关键词:
CRISPR/Cas9
伪结核棒状杆菌
丝氨酸蛋白酶
基因敲除
致病性
摘要:
【目的】建立更高效的伪结核棒状杆菌(Corynebacterium pseudotuberculosis,Cp)靶基因敲除方法,敲除丝氨酸蛋白酶编码基因(cp40),并评价其在Cp感染致病中的作用。【方法】以p ECXK99E为载体,Cp宣汉株(XH02)cp40为靶基因,设计含CRISPR/Cas9的间隔序列(spacer)、导向RNA(guide RNA,g RNA)和cp40上下游同源臂的表达质粒(p EC-cp40g RNA-HDarm),转入含p Cas9g RNA-ccd B的Cp感受态细胞,构建CRISPR/Cas9基因编辑系统以敲除cp40基因。通过比较cp40敲除株和野生株的菌落形态及生长曲线、体外对J774A.1巨噬细胞活力及白细胞介素(interleukin,IL)-1β分泌,以及体内感染小鼠致死率及脏器载菌水平,研究cp40与该病原感染致病之间的关系。【结果】应用所建立的双质粒CRISPR/Cas9编辑系统成功获得XH02的cp40敲除株(XH02Δcp40)。与XH02相比,XH02Δcp40在菌落形态及生长曲线上无明显差异,但XH02Δcp40感染J774A.1巨噬细胞的乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)释放(P=0.06)、碘化丙锭(propidium iodide,PI)染色比例均降低(P<0.01),体内感染小鼠致死率下降50%,并且被感染小鼠肝脏和肾脏中Cp含量显著降低(P<0.001)。【结论】本研究所建立的CRISPR/Cas9编辑系统可较高效敲除Cp基因,证实cp40是该病原感染致病相关基因,为后续基于该基因研究Cp感染致病机制奠定基础。