[發(fā)明專利]一種生物膜基因島GIVal43097及其切除方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010929895.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN112143741B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉雪;王鵬霞;王偉權(quán);湯開浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南海海洋研究所
• 主分類號(hào): C12N15/52
• 分類號(hào): C12N15/52;C12N15/60;C12N9/00;C12N15/74;C12N1/21;C12R1/63
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 劉明星;朱聰聰

本發(fā)明公開了一種生物膜基因島GIVal43097及其切除方法。所述的生物膜基因島GIVal43097，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本發(fā)明利用分子生物學(xué)手段，通過鑒定增強(qiáng)生物膜形成的基因島并定向切除，一方面消除了其攜帶的基因，另一方面阻止了基因島的水平傳播，同時(shí)最大程度的保護(hù)了菌群平衡，是一種消除細(xì)菌生物膜的新穎策略，以達(dá)到減弱致病性弧菌生物膜的目的。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于生物化學(xué)與分子生物學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種生物膜基因島GIVal43097及其切除方法。

背景技術(shù)：

生物膜是細(xì)菌在環(huán)境中的主要存在形式。生物膜(biofilm)，也被譯為生物被膜，是細(xì)菌在生命體或無生命體的表面，通過其分泌的多糖、蛋白質(zhì)、DNA等胞外基質(zhì)相互黏連形成的細(xì)菌群落。生物膜中的胞外分泌物為微生物的生存提供屏障，生物膜狀態(tài)下的細(xì)菌對(duì)環(huán)境的壓力有更好的耐受性，因此生物膜又被稱為細(xì)菌的半休眠狀態(tài)。生物膜的存在形式多種多樣，包括固體和液體介質(zhì)之間形成的固液生物膜或稱附著性生物膜，氣體和液體介質(zhì)之間形成的氣液生物膜，以及氣體和固體介質(zhì)之間由細(xì)菌群落組成的氣固生物膜。2014年的一篇美國國立衛(wèi)生院的文章指出，生物膜參與了超過60％的微生物感染過程。一些致病性細(xì)菌可以調(diào)控生物膜的形成來增強(qiáng)其致病能力，如人類病原菌霍亂弧菌進(jìn)入腸道時(shí)，通過調(diào)控生物膜的大量形成，使自身能很好的適應(yīng)人腸道內(nèi)的酸性環(huán)境，保護(hù)自身免受膽汁和低pH的影響，維持致病能力；而當(dāng)霍亂弧菌開始侵染人體時(shí)，會(huì)通過抑制胞內(nèi)多聚糖的表達(dá)，促使生物膜變薄從而利于侵染宿主。珊瑚致病菌溶珊瑚弧菌侵染鹿角珊瑚時(shí)迅速在珊瑚黏液表層形成生物膜，然后誘導(dǎo)毒力因子的表達(dá)，發(fā)揮致病性。

研究表明基因島、原噬菌體等水平轉(zhuǎn)移元件參與生物膜的形成與調(diào)控。比如，希瓦氏菌MR-1中原噬菌體CP4So的切離可增強(qiáng)宿主菌的生物膜，提高宿主在低溫下的存活率。同時(shí)，形成生物膜會(huì)進(jìn)一步調(diào)控原噬菌體等水平轉(zhuǎn)移元件的切離和釋放。比如，大腸桿菌K-12形成生物膜時(shí)，其基因組上CP4-57原噬菌體會(huì)發(fā)生切離，進(jìn)一步促進(jìn)群體生物膜的形成。綠膿桿菌生物膜形成過程中Pf絲狀原噬菌體大量復(fù)制和釋放，增強(qiáng)細(xì)菌的致病性。然而，目前生物膜的研究對(duì)象主要集中在大腸桿菌模式菌及人和動(dòng)物病原菌中，圍繞其致病性作用及機(jī)理開展，海洋細(xì)菌中生物膜研究相對(duì)較少。弧菌中一些種類，比如，溶藻弧菌、溶珊瑚弧菌能引起珊瑚致病，生物膜的存在增強(qiáng)了其致病性。因此，目前很迫切需要鑒定調(diào)控這些致病菌中生物膜形成的基因島，同時(shí)建立一種高效、定向的基因島切除方法，最終減弱細(xì)菌生物膜的形成。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種溶藻弧菌中調(diào)控細(xì)菌生物膜形成的基因島GIVal43097。

所述的生物膜基因島GIVal43097，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供鳥苷酸環(huán)化酶基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1的1907-2812位堿基所示或如SEQ ID NO.1的5342-6748位堿基所示。

本發(fā)明還提供了上述鳥苷酸環(huán)化酶基因在促進(jìn)細(xì)菌生物膜形成中的應(yīng)用。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供敲除生物膜基因島GIVal43097中的dgc137基因在減少生物膜合成中的應(yīng)用。

本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種切離酶alpA，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1的15008-15217位堿基所示序列的反向互補(bǔ)序列。

本發(fā)明的第五個(gè)目的是提供過量表達(dá)切離酶alpA介導(dǎo)生物膜基因島GIVal43097的切除中的應(yīng)用，從而進(jìn)一步去除生物體內(nèi)細(xì)菌生物膜的形成，例如溶藻弧菌Vibrioalginolyticus SCSIO 43097生物膜的形成。

本發(fā)明的第六個(gè)目的是提供一種生物膜基因島GIVal43097的切除方法，其是在含生物膜基因島GIVal43097的生物體內(nèi)超表達(dá)切離酶alpA。