AI-2對(duì)鴨疫里默氏桿菌生物學(xué)功能調(diào)控的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-11-15 15:20
鴨疫里默氏桿菌病曾被稱為鴨疫巴氏桿菌(Pasterurella anatispestifer,PA)病、鴨傳染性漿膜炎(Infectious serositis)等,引起該病的病原是鴨疫里默氏桿菌(Riemerella anatipestifer,RA),感染鴨、鵝、火雞等多種動(dòng)物。該病目前已成為危害養(yǎng)鴨業(yè)的主要疾病之一,不僅因?yàn)橐瘌喐甙l(fā)病率和高死亡率而造成嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失,而且還因?yàn)轱暳限D(zhuǎn)化率低和生長(zhǎng)發(fā)育遲緩等而帶來(lái)嚴(yán)重的間接經(jīng)濟(jì)損失。細(xì)菌曾被認(rèn)為是獨(dú)立生活的單細(xì)胞生物,但是最近的研究表明密度感應(yīng)系統(tǒng)(quorum sensing,QS)普遍存在于細(xì)菌中,尤其是LuxS/AI-2型密度感應(yīng)系統(tǒng)既存在于革蘭氏陽(yáng)性菌中,也存在于革蘭氏陰性菌中,通過(guò)分泌通用信號(hào)分子AI-2來(lái)介導(dǎo)細(xì)菌種內(nèi)及種間的信息交流。該系統(tǒng)參與調(diào)控細(xì)菌的眾多生理功能,包括生物被膜形成、毒力因子調(diào)控等。本研究首次報(bào)道了RA的LuxS/AI-2型密度感應(yīng)的相關(guān)情況,包括以下5個(gè)部分內(nèi)容: 1.鴨疫里默氏桿菌AI-2信號(hào)分子檢測(cè)方法的建立 本研究首先通過(guò)優(yōu)化哈維弧菌(Vibrio harveyi)BB170報(bào)告菌株檢測(cè)法建立并穩(wěn)定了RA上清中AI-2的檢測(cè)方法,之后對(duì)實(shí)驗(yàn)室保存的34株RA的AI-2產(chǎn)生情況進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)該34株RA都不產(chǎn)生AI-2。本研究首次報(bào)道RA不產(chǎn)生AI-2,為進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。 2. RA對(duì)外源AI-2內(nèi)化能力的驗(yàn)證及AI-2對(duì)RA生長(zhǎng)速率的影響 本研究通過(guò)BB170報(bào)告菌株生物發(fā)光檢測(cè)法檢測(cè)RA的AI-2的內(nèi)化現(xiàn)象,并通過(guò)測(cè)定OD600來(lái)檢測(cè)外源添加的AI-2對(duì)RA生長(zhǎng)速率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)RA自身不產(chǎn)生AI-2,但是可以識(shí)別和內(nèi)化AI-2,同時(shí)外源添加的AI-2對(duì)RA的生長(zhǎng)速率沒(méi)有影響。本研究為進(jìn)一步研究AI-2對(duì)RA生理功能的影響奠定了基礎(chǔ)。 3. AI-2對(duì)RA生物被膜形成及其轉(zhuǎn)錄水平的影響 本實(shí)驗(yàn)首先通過(guò)結(jié)晶紫染色法進(jìn)行檢測(cè)AI-2對(duì)CH3生物被膜形成能力的影響,并通過(guò)real-time PCR來(lái)檢測(cè)AI-2對(duì)RA生物被膜形成最為相關(guān)的18個(gè)基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控。結(jié)果表明,AI-2對(duì)CH3菌株的生物被膜形成能力具有抑制作用,并且該抑制作用具有濃度依賴性,同時(shí)外源添加AI-2后使得大多數(shù)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平下調(diào)。進(jìn)一步表明AI-2參與調(diào)控RA眾多生理功能。 4. AI-2對(duì)RA粘附侵襲Vero細(xì)胞及其相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平的影響 本實(shí)驗(yàn)在CH3對(duì)Vero細(xì)胞粘附侵襲的實(shí)驗(yàn)中添加不同濃度的AI-2研究其影響,之后利用real-time PCR來(lái)檢測(cè)相關(guān)的7個(gè)基因轉(zhuǎn)錄水平的影響。結(jié)果表明,AI-2濃度為18.4μmol/L時(shí),AI-2對(duì)CH3粘附Vero細(xì)胞的抑制性最強(qiáng),為62%,當(dāng)AI-2濃度為184.0μmol/L時(shí),AI-2對(duì)CH3侵襲Vero細(xì)胞的促進(jìn)性最強(qiáng)為194%。real-time PCR結(jié)果表明AI-2對(duì)部分基因的轉(zhuǎn)錄有促進(jìn)作用,對(duì)部分基因的轉(zhuǎn)錄有抑制作用。 5. RA mtan基因參與AI-2合成的功能驗(yàn)證 本實(shí)驗(yàn)先構(gòu)建了大腸桿菌DE17的pfs缺失株DE17-△pfs,之后將RACH3的mtan基因?qū)朐撊笔е曛。結(jié)果表明,導(dǎo)入mtan基因的DE17-△pfs恢復(fù)了產(chǎn)生AI-2的能力。這說(shuō)明RA的mtan基因具有潛在的合成AI-2的能力。為進(jìn)一步研究RA的mtan基因的功能奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2013
【中圖分類】:S858.32
【部分圖文】:
學(xué)院碩士學(xué)位論文 第特征顯然使得信號(hào)的產(chǎn)生具有特異性。因此,每個(gè) LuxI 蛋白都產(chǎn)生正確的高。有許多 LuxI 樣蛋白能夠產(chǎn)生多種 AHLs,但是是否所有產(chǎn)生的 AHLs 都具有而知(Marketon et al.,2002)。LuxR 蛋白的結(jié)構(gòu)分析說(shuō)明它也擁有一個(gè)特異的酰個(gè) LuxR 都只與它同型的信號(hào)分子結(jié)合并被其激活(Vannini et al.,2002)。因此,生環(huán)境下存在著多種 AHL 信號(hào)分子,每種細(xì)菌都能辨別、評(píng)估和回應(yīng)自身產(chǎn)要的是,細(xì)菌很少專門(mén)依賴于一種 LuxIR 密度感應(yīng)系統(tǒng)。相反,細(xì)菌常常利用 系統(tǒng)以及其他類型的密度感應(yīng)系統(tǒng)。
處理和修飾是伴隨著分泌同時(shí)進(jìn)行的。雖然關(guān)于這些分子的生化屬性還知之甚大多數(shù)密度感應(yīng)肽信號(hào)分子都是通過(guò)較大的肽前體物質(zhì)裂解而來(lái)的,之后再通酯,硫代內(nèi)酯環(huán),羊毛硫氨酸以及異戊二烯基基團(tuán)(Ansaldi et al.,2002; Booth ett al.,1999; Nakayama et al.,2001)。許多革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌通過(guò)多種肽類物質(zhì)及其他信號(hào)分子共同來(lái)進(jìn)行信息交流。非常有意思的例子是存在于金黃色葡萄球菌中的肽類密度感應(yīng),金黃色葡萄球一種對(duì)人體無(wú)害的溫和共生菌,但是當(dāng)它滲透進(jìn)入宿主組織中變成了一種嚴(yán)重eus 利用兩步策略來(lái)引起疾病:當(dāng)細(xì)胞密度較低時(shí),細(xì)菌表達(dá)促進(jìn)細(xì)菌粘附和定而當(dāng)細(xì)胞密度高時(shí),細(xì)菌抑制這些通路,促發(fā)了毒素和蛋白酶的分泌,普遍認(rèn)傳播的必不可少的。這個(gè)基因表達(dá)策略的轉(zhuǎn)換是由 Agr 密度感應(yīng)系統(tǒng)來(lái)調(diào)控的色葡萄球菌的 argD 編碼的自體誘導(dǎo)肽 AIP(Ji et al.,1995),以及一個(gè)雙組分激酶gRA 組成(Novick et al.,1995)。AgrB 蛋白將硫代內(nèi)酯環(huán)運(yùn)輸出細(xì)胞膜并將其附 AIPs 上(Saenz et al.,2000)。AIP 與 AgrC 的結(jié)合導(dǎo)致了 AgRA 的磷酸化。磷酸化個(gè)叫做RNAⅢ的調(diào)控RNA的表達(dá)(Novick et al.,1993),從而抑制了細(xì)胞粘附因子泌因子的表達(dá);罨 Agra 也誘導(dǎo)了 agrBDCA 的表達(dá)。這導(dǎo)致了 AIP 水平的細(xì)胞群體由低細(xì)胞密度狀態(tài)轉(zhuǎn)為高細(xì)胞密度狀態(tài)(Novick et al.,1995)。
7圖 1.4 AI-2 是由 DPD 衍生的可相互轉(zhuǎn)換的一個(gè)分子家族Fig. 1.4 AI-2 is a family of interconverting molecules derived from DPD.Vibrio harveyi AI-2 is S-THMF-borate andSalmonella typhimurium AI-2 is R-THMF. Figure from Miller et al. 2004.因?yàn)榕鸬纳飳W(xué)功能知之甚少,所以在 V.harveyi 的 AI-2 中硼的發(fā)現(xiàn)是非常令人震驚的。然,硼以高濃度存在于海洋環(huán)境中,所以硼在 V.harveyi 的 AI-2 中存在是理所當(dāng)然的。顯而易見(jiàn)是陸地環(huán)境中硼的濃度很低,所以硼基本不可能是 S. typhimurium 中 AI-2 的元素。重要的是,化學(xué)物質(zhì)處在快速的轉(zhuǎn)化和平衡中。而且,通過(guò)改變硼的濃度可以改變每個(gè)分子的濃度。比如,在前體物 DPD 中添加硼可以使 V.harveyi 的 AI-2 的生成大大超過(guò) S. typhimurium 的 AI-2。這轉(zhuǎn)換具有生物學(xué)相關(guān)性,因?yàn)檠a(bǔ)充了硼的 DPD 可以使 V.harveyi 產(chǎn)生最大的發(fā)光強(qiáng)度,但是同
【參考文獻(xiàn)】
本文編號(hào):2884909
【學(xué)位單位】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2013
【中圖分類】:S858.32
【部分圖文】:
學(xué)院碩士學(xué)位論文 第特征顯然使得信號(hào)的產(chǎn)生具有特異性。因此,每個(gè) LuxI 蛋白都產(chǎn)生正確的高。有許多 LuxI 樣蛋白能夠產(chǎn)生多種 AHLs,但是是否所有產(chǎn)生的 AHLs 都具有而知(Marketon et al.,2002)。LuxR 蛋白的結(jié)構(gòu)分析說(shuō)明它也擁有一個(gè)特異的酰個(gè) LuxR 都只與它同型的信號(hào)分子結(jié)合并被其激活(Vannini et al.,2002)。因此,生環(huán)境下存在著多種 AHL 信號(hào)分子,每種細(xì)菌都能辨別、評(píng)估和回應(yīng)自身產(chǎn)要的是,細(xì)菌很少專門(mén)依賴于一種 LuxIR 密度感應(yīng)系統(tǒng)。相反,細(xì)菌常常利用 系統(tǒng)以及其他類型的密度感應(yīng)系統(tǒng)。
處理和修飾是伴隨著分泌同時(shí)進(jìn)行的。雖然關(guān)于這些分子的生化屬性還知之甚大多數(shù)密度感應(yīng)肽信號(hào)分子都是通過(guò)較大的肽前體物質(zhì)裂解而來(lái)的,之后再通酯,硫代內(nèi)酯環(huán),羊毛硫氨酸以及異戊二烯基基團(tuán)(Ansaldi et al.,2002; Booth ett al.,1999; Nakayama et al.,2001)。許多革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌通過(guò)多種肽類物質(zhì)及其他信號(hào)分子共同來(lái)進(jìn)行信息交流。非常有意思的例子是存在于金黃色葡萄球菌中的肽類密度感應(yīng),金黃色葡萄球一種對(duì)人體無(wú)害的溫和共生菌,但是當(dāng)它滲透進(jìn)入宿主組織中變成了一種嚴(yán)重eus 利用兩步策略來(lái)引起疾病:當(dāng)細(xì)胞密度較低時(shí),細(xì)菌表達(dá)促進(jìn)細(xì)菌粘附和定而當(dāng)細(xì)胞密度高時(shí),細(xì)菌抑制這些通路,促發(fā)了毒素和蛋白酶的分泌,普遍認(rèn)傳播的必不可少的。這個(gè)基因表達(dá)策略的轉(zhuǎn)換是由 Agr 密度感應(yīng)系統(tǒng)來(lái)調(diào)控的色葡萄球菌的 argD 編碼的自體誘導(dǎo)肽 AIP(Ji et al.,1995),以及一個(gè)雙組分激酶gRA 組成(Novick et al.,1995)。AgrB 蛋白將硫代內(nèi)酯環(huán)運(yùn)輸出細(xì)胞膜并將其附 AIPs 上(Saenz et al.,2000)。AIP 與 AgrC 的結(jié)合導(dǎo)致了 AgRA 的磷酸化。磷酸化個(gè)叫做RNAⅢ的調(diào)控RNA的表達(dá)(Novick et al.,1993),從而抑制了細(xì)胞粘附因子泌因子的表達(dá);罨 Agra 也誘導(dǎo)了 agrBDCA 的表達(dá)。這導(dǎo)致了 AIP 水平的細(xì)胞群體由低細(xì)胞密度狀態(tài)轉(zhuǎn)為高細(xì)胞密度狀態(tài)(Novick et al.,1995)。
7圖 1.4 AI-2 是由 DPD 衍生的可相互轉(zhuǎn)換的一個(gè)分子家族Fig. 1.4 AI-2 is a family of interconverting molecules derived from DPD.Vibrio harveyi AI-2 is S-THMF-borate andSalmonella typhimurium AI-2 is R-THMF. Figure from Miller et al. 2004.因?yàn)榕鸬纳飳W(xué)功能知之甚少,所以在 V.harveyi 的 AI-2 中硼的發(fā)現(xiàn)是非常令人震驚的。然,硼以高濃度存在于海洋環(huán)境中,所以硼在 V.harveyi 的 AI-2 中存在是理所當(dāng)然的。顯而易見(jiàn)是陸地環(huán)境中硼的濃度很低,所以硼基本不可能是 S. typhimurium 中 AI-2 的元素。重要的是,化學(xué)物質(zhì)處在快速的轉(zhuǎn)化和平衡中。而且,通過(guò)改變硼的濃度可以改變每個(gè)分子的濃度。比如,在前體物 DPD 中添加硼可以使 V.harveyi 的 AI-2 的生成大大超過(guò) S. typhimurium 的 AI-2。這轉(zhuǎn)換具有生物學(xué)相關(guān)性,因?yàn)檠a(bǔ)充了硼的 DPD 可以使 V.harveyi 產(chǎn)生最大的發(fā)光強(qiáng)度,但是同
【參考文獻(xiàn)】
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1 郭玉璞;陳德威;范國(guó)雄;劉瑞萍;;北京鴨小鴨傳染性漿膜炎的調(diào)查研究[J];畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào);1982年02期
本文編號(hào):2884909
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