RNA温度感应器调控鼠疫耶尔森氏菌F1抗原表达机制研究

论文摘要

鼠疫耶尔森氏菌（Yersiniapestis,简称“鼠疫菌”）是烈性传染病鼠疫的病原菌。鼠疫菌以跳蚤作为传播媒介,致病性很强,感染动物宿主后发病很快、死亡率高而且传染性很强。现今世界各地仍然存在许多鼠疫的自然疫源地,而鼠疫菌被用作生化武器以及多药物抗性菌株的产生是人类公共卫生安全的潜伏危机。鼠疫菌带有三个关键的毒性质粒:pCD1以及其由假结核耶尔森氏菌（Yersinia pseudotubeculosis,简称“假结核菌”）进化而来时获得的pMT1和pPCP1,其中,pMT1编码鼠疫菌致病重要的鼠毒素Ymt以及F1抗原。F1抗原是鼠疫菌特异性表面荚膜抗原,也是抗鼠疫感染的一种重要的保护性抗原。F1抗原表达基因在鼠疫菌进化初期获得,F1抗原在鼠疫菌感染过程中具有抗巨噬细胞吞噬的的作用,具有免疫调节功能,还可促进以跳蚤作为媒介的鼠疫菌传播。F1抗原表达受到严格调控,其表达水平被控制在特定范围之内,温度是F1抗原表达的一个关键的调控信号,F1抗原在环境温度30℃以下时不表达,而在感染哺乳动物宿主（37℃）时大量表达。细菌RNA温度感应器（RNA thermosenser）是mRNA 5’端折叠而成的感应温度变化的特殊二级结构,掩盖核糖体结合位点,在低温时阻碍翻译起始,而温度升高时,二级结构打开,翻译起始,由此在翻译水平上调控基因表达。我们的研究结果显示温度在转录水平调控F1抗原表达,通过转录激活因子Caf1R实现,我们发现caf1R mRNA 5’UTR及5’端部分编码区序列折叠形成一个特殊的二级结构,通过RNA thermosenser的机制感应温度调控caf1R表达。我们将调控序列与报告基因egfp编码区融合,发现融合序列感应温度调控报告基因表达,当突变与SD（Shine-Da1gamo）序列及起始密码子区域互补配对的碱基,从而稳定RNA二级结构时,报告基因在37℃也不能表达,而当点突变使RNA二级结构更不稳定时,报告基因在26℃表达水平显著上升甚至达到37℃的表达水平,有效破坏了调控序列的温度诱导效应,互补突变则可使温度诱导效应恢复;相应的基因组原位点突变同样破坏了caf1R表达的温度诱导效应;体外翻译实验证明该调控序列感应温度影响蛋白质翻译效率;化学试剂修饰检测RNA二级结构实验证明温度和点突变显著影响caf1R mRNA SD序列及起始密码子区域折叠水平。我们的研究结果表明caf1R RNA thermosenser是一个与以往报道结果不同的新型的调控机制。本文的研究成果不仅丰富了我们对RNA thermosenser的认识,同时也为F1抗原的致病作用研究提供基础依据,为基于F1抗原的疫苗制备提供理论依据。

论文目录

• 英文缩略词
• 中文摘要
• Abstract
• 前言
•   1. 鼠疫耶尔森氏菌概况及其危害
•   2. F1抗原
•   3. 细菌RNA温度感应器（RNA thermosenser）及其调控机制
•   4. 研究目的、研究意义及技术路线
• 材料与方法
•   1. 实验材料
•   2. 菌株质粒
•   3. 引物列表
•   4. 实验方法
• 结果和讨论
•   1. F1抗原表达受温度调控
•   2. caf操纵子表达在转录后水平不受温度调控
•   3. caf1R mRNA稳定性及蛋白质稳定性与温度调控无关
•   4. caf1R翻译起始密码子验证
•   5. caf1R mRNA 5'端二级结构感应温度调控基因表达
•   6. 原位突变验证caf1R RNA thermosenser调控作用
•   7. 体外实验验证点突变影响翻译效率
•   8. DMS-seq验证温度变化及点突变改变caf1 R mRNA 5'端二级结构
•   9. 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵菊平

导师: 孙义成

关键词: 鼠疫耶尔森氏菌,抗原,温度感应器,翻译调控

来源: 北京协和医学院

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学,基础医学

单位: 北京协和医学院

分类号: R378;Q78

DOI: 10.27648/d.cnki.gzxhu.2019.000374

总页数: 70

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