所测试菌株的高度遗传多样性。在测试的 71 个菌株中,用 fliC RFLP-PCR 和 MLST 方法分别发现了 29 个和 47 个簇。用参考 BOX-PCR 方法区分菌株发现了 31 种不同的基因型。计算机分析显示,新 MLST 方法的鉴别能力与 Pasteur 和 Achtman 方案相当,并且高于 Clermont 开发的方法的鉴别能力。从流行病学的角度来看,我们的调查结果显示,在大多数情况下,患者感染了独特的菌株,可能来自环境来源。然而,从儿科、内科和神经内科病房的不同患者身上分离出的一些菌株在综合考虑三种方法的结果时被归类为同一基因型。这可能表明这些菌株在患者之间转移了。
和α-连接的ʟ-鼠李糖部分。近年来,已开发出几种候选疫苗来通过将细胞壁多糖与合适的蛋白质结合来控制细菌感染,其中包括针对b型流感血友病(Hib) [12,13]、脑膜炎[14]、肺炎球菌感染[15,16]和肠道疾病如霍乱[17]、腹泻[18]和尿路感染[19]的疫苗。尽管可以通过发酵技术分离多糖,但是很难从天然来源中获得大量具有足够纯度的多糖片段。因此,开发化学合成策略对于获得具有足够纯度的所需数量寡糖片段非常重要。在这个方向上,本文介绍了使用顺序糖基化策略对对应于E. albertii O4菌株细胞壁O抗原多糖的五糖重复单元进行全合成(图1)。