二型TA系统中RelE的研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：细菌毒素-抗毒素系统(toxin-antitoxin system，ta)由稳定的毒素和不稳定的抗毒素构成。最初发现细菌质粒编码的 ta 系统作为沉溺系统，通过细胞分裂后死亡的机制维持质粒的稳定性。随着细菌基因组大规模测序，发现 ta 系统基因也广泛存在于染色体上。根据抗毒素的性质及其对毒素活性调控方式，ta 系统分为 5 种类型。其中，ii-ta系统的毒素和抗毒素均为蛋白质。由于细菌染色体上的 ii-ta 系统基因中的rel-e为毒素基因，受不同因子诱导表达，游离的抗毒素抑制细胞生长，通过毒素基因调控细胞重要的生理活动控制细胞的生长速度，使细菌适应环境改变。近年来，ii-ta 系统组分的生化活性和作用机制、抗毒素活性调控以及生理功能等方面的研究取得了重大进展。

研究目的：为了更加直观地探究rele对菌株生长发育的影响，进行本实验，经过设计引物，pcr，制备敲除质粒。双亲杂交，得到突变株，之后通过比较野生菌和突变株在联苯降解过程中的活菌数联苯消耗情况以及在lb培养基中的生长情况，以此为依据判定得出结论。

2. 研究内容和预期目标

主要内容：

1. 设计引物，进行pcr扩增，得到所需产物，继而电泳检验预期产物是否合格，合格后进行割胶回收，放置于冰箱进行保存。
2. 质粒养菌，然后提取质粒作为运载体。
3. 将回收产物与质粒一起进行酶切操作，得到所需的目的基因。
4. 将产物进一步操作使其变为感受态。
5. 将产物涂在平板上，而后挑单菌落，放在lb培养液中，而后放在摇床培养。
6. 进行pcr验证，最后送测序。
7. 敲除基因中的rel-e基因，之后培养菌体，再涂平板，根据菌体数判断菌体生长情况。

预期目标：rel-e为毒素系统，它将促进毒素产生，抑制菌体发育。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

实证研究法，前期pcr，进过一系列操作，得到所需菌株，保留抗毒素基因，观察菌株生长情况。

实验步骤：

4. 参考文献

[1]. overgaard, m.,borch, j.,gerdes, k., relb and rele of escherichia coli form a tight complex that represses transcription via the ribbon-helix-helix motif in relb[j]. j mol biol, nov 27, 2009, 394 (2),pp 183-96.

[2]. pandey, d. p.,gerdes, k., toxin-antitoxin loci are highly abundant in free-living but lost from host-associated prokaryotes[j]. nucleic acids res, 2005, 33 (3),pp 966-76.

[3]. schuster, c. f.,bertram, r., toxin-antitoxin systems are ubiquitous and versatile modulators of prokaryotic cell fate[j]. fems microbiol lett, mar, 2013, 340 (2),pp 73-85.

5. 计划与进度安排

1. 3.1—3.28 查阅相关文献资料完成开题报告
2. 4.1—4.9 设计实验方案，做好实验前准备，包括设计引物，购买相关的分子试剂盒，制备大肠杆菌感受态等。
3. 4.10—5.14 进行实验，包括PCR，酶切，送测序，敲除基因，涂平板，挑单菌落，数菌。
4. 5.15—6.10 对实验数据进行整理分析，完成毕业论文，做好论文答辩