[摘要] 目的 構(gòu)建牙齦卟啉單胞菌毒力島基因PG0839突變菌株,為研究PG0839基因功能提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。方法 擴(kuò)增1 584 bp PG0839基因片段,對(duì)聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)產(chǎn)物和pUC19載體進(jìn)行BamH Ⅰ和EcoRⅠ雙酶切,連接酶
切產(chǎn)物得到質(zhì)粒pPG0839-1。將2 101 bp erm基因產(chǎn)物插入到pPG0839-1中PG0839基因的EcoRⅤ位點(diǎn),構(gòu)建質(zhì)粒pPG0839-2,作為電穿孔的供體質(zhì)粒。電穿孔轉(zhuǎn)化于受體菌牙齦卟啉單胞菌W83菌株,紅霉素抗性培養(yǎng)基篩選陽性克隆,命名為PG0839基因突變菌株。結(jié)果 運(yùn)用插入失活方法構(gòu)建PG0839基因突變菌株,進(jìn)而通過酶切、測(cè)序、PCR和反轉(zhuǎn)錄PCR對(duì)PG0839基因突變菌株進(jìn)行驗(yàn)證,證實(shí)PG0839基因突變菌株構(gòu)建成功。結(jié)論 本實(shí)驗(yàn)成功構(gòu)建PG0839基因突變菌株。
[關(guān)鍵詞] 牙齦卟啉單胞菌; 毒力島; 基因打靶
[中圖分類號(hào)] R 781.5 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [doi] 10.3969/j.issn.1000-1182.2012.02.020
Construction PG0839 gene-defective mutant of Porphyromonas gingivalis Liu Jingbo1, Pan Yaping1, Li Chen1, Lin Li1, Zhong Ming2,3. (1. Dept. of Periodontology, School of Stomatology, China Medical University, Shenyang 110002, China; 2. Central Laboratory, School of Stomatology, China Medical University, Shenyang 110002, China; 3. Dept. of Oral Pathology, School of Stomatology, China Medical University, Shenyang 110002, China)
[Abstract] Objective In order to determine the function of PG0839 gene from Porphyromonas gingivalis(P.gin-
givalis) W83 strains, we intended to create a mutant in the PG0839 gene by homologous recombination. Methods 1 584 bp PG0839 gene fragment was amplified, digested by BamH Ⅰ and EcoR Ⅰ, purified and ligated to pUC19. The recombinant plasmid was designated as pPG0839-1. The erm cassette(2 101 bp) was inserted into the EcoR Ⅴ restric-
tion site of the PG0839 gene. The resultant recombinant plasmid, pPG0839-2, was used as a donor in the electropo-ration of P.gingivalis W83. After electroporated and selected on erythromycin brain heart infusion plates, a single colony was collected and designated as PG0839 gene-defective mutant. Results A mutant in PG0839 gene was created by insertional inactivation, and inactivation of PG0839 gene was confirmed by restriction endonuclease digestive, sequen-cing, polymerase chain reaction(PCR) and reverse transcription PCR. Conclusion A PG0839 gene-defective mutant
was created successfully.
[Key words] Porphyromonas gingivalis; pathological islands; gene targeting
病原菌毒力島是指編碼細(xì)菌毒力基因簇的相對(duì)分子質(zhì)量較大的染色體DNA片段。通過基因水平轉(zhuǎn)移,細(xì)菌獲得毒力島基因。毒力島編碼不同功能的毒力相關(guān)基因,影響細(xì)菌的毒力變化。PG0839基因是牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis,P.gin-
givalis)W83菌株P(guān)G0819—0844毒力島中的重要部分。在慢性牙周炎患者P.gingivalis陽性的齦下菌斑標(biāo)本中,毒力島基因PG0839檢出與牙周探診深度和探診出血指數(shù)之間的關(guān)系存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示該基因
可能是慢性牙周炎的致病性基因[1]。目前許多學(xué)者通
過反向遺傳學(xué)方法進(jìn)行基因功能研究,即構(gòu)建目的基因敲除菌株后,通過對(duì)突變株表型變化的研究,獲得目的基因與細(xì)菌表型之間的相關(guān)性,從而獲知基因的功能[2]。本研究擬遵循反向遺傳技術(shù)路線,運(yùn)用
等位基因重組技術(shù)構(gòu)建PG0839基因突變菌株,為研究毒力島基因PG0839的功能奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
1 材料和方法
1.1 主要試劑、儀器和實(shí)驗(yàn)菌株
腦心浸液(brain heart infusion,BHI)培養(yǎng)基(Di-fco Laboratories,美國(guó));DNeasy Tissue Kit(Qiagen公司,德國(guó));PrimeSTAR HS DNA聚合酶,DNA A-Tailing試劑盒,Dephospharylation(BAP)試劑盒,DNA片段純化試劑盒,DL 2000 DNA Marker,λ-Hind
ⅢDNA Marker,pUC19載體,引物(大連寶生物工程有限公司);TGRADIENT型PCR擴(kuò)增儀(Biometra公
司,德國(guó));ECM630型電穿孔儀(BTX公司,美國(guó))。
本研究采用了4種菌株。P.gingivalis W83由美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)牙科學(xué)院口腔微生物研究所Lamont RJ教授惠贈(zèng),P.gingivalis ATCC 33277和變異鏈球菌(Streptococcus mutans,S.mutans)ATCC 2517由首都
醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院提供,大腸桿菌(Escherichia coli,
E.coli)JM109購(gòu)自大連寶生物工程有限公司。
1.2 細(xì)菌培養(yǎng)
P.gingivalis W83菌株接種于新鮮配制的含有5%無菌脫纖維羊血、氯化血紅素(5 μg·mL-1)和維生素K(0.5 μg·mL-1)的BHI培養(yǎng)基,37 ℃厭氧培養(yǎng)5~7 d(10% H2、10%CO2、80%N2)[3]。E.coli JM109菌株接種于Luria-Bertani(LB)培養(yǎng)基,37 ℃需氧培養(yǎng)。
1.3 P.gingivalis的檢測(cè)
提取P.gingivalis W83菌株DNA。使用P.gingivalis 16S rRNA特異性引物序列[4]進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)(poly-merase chain reaction,PCR)。P1:5’-TGTAGAT-GACTGATGGTGAAAACC-3’,P2:5’-ACGTCAT-CCACACCTTCCTC-3’,預(yù)期產(chǎn)物片段為197 bp。PCR反應(yīng)條件為預(yù)變性94 ℃ 5 min,變性94 ℃ 45 s,退
火58 ℃ 45 s,延伸72 ℃ 1 min,經(jīng)35個(gè)循環(huán)后,延伸72 ℃ 10 min。分別以S.mutans ATCC 2517和等體積無菌去離子水作為PCR反應(yīng)的陰性和空白對(duì)照。1.5%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物。
1.4 PG0839基因的擴(kuò)增及克隆
1.4.1 PG0839基因擴(kuò)增和純化 根據(jù)PG0839基因序列(GenBank No:AE015924),使用Primer Premier
5.0軟件設(shè)計(jì)引物,使用BLAST對(duì)引物進(jìn)行同源性分析。P3:5’-CGGGATCCAGACTATCCCCTCGCCGT-AT-3’,P4:5’-CGGAATTCTCCTCTATTACTCCC-GCACT-3’。斜體部分分別為BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ酶切位點(diǎn)。預(yù)期產(chǎn)物片段為1 584 bp(897 009~898 592 bp)。反應(yīng)條件為預(yù)變性94 ℃ 2 min,變性98 ℃ 10 s,退火55 ℃ 15 s,延伸72 ℃ 90 s,經(jīng)30個(gè)循環(huán)后,延伸72 ℃ 7 min。1.0%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。純化PCR產(chǎn)物,大連寶生物工程有限公司測(cè)序。
1.4.2 載體酶切、連接和轉(zhuǎn)化 PCR產(chǎn)物或pUC19載體經(jīng)BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ雙酶切后,將純化后的PCR產(chǎn)物和載體連接,連接產(chǎn)物熱轉(zhuǎn)化至E.coli JM109感
受態(tài)細(xì)胞中,篩選陽性克隆后增菌,提取質(zhì)粒后測(cè)序。將測(cè)序結(jié)果與GenBank中序列進(jìn)行同源性比對(duì)分析,基因編碼區(qū)與參考序列一致,將該質(zhì)粒命名為pPG0839-1。
1.5 質(zhì)粒pPG0839-2的構(gòu)建
1.5.1 erm特異性引物PCR擴(kuò)增 質(zhì)粒pVA2198(Gen-Bank No:AF219231)中包含紅霉素抗性基因,可以在E.coli和P.gingivalis中表達(dá)出紅霉素抗性,由Wang BY教授(紐約州立大學(xué)布法羅分校牙學(xué)院口腔生物
系)惠贈(zèng)。
erm特異性引物[5],P5:5’-TATTAGGCCTATA-GCTTCCGCTATT-3’,P6:5’-AATAGGCCTTAGT-AACGTGTAACTTT-3’,斜體部分為Stu Ⅰ酶切位點(diǎn)。預(yù)期產(chǎn)物片段為2 101 bp(11~2 111 bp)。PCR反應(yīng)條件為預(yù)變性98 ℃ 2 min,變性98 ℃ 10 s,退火55 ℃ 15 s,延伸72 ℃ 90 s,經(jīng)30個(gè)循環(huán)后,延伸72 ℃ 10 min。1.0%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。切膠純化后,產(chǎn)物進(jìn)行加A反應(yīng)。
1.5.2 質(zhì)粒pErm的構(gòu)建和酶切 將精制后的PCR產(chǎn)物和pMD19-T simple載體連接,連接產(chǎn)物熱轉(zhuǎn)化至E.coli JM109感受態(tài)細(xì)胞中,篩選陽性克隆后增菌,提取質(zhì)粒,命名為pErm,由大連寶生物工程有限公司測(cè)序。質(zhì)粒pErm經(jīng)Stu Ⅰ酶切后,得到2 101 bp的erm基因和2 692 bp的載體片段,回收2 101 bp目的片段。
1.5.3 質(zhì)粒pPG0839-2的連接和轉(zhuǎn)化 使用EcoR Ⅴ酶切pPG0839-1,酶切產(chǎn)物為線性片段(在目的基因中存在一個(gè)EcoR Ⅴ酶切位點(diǎn),位于898 406 bp處)。將純化的酶切產(chǎn)物使用Dephospharylation(BAP)試劑盒進(jìn)行去磷酸化處理后,命名為pPG0839-1-EcoR Ⅴ(BAP)。使用DNA連接試劑盒連接純化的pPG0839-1-EcoRⅤ(BAP)和2 101 bp的erm基因片段。兩者平末端連接,將erm基因插入到目的基因之中,構(gòu)建成為一個(gè)新的質(zhì)粒?;厥漳康妮d體和片段,將精制后的PCR產(chǎn)物和載體連接,連接產(chǎn)物熱轉(zhuǎn)化至E.coli JM109感受態(tài)細(xì)胞中,挑取單菌落進(jìn)行PCR檢測(cè),篩選反向陽性克隆。提取質(zhì)粒DNA后,使用Hind Ⅲ進(jìn)行正反向酶切鑒定。同時(shí),將質(zhì)粒DNA送至大連寶生物工程有限公司測(cè)序。將測(cè)序結(jié)果與GenBank中序列進(jìn)行同源性比對(duì)分析,與參考序列一致。將質(zhì)粒命名為pPG0839-2,該質(zhì)粒擴(kuò)增純化后用于電穿孔轉(zhuǎn)化。
1.6 載體的電穿孔轉(zhuǎn)化[5]
將1 mL處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的P.gingivalis W83菌液接種于10 mL新鮮配制的BHI液體培養(yǎng)基中,37 ℃厭氧培養(yǎng)過夜。取3 mL過夜培養(yǎng)的菌液加入到90 mL新鮮配制的BHI液體培養(yǎng)基(預(yù)加熱至37 ℃)中,孵育4 h。
3 000 g、4 ℃離心15 min以收集細(xì)菌細(xì)胞,50 mL電穿孔緩沖液(10%甘油加1 mmol·L-1 MgCl2,過濾除
菌,4 ℃保存)洗滌2次后,0.5 mL電穿孔緩沖液重懸細(xì)胞沉淀。將100 μL細(xì)胞懸液和1 μg DNA共同加入
到一個(gè)無菌電極杯中,電穿孔脈沖為2 440 V、5 ms,電穿孔后,冰浴5 min。
1.7 突變株的篩選
將細(xì)胞懸液接種于1 mL BHI液體培養(yǎng)基,37 ℃厭氧培養(yǎng)16 h后,取300 μL菌液接種于新鮮配制的抗性BHI培養(yǎng)基(含5 μg紅霉素),記為實(shí)驗(yàn)組;分別
在抗性和非抗性BHI培養(yǎng)基上接種P.gingivalis W83菌株,作為對(duì)照組1和2。37 ℃厭氧培養(yǎng)7 d。收集實(shí)驗(yàn)組中陽性克隆菌體,即為PG0839基因突變菌株。
1.8 突變株的檢測(cè)
1.8.1 P.gingivalis 16S rRNA特異性引物檢測(cè) 提取細(xì)菌DNA。對(duì)PG0839基因突變菌株進(jìn)行P.gingivalis 16S rRNA特異性引物P1和P2的PCR擴(kuò)增檢測(cè)。P.gin-givalis W83和ATCC 33277為陽性對(duì)照,S.mutans AT-CC 2517為陰性對(duì)照,等體積無菌去離子水為空白對(duì)照。1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
1.8.2 erm基因引物檢測(cè) 分別對(duì)質(zhì)粒pVA2198 DNA和PG0839基因突變菌株進(jìn)行erm基因引物P5和P6的PCR擴(kuò)增檢測(cè)。預(yù)期產(chǎn)物片段均為2 101 bp。P.gin-givalis W83為陰性對(duì)照,等體積無菌去離子水為空白對(duì)照。1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
1.8.3 PG0839引物檢測(cè) 分別對(duì)PG0839基因突變菌株和P.gingivalis W83進(jìn)行PG0839基因引物P3和P4
的PCR擴(kuò)增檢測(cè)。預(yù)期產(chǎn)物片段長(zhǎng)度分別為3 685 bp
(2 101 bp+1 584 bp)和1 584 bp。P.gingivalis ATCC 33277為陰性對(duì)照,等體積無菌去離子水為空白對(duì)照。1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
1.8.4 PG0839基因反轉(zhuǎn)錄PCR檢測(cè) 提取細(xì)菌總
RNA,調(diào)整RNA質(zhì)量濃度至100 ng·μL-1。使用Pri-mer Premier 5.0軟件設(shè)計(jì)引物,使用BLAST對(duì)引物進(jìn)行同源性分析。P7:5’-AAAGCGAATGTGGATAGG-
3’,P8:5’-CTATCCCATTAGGCAAGG-3’,預(yù)期產(chǎn)物片段為742 bp(897 662~898 403 bp)。30 ℃反轉(zhuǎn)錄
10 min,保溫42 ℃ 60 min,升溫至70 ℃,保持15 min后冰上冷卻。PCR反應(yīng)條件為預(yù)變性98 ℃ 2 min,變性98 ℃ 10 s,退火55 ℃ 15 s,延伸72 ℃ 60 s,經(jīng)30個(gè)循環(huán)后,延伸72 ℃ 7 min。P.gingivalis 16S rRNA作為反應(yīng)的內(nèi)參照。分別以P.gingivalis W83、ATCC 33277和等體積無菌去離子水為反轉(zhuǎn)錄PCR反應(yīng)的陽性、陰性和空白對(duì)照。1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
1.9 細(xì)菌生長(zhǎng)情況的測(cè)定
培養(yǎng)P.gingivalis W83和PG0839基因突變菌株,分別在2、4、8、12、16、22、28、32、48 h時(shí)取菌液,使用紫外分光光度計(jì)測(cè)量600 nm處光密度值。
2 結(jié)果
2.1 PG0839基因的克隆和載體連接
PG0839基因特異性引物PCR擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖如圖1所示。產(chǎn)物片段長(zhǎng)度為1 584 bp,包含PG0839全長(zhǎng)基因和部分上游和下游的非編碼DNA片段。P.gin-givalis PG0839 PCR產(chǎn)物和pUC19載體經(jīng)BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ雙酶切,P.gingivalis PG0839 PCR產(chǎn)物酶切后片段長(zhǎng)度為1 584 bp,pUC19載體酶切后片段長(zhǎng)度為2 664 bp。質(zhì)粒pPG0839-1測(cè)序與GenBank中序列進(jìn)行同源性比對(duì)分析,基因編碼區(qū)序列與參考序列相符。
2.2 質(zhì)粒pPG0839-2的構(gòu)建
2.2.1 erm基因的擴(kuò)增 erm基因特異性引物PCR擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖如圖2所示。產(chǎn)物片段長(zhǎng)度為2 101 bp。經(jīng)過加A反應(yīng)和純化處理后的erm PCR產(chǎn)物和pMD19-T simple載體連接,連接后質(zhì)粒命名為pErm。質(zhì)粒pErm測(cè)序結(jié)果與GenBank中erm基因序列進(jìn)行同源性比對(duì)分析,與參考序列相符。
2.2.2 質(zhì)粒pErm的酶切 質(zhì)粒pErm經(jīng)Stu Ⅰ酶切后,得到酶切產(chǎn)物長(zhǎng)度分別為2 101 bp和2 692 bp,如圖3所示。質(zhì)粒pPG0839-1經(jīng)EcoR Ⅴ酶切后,得到約為3 700 bp的產(chǎn)物片段。將酶切產(chǎn)物回收純化和去磷酸化處理后,命名為pPG0839-1-EcoR Ⅴ(BAP)。取
5 μL pPG0839-1-EcoR Ⅴ(BAP)進(jìn)行1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),如圖4所示。
2.2.3 質(zhì)粒pPG0839-2鑒定結(jié)果 連接pPG0839-1-EcoR Ⅴ(BAP)和載體構(gòu)建質(zhì)粒pPG0839-2。使用Hind Ⅲ對(duì)質(zhì)粒pPG0839-2進(jìn)行正反向酶切鑒定,酶切產(chǎn)物電泳圖如圖5所示。質(zhì)粒pPG0839-2測(cè)序結(jié)果與Gen-Bank中序列進(jìn)行同源性比對(duì)分析,與參考序列相符。
2.3 菌株篩選結(jié)果
厭氧培養(yǎng)7 d后,實(shí)驗(yàn)組可見白色、光滑的陽性
菌落生長(zhǎng);對(duì)照組1未見細(xì)菌生長(zhǎng),不僅表明P.gingi-valis W83菌株不具有紅霉素抗性,而且證實(shí)紅霉素在細(xì)菌培養(yǎng)基中有效;對(duì)照組2可見產(chǎn)黑色素圓形菌落生長(zhǎng),符合P.gingivalis菌落形態(tài)特征,為P.gingi-valis W83菌株。
2.4 突變株P(guān)CR檢測(cè)結(jié)果
2.4.1 P.gingivalis的檢測(cè)結(jié)果 PG0839基因突變菌株16S rRNA特異性引物PCR擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖如圖6所示。產(chǎn)物片段長(zhǎng)度為197 bp。結(jié)果可見PG0839基因突變菌株為P.gingivalis。
2.4.2 erm基因的檢測(cè)結(jié)果 PG0839基因突變菌株erm基因引物PCR擴(kuò)增電泳圖如圖7所示。產(chǎn)物片段長(zhǎng)度為2 101 bp。結(jié)果可見PG0839基因突變菌株基因組DNA中存在erm基因片段。
2.4.3 PG0839基因的檢測(cè)結(jié)果 PG0839基因突變菌株P(guān)G0839基因引物PCR擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖如圖8所示。P.gingivalis W83菌株的PG0839產(chǎn)物為1 584 bp,而PG0839基因突變菌株的PG0839產(chǎn)物為3 685 bp。結(jié)果可見:PG0839基因突變菌株基因組DNA中存在PG0839基因片段,但是該片段中插入了2 101 bp的erm基因片段。
2.4.4 反轉(zhuǎn)錄PCR檢測(cè)結(jié)果 PG0839基因突變菌株P(guān)G0839基因引物反轉(zhuǎn)錄PCR擴(kuò)增電泳圖如圖9所示。PG0839反轉(zhuǎn)錄PCR產(chǎn)物為742 bp,內(nèi)參照P.gingivalis 16S rRNA反轉(zhuǎn)錄PCR產(chǎn)物為197 bp。結(jié)果可見PG0839基因突變菌株為P.gingivalis,但是該菌株P(guān)G0839基因未轉(zhuǎn)錄為相應(yīng)的RNA。
2.5 菌株生長(zhǎng)情況
兩個(gè)菌株在12 h均進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。PG0839突變菌株和P.gingivalis W83生長(zhǎng)速度的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(U=25.50,P=0.19)。
3 討論
牙周炎是我國(guó)成年人失牙的主要原因之一,并與一些系統(tǒng)性疾病密切相關(guān)[6]。P.gingivalis在牙周炎的病因?qū)W研究中,被認(rèn)為是重要的牙周可疑致病菌之一,與牙周炎的發(fā)生、發(fā)展和復(fù)發(fā)密切相關(guān)。PG0839基因(GenBank ID:AAQ65990)全長(zhǎng)1 182 bp,編碼假
定的保守蛋白,為毒力島中的重要部分。PG0839基
因中包含著高毒力株P(guān).gingivalis W83菌株特有而低毒力株P(guān).gingivalis ATCC 33277中缺失的基因片段[7]。在前期研究[1]中,對(duì)P.gingivalis陽性的齦下菌斑標(biāo)本進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn),隨著慢性牙周炎患者牙周組織炎癥程度的加重,PG0839基因檢出率呈現(xiàn)增高趨勢(shì),提示該基因與P.gingivalis的致病性密切相關(guān)。對(duì)于P.gingi-valis毒力島PG0839基因的功能了解還停留在結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)上的推斷,因此P.gingivalis PG0839基因突變株的構(gòu)建為研究該基因的功能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
構(gòu)建基因突變株是從分子生物學(xué)的角度對(duì)表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行研究的最主要手段,導(dǎo)致基因突變的理論依據(jù)是借助插入復(fù)制突變載體,依靠同源重組將一段載體序列整合進(jìn)入染色體。在P.gingivalis的轉(zhuǎn)化中,載體的選擇至關(guān)重要。近年來,一些研究小組已經(jīng)構(gòu)建了用于P.gingivalis的基因克隆載體,本次研究中使用的克隆載體pVA2198在P.gingivalis宿主中表達(dá)紅霉素抗性[8]。
使用同源基因DNA片段構(gòu)建載體,可提高同源重組效率,構(gòu)建能夠形成同源重組的質(zhì)粒,首先應(yīng)從P.gingivalis基因組DNA中克隆一段基因序列,該序列選擇在需要進(jìn)行基因突變的部位。轉(zhuǎn)化質(zhì)粒中同源序列的長(zhǎng)度對(duì)重組成功率有重要影響:同源片段長(zhǎng)度為300~2 500 bp時(shí),隨著DNA片段長(zhǎng)度的增加,同源重組效率呈指數(shù)增加[9]。但是在PCR克隆該片段時(shí),如果選擇片段過長(zhǎng),錯(cuò)配率會(huì)增加,也會(huì)影響同源重組的效率。本研究以PG0839基因?yàn)槟0?,選取包含完整的PG0839基因和少量上下游基因的目的片段,長(zhǎng)度為1 584 bp,可以完整地?cái)U(kuò)增出野生型和突變后的該基因。
本次研究采用基因敲除的策略構(gòu)建了PG0839基因的同源重組載體,電轉(zhuǎn)化到P.gingivalis W83菌株,通過載體中PG0839基因序列與基因組DNA的同源序列發(fā)生同源重組,使基因組中PG0839基因由于外源基因的插入而失活。外源插入基因?yàn)榧t霉素抗性基因,在P.gingivalis W83菌株發(fā)生同源重組后,菌株
就表現(xiàn)出野生株不具備的紅霉素抗性。因此,可以
通過紅霉素抗性培養(yǎng)基來篩選陽性菌株。酶切、測(cè)序、PCR和反轉(zhuǎn)錄PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符,從基
因組DNA水平上說明外源基因erm已經(jīng)成功插入到PG0839基因中。
同時(shí),以P.gingivalis PG0839蛋白編碼序列為模板,設(shè)計(jì)反轉(zhuǎn)錄PCR引物,引物位于PG0839基因內(nèi)部;經(jīng)反轉(zhuǎn)錄PCR證實(shí)PG0839基因未能轉(zhuǎn)錄,實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)PG0839基因失活菌株構(gòu)建成功,為PG0839基因功能研究提供了有價(jià)值的細(xì)菌模型。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 劉靜波, 潘亞萍, 俞寧, 等. 牙齦卟啉單胞菌毒力島基因檢出與
慢性牙周炎的相關(guān)性研究[J]. 上??谇会t(yī)學(xué), 2010, 19(4):341-345.
Liu Jingbo, Pan Yaping, Yu Ning, et al. The relationship between
prevalence of pathogenicity islands genes of Porphyromonas gingi-
valis and chronic periodontitis[J]. Shanghai J Stomatol, 2010, 19
(4):341-345.
[2] Yuan L, Rodrigues PH, Bélanger M, et al. Porphyromonas gingi-
valis htrA is involved in cellular invasion and in vivo survival[J].
Microbiology, 2008, 154(Pt 4):1161-1169.
[3] Fletcher HM, Schenkein HA, Macrina FL. Cloning and characte-
rization of a new protease gene(prtH) from Porphyromonas gingi-
valis[J]. Infect Immun, 1994, 62(10):4279-4286.
[4] 劉靜波, 林莉, 李琛, 等. 牙齦卟啉單胞菌PG0717基因與慢性牙
周炎的相關(guān)性研究[J]. 華西口腔醫(yī)學(xué)雜志, 2008, 26(6):648-651.
Liu Jingbo, Lin Li, Li Chen, et al. Relationship of Porphyromonas
gingivalis PG0717 gene with chronic periodontitis[J]. West China
J Stomatol, 2008, 26(6):648-651.
[5] Umemoto T, Hamada N. Characterization of biologically active cell
surface components of a periodontal pathogen. The roles of major
and minor fimbriae of Porphyromonas gingivalis[J]. J Periodontol,
2003, 74(1):119-122.
[6] 駱凱, 閆福華. 牙周病與全身健康[J]. 中國(guó)實(shí)用口腔科雜志, 2009,
2(4):203-206.
Luo Kai, Yan Fuhua. Periodontal disease and systemic health[J].
Chin J Pract Stomatol, 2009, 2(4):203-206.
[7] Lin L, Li C, Liu J, et al. Virulence genes of Porphyromonas gin-
givalis W83 in chronic periodontitis[J]. Acta Odontol Scand, 2009,
67(5):258-264.
[8] Fletcher HM, Schenkein HA, Morgan RM, et al. Virulence of a
Porphyromonas gingivalis W83 mutant defective in the prtH gene
[J]. Infect Immun, 1995, 63(4):1521-1528.
[9] Lau PC, Sung CK, Lee JH, et al. PCR ligation mutagenesis in
transformable Streptococci: Application and efficiency[J]. J Micro-
biol Methods, 2002, 49(2):193-205.
(本文編輯 吳愛華)