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为解决艰难梭菌(Clostridioides difficile)基因研究中对依赖抗生素维持系统的依赖问题,研究人员开发了一种无需抗生素维持的双质粒 CRISPRi 系统。该系统可实现对关键基因如walA的敲低,有助于深入探究艰难梭菌的致病机制,为相关研究开辟新路径。
研究开发出一种用于艰难梭菌(
Clostridioides difficile)的双质粒 CRISPRi(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats interference)系统,该系统无需抗生素维持。其中,pJAK184.tetR.PT5 - 3.dCas9 质粒含有经优化的四环素诱导型无催化活性的 Cas9(dCas9
),可整合到艰难梭菌染色体上。pJC.15A.sgRNA.TA 质粒编码毒素 - 抗毒素系统用于稳定维持,还带有 mCherry,其可替换为定制的 sgRNA(single - guide RNA)。通过实验证明,该系统能够实现对必需基因 walA 的敲低。
构建质粒时,运用了 Gibson 组装和体内重组技术。将 pJAK184.tetR.PT5 - 3.dCas9 质粒导入艰难梭菌 R20921 并整合到杆菌肽通透酶基因下游,经测序确认插入正确。对 pJC.15A.sgRNA.TA 质粒用 BsmBI 酶切后,插入靶向 walA 或随机对照的 sgRNA,再导入含 dCas9 的艰难梭菌。结果显示,靶向 walA 的菌株在诱导时生长明显受抑制,未诱导时生长正常,而阴性对照无论是否诱导,生长都与野生型相似。这一系统稳定且能在无诱导情况下敲低必需基因,还避免了抗生素筛选带来的潜在影响 。