[发明专利]表征遗传毒性的重组菌及其构建方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及表征遗传毒性的重组菌及其构建方法与应用。 

背景技术

随着近代工业的发展，环境污染日趋严重，人类向环境中排放大量的有毒有害 物质，危害人类健康，因此对有毒物质的检测至关重要。其中，对遗传毒物的重视 和遗传毒性的检测，是近十年来备受关注的领域。通常对遗传毒物的检测有两种手 段——物理化学方法和生物方法。理化方法基于对样品成分的仪器分析，如GC-MS 或HPLC。通过理化手段可以获得样品的成分数据，经过毒性数据换算从而得到样品 中该物质的毒性。但理化分析方法程序多，成本高，不适于现场快速和高通量的应 用，而且所得到毒性数据未考虑该物质在环境中的生物有效性，更重要的是，结果 忽略了毒性物质间的拮抗、加合和协同作用(Sorensen，S.J.，M.Burmolle，and L.H.Hansen，Making bio-sense of toxicity：new developments in whole-cell biosensors.Current Opinion in Biotechnology，2006.17(1)：p.11-16)。 因此，生物手段在遗传毒性检测中具有重要的意义。其中生物传感细胞是其中发展 较快的一类检测方法。

遗传毒性检测的生物传感细胞是一类基因工程菌，其DNA包含启动基因和报道 基因两个关键片段。报道基因不具有启动子。启动基因只在造成DNA损伤的毒性物 质存在下被诱导表达，使得其下游的报道基因表达产生可被测量的产物，并随启动 子表达强度升高而信号增强。

在对大肠杆菌DNA损伤修复研究中，研究者发现了在损伤因素诱导下发生的 SOS修复系统(孟紫强，环境毒理学.第一版.2000，北京：中国环境科学出版社.)。 SOS系统由recA和lexA两个基因调控。LexA蛋白质在SOS系统中阻遏lexA、recA， umuDC、uvrA、uvrB、uvrC等基因的表达，当细胞暴露于遗传毒物时，RecA蛋白质 被活化为蛋白酶，与阻遏蛋白LexA结合，使后者裂解。一旦LexA蛋白被裂解，所 有参与SOS反应的基因都将充分表达，使细胞的修复得以发生。基于SOS系统，研 究者通过分子生物学手段，构建了多种被SOS系统的启动子诱导表达的全细胞生物 传感器。

目前成熟的检测遗传毒性的生物传感器方法有umu/SOS显色实验法，SOS chromotest，Mutatox等，这些方法多已进行商业生产。其中umu方法和SOS chromotest方法有相应的ISO标准规范其使用方法。umu显色实验通过SOS系统的 umuCD操纵子启动lacZ基因，SOS chromotest通过SOS过程中的sulA基因启动lacZ 基因，从而实现通过监测报道基因的报道产物来检测遗传毒物的目的。SOS系统给 出的检测结果与传统的检测致突变的Ames实验结果相关性很高，在数百种受试物 中，SOS chromotest与Ames实验给出82％的相似结果(Quillardet，P.and M. Hofnung，The SOS chromotest：a review.Mutat Res，1993.297(3)：p.235-79.)。 但umu与SOS方法的时间和成本上远优于Ames实验，已在大气、水体和土壤遗传 毒性检测中广泛应用(潘峰，王万峰，时蕾，Umu测试法及其在环境科学中的应用. 安徽农业科学，2007.35(8)：p.2208-2210.)。

虽然以发光基因为报道基因的遗传毒性检测的基因工程菌在文献中有所报道， 但由于构建手段的局限，宿主菌均采用大肠杆菌或鼠伤寒沙门菌。同时，实现生物 传感的关键基因——启动基因和报道基因，都位于质粒载体中，以质粒的形式复制。 因此需要特殊的培养条件，维持质粒。而且质粒的拷贝数不固定，会造成生物传感 细胞表达不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种表征遗传毒性的重组菌及其构建方法与应用。

本发明所提供的表征遗传毒性的重组菌，命名为Acinetobacter sp. ADP_recA_km_lux是染色体的recA基因中含有报道基因的不动杆菌 (Acinetobacter sp.)ADP1；所述报道基因与recA基因具有共同的启动子。

所述报道基因与recA基因具有共同的启动子，其转录受recA基因启动子调控， recA基因的表达使得报道基因表达。