微藻共栖细菌的抑藻作用及基于群体感应的调控机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41076108
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    38.0万
  • 负责人：
    郑立
  • 依托单位：
    自然资源部第一海洋研究所
  • 学科分类：
    D0604.生物海洋学与海洋生物资源
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

本研究是前一个基金"利用群体感应信号诱导海绵共栖细菌产生化学防御物质研究"思路的延续和深化，为解决微藻生消与群落演替过程中共栖细菌的抑藻作用机制问题，结合细菌群体感应现象的前沿领域，在前期研究基础上首次提出微藻共栖溶藻细菌通过群体感应（QS）系统调控产生溶藻物质的论点。以我国重要赤潮微藻为研究对象，分离、筛选共栖溶藻细菌，探明溶藻物质，通过溶藻物质代谢过程与细菌的密度关系研究、AHLs类信号分子的检测和解析、LuxI/R同源蛋白调控基因的克隆、溶藻细菌AHLs合成能力缺失突变株的构建及AHLs信号的外加诱导等多方面实验验证微藻共栖溶藻细菌的溶藻作用受到QS系统的调控，从细胞、信号分子和基因水平上阐明溶藻机制。本项目的研究意义在于丰富藻菌相互作用的相关理论，明确溶藻细菌的作用产生机制，进一步加深对细菌群体感应调控功能的认识，并为利用生物调控技术防治赤潮提供新的方法。

结项摘要

本课题为探讨海洋微藻共栖细菌的抑藻作用机制问题，研究了微藻共栖细菌的抑藻活性与其群体感应(QS)系统的关系。从61株海洋微藻中分离获得206株海洋细菌，利用生物传感器方法筛选出11株细菌具有基于AHLs的QS系统。通过GC-MS检测，它们都含有C8-HSL信号分子，部分含有C6-HSL和C14-HSL，其中9株细菌具有抑藻活性，分别对东海原甲藻、棕囊藻、海链藻和赤潮异湾藻具有不同程度的抑制作用。一株抑藻细菌PD-2因其对宿主（东海原甲藻）具有显著抑藻作用而作为目标藻株深入研究。利用TLC生物自显影技术，探明细菌PD-2至少能产生三种AHLs信号分子，除了C8-HSL，PD-2还含有C12-HSL。建立了基于四爿藻（Tetraselmis sp.）的抑藻化合物跟踪分离筛选模型，通过半制备型HPLC从抑藻细菌PD-2代谢产物中分离纯化出两个抑藻化合物（1）和（4），通过质谱、红外、元素及核磁共振分析，确定了化合物（1）分子式为C23H24BrN2SO5，化合物（4）分子式为C15H13BrO3。经检索，化合物（4）为一新的化合物。此外，对抑藻化合物（4）产生的密度依赖性进行了研究，发现该化合物的产生与细胞密度呈正相关，即证实了抑藻细菌PD-2的抑藻活性具有密度依赖性。通过对细菌PD-2的全基因组测序、基因注释等分析工作，从中找到了两对调控QS的luxR/I同源基因，将它们命名为zla R/I和zlb R/I，从基因水平证明了PD-2具有群体感应系统。课题组建立了利用同源重组方法进行基因敲除的所有技术体系，包括PD-2利福平突变株的筛选，质粒转导体系的建立和验证。同时成功设计了要敲除的目标基因zlb I上下游基因片段的引物，并通过两步PCR技术对上下游基因进行了连接，这些为下一步同源重组双交换敲除目标基因奠定了良好的工作基础，下一步将利用限制性内切酶将上下游连接基因插入到自杀质粒pNTPS138 Kan中，再通过结合方式将该质粒转导入PD-2进行双交换同源重组，以敲除zlb I 基因，考察PD-2突变株的抑藻活性，从而进一步阐明PD-2的溶藻机制与群体感应功能的相关性。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
海洋石油降解菌剂在大连溢油污染岸滩修复中的应用研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    海洋学报(中文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    崔志松;CAO Lei;高伟;韩彬;杨佰娟;王绍良;李倩;周文俊;张魁英
  • 通讯作者：
    张魁英
海带中昆布素的荧光定量检测及提取工艺优化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    海洋科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑立;韩平;刘涛;崔志松;郭秀春;罗丹;高伟
  • 通讯作者：
    高伟
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Natural Product Research
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Zheng, Li;Chen, Junhui;Zhao, Hengqiang;Shi, Qian;Yang, Baijuan;Cheng, Hongyan;Zang, Jiaye;Wang, Xiaoru
  • 通讯作者：
    Wang, Xiaoru
Rapid simultaneous determination of 15 nucleosides and nucleobases in marine medicinal organism Anthopleura lanthogrammica Berkly by micellar electrokinetic capillary chromatography
胶束电动毛细管色谱法快速同时测定海洋药用生物Anthopleura lanthogrammica Berkly中的15种核苷和核碱基
  • DOI：
    10.1134/s1061934814020129
  • 发表时间：
    2014-01
  • 期刊：
    Journal of Analytical Chemistry
  • 影响因子：
    1.1
  • 作者：
    Shi Qian;Chen Junhui;Zhao Hengqiang;Li Xin;Zheng Li;Wang Xiaoru;Zhang Jiaye
  • 通讯作者：
    Zhang Jiaye
A case study on chemical defense based on quorum sensing: antibacterial activity of sponge-associated bacterium Pseudoalteromonas sp NJ6-3-1 induced by quorum sensing mechanisms
基于群体感应的化学防御案例研究：海绵相关细菌假交替单胞菌的抗菌活性。
  • DOI：
    10.1007/s13213-010-0129-x
  • 发表时间：
    2011-06-01
  • 期刊：
    ANNALS OF MICROBIOLOGY
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Guo, Xiuchun;Zheng, Li;Wang, Xiaoru
  • 通讯作者：
    Wang, Xiaoru

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其他文献

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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    郑立

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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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