大肠杆菌yigP基因的功能探究

yigP基因存在于众多微生物种属中，序列相对保守。在大肠杆菌中，yigP（GeneID: 948915）位于泛醌生物合成基因ubiE与ubiB之间。文献（2000年）报道，yigP与ubiE和ubiB同属一个操纵子，并由ubiE上游的启动子介导转录。GeneBank数据库注释yigP为潜在的蛋白质编码基因，但其确切功能至今未见报道。我们的前期实验显示，yigP并非蛋白质编码基因，而可能是某种ncRNA的编码序列，其证据是：yigP为大肠杆菌生长所必需；多处移码突变不影响其功能；含有自身启动子，并转录RNA（未发表数据）。本项目旨在利用生物信息学技术及染色体免疫共沉淀技术（ChIP）探明yigP的作用靶点及其分子机制，加深我们对原核细菌基因表达调控网络的理解。

yigP基因存在于众多的微生物种属中，序列相对保守。在大肠杆菌中，yigP基因（GeneID：948915）位于泛醌生物合成相关基因ubiE和ubiB之间。GeneBank数据库预测yigP可能是一个蛋白质编码基因，而关于yigP基因的结构和功能至今未见报道。本实验室前期对yigP的研究显示：yigP基因其功能片段并非如预测的606bp，其下游的部分片段足以发挥野生型yigP的功能；yigP基因有其独立的启动子。在此研究基础上，本课题首先对yigP基因内部所有的ORF（编码产物大于35AA）进行单碱基缺失的移码突变，发现移码突变并不影响其功能的正常发挥，排除yigP为蛋白质编码基因的可能；位于质粒上的yigP基因可以回补染色体上缺陷的yigP基因，排除其为顺式调控原件的可能。这些间接的证据证明yigP可能作为一个sRNA编码基因而发挥相应的生物功能。其次，采用5’RACE技术确定了yigP基因的转录起点；并用3’RACE技术确定其存在两个转录终点，一个终止于yigP基因的末端，另一个延伸入下游基因ubiB内；利用lacZ作为报告基因，精确地鉴定了yigP启动子的边界，同时，结合点突变技术，对启动子的-10区和-35区进行了鉴定。最后，利用生物信息学技术在大肠杆菌全基因组水平上预测出yigP可能调节的28个靶基因；并用激发质粒/报告质粒双质粒鉴定系统进行一一的验证，发现yigP基因能够显著地增强murE和murF两个基因的翻译；随之利用定点突变技术对yigP基因调控的作用区域进行了定位。这一发现暗示我们，yigP-murEF有可能被用于构建大肠杆菌新型高效表达载体。