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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 海洋細(xì)菌抑制細(xì)菌群體感應(yīng)活性的研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 從黃海青島海域海洋污泥中分離純化微生物菌株，然后采用根癌農(nóng)桿菌和紫色色桿菌為指示菌株，檢測(cè)其代謝產(chǎn)物的群體感應(yīng)抑制活性，并對(duì)具有抑制功能的細(xì)菌菌株進(jìn)行16SrDNA分子鑒定及生理生化特征分析。結(jié)果表明，1株蠟樣芽孢桿菌和1株水萊茵海默氏菌具有較強(qiáng)的細(xì)菌群體感應(yīng)抑制活性。本研究從海洋環(huán)境中篩選的具有細(xì)菌群體感應(yīng)抑制活性的菌株，為以致病菌群體感應(yīng)系統(tǒng)為靶點(diǎn)的新型藥物的研發(fā)提供了菌種資源。
- 詳細(xì)介紹：
- 1研究?jī)?nèi)容 本研究從黃海青島海域海洋污泥中分離純化微生物菌株，建立瓊脂平板篩選模型，通過觀察根癌農(nóng)桿菌A136對(duì)黃海青島海域微生物與AHLs（KYC6）共培養(yǎng)物的顏色反映判斷黃海青島海域微生物有無AHLs降解活性；以C. violaceum為QS模式菌株，利用C. violaceum紫色素產(chǎn)量的變化，檢測(cè)黃海青島海域微生物對(duì)QS的抑制能力，同時(shí)對(duì)具有較高抑制功能的細(xì)菌菌株進(jìn)行16S rDNA分子鑒定及生理生化特征分析。結(jié)果表明，其中1株為蠟樣芽孢桿菌 (Bacillus cereus) 和1株為水萊茵海默氏菌 (Rheinheimera aquimaris) 具有較高抑制功能。在此基礎(chǔ)上，我們將對(duì)這些菌株的相關(guān)酶學(xué)性質(zhì)及功能基因克隆進(jìn)行進(jìn)一步的研究。 2總體技術(shù)方案 （1）活性菌株的篩選：采用指示菌篩選模型從黃海青島海域微生物資源庫(kù)中篩選出具有抗菌活性的海洋細(xì)菌、放線菌或真菌。 （2）活性菌株的鑒定：通過經(jīng)典的生化反應(yīng)和16S rDNA序列測(cè)定以及RFLP指紋分析，對(duì)活性菌株進(jìn)行分類并確定其在進(jìn)化樹上的位置。 （3）活性菌株的大規(guī)模培養(yǎng)：確定活性菌株的大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)工藝，以便從培養(yǎng)液中分離和純化出活性成分。 3研究進(jìn)度安排及階段目標(biāo) 2009.06-2010.06 研究?jī)?nèi)容：海底沉積物樣品的采集、微生物分離和純化； 階段目標(biāo)：初步建立黃海青島海域微生物資源庫(kù)； 2010.07-2010.12 研究?jī)?nèi)容：①黃海青島海域微生物活性菌株的篩選； ② 重要活性微生物的鑒定； 階段目標(biāo)：①獲得青島海域活性微生物100 株左右（16S rDNA序列測(cè)定）；②完成其中10 株具有重要活性微生物的分類鑒定（RFLP指紋和生理生化鑒定）并確定兩株有明顯群體感應(yīng)抑制效應(yīng)的菌株； 2011.01-2011.06 整理數(shù)據(jù)，發(fā)表文章。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本研究擬從黃海青島海域篩選出高產(chǎn)抗菌活性物質(zhì)的微生物10 株左右，研究其生長(zhǎng)特性和代謝規(guī)律；利用細(xì)菌群體感應(yīng)系統(tǒng)作靶標(biāo)，建立代謝產(chǎn)物抗菌活性成分大規(guī)模篩選技術(shù)平臺(tái)；獲得細(xì)菌群體感應(yīng)系統(tǒng)抑制劑 2 個(gè)以上。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1、首次從黃海青島海域篩選具有細(xì)菌群體感應(yīng)抑制活性的微生物；并進(jìn)行分子標(biāo)記鑒定（16S rDNA）和RFLP指紋圖譜分析； 2、從海洋微生物代謝產(chǎn)物中篩選新的化合物作為細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 以細(xì)菌群體感應(yīng)為靶標(biāo)，從海洋微生物中篩選天然活性化合物來干擾細(xì)菌的交流過程，在不使用抗生素的情況下控制細(xì)菌活性，為將來治理細(xì)菌致病活動(dòng)而無需使用抗生素藥物開辟了一條非常有前途的道路。同時(shí)，對(duì)推動(dòng)微生物資源利用與開發(fā)，研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海洋創(chuàng)新藥物，具有深遠(yuǎn)的影響和重大的意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 群體感應(yīng)是細(xì)菌利用自身分泌的自誘導(dǎo)劑作為信號(hào)分子進(jìn)行交流的一個(gè)過程。群體感應(yīng)系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌的生存與致病性至關(guān)重要，群體感應(yīng)系統(tǒng)已成為藥學(xué)界和農(nóng)學(xué)界研制新型抗菌藥物的靶位。目前主要是利用病原菌信號(hào)分子的類似物與信號(hào)分子受體蛋白競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合來阻斷病原菌群體感應(yīng)系統(tǒng)來研發(fā)細(xì)菌群體感應(yīng)抑制劑。本研究采用根癌農(nóng)桿菌平板和紫色色桿菌篩選模型，從海洋土壤中篩選具有細(xì)菌群體感應(yīng)抑制活性的細(xì)菌。在對(duì)篩選出來的細(xì)菌進(jìn)行分類鑒定的基礎(chǔ)上，通過群體感應(yīng)抗性的初步評(píng)估，從百余株微生物中篩選出了 2 株典型的細(xì)菌菌株。同時(shí)，對(duì)這 2 株細(xì)菌菌株進(jìn)行了發(fā)酵放大培養(yǎng)及群體感應(yīng)抑制劑的初步分離。從海洋環(huán)境中篩選對(duì)細(xì)菌群體感應(yīng)有抑制作用的活性菌株，為以致病菌群體感應(yīng)系統(tǒng)為靶點(diǎn)的新型療法提供新的藥用資源。
獲獎(jiǎng)情況
- 已在《生物學(xué)雜志》提交論文。于艷杰，李慶銘，楊麗慶，朱虎(通訊作者)，群體感應(yīng)抑制活性海洋細(xì)菌的篩選與鑒定。
鑒定結(jié)果
- 利用根癌農(nóng)桿菌和紫色色桿菌篩選模型，從百余株海洋微生物中篩選出2株典型具有細(xì)菌群體感應(yīng)抑制效應(yīng)的細(xì)菌菌株。在NCBI網(wǎng)站查詢顯示兩株的16S rDNA序列分別與蠟樣芽孢桿菌和水萊茵海默氏菌同源性最高。
參考文獻(xiàn)
- [1]袁茵, 魯欣. 具細(xì)菌群體感應(yīng)抑制活性細(xì)菌的篩選鑒定[J]. 生物技術(shù)，2006,16(4):30-33. [2]郭秀春，鄭立，崔志松，韓平，田黎，王小如. 海綿共棲細(xì)菌NJ6-3-1基于群體感應(yīng)調(diào)控的抗菌活性[J]. 微生物學(xué)報(bào)，2008,48(4):545-550. [3]黃華平，代鵬，唐復(fù)潤(rùn)，鄧國(guó)平，黃俊生. 群體感應(yīng)機(jī)制在生防細(xì)菌篩選中的應(yīng)用[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006,34(7):1394-1396. [4]Kok-GanChan,Wai-Fong Yin,Choon-Kook Sam,Chong-Lek Koh. A novel medium for the isolation of N-acylhomoserine lactone-degrading bacteria[J]. J Ind Microbial Biotechnol, 2009,36:247-251. [5]Smyth AR, Cifelli PM, Ortori CA, Righetti K, Lewis S, Erskine P, Holland ED, Givskov M, Williams P, Camara M, Barrett DA, Knox A. Garlic as an inhibitor of Pseudomonas aeruginosa quorum sensing in cystic fibrosis--a pilot randomized controlled trial. Pediatr Pulmonol[J], 2010,45:356-362.
同類課題研究水平概述
- 海洋是珍貴的生物資源寶庫(kù)，生物物種的蘊(yùn)含量占整個(gè)地球物種的80%，其中最為豐富的是海洋微生物，其中微生物種類超過100億種。海洋微生物包括病毒（Viruses）、古菌（Archaea）、細(xì)菌（Bacteria）、放線菌（Actinomycetes）、和真菌（Fungi），其中海洋細(xì)菌、真菌和放線菌是產(chǎn)生活性物質(zhì)豐富的海洋微生物資源。由于特殊的生存環(huán)境，海洋微生物在生長(zhǎng)和代謝過程中產(chǎn)生具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)類型和特殊生理功能的活性物質(zhì)，這是研究開發(fā)藥物先導(dǎo)化合物珍貴的原料寶庫(kù)，因此，海洋微生物資源的利用與開發(fā)已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。 群體感應(yīng) (Quorum sensing, Qs) 是細(xì)菌利用自身分泌的自誘導(dǎo)劑 (Autoinducer, AI) 作為信號(hào)分子進(jìn)行交流的一個(gè)過程。Qs 系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌的生存與致病性至關(guān)重要，Qs 系統(tǒng)已成為藥學(xué)界和農(nóng)學(xué)界研制新型抗菌藥物的靶位。人們期盼通過篩選或者合成一些 AI 的類似物，來干擾 Qs 系統(tǒng)，消減病原菌的致病力，以達(dá)到治療或防止細(xì)菌性疾病、植物腐敗等目的。近年來，很多學(xué)者對(duì) Qs 的抑制做了一定的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一些自然存在物質(zhì)和某些人工合成物質(zhì)對(duì) Qs 有一定抑制作用，同時(shí)得出一些有效的抑制方法[1]，主要有：降低轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白（也可稱R 蛋白）的活性、抑制信號(hào)分子合成、Qs 受體的競(jìng)爭(zhēng)性抑制、抑制蛋白激酶以及降解信號(hào)分子等，目前主要是利用病原菌信號(hào)分子的類似物與信號(hào)分子受體蛋白競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合來阻斷病原菌Qs 系統(tǒng)來研發(fā)細(xì)菌Qs 抑制劑。本研究擬從黃海青島海域篩選出高產(chǎn)抗菌活性物質(zhì)的微生物10 株左右，研究其生長(zhǎng)特性和代謝規(guī)律；利用 Qs 系統(tǒng)作靶標(biāo)，建立代謝產(chǎn)物抗菌活性成分大規(guī)模篩選技術(shù)平臺(tái)；獲得細(xì)菌 Qs 系統(tǒng)抑制劑 2 個(gè)以上。 從海洋微生物中提取的生物活性物質(zhì)，常常具有新穎的化學(xué)結(jié)構(gòu)和特異的生理功能，在抗菌、抗病毒、抗腫瘤、保健等方而具有獨(dú)特效應(yīng)，已成為開發(fā)新藥、特藥的卞要研究方向之一。因此，對(duì)海洋細(xì)菌的群體感應(yīng)及其抑制效應(yīng)做進(jìn)一步的研究是十分必要的。
