基于RhlI-R和LuxI-R群體效應(yīng)的細(xì)胞共生系統(tǒng)構(gòu)建.pdf

1、共生關(guān)系在醫(yī)藥，能源，環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域中廣泛存在并具有很好的應(yīng)用價(jià)值。為了研究抗生素脅迫條件下共生系統(tǒng)中細(xì)胞群體效應(yīng)及系統(tǒng)穩(wěn)定性，本文從數(shù)學(xué)模型模擬和實(shí)驗(yàn)兩方面入手，運(yùn)用合成生物學(xué)的研究手段和方法，構(gòu)建了基于群體效應(yīng)信號(hào)分子的，對(duì)氨芐青霉素和卡那霉素脅迫響應(yīng)的大腸桿菌DH5α雙菌株（ER和EG）人工共生體系，獲得以下主要結(jié)果： （1）首先設(shè)計(jì)基于Rhll/R和Luxl/R的群體效應(yīng)人工共生系統(tǒng)；數(shù)學(xué)模型研究表明，過(guò)低的細(xì)胞初始濃度

2、會(huì)導(dǎo)致此共生系統(tǒng)面臨崩潰；不同的氨芐青霉素和卡那霉素濃度下，共生關(guān)系對(duì)兩種細(xì)胞存活的貢獻(xiàn)度有所不同，兩種細(xì)胞對(duì)抗生素環(huán)境的耐受力不同導(dǎo)致群體比例存在差異。 （2）運(yùn)用分子生物學(xué)的手段實(shí)現(xiàn)了ER和EG細(xì)胞共生相關(guān)功能基因的組裝；采用LC-MS-MS和GC-TOF-MS方法，確定ER細(xì)胞能夠產(chǎn)生3OC6HSL信號(hào)分子，EG細(xì)胞能夠產(chǎn)生C4HSL信號(hào)分子；進(jìn)一步研究表明ER細(xì)胞能感應(yīng)CHSL信號(hào)分子并能在高卡那霉素濃度（1mg/ml）

3、的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，EG細(xì)胞能夠感知30C6HSL信號(hào)分子并能在高氨芐青霉素濃度（5mg/ml）的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。 （3）進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究表明，在ER和EG細(xì)胞組成的共生體系中，在高氨芐青霉素（4mg/ml）和卡那霉素（0.4mg/ml）條件下，ER和EG細(xì)胞延遲期增長(zhǎng)，但ER細(xì)胞比EG細(xì)胞更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；細(xì)胞初始濃度固定時(shí)，隨著氨芐青霉素和卡那霉素濃度的增高共生系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，過(guò)高的濃度會(huì)導(dǎo)致此共生系統(tǒng)崩潰。當(dāng)氨芐青霉素濃度為4mg/m