基于T7系统与原核宿主正交的转录元件构建及应用
批准号:
21576153
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
李强
依托单位:
学科分类:
生物化工与合成生物工程
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
张鹏、梁晓、吴亦楠、王超、欧阳显鸿、刘树德
中文摘要
构建基因线路模块是现代分子生物学技术和合成生物研究中发展最迅速的领域,但是基因线路模块的通用性、高效性和可调节性是面临的重要问题,构建各种基因线路模块的关键是其中的转录元件要具有通用性。本课题拟利用反义RNA调控噬菌体T7表达系统的方法,构建与宿主菌正交的转录元件,用以解决基因线路的通用性、高效性和可调节性问题。研究首先测定大肠杆菌DE3溶源菌中T7 RNAP的非致死表达量;然后利用报告基因(gfp)构建具有通用性、高效性和可调节性的与宿主正交的正交转录元件,研究其在模式工业菌株(大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、乳酸菌)中的调控规律;最后将该正交转录元件应用于重要工业酶的高活性表达和工业菌的代谢网络构建研究。本研究能为基因线路模块的研究,以及野生菌的基因工程改造提供重要的理论数据和有效工具,具有重要的理论意义和应用价值。
英文摘要
Synthetic gene circuits are rapidly becoming core components in synthetic biology and biotechnology. However, it was embarrassed by the consistency, effectiveness and regulable ability of synthetic gene circuits, of which the transcriptional element played a critical role. In the present project, the strategy of regulation of T7 expression system with small RNAs was applied to construct an orthogonal transcriptional element to achieve the consistency, effectiveness and regulable ability. The present studies include the determination of the lethal dosage of T7 RNAP in E. coli(DE3)strains, feasible examination of T7 gene circuits with gfp report gene in different model bacterium (E. coli, B. subtilis, P. putida, L. lactis ) and industrial application of protein soluble expression and metabolic network reconstruction with T7 gene circuits. The project and its results are invaluable for the theory research and industrial application of metabolic engineering and synthetic biology.
T7表达系统是应用最广泛的原核表达系统之一,具有超强的转录能力。但该系统高度依赖 DE3 溶源菌,通用性和可调节性有限。本研究基于反义RNA技术,结合分子生物学、流式细胞仪、细胞生物学等研究方法,对T7正交转录元件的构建和应用进行了深入系统的研究。首先,通过建立基于ELISA法检测T7 RNAP的方法,测定各种DE3溶源菌表达T7 RNAP的能力,确定了正常启动T7启动子的T7 RNAP量的上限值。其次,经过反义RNA序列的理性设计,成功构建了单质粒T7自表达系统,并半定量测定了不同反义RNA与表达T7RNAP的关系。通过对表达T7RNAP基因转录启动子的优化,采用降低启动子活性、优化核糖体结合位点(RBS)结构等手段调节T7RNAP的表达量,构建了稳定性好,表达量可调节,可以在多种原核生物宿主中应用的T7正交转录元件,其性能与现有在DE3溶源菌中应用的T7表达系统的表达能力相当。第三,将T7正交转录元件应用于中华根瘤菌体系,表达用于生产D-对羟基苯甘氨酸的双酶D-海因酶和N氨甲酰-D-氨基酸酰胺水解酶,综合酶活达到了现有生产菌的水平。本研究成功构建的T7正交转录元件,实现了稳定性好,通用性强和表达蛋白量可调节目标,为T7表达系统在非模式菌中的应用提供了一种简便的方案,具有很好的科学意义和应用潜力。
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Efficient, environmentally-friendly and specific valorization of lignin: promising role of non-radical lignolytic enzymes
木质素的高效、环保和特异性增值:非自由基木质素分解酶的前景广阔
DOI:
10.1007/s11274-017-2286-6
发表时间:
2017-05
期刊:
World Journal of Microbiology and Biotechnology
影响因子:
4.1
作者:
[Wang Wenya, Zhang Chao, Sun Xinxiao, Su Sisi, Li Qiang, Linhardt Robert J]
通讯作者:
Linhardt Robert J
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
化工学报
影响因子:
--
作者:
[张晓晖, 苏思思, 王文雅, 袁其朋, 李强]
通讯作者:
李强
Secretory Expression and Characterization of Chinese Narcissus GNA-Like Lectin in Pichia pastoris
水仙GNA样凝集素在毕赤酵母中的分泌表达及特性
DOI:
10.1007/s12010-017-2408-5
发表时间:
2017-01
期刊:
Applied Biochemistry and Biotechnology
影响因子:
3
作者:
[Li Xinyu, Zhang Pengpeng, Zhang Ning, Liang Xiao, Wang Wenya, Yuan Qipeng, Li Qiang]
通讯作者:
Li Qiang
DOI:
10.1016/j.biotechadv.2018.10.001
发表时间:
2018
期刊:
Biotechnology Advances
影响因子:
作者:
[Wenya Wang, Yuwenbin Li, Yaqiong Wang, Chen Shi, Chenmeng Li, Qiang Li, Robert J Linhardt]
通讯作者:
Robert J Linhardt
Integrating T7 RNA Polymerase and Its Cognate Transcriptional Units for a Host-Independent and Stable Expression System in Single Plasmid
整合 T7 RNA 聚合酶及其同源转录单位,在单质粒中构建宿主独立且稳定的表达系统
DOI:
10.1021/acssynbio.8b00055
发表时间:
2018-05-01
期刊:
ACS SYNTHETIC BIOLOGY
影响因子:
4.7
作者:
[Liang, Xiao, Li, Chenmeng, Li, Qiang]
通讯作者:
Li, Qiang
共 6 条
南海陆坡复杂地形对内波关键动力过程的影响
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批准号:41976001
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2019
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负责人:李强
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依托单位:
西北太平洋复杂地形下内波动量通量及其对背景流场反馈的研究
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批准号:91958102
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:52.0万元
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批准年份:2019
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负责人:李强
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依托单位:
南海中尺度背景下内波生成传播机制研究
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批准号:41576008
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项目类别:面上项目
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资助金额:72.0万元
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批准年份:2015
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负责人:李强
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依托单位:
南海内波与地转流场之间相互关系研究
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批准号:41106002
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2011
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负责人:李强
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依托单位:
助熔剂法生长MPB组分PLZST弛豫反铁电单晶过程中的组份分凝与自发形核调控机制研究
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批准号:51172118
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:李强
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依托单位:
准一致熔PMN-PT基赝三元系高Trt弛豫铁电材料的MPB组分设计与强制对流条件下的晶体生长
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批准号:50972071
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2009
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负责人:李强
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依托单位:
基于旅行时间的城市道路交通状况采集及细分化研究
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批准号:50808108
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2008
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负责人:李强
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依托单位:
重大建设项目非自愿移民社会影响评价体系
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批准号:70673049
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项目类别:面上项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2006
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负责人:李强
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依托单位:
PMN-PZ-PT多元体系弛豫铁电单晶制备及其反常铁电相变行为抑制研究
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批准号:50572048
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项目类别:面上项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2005
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负责人:李强
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依托单位:
PLZST弛豫反铁电相的化学合成与晶体生长
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批准号:50272030
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项目类别:面上项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2002
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负责人:李强
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依托单位:
混合群体发酵动力学及作用机制研究
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批准号:29376249
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项目类别:面上项目
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资助金额:6.5万元
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批准年份:1993
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负责人:李强
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依托单位:
国内基金
海外基金