TeI3c/4c嗜热二型内含子单插入热点碱基组成规律及其应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31560318
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    42.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0608.生物数据资源与分析方法
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Thermotargetron(TMT) is a gene targeting system derived from thermophilic mobile group II introns(TeI3c/4c). It has a broad host range, with the ability to function in a wide temperature range and can be used in bacteria with low transformation efficiency. Thus, it has the potential to be used for gene targeting in a variety of thermophiles, as well as mesophiles that can tolerate short periods at elevated temperatures. However, low targeting (28%) and high off-target rate(50%) is the critical technical bottleneck that preventing TMT from widely application. In our previous study, we found that poorly designed re-targeting sites, which caused by unclear of the nucleotides composition law at the single insertion sites, were the main cause of low targeting and high off-target rate. In order to solve this problem, Firstly, we will perform multi-locus gene inactivation experiment in Escherichia coli model to acquire gene inactivation mutants. Afterward, establish a single insertion database using the sequence at the single insertion sites, which determined by Southern blot and sequencing techniques. Secondly, analyze the nucleotides composition laws of single insertion sites within the database, and the results will be used to train a computer algorithm to improve TMT`s targeting efficiency while reducing the off-target rate in mosophilic and thermophilic Clostridia. Finally, a new gene inactivation system of high efficiency and preciseness, which can be applied universally in mosophilic and thermophilic Clostridia, will be obtained.
基于嗜热二型内含子TeI3c/4c逆转录归巢效应构建的靶向基因失活系统Thermotargetron (TMT),因其宿主范围广、热稳定性好、不依赖较高转化效率等优点,具有在高温及能短暂耐受高温的中温梭菌中应用的潜力。然而该系统目前打靶成功率低(28%)且脱靶率高(50%),是阻碍TMT广泛应用的关键技术瓶颈。我们前期研究发现,因TMT核心元件TeI3c/4c单插入热点碱基组成规律不明确导致的靶位点设计不合理,是造成打靶成功率低和脱靶的主要原因。为解决该问题,本项目首先在已建立的嗜热二型内含子大肠杆菌基因打靶模型中,实施多基因靶向失活实验,并借助核酸杂交和测序技术,筛选和测定单插入位点序列组成,从而建立TMT单插入热点数据库;然后,利用该数据库分析TMT单插入热点序列规律,并指导靶位点评价软件的开发,在提高其打靶效率的同时减少脱靶的产生。最终获得一套通用、高效、严谨的梭菌靶向基因失活系统。

结项摘要

本项目的目标是研究Thermotargetron(TMT)高频和单插入热点碱基组成规律,提高TMT在不同应用环境(如中温微生物和高温微生物)打靶成功率和降低其脱靶效率。通过本项目的开展,共获得了42例成功和74例失败的打靶位点碱基序列。基于对以上序列碱基组成规律的分析,发现TMT高效打靶位点识别规律为:识别序列+5和+6位为‘A’或‘T’时打靶成功率高;识别序列+12位为‘T’时打靶失败率高;识别位点+7位的‘C’和+10位的‘G’或‘T’可以降低TMT打靶效率。基于该规律,我们开发了一套自动寻找TMT高效打靶位点和引物设计程序(Thermotargetron finder v2.0)。不仅如此,我们还应用该系统在大肠杆菌和艰难梭菌中实现了高效、严谨基因失活(直接控制TMT在中温菌中的打靶时间)。然而,遗憾的是当Thermotargetron finder v2.0软件应用于热纤梭菌基因失活时,基因打靶成功率虽有提高,但是脱靶率却没有改善。综上,通过本研究的开展建立了一套温度适应范围广、高效的靶向基因失活系统,该系统为中温及高温微生物基因功能研究提供了新的思路和技术。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Cas9蛋白的克隆表达、分离纯化及多克隆抗体制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    贵州医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘芳;卢婷;蔡梦迪;吴芳草;陈相好;王彩霞;崔古贞;陈峥宏
  • 通讯作者:
    陈峥宏
敲除PaLoc毒力岛的无毒性艰难梭菌菌株的构建
  • DOI:
    10.1016/j.str.2018.04.016
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    贵州医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    饶凤琴;程玉梅;吴昌学;王义;崔古贞;齐晓岚;洪伟
  • 通讯作者:
    洪伟
人肠道来源样品中肺炎克雷伯菌的分离及特征研究
  • DOI:
    10.19367/j.cnki.1000-2707.2019.12.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    贵州医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪伟;钱声艳;吴昌学;饶凤琴;程玉梅;张婷;齐晓岚;禹文峰;官志忠
  • 通讯作者:
    官志忠
艰难梭菌中粪肠球菌污染的去除方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    贵州医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    饶凤琴;程玉梅;张婷;周青帅;崔古贞;齐晓岚;洪伟
  • 通讯作者:
    洪伟
高效严谨型大肠杆菌Targetron基因打靶系统的构建
  • DOI:
    10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2018-0883
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    生物技术通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈相好;刘芳;王彩霞;陈峥宏;洪伟;蔡梦迪;张峥嵘;綦廷娜;廖永慧;谷俊莹;崔古贞
  • 通讯作者:
    崔古贞

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    黄宝龙
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  • 作者:
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    吴承祯
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  • 作者:
    李键;唐佳栋;吴承祯;洪伟;封磊;宋萍;LI Jian1;3;TANG Jia-Dong1;3;WU Cheng-Zhen1;3;HONG;2.College of Resources;Environment;Fujian Agri;3.Key Laboratory for Forest Ecosystem Process
  • 通讯作者:
    3.Key Laboratory for Forest Ecosystem Process

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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