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新生隐球菌STE12α基因的克隆及表达载体的构建

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2024年4月24日发(作者:逮锦欣)

中国真菌学杂志2009年2月第4卷第1期Chin J Mycol,February 2009,Vol 4,No.1 ・13・ 

论著・ 

新生隐球菌STE1 2oL基因的克隆及表达载体的构建 

朱红梅 娄永华 贾讳鹏 温海 

(1.第二军医大学长征医院皮肤科,上海200003;2.复旦大学生命科学院,上海200433) 

【摘要】 目的从新生隐球菌的基因组中扩增出STE12a基因,并构建相应的表达载体,以进一步研究STE12a基因对隐 

球菌的生长特性及致病性的影响。方法采用PCR方法以及基因重组方法扩增并克隆新生隐球菌基因组中的STE12o ̄基 

从新生隐球菌的基因组获得STE12c ̄全基因,建立重组子pUCm— 

成功地克隆了新 

因,建立具有表达野生型STE12c ̄基因的表达载体。结果

STE12w/NovaBlue以及重组表达载体质粒pGAPZ—STE12c ̄,实现了STE12a基因的转化并获得表达。结论

础。 

生隐球菌STE12a基因并构建了可表达野生型STE12c ̄基因的表达载体,为进一步研究STE12c ̄基因功能打下了良好的基 

【关键词】新生隐球菌;STE12c ̄基因;克隆;表达;质粒 

【中图分类号】 R 379.5 【文献标识码】A 【文章编号】 1673—3827(2009)01-0013-03 

Cloning and construction expression plasmid of STE12a gene in Cryptococcus neoformans 

ZHU Hong—mei ,LOU Yong—hua ,JIA Yi—peng ,WEN Hai 

(1.Department of Dermatology,Changzheng Hospital,Shanghai 200003,China;2.School of Life Sciences,Fudan University, 

Shanghai 200433,China) 

【Abstract】 Objective To clone and construct expression plasmid of STE12 ̄gene in Cryptococcus neoformans.Methods PCR 

technique and recombination metheds were used in cloning and construction expressing plasmid of STE12a gene.Results STE12a 

gene was ampliifcated from genomic DNA of Cryptococcus neoformans strain and cloned into pUCm—T vector.EcoRI—NotI fragment of 

pUCm—STE12a containing STE12a gene coding region was inserted into the same EcoRI—NotI site of pGAPZalpha—A vector to yield 

the pGAPZ—STE12a expressing plasmid.RT-PCR showed that STE12c ̄gene was expressed in Cryptococcus neoformans transforma— 

nts.Conclusion Successful cloning STE12c ̄gene and construction wild STE12o ̄gene expression plasmid will be useful for further 

pathogenic research of Cryptococcus neoformans. 

【Key words】 Cryptococcus neoformans;STE12oL gene;cloning;expression;plasmid 

[Chin J Mycol,2009,4(1):013-015] 

新生隐球菌的感染好发于免疫缺陷人群,如 

AIDS、器官移植患者,并引起致死性的中枢神经系 

统病变。其致病机理及毒力已成为研究热点。 

既往研究表明,在某些真菌中,MAPK(Mito— 

1材料与方法 

1.1 材料 

实验菌株有本室保存的新生隐球菌比利时标 

准株71(BLS71,血清A型,MAToL型)和新生隐球 

菌临床分离株(GJF83,血清B型,MAToL型)。大 

肠菌株:NovaBlue购自Novagen。 

1.2主要试剂 

gen.activated protein kinase)信号传导通路重要成 

员STE蛋白家族中的STE12蛋白及其同源物与酵 

母菌的毒力密切相关¨ 。本研究通过PCR方法从 

新生隐球菌的基因组中扩增出STE12c ̄基因,并构 

基因组DNA提取试剂盒、胶回收试剂盒均购 

建了相应的表达载体,以便后续进一步研究探讨 

STE12o ̄蛋白在新生隐球菌感染发病中的作用。 

自上海华舜公司;RT.PCR、PCR试剂盒及各种限制 

性内切酶、T4连接酶购自TAKARA公司;PCR引 

物合成及基因克隆载体pUCm—T购自上海生工生 

物工程公司;基因敲除载体pGAPzc ̄-A购自Invitro— 

gen公司。 

1.3方法 

基金项目:国家自然科学基金(30500441). 

作者简介:朱红梅,女(汉族),博士,主治医师.E.mail:hmzhu—cn@ 

yahoo.com.cn 

通讯作者:温海,E—mail:wenhai98@sohu.COB 

中国真菌学杂志2009年2月第4卷第1期Chin J Mycol,February 2009,Vol 4,No.1 

PCR引物设计PCR引物设计参考GeneBank 

中Cryptococcus gattii strain ATCC 32609的STE一 

12e基因信息。弓l物1:5:gcatagtacagtccattca一3’,弓I 

物2:5 cagacgaaattaggaaaatg一3’,用于扩增STE12et 

基因;引物3:5"-ttagaattc atggggtctagcgga一3’(引入 

EcoRI酶切位点),引物4:5"-atagcggccgc ttaattttggtat- 

tctga.3’(引人NotI酶切位点),用于扩增STE12e 

的全长cDNA。 

新生隐球菌基因组的制备 实验菌株采用 

YPD于30℃振荡培养48 h后收集菌体,按酵母基 

因组抽提试剂盒的说明书进行基因组DNA抽提, 

并以1%琼脂糖电泳分析抽制备的DNA。 

STE12cx基因的PCR扩增及克隆按PCR扩 

增试剂盒的方法,用引物1、2先扩增出完整的 

STE12ct基因DNA序列,然后再采用引物3、4扩增 

出STE12c ̄基因全长cDNA,PCR产物经1%琼脂糖 

电泳后进行胶回收目标基因片段,胶回收按试剂盒 

进行,回收片段直接与pUCm—T载体相连,常规转 

化NovaBlue菌,经过培养,质粒抽提,电泳及酶切 

分析等鉴定重组克隆。 

STE12e基因的序列测定对获得的重组克隆 

中的1个克隆送Invitrogen分析进行基因序列分 

析,并对结果与GeneBank进行比对,以确定克隆的 

基因是否准确。 

pGAPZ—STE12cL重组表达载体的构建将经 

过序列鉴定的重组质粒以EcoRI/NotI双酶切,电 

泳回收目标基因片段,并与pGAPZe.A相同酶切位 

点的载体相连,转化NovaBlue菌,经培养,质粒抽 

提,PCR及酶切鉴定重组克隆。 

STE12oL基因表达 大量制备pGAPZ—STE12e 

重组表达载体后,以SacI酶切以使pGAPZ—STE12ot 

线性化,以2000微法高压脉冲方法电穿孔法转化 

经过改良方法制备的新生隐球菌BLS71和GJF83 

的STE12e基因缺陷株的感受态菌,转化菌培养于 

含高浓度Zeocin的YPD培养皿,于30%培养72 h。 

STE12e的表达分析 阳性转化菌落进行经 

30℃振荡培养48 h后,提取细胞总RNA,以引物3、 

4组合为逆转录反应的引物,扩增逆转录的cDNA。 

RT.PCR按试剂盒的要求的一步法进行,PCR产物 

经1%琼脂糖电泳,以检查分析STE12c ̄的表达情 

况 

2结 果 

2.1 STE12ot基因的PCR扩增及克隆 

以引物1和2进行PCR,分别扩增BLS71及 

GJF83菌株的STE12o ̄基因DNA,均扩增出约3.5 

kb为主带的目标基因片段(结果如图1a所示)。 

以此PCR产物作为模板,再以引物3和4扩增目 

标基因的直接编码区域,并引入相应的酶切位点。 

PCR扩增出特异的目标基因,大小约3.0 kb(结果 

如图1b所示)。经胶回收与pUCm—T连接,转化 

NovaBlue后经筛选鉴定,获得重组子pUCm— 

STE12 /N0vaBlue,以PCR及酶切鉴定后证实。 

STE12e基因的序列分析:对重组子的DNA序 

列分析以及与GeneBank比对表明,确定克隆的基 

因DNA序列确实系目标基因STE12e ̄的全长cD— 

NA。 

2.2 pGAPZ—STE12ot重组表达载体的构建 

从pUCm.STE12c ̄中以EcoRI/NotI双酶切回 

收STE12c ̄基因片段,与pGAPZc ̄一A相同酶切载体 

相连,经过转化NovaBlue,筛选重组子,酶切鉴定, 

获得克隆有STE12c ̄基因全长cDNA的pGAPZ. 

STE12e重组表达载体(见图2)。 

2.3 STE12a基因表达分析 

获得的重组载体pGAPZ.STE12c ̄大量制备质 

粒DNA后,以SacI酶切线性化载体,经电穿孑L法转 

化预先制备的新生隐球菌BLS71及GJF83的 

STE12oL基因缺陷株。以Zeocin加压筛选,得到整 

合含有STE12c ̄基因表达盒子的转化株,即 

STE12e基因重建株。对重建株采用RT—PCR方法 

鉴定结果表明(见图3),转化株细胞中的总DNA 

能够被逆转录和扩增出STE12c ̄的cDNA,说明转 

化的基因在STE12ot基因重建菌株中获得了表达 

STE12c ̄的活性。 

3讨 论 

致病真菌进入宿主体内后,周围环境温度、pH 

值、渗透压等情况改变都威胁其生存,病原体必须 

相应作出自身生长分化、繁殖方式的调整。既往研 

究发现,丝裂原活化蛋白激酶信号级联放大系统 

(MAPK信号传导通路)控制酿酒酵母 

(Saccharomyces cerevisiae)等真菌的生长及分化 

过程 。在致病酵母Candida glabrata中,MAPK 

通路成员STE蛋白家族中的STE12蛋白为野生株 

毒力所必需,对菌株交配、胞壁生物合成、菌丝形成 

及在组织内的侵袭性生长起极为重要的作用 J。 

在新生隐球菌中也存在类似的系统,故推测STE12 

中国真

学杂志

2009

2

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卷第

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中国真菌学杂志2009年2月第4卷第1期Chin J Mycol,February 2009,Vol 4,No.1 ・13・ 

论著・ 

新生隐球菌STE1 2oL基因的克隆及表达载体的构建 

朱红梅 娄永华 贾讳鹏 温海 

(1.第二军医大学长征医院皮肤科,上海200003;2.复旦大学生命科学院,上海200433) 

【摘要】 目的从新生隐球菌的基因组中扩增出STE12a基因,并构建相应的表达载体,以进一步研究STE12a基因对隐 

球菌的生长特性及致病性的影响。方法采用PCR方法以及基因重组方法扩增并克隆新生隐球菌基因组中的STE12o ̄基 

从新生隐球菌的基因组获得STE12c ̄全基因,建立重组子pUCm— 

成功地克隆了新 

因,建立具有表达野生型STE12c ̄基因的表达载体。结果

STE12w/NovaBlue以及重组表达载体质粒pGAPZ—STE12c ̄,实现了STE12a基因的转化并获得表达。结论

础。 

生隐球菌STE12a基因并构建了可表达野生型STE12c ̄基因的表达载体,为进一步研究STE12c ̄基因功能打下了良好的基 

【关键词】新生隐球菌;STE12c ̄基因;克隆;表达;质粒 

【中图分类号】 R 379.5 【文献标识码】A 【文章编号】 1673—3827(2009)01-0013-03 

Cloning and construction expression plasmid of STE12a gene in Cryptococcus neoformans 

ZHU Hong—mei ,LOU Yong—hua ,JIA Yi—peng ,WEN Hai 

(1.Department of Dermatology,Changzheng Hospital,Shanghai 200003,China;2.School of Life Sciences,Fudan University, 

Shanghai 200433,China) 

【Abstract】 Objective To clone and construct expression plasmid of STE12 ̄gene in Cryptococcus neoformans.Methods PCR 

technique and recombination metheds were used in cloning and construction expressing plasmid of STE12a gene.Results STE12a 

gene was ampliifcated from genomic DNA of Cryptococcus neoformans strain and cloned into pUCm—T vector.EcoRI—NotI fragment of 

pUCm—STE12a containing STE12a gene coding region was inserted into the same EcoRI—NotI site of pGAPZalpha—A vector to yield 

the pGAPZ—STE12a expressing plasmid.RT-PCR showed that STE12c ̄gene was expressed in Cryptococcus neoformans transforma— 

nts.Conclusion Successful cloning STE12c ̄gene and construction wild STE12o ̄gene expression plasmid will be useful for further 

pathogenic research of Cryptococcus neoformans. 

【Key words】 Cryptococcus neoformans;STE12oL gene;cloning;expression;plasmid 

[Chin J Mycol,2009,4(1):013-015] 

新生隐球菌的感染好发于免疫缺陷人群,如 

AIDS、器官移植患者,并引起致死性的中枢神经系 

统病变。其致病机理及毒力已成为研究热点。 

既往研究表明,在某些真菌中,MAPK(Mito— 

1材料与方法 

1.1 材料 

实验菌株有本室保存的新生隐球菌比利时标 

准株71(BLS71,血清A型,MAToL型)和新生隐球 

菌临床分离株(GJF83,血清B型,MAToL型)。大 

肠菌株:NovaBlue购自Novagen。 

1.2主要试剂 

gen.activated protein kinase)信号传导通路重要成 

员STE蛋白家族中的STE12蛋白及其同源物与酵 

母菌的毒力密切相关¨ 。本研究通过PCR方法从 

新生隐球菌的基因组中扩增出STE12c ̄基因,并构 

基因组DNA提取试剂盒、胶回收试剂盒均购 

建了相应的表达载体,以便后续进一步研究探讨 

STE12o ̄蛋白在新生隐球菌感染发病中的作用。 

自上海华舜公司;RT.PCR、PCR试剂盒及各种限制 

性内切酶、T4连接酶购自TAKARA公司;PCR引 

物合成及基因克隆载体pUCm—T购自上海生工生 

物工程公司;基因敲除载体pGAPzc ̄-A购自Invitro— 

gen公司。 

1.3方法 

基金项目:国家自然科学基金(30500441). 

作者简介:朱红梅,女(汉族),博士,主治医师.E.mail:hmzhu—cn@ 

yahoo.com.cn 

通讯作者:温海,E—mail:wenhai98@sohu.COB 

中国真菌学杂志2009年2月第4卷第1期Chin J Mycol,February 2009,Vol 4,No.1 

PCR引物设计PCR引物设计参考GeneBank 

中Cryptococcus gattii strain ATCC 32609的STE一 

12e基因信息。弓l物1:5:gcatagtacagtccattca一3’,弓I 

物2:5 cagacgaaattaggaaaatg一3’,用于扩增STE12et 

基因;引物3:5"-ttagaattc atggggtctagcgga一3’(引入 

EcoRI酶切位点),引物4:5"-atagcggccgc ttaattttggtat- 

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的全长cDNA。 

新生隐球菌基因组的制备 实验菌株采用 

YPD于30℃振荡培养48 h后收集菌体,按酵母基 

因组抽提试剂盒的说明书进行基因组DNA抽提, 

并以1%琼脂糖电泳分析抽制备的DNA。 

STE12cx基因的PCR扩增及克隆按PCR扩 

增试剂盒的方法,用引物1、2先扩增出完整的 

STE12ct基因DNA序列,然后再采用引物3、4扩增 

出STE12c ̄基因全长cDNA,PCR产物经1%琼脂糖 

电泳后进行胶回收目标基因片段,胶回收按试剂盒 

进行,回收片段直接与pUCm—T载体相连,常规转 

化NovaBlue菌,经过培养,质粒抽提,电泳及酶切 

分析等鉴定重组克隆。 

STE12e基因的序列测定对获得的重组克隆 

中的1个克隆送Invitrogen分析进行基因序列分 

析,并对结果与GeneBank进行比对,以确定克隆的 

基因是否准确。 

pGAPZ—STE12cL重组表达载体的构建将经 

过序列鉴定的重组质粒以EcoRI/NotI双酶切,电 

泳回收目标基因片段,并与pGAPZe.A相同酶切位 

点的载体相连,转化NovaBlue菌,经培养,质粒抽 

提,PCR及酶切鉴定重组克隆。 

STE12oL基因表达 大量制备pGAPZ—STE12e 

重组表达载体后,以SacI酶切以使pGAPZ—STE12ot 

线性化,以2000微法高压脉冲方法电穿孔法转化 

经过改良方法制备的新生隐球菌BLS71和GJF83 

的STE12e基因缺陷株的感受态菌,转化菌培养于 

含高浓度Zeocin的YPD培养皿,于30%培养72 h。 

STE12e的表达分析 阳性转化菌落进行经 

30℃振荡培养48 h后,提取细胞总RNA,以引物3、 

4组合为逆转录反应的引物,扩增逆转录的cDNA。 

RT.PCR按试剂盒的要求的一步法进行,PCR产物 

经1%琼脂糖电泳,以检查分析STE12c ̄的表达情 

况 

2结 果 

2.1 STE12ot基因的PCR扩增及克隆 

以引物1和2进行PCR,分别扩增BLS71及 

GJF83菌株的STE12o ̄基因DNA,均扩增出约3.5 

kb为主带的目标基因片段(结果如图1a所示)。 

以此PCR产物作为模板,再以引物3和4扩增目 

标基因的直接编码区域,并引入相应的酶切位点。 

PCR扩增出特异的目标基因,大小约3.0 kb(结果 

如图1b所示)。经胶回收与pUCm—T连接,转化 

NovaBlue后经筛选鉴定,获得重组子pUCm— 

STE12 /N0vaBlue,以PCR及酶切鉴定后证实。 

STE12e基因的序列分析:对重组子的DNA序 

列分析以及与GeneBank比对表明,确定克隆的基 

因DNA序列确实系目标基因STE12e ̄的全长cD— 

NA。 

2.2 pGAPZ—STE12ot重组表达载体的构建 

从pUCm.STE12c ̄中以EcoRI/NotI双酶切回 

收STE12c ̄基因片段,与pGAPZc ̄一A相同酶切载体 

相连,经过转化NovaBlue,筛选重组子,酶切鉴定, 

获得克隆有STE12c ̄基因全长cDNA的pGAPZ. 

STE12e重组表达载体(见图2)。 

2.3 STE12a基因表达分析 

获得的重组载体pGAPZ.STE12c ̄大量制备质 

粒DNA后,以SacI酶切线性化载体,经电穿孑L法转 

化预先制备的新生隐球菌BLS71及GJF83的 

STE12oL基因缺陷株。以Zeocin加压筛选,得到整 

合含有STE12c ̄基因表达盒子的转化株,即 

STE12e基因重建株。对重建株采用RT—PCR方法 

鉴定结果表明(见图3),转化株细胞中的总DNA 

能够被逆转录和扩增出STE12c ̄的cDNA,说明转 

化的基因在STE12ot基因重建菌株中获得了表达 

STE12c ̄的活性。 

3讨 论 

致病真菌进入宿主体内后,周围环境温度、pH 

值、渗透压等情况改变都威胁其生存,病原体必须 

相应作出自身生长分化、繁殖方式的调整。既往研 

究发现,丝裂原活化蛋白激酶信号级联放大系统 

(MAPK信号传导通路)控制酿酒酵母 

(Saccharomyces cerevisiae)等真菌的生长及分化 

过程 。在致病酵母Candida glabrata中,MAPK 

通路成员STE蛋白家族中的STE12蛋白为野生株 

毒力所必需,对菌株交配、胞壁生物合成、菌丝形成 

及在组织内的侵袭性生长起极为重要的作用 J。 

在新生隐球菌中也存在类似的系统,故推测STE12 

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