環(huán)鳥(niǎo)苷二磷酸（c-di-GMP）是廣泛存在于細(xì)菌中一種重要的第二信使分子,在銅綠假單胞菌中,主要參與細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)粘附行為及生物被膜形成的調(diào)節(jié)。隨著合成生物學(xué)特別是光響應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展,以環(huán)鳥(niǎo)苷二磷酸為對(duì)象的相關(guān)應(yīng)用型研究也越來(lái)越多。本文的第一部分主要以環(huán)鳥(niǎo)苷二磷酸為對(duì)象,通過(guò)設(shè)計(jì)構(gòu)造了單色光響應(yīng)和雙色光響應(yīng)兩套系統(tǒng),在利用單色光響應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)單細(xì)菌的追蹤操縱后,通過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化并建立雙色光響應(yīng)系統(tǒng),利用靜態(tài)圖案化投影技術(shù),經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)體系、實(shí)驗(yàn)條件的不斷優(yōu)化測(cè)試,最終實(shí)現(xiàn)了活細(xì)菌生物被膜的定向生物打印,并成功地實(shí)現(xiàn)了可逆的生物打印。由于工程菌種具有很強(qiáng)的可改造性,光響應(yīng)系統(tǒng)的建立為研究新型抗菌表面、新型活細(xì)菌生物材料及其他應(yīng)用領(lǐng)域提供了新的方法和思路。而本文的第二部分主要基于三色熒光報(bào)告系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套精準(zhǔn)定量細(xì)胞內(nèi)重復(fù)片段刪除率的新方法,即三色熒光成像重復(fù)片段刪除事件計(jì)數(shù)器（Three-color Fluorescent based Deletion Events Counter,TFDEC）,經(jīng)過(guò)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）以及進(jìn)一步測(cè)序的方法驗(yàn)證了該系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。利用該系統(tǒng)建立的新方法,可以快... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

C-di-GMP單體和二聚體的化學(xué)結(jié)構(gòu)和三維結(jié)構(gòu)

C-di-GMP的合成與分解

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文5圖1.3C-di-GMP的結(jié)合效應(yīng)蛋白[26]。Figure1.3Effectorofc-di-GMPbinding.1.1.3環(huán)鳥(niǎo)苷二磷酸對(duì)生物被膜的調(diào)控C-di-GMP廣泛地調(diào)控細(xì)菌的浮游與生物被膜生活方式的轉(zhuǎn)變[27]。當(dāng)c-di-GMP水平低時(shí)，細(xì)菌趨向于個(gè)體的運(yùn)動(dòng)，而當(dāng)c-di-GMP水平升高時(shí)，細(xì)菌的胞外多糖分泌增加，運(yùn)動(dòng)受限，能夠最終促進(jìn)細(xì)菌黏附于表面，形成生物被膜。C-di-GMP參與調(diào)控細(xì)菌的菌毛、鞭毛的自組裝及活性，包括調(diào)控鞭毛基因的表達(dá)[16,23]、運(yùn)動(dòng)馬達(dá)的自組裝[28,29]和功能[17,30]。例如在大腸桿菌（Escherichiacoli）和沙門(mén)氏菌（Salmonellaenterica）中，上調(diào)的c-di-GMP分子通過(guò)YcgR蛋白來(lái)影響鞭毛轉(zhuǎn)子和定子的相互作用，而同時(shí)表達(dá)的PDE蛋白PdeH和鞭毛基因來(lái)阻斷YcgR的活性從而促進(jìn)細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)[17,31,32]。當(dāng)細(xì)菌接觸表面后，將快速地改變自身的行為：分泌黏附蛋白，激活胞外聚合物（EPS）的分泌，從而促進(jìn)微菌落的形成。C-di-GMP通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)[33]、翻譯調(diào)節(jié)[34]和翻譯后調(diào)節(jié)[35]全程參與黏附行為的調(diào)控。例如，銅綠假單胞菌胞外聚合物如PSL、PEL，黏附蛋白CdrA、CdrB以及海藻酸鹽等的分泌激活都是受到c-di-


本文編號(hào)：3142697