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CRISPR/Cas9的外膜囊泡轉運與無乳鏈球菌清除

作者:侯國鋒; 曾家偉; 羊熙春; 王愛媛; 劉亞欣; 曾紀鋒; 郭桂英; 楊諾; 李遷; 鄭繼平 海南大學熱帶農林學院; 海口570228; 海南大學教務處; 海口570228; 海南大學網絡與教育技術中心; 海口570228

摘要:人工核酸內切酶技術CRISPR(Clustered regulatory interspaced short palindromic repeats)/Cas9是當前最有效的基因編輯工具。外膜囊泡(Outer membrane vesicles, OMVs)是細菌主動分泌和吸收的雙層膜結構,具有運載DNA、蛋白等多種物質的能力。為探究以OMVs為CRISPR編輯工具的轉運載體、用于病原菌清除的可行性,本研究以高致病性無乳鏈球菌(Streptococcus agalactiae or Group B Streptococcus,GBS)為材料,在原有CRISRR質粒pCas9的基礎上,通過分子克隆,構建穿梭質粒pCas9-2.0和具有靶向剪切無乳鏈球菌cfb基因的毒性質粒pCas9-cfb,將質粒pCas9-cfb轉入asd缺陷型大腸桿菌X6097后,一方面進行重組菌的OMVs制備、電鏡觀察和DNA分析,另一方面與GBS混合培養,最后在選擇平板上對GBS菌落計數。結果顯示,重組了質粒pCas9-cfb的X6097能夠分泌OMVs且內含質粒;實驗組平板上沒有GBS菌落產生;對照組平板上菌落經鑒定皆為含pCas9-2.0的GBS,且菌落數量隨共培養時間的延長和卡那霉素(Kan)的濃度升高而增多。綜上可見,OMVs可以運載CRISPR為染色體剪切工具、并實現對靶向病原菌的定向清除,但受OMVs分泌量的限制消除效率較低。同傳統的預防性疫苗相比,本研究為病原菌清除提供了一個新的研究方向;同當前以噬菌體為載體的研究思路相比,本方法更簡便、成本更低。另外,本研究也為難以進行電擊轉化的菌株提供了一個更簡單的質粒轉化方法。

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