[发明专利]一种趋磁细菌工程菌株及其构建方法和应用

说明书

本发明公开了一种趋磁细菌工程菌株及其构建方法和应用。所述趋磁细菌工程菌株中同时含有如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、或者SEQ ID NO.3所示的磁小体合成关键基因和如SEQ ID NO.4所示的启动子，该趋磁细菌工程菌株构建对提高磁小体数量有显著影响，且其构建方法步骤简单，安全性高，开发出的工程菌株，能够在免疫磁性分离、检测技术和靶向肿瘤治疗等领域中被广泛应用，对于医疗事业具有重要意义。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种趋磁细菌工程菌株及其构建方法和应用。

背景技术

趋磁细菌(Magnetotactic bacteria,MTB)是能在磁场作用下，一类可以进行定向趋磁运动的细菌的总称。趋磁细菌为厌氧或微好氧的革兰氏阴性细菌，有球状、杆状、弧形、螺旋状及多细胞聚集等类型，广泛分布于海洋、淡水等不同地区的地质沉积物中。由于趋磁细菌的遗传操作体系尚不完善,使得在分子水平上研究其遗传学进展缓慢。

磁小体是由趋磁细菌在体内产生的一种矿物质晶体，其颗粒均一,有稳定的晶体和磁学性质,表面由双层磷脂包被。磁小体的这些特点使其能够作为多种化合物和生物分子的载体,利用脂膜及其具有的各种基团来连接化合物或锚定蛋白。磁小体生物合成过程主要包括：质膜内陷引发磁小体膜的形成、铁的吸收及转运及磁核的矿化及成熟、磁小体链的有序组装。与人工磁性材料相比,磁小体具有各种优良的特性,能够在免疫磁性分离、检测技术和靶向肿瘤治疗等领域中被广泛应用。

格瑞菲斯瓦尔德磁螺菌(Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1)基因组中发现的MamAB操纵子对磁小体合成有核心作用。MamAB操纵子由18个线性排列的基因组成，长约16.4kb。mamA基因产生的蛋白是构成磁小体膜的成分之一，在磁小体的外表面，该基因也可促进磁小体囊泡正确行使功能，同时，mamA蛋白的TPR结构使其具有介导蛋白之间相互作用的潜能。mamR基因构成的突变株合成的磁小体较小，形状也有缺陷；mamR可能参与控制磁小体链的大小以及晶体的性质，但与晶型无关。mamP蛋白因含有PDZ结构域，有助于它与其它蛋白的相互作用，mamP还是另一个预测含有亚铁血红素的磁小体蛋白，该蛋白与血红素结合后，可能参与一个信号传导途径，按环境的需要决定磁小体合成的数量，mamP基因突变株的合成的磁小体较少，但体积增大。

本发明通过对一种磁小体关键基因过表达工程菌株的构建，得到的工程菌株磁螺菌能够显著提高趋磁细菌产生磁小体的能力。

发明内容

本发明提供了一种趋磁细菌工程菌株及其构建方法和应用。本发明构建的工程菌株中含有磁小体合成关键基因，且构建方法步骤简单，构建的三个趋磁细菌工程菌株具有显著提高产生磁小体的能力。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种趋磁细菌工程菌株，所述趋磁细菌工程菌株中同时含有磁小体合成关键基因和启动子。

进一步的，所述磁小体合成关键基因具有下列核苷酸序列之一：

(1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；

(2)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列；

(3)SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列；

(4)与SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列、或者SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列、或者SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列具有95％以上同源性的，且编码相同生物学功能蛋白质的核苷酸序列。

进一步的，所述启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。

进一步的，所述趋磁细菌工程菌株能够显著提高产生磁小体的能力。

本发明还提供了所述的磁细菌工程菌株的构建方法，其特征在于，其包含以下步骤：