[發(fā)明專利]高產(chǎn)納米多聚磷酸體的轉(zhuǎn)基因藻株及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710099443.4
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106916775B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾名湧;高風正;吳浩浩;黃敏;馮廣鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/31;C12N15/74;C12P3/00;C12R1/01
• 代理公司: 青島海昊知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司 37201
• 代理人: 孫洪葉

本發(fā)明提供了高產(chǎn)納米多聚磷酸體的轉(zhuǎn)基因藻株及其制備方法，該轉(zhuǎn)基因藻株是在聚球藻7002的基礎(chǔ)上通過導入含有同源ppk基因的重組pSyn_1質(zhì)粒并經(jīng)過篩選鑒定得到的轉(zhuǎn)基因微藻。所述轉(zhuǎn)基因藻株產(chǎn)多聚磷酸體的能力較野生株提高90?150%，其誘導積累多聚磷酸體的方法為利用0.5?5μM的鎳離子進行誘導。該藻株可操作性強，遺傳穩(wěn)定性好，外源基因持續(xù)表達超過1年。利用該藻株生產(chǎn)的多聚磷酸體為納米級別，尺度在100 nm范圍內(nèi)，提取過程中可以維持良好的納米形態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高產(chǎn)納米多聚磷酸體的轉(zhuǎn)基因藻株。

背景技術(shù)

礦物質(zhì)營養(yǎng)缺乏，尤其是鈣、鐵、鋅缺乏，是當今世界最嚴重的公共衛(wèi)生問題之一，是一種典型的隱性饑餓，易發(fā)于孕婦和兒童人群中，在全球的流行率遠高于維生素營養(yǎng)缺乏。礦物質(zhì)營養(yǎng)不良對人體健康的負面影響從生命的早期便開始建立，會導致人體生長發(fā)育遲緩、認知能力差、嗜睡、注意力難集中和更易發(fā)生重大感染性疾病，從而降低個體接受教育的能力、體力勞動能力和壽命預期。礦物營養(yǎng)干預對于人們擺脫礦物質(zhì)營養(yǎng)缺乏的“貧窮陷阱”，提高人們的健康水平具有特別重要的意義。

生物礦化納米結(jié)構(gòu)在礦物質(zhì)營養(yǎng)干預實踐中具有獨特的應(yīng)用優(yōu)勢，多聚磷酸體是存在于許多生物細胞中的一種主要由長鏈多聚磷酸鹽構(gòu)成的生物礦化結(jié)構(gòu)。許多生物細胞（如原核和真核微生物、原生動物、哺乳動物的血小板細胞和成骨細胞等）中會合成長鏈（幾十到幾百個殘基不等）多聚磷酸鹽（PolyP），并以此為主要成分，構(gòu)成一種納米或亞微米尺度的包涵體——多聚磷酸體（Polyphosphate bodies, PPB），亦稱異染粒（Volutingranules）或鈣酸體（Acidocalcisomes）。近年來，許多研究證明多聚磷酸體與多種生物功能有關(guān)。不同于食品工業(yè)中常用的短鏈PolyP，生物來源的長鏈PolyP很難被哺乳動物腸道中的堿性磷酸酶水解，故能夠經(jīng)口到達腸道，以小窩蛋白介導的內(nèi)吞作用方式被腸道上皮細胞吸收，并起到保護腸道組織免受氧化損傷、炎癥、纖維化和癌變等病變的益生作用。多聚磷酸體可以為細胞提供合成DNA的原料以及儲存或提供細胞所需的礦物元素，具有開發(fā)成為一種天然納米礦物質(zhì)營養(yǎng)補充劑或強化劑的潛力。盡管多聚磷酸體的功能特性被逐漸認可，但是目前還沒有利用微生物進行大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)的案例，選擇一種合適的生產(chǎn)多聚磷酸體的“細胞工廠”對于其開發(fā)應(yīng)用意義重大。

聚球藻7002是近海的一種模式微藻，也是目前發(fā)現(xiàn)的分裂速度最快的藍細菌，具有天然的外源DNA轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其全基因組也已被破譯，是目前公認的一種理想的“工程微藻”構(gòu)建平臺。多株轉(zhuǎn)基因聚球藻7002藻株被先后構(gòu)建，具有大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)多種活性物質(zhì)的潛力。

盡管微藻進行轉(zhuǎn)基因的方法較為成熟，但是仍然面臨成功率低，誘導表達困難，表達效率不高，表達產(chǎn)物品質(zhì)不高等諸多問題和挑戰(zhàn)，同時，一些外源基因的表達會對微藻的生長動力學帶來一些不利影響。因此在微藻轉(zhuǎn)基因的過程中，選擇合適的藻株、質(zhì)粒和目的基因至關(guān)重要。一株遺傳穩(wěn)定性好、表達效率高的藻株對于提高微藻的綜合利用價值具有非常重要的意義。