一种噬菌体相关的基因诱导表达系统技术方案

本发明专利技术涉及一种噬菌体相关的基因诱导表达系统，具体公开了所述基因诱导表达系统包括宿主菌和噬菌体；其中，所述宿主菌中包含目标基因，所述噬菌体中包含调控基因；所述的调控基因为能够在噬菌体感染宿主菌后表达调控因子的基因，所述的调控基因表达获得的调控因子能够特异性调控地目标基因的启动子，或者能够特异性地调控目标基因的表达或表达后的修饰。该表达系统首次以噬菌体感染作为诱导因素，启动下游目标基因的表达，进而实现特定宿主菌中的目标基因或信号基因的表达。本发明专利技术的方法不仅实现了目标蛋白或信号蛋白的表达，而且实现了特定宿主菌中的目标蛋白或信号蛋白的表达，使得同一培养系统中的宿主菌基于是否被噬菌体感染而进行区别。体感染而进行区别。体感染而进行区别。

【技术实现步骤摘要】
一种噬菌体相关的基因诱导表达系统


[0001]本专利技术涉及生物
，尤其涉及噬菌体感染与基因诱导表达领域。

技术介绍

[0002]基因诱导表达是生物
常见的一种基因控制技术。通过向细菌或者细胞培养系统中添加小分子诱导剂来解除目的基因的受抑制状态，进而激活其表达。比如在lac operon中，通过添加IPTG诱导剂解除阻遏蛋白lacI对lac启动子的抑制作用，从而启动lacZ基因的表达。又比如在核糖开关控制的基因回路中，mRNA通过折叠成特殊的二级结构来抑制自身的翻译表达。而对应的配体可以和mRNA结合解开其二级结构，启动翻译。所以添加小分子配体可以诱导核糖开关控制的基因表达。
[0003]这些基因诱导系统虽然可以有效的控制目的基因的表达。但是小分子诱导剂可以在整个培养体系中自由扩散，对体系中所有细菌的诱导表达是同步进行的。
[0004]在实际应用中(例如环境检测及报告系统)，实验者有时希望仅在体系中特定一部分细菌中实现目的基因的表达，且只有在噬菌体感染发生时才表达。由于难以确定培养体系中哪部分细菌被感染，什么时候被感染，此时通过人工添加小分子诱导剂等非特异性的方法难以实现这样的诱导目的。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术一个方面提供一种噬菌体感染相关的基因诱导表达系统，所述基因诱导表达系统包括宿主菌和噬菌体；
[0006]其中，所述宿主菌中包含目标基因，所述噬菌体中包含调控基因；
[0007]所述的调控基因为能够在噬菌体感染宿主菌后表达调控因子的基因，所述的调控基因表达获得的调控因子能够特异性调控地目标基因的启动子，或者能够特异性地调控目标基因的表达或表达后的修饰。
[0008]在本专利技术的一些技术方案中，调控因子能够特异性地调控目标基因的启动子的启动，所述的调控因子不参与启动子下游基因的转录。
[0009]在本专利技术的一些技术方案中，调控因子能够特异性地调控目标基因的表达。
[0010]在本专利技术的一些技术方案中，调控因子能够特异性地调控目标基因的表达产物的修饰，使表达产物转变为活性状态。
[0011]在本专利技术的一些技术方案中，所述的调控因子为噬菌体内源性基因表达产物，或者为噬菌体外源性基因表达产物。
[0012]在本专利技术的一些技术方案中所述调控因子为直接激活目标基因的启动子的调控因子，所述调控因子直接作用于目标基因的启动子；
[0013]在本专利技术的一些优选的技术方案中，所述调控因子为σ因子的σF蛋白，调控基因为σ因子的σF基因，且目标基因的启动子采用pF1启动子；
[0014]在本专利技术的一些优选的技术方案中，所述调控因子为σ因子的σB蛋白，调控基因为
σ因子的σB基因，且目标基因的启动子采用pB1启动子。
[0015]在本专利技术的一些技术方案中，所述调控因子为间接激活目标基因的启动子的调控因子；
[0016]在本专利技术的一些优选的技术方案中，所述调控因子为pspF蛋白，调控基因为pspF基因，且目标基因的启动子采用psp启动子。
[0017]在本专利技术的一些的技术方案中，所述调控因子为通过抑制能够抑制启动子启动的物质，进而实现启动子的激活，
[0018]在本专利技术的一些优选的技术方案中，所述调控因子为pIV蛋白，调控基因为gIV基因，且目标基因的启动子采用包含上游的基因pspF和下游的基因pspABCDE的psp启动子。
[0019]在本专利技术的一些的技术方案中，所述宿主菌中不包含与目标基因的启动子竞争调控因子的基因或蛋白。
[0020]本专利技术另一个方面提供了一种噬菌体感染相关的基因诱导表达方法，其包括采用本专利技术上述基因诱导表达系统，将噬菌体加入宿主菌中进行感染和复制。
[0021]本专利技术再一个方面提供了一种检测噬菌体感染的方法，其包括以下步骤：
[0022]1)采用本专利技术上述基因诱导表达系统，将噬菌体加入宿主菌中进行感染和增殖，
[0023]2)检测目标基因的表达水平。
[0024]本专利技术再一个方面提供了本专利技术所述的噬菌体感染相关的基因诱导表达系统的制备方法，其包括如下步骤：
[0025]i)制备宿主菌；
[0026]ii)制备噬菌体。
[0027]在本专利技术的技术方案中，步骤i)为将目标基因和启动目标基因的启动子克隆到宿主菌内。
[0028]优选地，步骤i)通过将目标基因和启动目标基因的启动子克隆到诱导表达质粒上，并将诱导表达质粒转入宿主菌内。
[0029]更优选地，步骤i)中还包括将宿主菌染色体上的竞争性抑制调控因子的基因敲除的步骤。
[0030]更优选地，步骤i)中还包括将辅助质粒转入宿主细胞的步骤。更优选地，所述的辅助质粒通过将的基因缺陷型噬菌体中缺失的基因克隆到质粒。
[0031]在本专利技术的技术方案中，步骤ii)为将调控基因克隆到噬菌体内，所述调控基因在噬菌体感染宿主菌后表达调控因子。
[0032]优选地，将噬菌体内的部分基因敲除，制成基因缺陷型噬菌体。
[0033]本专利技术再一个方面提供了本专利技术所述的噬菌体感染相关的基因诱导表达系统的用途，所述用途为噬菌体感染相关的基因诱导表达系统用于检测噬菌体感染宿主菌的时间或用于特异性识别已经被噬菌体感染的宿主菌。
[0034]本专利技术再一个方面提供了本专利技术所述的噬菌体感染相关的基因诱导表达系统的用途，所述用途为提供在目标细胞中表达目标蛋白的用途，所述的目标细胞为被所述噬菌体感染的细胞，所述的目标蛋白为宿主菌中的目标基因表达的蛋白。
[0035]在本专利技术的技术方案中，所述目标基因为任意希望进一步转录或表达的基因。在一个具体实施方案中为报告基因。在一个具体实施方案中，目标基因为进一步串联了报告
基因的基因。在本专利技术的具体技术方案中，报告基因优选为以下蛋白或多肽的基因：绿色荧光蛋白(GFP)、生物素信号传导肽、蓝色荧光蛋白(BFP)、青色荧光蛋白(CFP)、黄色荧光蛋白(YFP)。在一个具体实施方案中，当用于检测目标基因表达时，如果目标基因为报告基因或串联了报告基因，可以通过常规方法检测报告基因表达得到的蛋白，例如光学检测手段。如果目标基因中不包含报告基因，也可以采用其他检测蛋白的手段检测目标蛋白的表达，例如RT
‑
PCR或者Western bloting等。在一个具体实施方案中，所述的目标基因为仅转录RNA的基因。
[0036]在本专利技术的技术方案中，所述目标基因位于宿主菌染色体上和或宿主菌携带的质粒上。
[0037]在本专利技术的一些技术方案中，所述目标基因位于宿主菌携带的质粒上时，其宿主菌染色体上不包含目标基因的启动子的。
[0038]在本专利技术的一些技术方案中，所述目标基因位于宿主菌染色体上时，其宿主菌携带的质粒上不包含目标基因的启动子的。
[0039]在本专利技术的技术方案中，所述目标基因的启动子选自诱导型启动子，所述诱导型启动子通过调控因子进行调控启动。所述目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种噬菌体感染相关的基因诱导表达系统，所述基因诱导表达系统包括宿主菌和噬菌体，其特征在于，其中，所述宿主菌中包含目标基因，所述噬菌体中包含调控基因；所述的调控基因为能够在噬菌体感染宿主菌后表达调控因子的基因，所述的调控基因表达获得的调控因子能够特异性调控地目标基因的启动子，或者能够特异性地调控目标基因的表达，或者能够特异性地调控目标基因的表达产物的修饰；优选地，所述的宿主菌选自能够被噬菌体感染的宿主菌；更优选地，所述的宿主菌选自大肠杆菌、志贺氏菌书、巴斯德菌属的细菌；噬菌体选自丝状噬菌体、有尾噬菌体。2.根据权利要求1所述的基因诱导表达系统，其特征在于，所述调控因子为能够特异性地激活或抑制目标基因的启动子的启动，所述的调控因子不参与启动子下游基因的转录；优选地，所述的调控因子是一种蛋白、多肽或RNA；优选地，所述的调控因子为宿主菌内源性基因表达产物，或者为宿主菌外源性基因表达产物。3.根据权利要求1或2所述的基因诱导表达系统，其特征在于，所述调控因子为直接激活目标基因的启动子的调控因子，所述调控因子直接作用于目标基因的启动子；优选地，所述调控因子为σ因子的σF蛋白，调控基因为σ因子的σF基因，且目标基因的启动子采用pF1启动子；优选地，所述调控因子为σ因子的σB蛋白，调控基因为σ因子的σB基因，且目标基因的启动子采用pB1启动子。4.根据权利要求1或2所述的基因诱导表达系统，其特征在于，所述调控因子为间接激活目标基因的启动子的调控因子；优选地，所述调控因子为pspF蛋白，调控基因为pspF基因，且目标基因的启动子采用psp启动子。5.根据权利要求1或2所述的基因诱导表达系统，其特征在于，所述调控因子为通过抑制能够抑制启动子启动的物质，进而实现启动子的激活，优选地，所述调控因子为pIV蛋白，调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘陈立，赖旺生，魏婷，陈茜，孙陈健，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：