CN1061092C - 白色念珠菌具有逆转录转座子结构的元件 - Google Patents
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一种白色念珠菌具有逆转录转座子结构的元件Tca1-2,它由5624个核苷酸组成。能转录成5.5kb长的RNA,该转录产物的转录受温度调控,25℃条件下的转录产物多于37℃的转录产物。Tca1-2元件包含两个长末端重复序列Tca1-2LTR,Tca1-2LTR由388个核苷酸组成。Tca1-2和Tca1-2LTR的克隆为白色念珠菌菌种的分类鉴定提供了有用的分子工具,也为抗真菌药的筛选打下基础。
Description
本发明属于逆转录转座子领域,尤其是述及从白色念珠菌中克隆到一个具有逆转录转座子结构的元件Tcal-2。
逆转录转座子是一类与逆转录病毒具有共同结构特征的流动遗传因子,广泛存在于真核生物中。逆转录病毒是引发动物与人类形成肿瘤的主要原因之一,逆转录病毒通过与基因组的整合和重组影响寄主细胞众多基因的表达调控,逆转录病毒可作为细胞谱系标记和染色体标志应用于哺乳动物发育学与遗传学的研究。另外重组逆转录病毒是一个很好的载体,已成功地用于基因治疗。啤酒酵母中发现了五类Ty元件(Tyl,Ty2,Ty3,Ty4,Ty5)它们的转座与重组导致了基因组的重排,激活或灭活转座子邻近基因的表达。Ty元件作为一个有用的分子工具,用于克隆具有新功能的基因。把Ty元件作为表达载体,转座插入到基因组内,构成内源性的表达。逆转录转座子散布在基因组中可成为进化的种子,通过突变形成新的基因或基因的结构域,逆转录转座子的转座能够促进基因组的流动,有利于生物遗传多样性的发展。因此逆转录转座子的研究,有助于基因表达调控机制的阐明,为细胞的分子进化机制研究提供新思路,作为抗原决定簇的表达系统,是基因工程中一种重要的工具。
一百多种念珠菌中,白色念珠菌的致病能力最强,能引起组织表面及深处的念珠菌病。白色念珠菌机会性地引起口腔炎、阴道炎及多种皮肤炎,能侵染呼吸道、肠道,也能引起心内瓣膜炎,还涉及肝、脑等组织器官,严重感染有致死的可能性。白色念珠菌是人体内共生微生物菌丛之一,常以菌体和菌丝形态存在,有时也形成假菌丝。白色念珠菌没有性别变化,染色体是二倍体,菌丝状的白色念珠菌具有更强的侵染性和致病能力(Odds,F.C.,1988,Candida andcandidosis.A review and bibliography.,Bailliere Tindal,London.)。多种外界条件如pH、温度、血清、N-乙酰葡萄糖胺等都会引起白色念珠菌的形态转变,形态转变与其致病性有一定的关联(Mattia,E.,G.Carruba,1982,J.Bacteriol.,152:555-562.;Buffo,J.,M.A.Herman,1984,Mycopathologia,85:21-30.)。不同白色念珠菌菌种之间的表型和基因型差异较大,致病能力和毒性表现也不同,白色念珠菌在25℃条件下也常常表现出更强的毒性。在分子水平上研究白色念珠菌的致病机理、毒性表现以及形态发生调控机制是近年来的研究热点之一(Saporito-Irwin,S.M.,C.E.Birse,1995,Mol.Cell.Biol.,15:601-613.;Hoyer,L.L.,S.Scherer,1995,Mol.Microbiol.,15:39-54.;Matthews,G.D.,1997,J.Bacteriol.,179:7118-7128)。至今由于专用抗真菌药的缺乏,使许多患糖尿病、白血病、恶性肿瘤,尤其是免疫能力下降(如AIDS病)的病人在感染真菌后,无药可施,对生命构成很大威胁。逆转录转座子元件调控规律的研究,将有助于抗真菌药的筛选。具有重要的生物学医学意义。
本发明目的是提供一种白色念珠菌具有逆转录转座子结构的元件Tcal-2全长核苷酸序列,该元件可用于白色念珠菌菌种的分类鉴定。该元件调控规律的研究将有助于抗真菌药的筛选。
本发明以先前分离到的500bpα重复序列(Chen,J.and W.A.Fonzi,1992,J.Bacteriol,174:5624-5632.)为探针,利用Southern杂交分析和分子克隆技术从白色念珠菌SC5314菌的染色体DNA中克隆到两个具有逆转录转座子结构的元件Tcal-1和Tcal-2,Tcal-2在染色体中的物理图谱见图1。Tcal-2元件全长核苷酸序列为5624bp(图2)。已测定的Tcal-1元件部分核苷酸序列表明,Tcal-1元件和Tcal-2元件的核苷酸序列同源性很高,大小相近,物理图谱相似,它们都具有逆转录转座子的结构特征。Tcal-1元件和Tcal-2元件两端各自都含有两个完全相同同向排列的长末端重复序列LTR,Tcal-1两端的LTR与Tcal-2两端的LTR都由388个核苷酸组成,LTR具有其它逆转录转座子LTR的结构特征。Tcal-1LTR与Tcal-2LTR的核苷酸序列之间只有4个核苷酸不同(图3)。经数据库检索,Tcal-2元件的核苷酸序列,只有两端的两个LTR与本发明人已发表的α重复序列同源,其余4848个核苷酸序列未发现同源序列。Tcal-1和Tcal-2元件能分别转录出5.5kb长的转录产物,它们的转录都受温度调节,Northern杂交分析。表明25℃的转录产物多于37℃的转录产物(图4)。以单链Tcal-2DNA为探针,确定Tcal-2的转录方向是从左LTR转录到右LTR(图1)。以Tcal-2元件内侧序列和Tcal-2LTR序列为探针对几十种从临床分离到的致病白色念珠菌菌株进行Southern杂交分析,这些白色念珠菌菌种可被分成若干组,菌种间存在着内在的联系。杂交结果表明来自不同国度与地区的白色念珠菌之间的差异大于来自相同地区的菌株(图5,图6)。Tcal-2元件可用于白色念珠菌菌种的分类鉴定。
本发明的优点:
1.提供白色念珠菌一个全新的Tcal-2元件的核苷酸序列,它具有逆转录转座子的结构特征,可以发展成为一种分子工具,应用于基因工程。
2.Tcal-2元件的转录受温度调控,有助于阐明白色念珠菌的致病机理,有可能用于抗真菌药的筛选。
3.Tcal-2和Tcal-2LTR序列可用于医学致病真菌白色念珠菌菌种的分类鉴定,应用于念珠菌病的治疗。
本发明通过以下附图和实施例作进一步阐述,但不限制本发明的范围。
附图说明:
图1 Tcal-2元件在染色体中的物理图谱和序列特征。
图中长末端重复序列LTR用方框框出,Tcal-2元件的转录方向从左到右如箭头所示,1kb标尺如图所示。
图2 Tcal-2元件的核苷酸序列。
图3 Tcal-1LTR和Tcal-2LTR序列的比较。
图4 Tcal-1和Tcal-2元件的Northern杂交分析
图中白色念珠菌SC5314总RNA分别用(A)Tcal-1内侧序列探针和(B)Tcal-2内侧序列探针杂交。同样的RNA分别用EB染色。
图5 Tcal-2元件和Tcal-2LTR序列与白色念珠菌染色体DNA的Southern杂交分析。
图中以(A)Tcal-2LTR序列和(B)Tcal-2元件内侧序列为探针,与白色念珠菌EcoRI酶解的染色体DNA杂交。菌种1到30来自美国。
图6 Tcal-2元件和Tcal-2LTR序列与白色念珠菌染色体DNA的Southern杂交分析
图中以(A)Tcal-2LTR序列和(B)Tcal-2元件内侧序列为探针,与白色念珠菌EcoRI酶解的染色体DNA杂交。菌种1来自美国,菌种31到37来自中国。
实施例1
1、探针的制备
用限制性内切酶StyI和KpnI(购自美国BRL公司)酶解α重复序列(Chen,J.and W.A.Fonzi,1992,J.Bacteriol,174:5624-5632.),反应条件按照说明书进行,分离300bp StyI-KpnI DNA片段,用32P标记,称之为α探针。同位素化合物[α-32P]dATP和探针标记试剂盒购自Amersham公司,操作步骤按照说明书进行。用同样方法分别分离Tcal-1和Tcal-2元件内侧不含LTR长末端重复序列的DNA片段,用32P标记,称之为Tcal-1和Tcal-2内侧序列探针。分离Tcal-2LTR序列中388bp的DNA片段,用32P标记,称之为Tcal-2LTR探针。
2、Tcal-l和Tcal-2元件的克隆
白色念珠菌SC5314-λGEM-12染色体DNA库(由美国乔治华盛顿大学W.A.Fonzi教授赠送)与KW251菌液(本实验室备有)相混合,然后加入3ml熔化的琼脂,铺至LB板上,37℃培养10~12小时。噬菌体DNA转移到尼龙杂交膜,用α探针杂交,(快速杂交液购自Amersham公司,操作步骤按照说明书进行)得到68个阳性克隆。经酶切鉴定,克隆λCJY-3和克隆λCJY-4分别含有Tcal-1和Tcal-2元件,抽提λCJY-3和λCJY-4DNA,用BamHI限制性内切酶酶解连接插入到pBSK(+)质粒的BamHI位点。pBSK(+)质粒购自STRATAGENE公司,T4 DNA连接酶购自美国BRL公司。得到的亚克隆重组质粒分别用多种限制性内切酶酶解,制作物理图谱,Tcal-2元件在染色体中的物理图谱见图1。
实施例2
1、Tcal-2元件的核苷酸序列测定
根据Tcal-2元件的物理图谱,将Tcal-2元件的DNA片段分别亚克隆到M13mp18和M13mp19载体中,M13mp18和M13mp19载体购自Amersham公司。测定DNA序列,DNA序列测定试剂盒购自美国USB公司,操作按说明书进行。测得Tcal-2元件核苷酸序列,全长为5624bp,Tcal-2元件全长核苷酸序列如图2所示。
2、序列分析与比较
Tcal-2元件核苷酸序列的分析和同源性比较查询通过NCBI电子邮件服务完成,检索的库包括GenBank,EMBL,GenPept,Swissprot,PIR,DBEST等。序列分析表明Tcal-2元件是一个新的具有逆转录转座子结构的元件。Tcal-2元件的5端和3端分别包含一个388bp的长末端重复序列LTR,两个LTR以同方向排列,右LTR内侧有正链引物结合位点(+PBS),左LTR内侧有负链引物结合位点(-PBS),两个LTR外侧有5bp的同向重复序列,Tcal-2元件在染色体中的结构特征如图1所示。
实施例3 Tcal-1和Tcal-2元件的转录调控
白色念珠菌SC5314(Chen,J.and W.A.Fonzi,1992,J.Bacteriol,174:5624-5632.)总RNA的制备、电泳、转膜均按《分子克隆,实验指南》介绍的方法进行(Sambrook,J.,Fritsch,E.F.,and Maniantis,T.Molecular Cloning,Cold SpringHarbor Laboratory Press,1989)。总RNA转移到尼龙膜后于室温放置10分钟,在紫外灯上以0.7J/cm2交联,用2XSSC浸湿后装入杂交管中,加5ml于68℃预热的快速杂交液(购自Amersham公司),于68℃预杂交30分钟,分别加入变性的Tcal-1内侧序列探针和Tcal-2内侧序列探针后再于68℃杂交2小时。洗膜,将膜置于滤纸上晾干,放射自显影,结果如图4所示。Northern杂交结果表明Tcal-1元件能合成5.5kb长的转录产物(图4中的A),Tcal-2元件也能合成5.5kb长的转录产物(图4中的B),Tcal-1元件和Tcal-2元件的转录产物大小相近,它们的转录都受温度调控,25℃的转录产物多于37℃的转录产物。Tcal-2元件的转录方向是从左LTR转录到右LTR(在图1中标明)。
实施例4 Tcal-2元件和Tcal-2LTR序列用于白色念珠菌菌种的分类鉴定
抽提1到37号白色念珠菌菌种染色体DNA,菌种l到30号来自美国(由美国乔治华盛顿大学W.A.Fonzi教授赠送),菌种31到37来自中国(由中国医科院皮肤病研究所吴绍熙教授赠送)。染色体DNA用限制性内切酶EcoRI酶解,电泳、转膜。染色体DNA的抽提、酶解、电泳、转膜按《分子克隆实验指南》介绍的方法进行(Sambrook,J.,Fritsch,E.F.,and Maniantis,T.MolecularCloning,Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)。将转移后的尼龙膜用紫外灯上以0.7J/cm2交联,加入快速杂交液(购自Amersham公司),于42℃预杂交60分钟。分别加入变性的Tcal-2内侧序列探针和Tcal-2LTR探针后再于42℃杂交4小时。洗膜,放射自显影,结果如图5、图6所示。Tcal-2LTR探针杂交结果表明白色念珠菌菌种可被分为若干组,来自同一地区菌种的遗传相关性比来自不同地区的遗传相关性大(图5中的A、图6中的A)。Tcal-2内侧序列探针杂交结果如图5中的B和图6中的B所示,支持Tcal-2LTR序列的分类鉴定结果。表明1到3号白色念珠菌属于一个组,4到9号以及14号、31号白色念珠菌属于一个组,10到13号以及32号白色念珠菌属于一个组,15到17号白色念珠菌属于一个组,18到21号白色念珠菌属于一个组,22到24号以及26到28号白色念珠菌属于一个组,25、29、30号白色念珠菌属于一个组,34到37号白色念珠菌属于一个组。
Claims (2)
1、一种从白色念珠菌的染色体DNA获得的具有逆转录转座子结构的元件Tcal-2,其特征在于它具有如下的DNA核苷酸序列:ATTGCTGTTCGCTATAGAGAGATTTCCTAGCCGGAATGCACGACAATCCTGAGACGGAAG 60TCGATCGTCGATGCCCATGGTGCGTGGTGAAAAATTTTCTTAGAAAATTTGTTCTTTCCT 120TCAACTGCTTTTAAGAAAGAGAGGTTCAAGTGGTTTAAGTACGACGGTCACAAAGATTGC 180GGCTTATGAGGCCCGAACTGAGTTGAAATACAAAATCAAGATATAATTATATACCTTACT 240TGTCCATATTGTTTTATAATACATTCTTCAGATATTTAAATTTCTGTGTATCAACCTATA 300AAACAGAGATACATTCAGTGCATTTAGTATACTGAGTGAACTGGTACCTGTGACATTCAA 360GATAACTGTTTCGCGCACGCTGGCAGACGAACAGATTAGAAGCTTGGTAAAGTTCTGCTT 420TGCTCAATAGGTTTCAGATTCAGAAAGATTGTTAAAACTTAGATCATCTTCGTTCATCAC 480AAACCAAGAACTTTACGGAATGTACGAATATCACTTTCATTAGTAGATAATTCGTTACTT 540AATCCAGTGATTAATCTTGAGGTTCGAAAGATGGTTAATAGAAATTTATTTGACAATTAC 600GACTAAGGTTACATAATAAATCATTGGTATCACGGCTATGAAAGCTTCCAAGATGTGATT 660TTAATAACAGAGTGTTTTTGGTCTCAACAGATGAGAATACATTGAATTTAATGAATTGCT 720AACAAAAGTCATCAATTAGTCTACGACTGAAATGGAATACTATTCATATTGTGTTAATGA 780TTGACATTAAAAATGAACAAAATAAAAGGTATCATAGATTTTATGCTATTCAAAGTGATG 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2、如权利要求1所述的从白色念珠菌的染色体DNA获得的具有逆转录转座子结构的元件Tcal-2,其特征在于它包含有两个相同的长末端重复序列Tcal-2LTR,Tcal-2LTR的DNA核苷酸序列如下:TGTTCGCTATAGAGAGATTTCCTAGCCGGAATGCACGACAATCCTGAGACGGAAGTCGAT 60CGTCGATGCCCATGGTGCGTGGTGAAAAATTTTCTTAGAAAATTTGTTCTTTCCTTCAAC 120TGCTTTTAAGAAAGAGAGGTTCAAGTGGTTTAAGTACGACGGTCACAAAGATTGCGGCTT 180ATGAGGCCCGAACTGAGTTGAAATACAAAATCAAGATATAATTATATACCTTACTTGTCC 240ATATTGTTTTATAATACATTCTTCAGATATTTAAATTTCTGTGTATCAACCTATAAAACA 300GAGATACATTCAGTGCATTTAGTATACTGAGTGAACTGGTACCTGTGACATTCAAGATAA 360CTGTTTCGCGCACGCTGGCAGACGAACA 388
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Publication number | Publication date |
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CN1189537A (zh) | 1998-08-05 |
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Legal Events
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