应用CRISPR/Cas9系统构建大肠埃希氏菌irp2基因缺失株
2021-01-26富国文单春兰敖平星高丽波刘超英
富国文,单春兰,敖平星,赵 汝,高丽波,刘超英,高 洪
(云南农业大学动物医学院,云南昆明 650201)
耶尔森氏菌强毒力岛(Yersiniahigh-pathogeniticity island,HPI)主要含有与摄铁有关的毒力基因簇[1]。研究表明,耶尔森氏菌HPI不仅可以通过耶尔森氏菌素(Yersiniabactin,Ybt)的铁载体夺取宿主中的铁元素进而加重机体的感染,而且可在耶尔森氏菌和大肠埃希氏菌(E.coli)之间水平传播,与致病性E.coli的毒力进化有着密切的关系[2]。Schubert S等研究发现携带功能性HPI的肠外致病性大肠埃希氏菌与传统的毒力因子菌毛、荚膜、侵袭素和其他铁载体相比HPI具有最强的毒力[3]。irp2基因为HPI的标志基因,与摄铁功能相关,该基因表达的高分子量蛋白对Ybt的合成具有重要作用,被认为是Ybt阳性表型表达所必需,因此,经常通过构建irp2基因缺失菌株来研究HPI的致病机制。
2013年,新型基因组编辑技术CRISPR/Cas(成簇有规则间隔短回文重复)系统的出现,迅速受到全世界科研人员的关注。该系统广泛存在于细菌和古生菌中,构成了对抗外来核酸入侵的适应性免疫系统。CRISPR/Cas技术在过去几年极大地提高了基因工程能力[4]。通常,CRISPR/Cas系统由CRISPR RNA (crRNA)和Cas蛋白组成。crRNA与靶序列互补,引导Cas蛋白进行序列特异性识别和裂解。然后,可以通过容易出错的非同源末端连接(NHEJ)或同源定向修复(HDR)引入基因修饰,从而产生精确的基因组修饰[5],大多数原核生物使用HDR[6-8]。相比传统基因工程策略,如λ-Red recombineering,CRISPR/Cas是一种可自由标记、广泛的、高效的基因编辑方法,更容易获得阳性克隆[9-10]。CRISPR/Cas系统分为一类和二类,这两类系统分别基于多蛋白效应复合物和单一Cas蛋白。……
