生物必須在各種壓力條件下存活和繁衍。其中,溫度的變化對(duì)生物的影響最為直接,往往提高幾攝氏度就會(huì)觸發(fā)細(xì)胞的熱激反應(yīng)。溫度的小幅升高會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)解聚,纏結(jié)和非特異性聚集。熱激的許多形態(tài)和表型效應(yīng)與蛋白質(zhì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)的不平衡密切相關(guān)。耐熱或嗜熱微生物資源是一個(gè)有待發(fā)掘的蘊(yùn)藏巨大潛力的寶庫(kù),為了尋找可利用的抗熱功能基因元器件,本研究以實(shí)驗(yàn)室前期篩選到的一株凝結(jié)芽孢桿菌2-6為藍(lán)本,以菌株2-6基因組、轉(zhuǎn)錄組和差異蛋白質(zhì)組等多組學(xué)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ);利用生物信息學(xué)分析手段,重點(diǎn)分析菌株2-6在37℃和60℃兩種不同溫度下基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)差異,建立與溫度變化密切相關(guān)的基因數(shù)據(jù)庫(kù);篩選出有潛在耐熱抗逆功能的基因元件。近年來(lái),以熱激蛋白和冷激蛋白為代表的分子伴侶功能的研究,從分子水平揭示了細(xì)胞對(duì)外界環(huán)境刺激的應(yīng)答過(guò)程。熱激蛋白通常與多肽鏈結(jié)合,輔助蛋白質(zhì)組裝,穩(wěn)定空間構(gòu)象,從而確保蛋白質(zhì)行使正常的生理功能。與熱激蛋白不同,冷激蛋白家族成員CspA最早發(fā)現(xiàn)于大腸桿菌低溫應(yīng)答過(guò)程中,許多研究表明CspA實(shí)際上是一種RNA分子伴侶,其主要功能是穩(wěn)定RNA二級(jí)結(jié)構(gòu),進(jìn)而調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。盡管這一現(xiàn)象很早就被人們所發(fā)現(xiàn),但是相關(guān)...

【文章頁(yè)數(shù)】：201 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 細(xì)菌的環(huán)境壓力應(yīng)答
    1.2 細(xì)菌的冷激反應(yīng)
        1.2.1 冷激反應(yīng)對(duì)細(xì)胞膜流動(dòng)性的影響
        1.2.2 冷激反應(yīng)對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響
        1.2.3 冷激蛋白和冷激蛋白家族
    1.3 細(xì)菌的熱激反應(yīng)
        1.3.1 熱激反應(yīng)
        1.3.2 熱激蛋白和熱激蛋白家族
        1.3.3 熱激反應(yīng)的調(diào)控
    1.4 分子伴侶與DRBP蛋白
        1.4.1 分子伴侶
        1.4.2 伴侶素蛋白(Chaperonins)
        1.4.3 DRBPs蛋白
        1.4.4 RNA結(jié)合蛋白
    1.5 RNA免疫共沉淀測(cè)序技術(shù)
        1.5.1 以蛋白為中心的研究方法
        1.5.2 以RNA為中心的研究方法
        1.5.3 蛋白質(zhì)-RNA相互作用的計(jì)算分析方法
    1.6 本課題研究的目的和意義
第二章 凝結(jié)芽孢桿菌2-6耐熱基因的挖掘與驗(yàn)證
    2.1 材料與方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源
        2.1.4 生物信息學(xué)分析
        2.1.5 數(shù)據(jù)可視化
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 凝結(jié)芽孢桿菌2-6 多組學(xué)整合分析
        2.2.2 凝結(jié)芽孢桿菌2-6 轉(zhuǎn)錄組分析
        2.2.3 凝結(jié)芽孢桿菌2-6 蛋白質(zhì)組分析
        2.2.4 耐熱基因元件的篩選
        2.2.5 凝結(jié)芽孢桿菌2-6中cspL及其同源基因
    2.3 本章小結(jié)
第三章 耐熱基因CSPL的功能驗(yàn)證
    3.1 材料與方法
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 cspL基因提高大腸桿菌生物量
        3.2.2 cspL基因改變細(xì)胞形態(tài)
        3.2.3 cspL基因促進(jìn)惡臭假單胞菌的生長(zhǎng)
        3.2.4 cspL基因促進(jìn)釀酒酵母的生長(zhǎng)
        3.2.5 cspL基因的進(jìn)化地位
        3.2.6 CspL與大腸桿菌CspA家族
        3.2.7 CspL和大腸桿菌CspA蛋白耐熱功能的比較
    3.3 本章小結(jié)
第四章 CSPL耐熱功能的分子機(jī)制研究
    4.1 材料與方法
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 CspL結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
        4.2.2 CspL可以結(jié)合RNA和 ss DNA(in vitro)
        4.2.3 CspL突變體功能分析
        4.2.4 CspL對(duì)于DH5α-cspL轉(zhuǎn)錄水平的影響
        4.2.5 RIP-seq技術(shù)確定CspL的靶向結(jié)合序列(in vivo)
        4.2.6 CspL對(duì)于DH5α-cspL蛋白質(zhì)組水平的影響
        4.2.7 CspL對(duì)于RNA降解效應(yīng)的分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 耐熱基因CSPL的應(yīng)用與拓展研究
    5.1 材料與方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 CspL提高安絲菌素P-3 的產(chǎn)量
        5.2.2 CspL提高D-乳酸的產(chǎn)量
        5.2.3 CspL與全局調(diào)控因子IrrE
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)
展望
創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 大腸桿菌RNA-SEQ實(shí)驗(yàn)中表達(dá)上調(diào)基因(45℃)
附錄Ⅱ 大腸桿菌RNA-SEQ實(shí)驗(yàn)中表達(dá)下調(diào)基因(45℃)
附錄Ⅲ 大腸桿菌中CSPL靶基因MRNA列表
附錄Ⅳ E.COLI DH5Α-CSPL表達(dá)顯著上調(diào)的蛋白(45℃)
附錄Ⅴ E.COLI DH5Α-CSPL表達(dá)顯著下調(diào)的蛋白(45℃)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間(待)發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3955794