利用合成的基因回路实现细胞水平上尿酸稳态控制的实验研究

• 作者: 凌焱 刘刚 曲国龙 李玉霞 谭俊杰 邵妤 金晶 陈惠鹏 陈章
• 来源期刊: 生物技术通讯
• 学科: 生物学
• 关键词: 合成生物学 基因回路 尿酸 稳态控制 共表达
• 年，卷（期）: 2014,（4）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 460-466
• 页数: 7页
• 分类号: Q78
• 字数: 5313字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1009-0002.2014.04.003

摘要

目的：利用合成生物学方法构建尿酸介导的基因回路，在细胞水平上研究回路对尿酸稳态的调控作用。方法：以耐辐射异常球菌R1基因组中转录抑制物基因hucR及其结合位点基因hucO为基础，化学合成具有转录抑制功能的基因mUTs及其结合位点的8串联结构hucO8，构建基因回路；转染HeLa细胞，通过检测分泌型碱性磷酸酶（SEAP）的表达量来验证回路的作用原理和对尿酸的感应作用；在此基础上，用优化的黄曲霉菌尿酸氧化酶（Uox）基因smUox替换SEAP基因，转染HeLa细胞，通过检测转染前后培养基中尿酸浓度的变化，验证回路对尿酸的调节作用。结果：分别构建了优化的转录抑制物表达载体pcDNA3.1/V5-mUTs、报告基因表达载体pSEAP-hucO8、优化的黄曲霉菌Uox表达载体phucO8-smUox、pBudCE4.1-smUox，双向共表达载体pBudCE4.1-SEAP-mUTs、pBudCE4.1-mUTs-smUox；单独转染pBudCE4.1-SEAP-mUTs或共转染pSEAP-hucO8和pcDNA3.1/V5-mUTs，通过检测培养基中SEAP的表达量，证明双载体及单载体回路对尿酸的感应作用；用smUox替换SAEP基因后，通过检测转染48 h后培养基中尿酸含量的变化，证明双载体及单载体基因回路均具有一定的尿酸调节能力。结论：在细胞水平上，构建的双载体基因回路（phucO8-smUox、pcDNA3.1/V5-mUTs）和单载体基因回路（pBudCE4.1-mUTs-smUox）均可实现对尿酸的感应及调控作用，在一定范围内通过增加mUTs与hucO8的摩尔比，可以改变回路对尿酸的调控范围及调节程度。