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[!--downpath--]大腸鏈球菌（），是相對(duì)簡(jiǎn)單的單細(xì)胞原核生物，所有DNA、RNA和蛋白質(zhì)合成的機(jī)器都包含在同一細(xì)胞器中，可以相對(duì)容易的培養(yǎng)和操作。模式生物酵母菌酵母菌（Yeast）是一群以芽殖或裂殖形式進(jìn)行無(wú)性飼養(yǎng)的單細(xì)胞真核生物，分屬于子囊菌綱（子囊酵母菌）、擔(dān)子菌綱（擔(dān)子酵母菌）、半知菌類(lèi)（半知酵母菌）生物酵母菌實(shí)驗(yàn)視頻，共由56個(gè)屬和500多個(gè)種組成。假如說(shuō)大腸弧菌是外源基因最成熟的原核生物抒發(fā)系統(tǒng)，則酵母菌是最成熟的真核生物抒發(fā)系統(tǒng)。模式生物酵母菌釀酒酵母（ae）是第一種起碼在一萬(wàn)年前能夠被人工培植的細(xì)菌，是最簡(jiǎn)單的真核生物，是由一個(gè)細(xì)胞組成的獨(dú)立的生物個(gè)體，能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，便于培養(yǎng)和操作，被稱(chēng)為真核生物中的“大腸球菌”。早在1996年就完成了釀酒酵母的基因組測(cè)序，這是人類(lèi)第一次獲得真核生物基因組的完整堿基序列，被稱(chēng)為遺傳學(xué)研究上的一座里程碑。模式生物酵母菌大腸球菌一般只有一條染色體，比高等生物的基因組要小得多，而且具有較高的基因密度（大概每1kb就有一個(gè)基因），沒(méi)有內(nèi)含子和極少有重復(fù)DNA，便于尋覓和剖析基因.模式生物酵母菌通過(guò)對(duì)酵母全基因組序列測(cè)定，其基因組大小約為12Mb，初步確定了5885個(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因，基因、275個(gè)tRNA基因，第一次闡明了一種真核生物的全部基因的數(shù)量和大體上的功能分類(lèi).酵母基因組中有將近31％編碼蛋白質(zhì)或則具有開(kāi)放閱讀框，與喂奶植物編碼蛋白質(zhì)的基因有高度的同源性。
酵母菌基因組模式生物酵母菌酵母與其它真核生物相比，它們的基因組較小（約12Mb），基因數(shù)量也比較少（約5885）.與大腸球菌類(lèi)似，它們可以在實(shí)驗(yàn)室里快速飼養(yǎng)，在理想條件下，每次細(xì)胞分裂大概90min，可以從單個(gè)細(xì)胞飼養(yǎng)成克隆群體.酵母作為模式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)最重要的優(yōu)點(diǎn)是，酵母細(xì)胞除了簡(jiǎn)單，但是具有所有真核生物細(xì)胞的主要特點(diǎn)，如富含一個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞核、多條線性染色體包裝成染色質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)包含了全部的細(xì)胞器（如線粒體）和具有細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)（如肌動(dòng)纖維蛋白）等.模式生物酵母菌大腸弧菌的生活周期很短，而且單個(gè)細(xì)胞可以很容易的獲得一個(gè)遺傳上同源的細(xì)胞群體（克隆）.真菌是單倍體，這意味著即便是隱性突變，也才能表現(xiàn)出突變的表型，同時(shí)真菌之間可以便捷地進(jìn)行遺傳物質(zhì)的交換，真菌的這種特點(diǎn)以便對(duì)其進(jìn)行遺傳學(xué)研究.模式生物酵母菌大腸球菌作為生命科學(xué)研究的模式系統(tǒng)，其主要優(yōu)勢(shì)是具有遺傳交換系統(tǒng).遺傳交換使定位突變、構(gòu)建含多種突變的菌種、構(gòu)建拿來(lái)分辨顯性突變和隱性突變及進(jìn)行順?lè)词狡饰龅牟糠蓦p倍體的菌種成為可能.這些遺傳交換系統(tǒng)主要通過(guò)兩種方法建立的.模式生物酵母菌10第一種方法是大腸球菌通過(guò)性結(jié)合交換DNA，大腸弧菌的育性質(zhì)粒（F因子，F(xiàn)-）具備把自身從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞的能力.因子介導(dǎo)的結(jié)合是一個(gè)復(fù)制的過(guò)程，F(xiàn)+細(xì)胞轉(zhuǎn)移一個(gè)拷貝的F因子給F-細(xì)胞.有時(shí)，F(xiàn)因子整合到染色體中，都會(huì)導(dǎo)致宿主染色體通過(guò)接合向F-細(xì)胞轉(zhuǎn)移.富含整合的F因子的菌種稱(chēng)作Hfr弧菌（高頻重組弧菌，），這些材料對(duì)于進(jìn)行遺傳交換研究特別有用。
模式生物酵母菌11第二種方法是通過(guò)噬菌體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)導(dǎo)，噬菌體成熟時(shí)有一部份噬菌體的DNA被宿主DNA所替代，當(dāng)噬菌體感染下一個(gè)細(xì)胞時(shí)，從原先宿主哪里獲得的染色體DNA片斷可以和被感染的宿主染色體發(fā)生重組，造成遺傳信息從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞。模式生物酵母菌12在酵母系統(tǒng)中，單倍體和雙倍體細(xì)胞的存在推動(dòng)了酵母的遺傳剖析.酵母在單倍體和二倍體的狀態(tài)下均能生長(zhǎng)，并能在實(shí)驗(yàn)條件下較為便捷地控制單倍體和二倍體之間的互相轉(zhuǎn)換，這些轉(zhuǎn)換是通過(guò)交配（單倍體到雙倍體）和孢子生成（雙倍體到單倍體）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這對(duì)其基因功能的研究非常有利.比如，要想曉得一個(gè)特定的基因是否是細(xì)胞生長(zhǎng)所必需的，可以在單倍體里敲除這個(gè)基因，單倍體細(xì)胞只能承受非必需基因的敲除。酵母菌遺傳學(xué)研究應(yīng)用模式生物酵母菌13酵母中容易對(duì)其基因組做精確的人為突變，當(dāng)把末端與基因組的任何一個(gè)特定區(qū)域同源的線性DNA引入到酵母細(xì)胞中，酵母基因組還會(huì)發(fā)生特別高的同源重組，造成目標(biāo)染色體序列被所用的目的染色體片斷所替代.如精確地刪掉整個(gè)基因的編碼區(qū)、改變單個(gè)特定的密碼子，甚至改變啟動(dòng)子中一個(gè)特定的核苷酸對(duì)，這促使研究基因或其調(diào)控序列的功能等具體問(wèn)題顯得比較容易.模式生物酵母菌14在20世紀(jì)60年代末，和Nurse便認(rèn)識(shí)到用遺傳學(xué)方式研究細(xì)胞周期的可能性.采用釀酒酵母細(xì)胞構(gòu)建系統(tǒng)模型，經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)，分離出細(xì)胞周期基因發(fā)生突變的酵母細(xì)胞，陸續(xù)發(fā)覺(jué)了一系列與細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的CDC基因（）。
模式生物酵母菌15一種被稱(chēng)為“START”的基因?qū)刂聘鱾€(gè)細(xì)胞周期的最初階段具有決定性的作用.Nurse在的基礎(chǔ)上，發(fā)覺(jué)了調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的一種關(guān)鍵物質(zhì)CDK（細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)激酶），并證明CDK是通過(guò)對(duì)其它蛋白質(zhì)的物理作用（乙酸化作用）驅(qū)動(dòng)細(xì)胞周期.鑒于借助酵母分子遺傳學(xué)對(duì)細(xì)胞周期調(diào)控理論的巨大貢獻(xiàn)，Hunt、和Nurse入選了21世紀(jì)的首屆諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng).模式生物酵母菌16細(xì)胞生命活動(dòng)中的許多過(guò)程比如酶催化代謝反應(yīng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)的修飾與加工、蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)等都表現(xiàn)為一種蛋白質(zhì)與另一種蛋白質(zhì)間的互相作用.傳統(tǒng)的免疫印跡、等方式很難滿(mǎn)足對(duì)蛋白質(zhì)分子之間互相作用這一動(dòng)態(tài)過(guò)程的研究須要.借助酵母轉(zhuǎn)錄因子的特性，于1989年成立了一種十分簡(jiǎn)便而有效的研究蛋白質(zhì)互相作用的方式———酵母雙雜交系統(tǒng)。模式生物酵母菌17酵母雙雜交系統(tǒng)最突出的特征是可以在酵母這些生長(zhǎng)迅速且易操作的體系中研究真核細(xì)胞的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)互相作用，并且還可通過(guò)cDNA文庫(kù)篩選直接找到與未知蛋白質(zhì)互相作用的蛋白質(zhì)的基因。模式生物酵母菌18近些年來(lái)為了適應(yīng)更廣泛的用途，在原有酵母雙雜交系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展了大量的衍生系統(tǒng)，如蛋白質(zhì)三雜交系統(tǒng)、激酶三雜交系統(tǒng)、小官能團(tuán)三雜交系統(tǒng)、RNA三雜交系統(tǒng)等類(lèi)型.據(jù)悉，還出現(xiàn)了為研究膜蛋白的互相作用而改進(jìn)的SOS富集系統(tǒng)（，SRS），在該系統(tǒng)中，蛋白質(zhì)之間的互相作用被人為限制在酵母細(xì)胞膜上。
模式生物酵母菌19應(yīng)用模式生物酵母菌年，法國(guó)公司首先使用重組大腸球菌生產(chǎn)人胰島素，成為世界上第一個(gè)上市的基因工程抗生素。由基因工程菌合成的重組人胰島素在體外胰島素受體結(jié)合性能、淋巴細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的應(yīng)答能力、降血壓作用、血漿藥代動(dòng)力學(xué)等指標(biāo)上均與天然胰島素沒(méi)有任何區(qū)別，并且還具有無(wú)免疫原性、注射吸收迅速等優(yōu)點(diǎn)，充分展示了基因工程在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的巨大潛力。模式生物酵母菌21大腸球菌抒發(fā)外源基因的優(yōu)勢(shì)模式生物酵母菌22大腸球菌作為抒發(fā)外源基因受體菌的特點(diǎn)大腸球菌抒發(fā)外源基因的劣勢(shì)模式生物酵母菌23藍(lán)黑斑篩選模式生物酵母菌24篩選原理野生型大腸球菌形成的β-半乳香豆素酶可以將無(wú)色化合物X-gal(5-溴-4-氯-3-吡啶-β-D-半乳香豆素)切割成半乳糖和深灰色的物質(zhì)5-溴-4-靛藍(lán)。有色物質(zhì)可以使整個(gè)培養(yǎng)菌落形成顏色變化，而顏色變化是鑒別和篩選的最直觀有效的方式。模式生物酵母菌25工程菌及載體基因工程菌為β-半乳香豆素酶缺陷型弧菌。這些寄主菌的染色體基因組中編碼β-半乳香豆素酶的基因突變，導(dǎo)致其編碼的β-半乳香豆素酶喪失正常N段一個(gè)146個(gè)多肽的短肽（即α肽鏈），因而不具有生物活性，即難以作用于X-gal形成紅色物質(zhì)。
用于藍(lán)黑斑篩選的載體具有一段稱(chēng)為lacz'的基因，lacz'中包括：一段β-半乳香豆素酶的啟動(dòng)子；編碼α肽鏈的區(qū)段；一個(gè)多克隆位點(diǎn)(MCS)。模式生物酵母菌26α-互補(bǔ)缺陷株基因未能單獨(dú)編碼有活性的β-半乳香豆素酶，但當(dāng)菌體中富含帶lacz'的引物后，引物lacz'基因編碼的α肽鏈和弧菌基因組抒發(fā)的Ｎ端缺陷的β-半乳香豆素酶突變體互補(bǔ)，具有與完整β-半乳香豆素酶相同的作用X-gal生成黑色物質(zhì)的能力，這些現(xiàn)象即α-互補(bǔ)。模式生物酵母菌27操作中，添加IPTG(異氰基吲哚-β-Ｄ-半乳香豆素)以激活lacz'中的β-半乳香豆素酶的啟動(dòng)子，在富含X-gal的固體平板培養(yǎng)基中菌落呈現(xiàn)黃色。以上是攜帶空載體的菌種形成的表型。當(dāng)外源DNA（即目的片斷）與含lacz'的載體聯(lián)接時(shí)，會(huì)插入進(jìn)MCS，使α肽鏈讀碼框破壞，這些重組引物不再抒發(fā)α肽鏈，將它導(dǎo)出宿主缺陷弧菌則無(wú)α互補(bǔ)作用，不形成活性β-半乳香豆素酶，即不可分解培養(yǎng)基中的X-gal形成白色，培養(yǎng)表型即呈現(xiàn)藍(lán)色菌落。模式生物酵母菌28實(shí)驗(yàn)中，一般藍(lán)白篩選是與抗性篩選一齊使用的。含X-gal的平板培養(yǎng)基中同時(shí)富含一種或多種載體所攜帶抗性相對(duì)應(yīng)的藥物，這樣，一次篩選可以判別出：未轉(zhuǎn)化的菌不具有抗性，不生長(zhǎng)；轉(zhuǎn)化了空載體，即未重組引物的菌，長(zhǎng)成白色菌落；轉(zhuǎn)化了重組引物的菌，即目的重組菌，長(zhǎng)成黑色菌落。
模式生物酵母菌29酵母基因工程由甲型腦炎病毒（HBV）感染造成的急慢性甲型腦炎是一種嚴(yán)重的傳染病，每年約有200萬(wàn)患者死亡，并有3億人成為HBV攜帶者，其中相當(dāng)一部份人可能轉(zhuǎn)化為肝硬化或腫瘤病人。目前對(duì)甲型腦炎病毒還沒(méi)有一種有效的根治抗生素，為此高含量甲型卡介苗的生產(chǎn)對(duì)防治病毒感染具有重大的社會(huì)效益，而借助重組酵母大規(guī)模生產(chǎn)甲型卡介苗為其廣泛應(yīng)用提供了可靠的保證。模式生物酵母菌30產(chǎn)肝炎表面抗體的重組巴斯德畢赤酵母產(chǎn)肝炎表面抗體的重組巴斯德畢赤酵母整合型重組巴斯德畢赤酵母的建立整合型重組巴斯德畢赤酵母的建立PARS2PARS2BglIIBglIIHBsAgPHIS4PHIS4IIBglII11kb11kbBglIIBglIIHBsAgPHIS4PHIS4重組分子重組分子轉(zhuǎn)化his染色體DNA染色體DNA模式生物酵母菌31重組菌首先在富含甘油的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，待甘油用盡后，加入乙醇誘導(dǎo)肝炎病毒的表面抗體氨基酸（HBsAg）抒發(fā)，最終S蛋白的產(chǎn)值可達(dá)細(xì)胞可溶蛋白總數(shù)的3%在大規(guī)模的生產(chǎn)過(guò)程中，巴斯德畢赤酵母工程菌在一個(gè)240L的發(fā)酵罐中培養(yǎng)，最終可獲得90克22nm的HBsAg顆粒，足夠制成900萬(wàn)份肝炎卡介苗模式生物酵母菌32酵母菌作為抒發(fā)外源基因受體菌的特酵母菌抒發(fā)外源基因的優(yōu)勢(shì)酵母菌抒發(fā)外源基因的優(yōu)勢(shì)全基因組測(cè)序，基因抒發(fā)調(diào)控機(jī)理比較清楚，遺傳操作簡(jiǎn)便全基因組測(cè)序，基因抒發(fā)調(diào)控機(jī)理比較清楚，遺傳操作簡(jiǎn)便能將外源基因抒發(fā)產(chǎn)物分泌至培養(yǎng)基中能將外源基因抒發(fā)產(chǎn)物分泌至培養(yǎng)基中具有原核病菌難以比擬的真核蛋白翻譯后加工系統(tǒng)具有原核病菌難以比擬的真核蛋白翻譯后加工系統(tǒng)大規(guī)模發(fā)酵歷史悠久、技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉大規(guī)模發(fā)酵歷史悠久、技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉不富含特異性的病毒、不產(chǎn)內(nèi)毒素，日本FDA認(rèn)定為安全的不富含特異性的病毒、不產(chǎn)內(nèi)毒素生物酵母菌實(shí)驗(yàn)視頻，日本FDA認(rèn)定為安全的基因工程受體系統(tǒng)（）基因工程受體系統(tǒng)（）酵母菌是最簡(jiǎn)單的真核模式生物酵母菌是最簡(jiǎn)單的真核模式生物模式生物酵母菌33應(yīng)用前景