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：曲国龙 邵妤 谭俊杰 陈章 金晶 凌焱 李玉霞 刘刚 陈惠鹏 QU Guo-Long;SHAO Yu;TAN Jun-Jie;CHEN Zhang;JIN Jing;LING Yan;LI Yu-Xia;LIU Gang;CHEN Hui-Peng

作者机构：军事医学科学院生物工程研究所北京100071 安徽大学生命科学学院安徽合肥230039 成都军区总医院呼吸科四川成都610083 沈阳药科大学辽宁沈阳110016 

出 版 物：《生物技术通讯》 (Letters in Biotechnology)

年 卷 期：2014年第25卷第4期

页      面：460-466页

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

主　　题：合成生物学 基因回路 尿酸 稳态控制 共表达 

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。