Transformation of heterolous DNA in Bacillus subtilis v1
Kristoffer Bach FalkenbergCristina Hernández‐RollánMaja RennigAndreas Birk BertelsenMorten H. H. Nørholm
0
Citation
0
Reference
10
Related Paper
Abstract:
B. subtilis is a gram-positive bacteria used by both academia and industry as a protein production workhorse. This is due to its' excellent fermentation properties, high production titers, and capacity to secrete proteins into the extracellular medium. This protocol describes transformation of B. subtilis by natural competence. The method utilizes the natural stress-induced competence of B. subtilis to take up heterologous DNA. The protocol requires the cells to be grown for a specific amount of time in starvation media (SM). The protocol is adapted from Vojcic, L., Despotovic, D., Martinez, R., Maurer, K., & Schwaneberg, U. (2012). An efficient transformation method for Bacillus subtilis DB104. Applied Microbiology and Biotechnology, 94(2), 487–493. https://doi.org/10.1007/s00253-012-3987-2.Keywords:
Heterologous
Efficiencies of transformation with heterologous DNAs were examined on B. subtilis 168-YS11 and its restrictionless and modificationless mutant B. subtilis RM125. Whereas the efficiencies of homologous transformation on YS11 and RM125 were almost the same, RM125 showed 30–200 fold higher efficiencies than YS11 when heterologous DNAs were used as transforming DNAs.
Heterologous
Transformation efficiency
Bacillaceae
Cite
Citations (1)
Цель исследования – изучение сравнительной амилолитической активности у штаммов Bacillus subtilis как продуцентов амилаз при производстве сахаросодержащей кормовой добавки. В задачи исследования входило: 1) изучение амилолитической активности у трех штаммов микроорганизма Bacillus subtilis: штамма № 2-amylolytic, штамма № 9-amylolytic и штамма № 12-amylolytic; 2) установление количества спор каждого штамма, дающих максимальный амилолитический эффект. Приводятся результаты изучения амилолитической активности у различных штаммов микроорганизма Bacillus subtilis. Разрабатываемая технология предусматривает применение одного из штаммов микроорганизма Bacillus subtilis в качестве продуцента амилолитического фермента с целью получения из крахмала сахаросодержащей кормовой добавки, предназначенной для телят. Установлена амилолитическая активность различных штаммов микроорганизма Bacillus subtilis: № 2-amylolytic, № 9-amylolytic и № 12-amylolytic, – с определением количества спор в штаммах, дающего максимальный амилолитический эффект. Показано, что наивысшая амилолитическая активность определяется у штамма Bacillus subtilis № 12-amylolytic, средняя – у штамма Bacillus subtilis № 9-amylolytic и наименьшая – у штамма Bacillus subtilis № 2-amylolytic. Количество спор, дающее максимальный амилолитический эффект у разных штаммов, в среднем составило 125 000 спор/мл. Применение телятам сахаросодержащей кормовой добавки позволяет не только обеспечить их организм сахарами, но и повысить переваримость крахмала, который поступает в желудочно-кишечный тракт телят с растительным кормом. Кроме того, содержащиеся в сахаросодержащей кормовой добавке штаммы микроорганизмы Bacillus subtilis обладают антагонистической активностью по отношению к энтеропатогенным бактериям, т. е. такая добавка обладает пробиотическими свойствами, и потому ее применение будет не только устранять дефицит сахаров в рационе, но и профилактировать желудочно-кишечные заболевания у телят.
Bacillaceae
Bacillus (shape)
Cite
Citations (1)
Chromosomal and plasmid transformation was found in five out of 118 Bacillus strains, close or identical to Bacillus subtilis, and isolated from soil in Moscow or in the Moscow district. The efficiency of transformation in these strains was lower than that in derivatives of Bac. subtilis strain 168. In these strains the ability to undergo transformation was dependent on the rate of sporulation and the presence of restrictases. As in the case of Bac. subtilis 168 the strains isolated may be used as models in genetic transformation studies on Bac. subtilis.
Strain (injury)
Bacillaceae
Bacillus (shape)
Cite
Citations (0)
To optimize the transformation conditions and improve the transformation efficiency of Bacillus subtilis WB800 and DB104.Trehalose, which could decrease the damage of electric shock to the cells, was added to the electroporation medium containing sorbitol and mannitol. The factors affecting the transformation efficiency, such as the growth phase of bacteria, cell concentration, electric field strength and plasmid variety, were examined and improved. The new method increased the transformation efficiency of B. subtilis by nearly 100-fold compared with the conventional one.With the optimized method, the transformation efficiency came up to 3.64 × 10(5) transformants μg(-1) DNA for WB800, and 2.10 × 10(5) transformants μg(-1) DNA for DB104.This improvement in transformation efficiency will be largely attributed to the research of expression of exogenous genes in B. subtilis, gene library construction for directed evolution and transformation of wild-type B. subtilis strains.
Transformation efficiency
Shuttle vector
Bacillaceae
Cite
Citations (39)
Venema , G. (Hammersmith Hospital, London, England), R. H. Pritchard, and T. Venema-Schröder . Properties of newly introduced transforming deoxyribonucleic acid in Bacillus subtilis . J. Bacteriol. 90: 343–346. 1965.—In these experiments, deoxyribonucleic acid (DNA) with donor markers, re-extracted shortly after uptake by competent Bacillus subtilis cells, had abnormal physical properties as compared with DNA with resident markers. It was less sensitive to thermal denaturation, and its capacity to renaturation was reduced. DNA showing joint activity of donor and recipient markers (recombinant-type activity) had similar abnormal properties, revealing that, despite the appearance of recombinant-type activity, integration was not complete.
Bacillus (shape)
Cite
Citations (12)
The transfer of hDHFR gene by natural transformation between Escherichia coli and Bacillus subtilis cells has been studied, as well as intrageneric gene transfer in Bacillus subtilis. The gene was transferred by natural transformation in bacterial cells and included into the chromosome or the plasmid.
Bacillaceae
Cite
Citations (1)
Інтенсивне вирощування свиней призводить до погіршення санітарно-гігієнічних умов утримання. Крім того, виробничі стреси сприяють зниженню резистентності організму тварин. Прорив імунітету відображається на збільшенні випадків інфекційних захворювань серед молодняку. Для запобігання невиправданого використання антибіотиків та покращення імунної відповіді у поросят були проведені випробування пробіотичних штамів Bacillus subtilis у господарстві з розведення свиней «Інституту сільського господарства Північного Сходу» НААН України з жовтня по листопад місяць 2021 року. Об’єктом досліджень були поросята (до 30 діб) на дорощуванні породи Ландрас + Велика. Пробіотичні штами бактерій родів Bacillus subtilis Wogene, Bacillus subtilis Hanzhou VEGA, Bacillus subtilis Hansen та Bacillus subtilis Challenge задавали поросятам з розрахунку 0,3 кг на тонну води. Вміст бактерій роду Bacillus subtilis КУО/г: 4 - 4,5×109 КУО в 1 г. Умови утримання та відгодівлі у контрольній та досвідчених групах були однаковими. Адгезивні властивості Bacillus subtilis досліджували за методом В.І. Бриліса. Для проведення біохімічного аналізу кров отримували із яремної вени. Вміст загального білка та його фракції визначали за допомогою автоматичного біохімічного аналізатора із застосуванням відповідних діагностичних систем. Дослідженнями встановлено, що найбільший середньодобовий показник приростів спостерігали у групі поросят, де випоювали B. subtilis Chellenge. Різниця між контрольною та дослідними групами становила 2,08 %. Показники метаболізму у поросят у групі з B. subtilis Chellenge мали вищій рівень лізоциму на 14,7 %; γ-глобуліну – на 6,9 % та альбуміну – на 2,9 %, порівняно з контрольною групою тварин. Найбільш високі показники адгезії також мав штам B. subtilis Challenge ІАМ 4,86±0,24. За результатами проведених досліджень встановлений максимально ефективний штам бактерій для використання в даному свинарському господарстві Bacillus subtilis Challenge, який можна застосовувати поросятам як альтернативу антибіотикам. Також було встановлено, що використання Bacillus subtilis в раціоні дослідних тварин покращує метаболізм білка в організмі. Перспективою подальших досліджень у цьому напрямку є визначення механізму дії пробіотиків Bacillus subtilis на ізоляти патогенних мікроорганізмів та визначення лікувального ефекту на свинях.
Bacillaceae
Bacillus (shape)
Cite
Citations (3)
The constructed large recombinant plasmid could not be transformed into the wild-type Bacillus subtilis N4 by traditional spizizen method. In this study, we optimized the spizizen method by adding organic solvents and lysozyme in preparation and transformation of competent cells. The types and concentrations of organic solvent, the concentrations of lysozyme, co- culture time of plasmids and competent cells were studied for improving transformation efficiency to construct Bacillus subtilis N4 PHT01-nit. After IPTG induced, the expression of nit in wild type Bacillus subtilis N4 was validated by SDS-PAGE.Results showed that the highest transformation efficiency of 37 transformants· μg- 1DNA could be obtained when 4% of the Tween-80 was added in preparation of competent cells, 5 μg· m L-1of lysozyme was added in transformation of competent cells, and plasmids were cultured with competent cells for 1 h. SDS- PAGE showed that the target protein band was consistent with nitrilase. This optimized spizizen method could be used for large plasmid DNA transformation into the wild-type Bacillus subtilis.
Bacillaceae
Transformation efficiency
Cite
Citations (1)
Efficiencies of transformation with heterologous DNAs were examined on B. subtilis 168-YSI1 and its restrictionless and modificationless mutant B. subtilis RM125. Whereas the efficiencies of homologous transformation on YS11 and RM125 were almost the same, RM125 showed 30-200 fold higher efficiencies than YS11 when heterologous DNAs were used as transforming DNAs.
Heterologous
Transformation efficiency
Bacillaceae
Cite
Citations (4)
Bacillaceae
Transformation efficiency
Cite
Citations (11)