农业生物技术学报

作者：曹煜, 余心宇, 刘秀霞, 白仲虎

单位：江南大学 生物工程学院/工业生物技术教育部重点实验室/粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心,无锡 214122

关键词：谷氨酸棒杆菌,探针载体,双向启动子,诱导型启动子,

基金：国家自然科学基金(22078128; 21878124)

双向启动子(bidirectional promoters, BDPs)为自然界常见表达元件之一,能够为遗传电路设计、代谢途径组装和优化提供新工具,但目前缺乏针对BDPs的高通量筛选手段。为了高通量筛选性能优越的BDPs,用于代谢工程中的多基因调控,本研究构建了一种BDPs活性探针载体p19BDP。该探针基于绿色荧光瞬时表征蛋白传感器蛋白1 (green fluorescent sensor for transiently expressed proteins 1, gSTEP1)和瞬时表征蛋白传感器蛋白质标签(sensor for transiently expressed proteins tag, STEPtag)相互作用后会产生荧光的原理,以“头对头”的方式将gSTEP1基因与STEPtag基因连入p19-0质粒(删除tac启动子的pXMJ19质粒改造获得)获得探针载体,在两个基因中间插入BDPs序列后,通过检测荧光信号初步表征BDPs活性。通过转录组数据分析筛选出了8个谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)中的BDPs,利用探针载体p19BDP对其活性进行表征,其中两个诱导型启动子BDPcat和BDPicl的荧光值较诱导前分别提高了15.9倍和6.2倍,且在一定范围内荧光强度与诱导剂浓度呈正相关;其他6个内源BDPs (BDP1~BDP6)中,BDP6的荧光强度是对照启动子BDPcat (未诱导)的6.8倍。该探针载体不影响菌体生长,且gSTEP1/STEPtag复合物形成后其荧光值保持稳定。以上结果表明,探针载体p19BDP能够灵敏、有效地表征谷氨酸棒杆菌中BDPs强度。本研究为谷氨酸棒杆菌高通量挖掘天然BDPs提供了有效工具,同时为原核生物中BDPs筛选提供了新的思路。

来源：2023年第2期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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