AI-2對鴨疫里默氏桿菌生物學功能調控的研究
發(fā)布時間：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，不僅因為引起鴨高發(fā)病率和高死亡率而造成嚴重的直接經濟損失，而且還因為飼料轉化率低和生長發(fā)育遲緩等而帶來嚴重的間接經濟損失。細菌曾被認為是獨立生活的單細胞生物，但是最近的研究表明密度感應系統(tǒng)（quorum sensing，QS）普遍存在于細菌中，尤其是LuxS/AI-2型密度感應系統(tǒng)既存在于革蘭氏陽性菌中，也存在于革蘭氏陰性菌中，通過分泌通用信號分子AI-2來介導細菌種內及種間的信息交流。該系統(tǒng)參與調控細菌的眾多生理功能，包括生物被膜形成、毒力因子調控等。本研究首次報道了RA的LuxS/AI-2型密度感應的相關情況，包括以下5個部分內容： 1.鴨疫里默氏桿菌AI-2信號分子檢測方法的建立 本研究首先通過優(yōu)化哈維弧菌（Vibrio harveyi）BB170報告菌株檢測法建立并穩(wěn)定了RA上清中AI-2的檢測方法，之后對實驗室保存的34株RA的AI-2產生情況進行檢測，檢測結果發(fā)現(xiàn)該34株RA都不產生AI-2。本研究首次報道RA不產生AI-2，為進一步研究奠定了基礎。 2. RA對外源AI-2內化能力的驗證及AI-2對RA生長速率的影響 本研究通過BB170報告菌株生物發(fā)光檢測法檢測RA的AI-2的內化現(xiàn)象，并通過測定OD600來檢測外源添加的AI-2對RA生長速率的影響。結果發(fā)現(xiàn)RA自身不產生AI-2，但是可以識別和內化AI-2，同時外源添加的AI-2對RA的生長速率沒有影響。本研究為進一步研究AI-2對RA生理功能的影響奠定了基礎。 3. AI-2對RA生物被膜形成及其轉錄水平的影響 本實驗首先通過結晶紫染色法進行檢測AI-2對CH3生物被膜形成能力的影響，并通過real-time PCR來檢測AI-2對RA生物被膜形成最為相關的18個基因轉錄水平的調控。結果表明，AI-2對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，同時外源添加AI-2后使得大多數相關基因的轉錄水平下調。進一步表明AI-2參與調控RA眾多生理功能。 4. AI-2對RA粘附侵襲Vero細胞及其相關基因轉錄水平的影響 本實驗在CH3對Vero細胞粘附侵襲的實驗中添加不同濃度的AI-2研究其影響，之后利用real-time PCR來檢測相關的7個基因轉錄水平的影響。結果表明，AI-2濃度為18.4μmol/L時，AI-2對CH3粘附Vero細胞的抑制性最強，為62%，當AI-2濃度為184.0μmol/L時，AI-2對CH3侵襲Vero細胞的促進性最強為194%。real-time PCR結果表明AI-2對部分基因的轉錄有促進作用，對部分基因的轉錄有抑制作用。 5. RA mtan基因參與AI-2合成的功能驗證 本實驗先構建了大腸桿菌DE17的pfs缺失株DE17-△pfs，之后將RACH3的mtan基因導入該缺失株中。結果表明，導入mtan基因的DE17-△pfs恢復了產生AI-2的能力。這說明RA的mtan基因具有潛在的合成AI-2的能力。為進一步研究RA的mtan基因的功能奠定了基礎。
【學位單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2013
【中圖分類】：S858.32
【部分圖文】：
學院碩士學位論文 第特征顯然使得信號的產生具有特異性。因此，每個 LuxI 蛋白都產生正確的高。有許多 LuxI 樣蛋白能夠產生多種 AHLs，但是是否所有產生的 AHLs 都具有而知(Marketon et al.,2002)。LuxR 蛋白的結構分析說明它也擁有一個特異的酰個 LuxR 都只與它同型的信號分子結合并被其激活(Vannini et al.,2002)。因此，生環(huán)境下存在著多種 AHL 信號分子，每種細菌都能辨別、評估和回應自身產要的是，細菌很少專門依賴于一種 LuxIR 密度感應系統(tǒng)。相反，細菌常常利用 系統(tǒng)以及其他類型的密度感應系統(tǒng)。
處理和修飾是伴隨著分泌同時進行的。雖然關于這些分子的生化屬性還知之甚大多數密度感應肽信號分子都是通過較大的肽前體物質裂解而來的，之后再通酯，硫代內酯環(huán)，羊毛硫氨酸以及異戊二烯基基團(Ansaldi et al.,2002; Booth ett al.,1999; Nakayama et al.,2001)。許多革蘭氏陽性細菌通過多種肽類物質及其他信號分子共同來進行信息交流。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，金黃色葡萄球一種對人體無害的溫和共生菌，但是當它滲透進入宿主組織中變成了一種嚴重eus 利用兩步策略來引起疾�。寒敿毎芏容^低時，細菌表達促進細菌粘附和定而當細胞密度高時，細菌抑制這些通路，促發(fā)了毒素和蛋白酶的分泌，普遍認傳播的必不可少的。這個基因表達策略的轉換是由 Agr 密度感應系統(tǒng)來調控的色葡萄球菌的 argD 編碼的自體誘導肽 AIP(Ji et al.,1995)，以及一個雙組分激酶gRA 組成(Novick et al.,1995)。AgrB 蛋白將硫代內酯環(huán)運輸出細胞膜并將其附 AIPs 上(Saenz et al.,2000)。AIP 與 AgrC 的結合導致了 AgRA 的磷酸化。磷酸化個叫做RNAⅢ的調控RNA的表達(Novick et al.,1993)，從而抑制了細胞粘附因子泌因子的表達�；罨� Agra 也誘導了 agrBDCA 的表達。這導致了 AIP 水平的細胞群體由低細胞密度狀態(tài)轉為高細胞密度狀態(tài)(Novick et al.,1995)。
7圖 1.4 AI-2 是由 DPD 衍生的可相互轉換的一個分子家族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.因為硼的生物學功能知之甚少，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 中存在是理所當然的。顯而易見是陸地環(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，化學物質處在快速的轉化和平衡中。而且，通過改變硼的濃度可以改變每個分子的濃度。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 S. typhimurium 的 AI-2。這轉換具有生物學相關性，因為補充了硼的 DPD 可以使 V.harveyi 產生最大的發(fā)光強度，但是同
【參考文獻】
本文編號：2884909
【學位單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2013
【中圖分類】：S858.32
【部分圖文】：
學院碩士學位論文 第特征顯然使得信號的產生具有特異性。因此，每個 LuxI 蛋白都產生正確的高。有許多 LuxI 樣蛋白能夠產生多種 AHLs，但是是否所有產生的 AHLs 都具有而知(Marketon et al.,2002)。LuxR 蛋白的結構分析說明它也擁有一個特異的酰個 LuxR 都只與它同型的信號分子結合并被其激活(Vannini et al.,2002)。因此，生環(huán)境下存在著多種 AHL 信號分子，每種細菌都能辨別、評估和回應自身產要的是，細菌很少專門依賴于一種 LuxIR 密度感應系統(tǒng)。相反，細菌常常利用 系統(tǒng)以及其他類型的密度感應系統(tǒng)。
處理和修飾是伴隨著分泌同時進行的。雖然關于這些分子的生化屬性還知之甚大多數密度感應肽信號分子都是通過較大的肽前體物質裂解而來的，之后再通酯，硫代內酯環(huán)，羊毛硫氨酸以及異戊二烯基基團(Ansaldi et al.,2002; Booth ett al.,1999; Nakayama et al.,2001)。許多革蘭氏陽性細菌通過多種肽類物質及其他信號分子共同來進行信息交流。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，金黃色葡萄球一種對人體無害的溫和共生菌，但是當它滲透進入宿主組織中變成了一種嚴重eus 利用兩步策略來引起疾�。寒敿毎芏容^低時，細菌表達促進細菌粘附和定而當細胞密度高時，細菌抑制這些通路，促發(fā)了毒素和蛋白酶的分泌，普遍認傳播的必不可少的。這個基因表達策略的轉換是由 Agr 密度感應系統(tǒng)來調控的色葡萄球菌的 argD 編碼的自體誘導肽 AIP(Ji et al.,1995)，以及一個雙組分激酶gRA 組成(Novick et al.,1995)。AgrB 蛋白將硫代內酯環(huán)運輸出細胞膜并將其附 AIPs 上(Saenz et al.,2000)。AIP 與 AgrC 的結合導致了 AgRA 的磷酸化。磷酸化個叫做RNAⅢ的調控RNA的表達(Novick et al.,1993)，從而抑制了細胞粘附因子泌因子的表達�；罨� Agra 也誘導了 agrBDCA 的表達。這導致了 AIP 水平的細胞群體由低細胞密度狀態(tài)轉為高細胞密度狀態(tài)(Novick et al.,1995)。
7圖 1.4 AI-2 是由 DPD 衍生的可相互轉換的一個分子家族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.因為硼的生物學功能知之甚少，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 中存在是理所當然的。顯而易見是陸地環(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，化學物質處在快速的轉化和平衡中。而且，通過改變硼的濃度可以改變每個分子的濃度。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 S. typhimurium 的 AI-2。這轉換具有生物學相關性，因為補充了硼的 DPD 可以使 V.harveyi 產生最大的發(fā)光強度，但是同
【參考文獻】
相關期刊論文 前1條
1 郭玉璞;陳德威;范國雄;劉瑞萍;;北京鴨小鴨傳染性漿膜炎的調查研究[J];畜牧獸醫(yī)學報;1982年02期
本文編號：2884909
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