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南海所成功建立哈维弧菌同源重组定点基因敲除技术
2022-09-15 14:31:41  来源:南海水产研究所

为建立健全有效的研究哈维弧菌致病和耐药机制体系,中国水产科学研究院南海水产研究所邓益琴博士、冯娟研究员等科研人员通过持续摸索和不断实践,成功建立了基于热击的哈维弧菌同源重组定点基因敲除技术,极大地推动了哈维弧菌病原分子机理研究,为进一步研究其致病和耐药机制等提供了关键科技支撑。

近年,我国海水鱼病原菌中哈维弧菌占到弧菌病原的70%,其强致病性和长期以来抗生素治疗等引起的强耐药性,是哈维弧菌病长期爆发的根源,解析其致病和耐药机制是控制哈维弧菌病暴发的关键。分子机制研究通常涉及基因敲除的基因工程操作。基因敲除又称基因打靶,是一种新型的分子生物学技术,该技术利用接合转移,将构建的打靶载体导入靶细胞后,通过重组载体DNA序列和靶细胞内染色体上的同源DNA序列,将载体DNA定点整合入靶细胞基因组上某一确定的位点,或与靶细胞基因组上某一确定片段置换,使机体特定的基因失活或缺失,从而改变细胞遗传特性。然而,全球范围内的哈维弧菌接合转移效率极低或不能接合,且未建立有效的研究其致病和耐药机制的体系,这成为科研人员揭示其致病和耐药机制的重大阻碍。

南海所邓益琴、冯娟等科研人员坚持探索,发现一定的环境胁迫,包括高温和抗生素污染等可促进哈维弧菌接合转移,并将培养至对数早期的哈维弧菌受体菌进行一定的热击处理后与培养至对数早期的供体菌进行接合,突破了哈维弧菌接合转移获取外源质粒效率低甚至不能接合转移的瓶颈,使得哈维弧菌的接合转移效率从无到有,实现零的突破,首次在国际上对哈维弧菌进行定点基因敲除。该研究已累计发表论文8篇(含成果论文3篇、技术应用论文5篇),获得基于热击的提高哈维弧菌接合转移效率以及哈维弧菌同源重组基因敲除技术的国家发明专利授权2件。

南海所该研究技术平台受到河海大学、海南大学、山东大学、浙江海洋大学、中国科学院南海海洋研究所等高校及科研院所同行专家的关注,并与相关单位建立了密切的科研合作关系。

相关论文链接:

https://doi.org/10.1111/jfd.13197

https://doi.org/10.1038/s41598-020-71288-0

https://doi.org/10.13343/j.cnki.wsxb.20200129

https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2021.736346

https://doi.org/10.1016/j.micpath.2021.104965

https://doi.org/10.1139/cjm-2021-0311

https://doi.org/10.1111/lam.13606

https://doi.org/10.12131/20190211

不同温度胁迫对哈维弧菌接合转移效率的影响。(A)不同温度、不同时间胁迫下,哈维弧菌的存活率;(B)不同温度、不同时间胁迫下,哈维弧菌的接合转移效率。

基于热击的哈维弧菌同源重组基因敲除技术流程图

专利证书(左:一种提高哈维弧菌遗产转化的方法,右:一种基于热击的哈维弧菌同源重组基因敲除方法)

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