[发明专利]一种生物膜基因岛GIVal43097及其切除方法

说明书

本发明公开了一种生物膜基因岛GIVal43097及其切除方法。所述的生物膜基因岛GIVal43097，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明利用分子生物学手段，通过鉴定增强生物膜形成的基因岛并定向切除，一方面消除了其携带的基因，另一方面阻止了基因岛的水平传播，同时最大程度的保护了菌群平衡，是一种消除细菌生物膜的新颖策略，以达到减弱致病性弧菌生物膜的目的。

技术领域：

本发明属于生物化学与分子生物学领域，具体涉及一种生物膜基因岛GIVal43097及其切除方法。

背景技术：

生物膜是细菌在环境中的主要存在形式。生物膜(biofilm)，也被译为生物被膜，是细菌在生命体或无生命体的表面，通过其分泌的多糖、蛋白质、DNA等胞外基质相互黏连形成的细菌群落。生物膜中的胞外分泌物为微生物的生存提供屏障，生物膜状态下的细菌对环境的压力有更好的耐受性，因此生物膜又被称为细菌的半休眠状态。生物膜的存在形式多种多样，包括固体和液体介质之间形成的固液生物膜或称附着性生物膜，气体和液体介质之间形成的气液生物膜，以及气体和固体介质之间由细菌群落组成的气固生物膜。2014年的一篇美国国立卫生院的文章指出，生物膜参与了超过60％的微生物感染过程。一些致病性细菌可以调控生物膜的形成来增强其致病能力，如人类病原菌霍乱弧菌进入肠道时，通过调控生物膜的大量形成，使自身能很好的适应人肠道内的酸性环境，保护自身免受胆汁和低pH的影响，维持致病能力；而当霍乱弧菌开始侵染人体时，会通过抑制胞内多聚糖的表达，促使生物膜变薄从而利于侵染宿主。珊瑚致病菌溶珊瑚弧菌侵染鹿角珊瑚时迅速在珊瑚黏液表层形成生物膜，然后诱导毒力因子的表达，发挥致病性。

研究表明基因岛、原噬菌体等水平转移元件参与生物膜的形成与调控。比如，希瓦氏菌MR-1中原噬菌体CP4So的切离可增强宿主菌的生物膜，提高宿主在低温下的存活率。同时，形成生物膜会进一步调控原噬菌体等水平转移元件的切离和释放。比如，大肠杆菌K-12形成生物膜时，其基因组上CP4-57原噬菌体会发生切离，进一步促进群体生物膜的形成。绿脓杆菌生物膜形成过程中Pf丝状原噬菌体大量复制和释放，增强细菌的致病性。然而，目前生物膜的研究对象主要集中在大肠杆菌模式菌及人和动物病原菌中，围绕其致病性作用及机理开展，海洋细菌中生物膜研究相对较少。弧菌中一些种类，比如，溶藻弧菌、溶珊瑚弧菌能引起珊瑚致病，生物膜的存在增强了其致病性。因此，目前很迫切需要鉴定调控这些致病菌中生物膜形成的基因岛，同时建立一种高效、定向的基因岛切除方法，最终减弱细菌生物膜的形成。

发明内容：

本发明的第一个目的是提供一种溶藻弧菌中调控细菌生物膜形成的基因岛GIVal43097。

所述的生物膜基因岛GIVal43097，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明的第二个目的是提供鸟苷酸环化酶基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1的1907-2812位碱基所示或如SEQ ID NO.1的5342-6748位碱基所示。

本发明还提供了上述鸟苷酸环化酶基因在促进细菌生物膜形成中的应用。

本发明的第三个目的是提供敲除生物膜基因岛GIVal43097中的dgc137基因在减少生物膜合成中的应用。

本发明的第四个目的是提供一种切离酶alpA，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1的15008-15217位碱基所示序列的反向互补序列。

本发明的第五个目的是提供过量表达切离酶alpA介导生物膜基因岛GIVal43097的切除中的应用，从而进一步去除生物体内细菌生物膜的形成，例如溶藻弧菌Vibrioalginolyticus SCSIO 43097生物膜的形成。

本发明的第六个目的是提供一种生物膜基因岛GIVal43097的切除方法，其是在含生物膜基因岛GIVal43097的生物体内超表达切离酶alpA。