我校开发一种新型高效的动物病原菌遗传操作工具

南湖新闻网讯 日前，Nucleic Acids Res在线发表了题为“The prokaryotic Argonaute proteins enhance homology sequence-directed recombination in bacteria”的研究论文。我校博士研究生付磊为该论文的第一作者，张安定教授、金梅林教授、韩丽副教授，同济大学项耀祖教授为共同通讯作者。本研究是动物病原菌遗传操作工具的重要创新。

缺乏合适的遗传操作工具一直是一些重要病原菌和工程菌基础研究和应用开发研究的瓶颈。虽然许多模式细菌的遗传工具先后被开发出来，但却很难在巴氏杆菌等许多病原菌中应用。因此，开发通用的、高效的遗传工具对于细菌病致病机理的研究、新型疫苗的研发，以及改善工程菌效能等方面均有重要的价值和意义。

本研究报道了基于原核生物Ago蛋白的一种新型、简便、高效的细菌遗传操作工具。创新点在于：第一，该细菌遗传操作工具并不是通过Ago蛋白酶的水解活性产生的选择压力而发挥作用，因此也就不会导致“脱靶”；第二，该操作工具主要是通过Ago蛋白的PIWI结构域与细菌的同源重组酶RecA互作，增强DNA同源链的交换，显著提高了同源重组活性。第三，研究还发现四种细菌的Ago蛋白（Natronobacterium gregoryi Argonaute, Thermus thermophilus Argonaute, Aquifex aeolicus Argonaute, Pyrococcus furiosus Argonaute）均可作为新型、简便、高效的细菌遗传操作工具。第四，该工具操作非常简便，且遗传操作效率高达80-100%。

目前，基于该系统已成功构建了鸡霍乱巴氏杆菌的无痕基因缺失突变弱毒菌株和重组表达兔瘟病毒VP60抗原的兔巴氏杆菌重组菌株，具有开发为新型疫苗的潜力。该技术目前已在国内多家单位进行了验证，均达到了预期效果。

应用建立的Ago系统成功构建了鸡霍乱巴氏杆菌的无痕基因缺失突变弱毒菌株，效率高达80-100%，且无脱靶效应

基于Ago的遗传工具作用的机制，主要是通过AgO蛋白的PIWI结构域与细菌体内的同源重组酶RecA互作、并增强DNA同源链的交换、从而显著提高了同源重组活性

论文链接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkz040/5304309