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法律研究標記基因誘變 (STM)
簡介
標記基因誘變 (STM) 是一種強大的遺傳技術，用於分子生物學中識別對病原體存活或致病性至關重要的基因。STM 是研究細菌病原體的有用工具，因為它允許研究人員識別病原體生存和致病所需的基因。STM 是一種方法，涉及病原體基因組的隨機誘變，然後識別在特定條件下無法存活或生長的突變體。
STM 最初由 Stanley Falkow 及其同事於 1980 年代開發，作為研究鼠傷寒沙門氏菌的工具。此後，該技術已被用於研究各種細菌病原體，包括大腸桿菌、鼠疫耶爾森氏菌和肺炎鏈球菌。STM 已被證明是識別對細菌存活和致病性至關重要的基因的有效方法，並導致對細菌發病機制的分子機制有了更好的理解。
STM 的基本原理涉及建立細菌病原體的大量突變體庫。這是透過將病原體暴露於誘變劑（如轉座子或化學誘變劑）來實現的。誘變劑隨機插入細菌的基因組中，破壞特定基因的功能。然後篩選所得的突變體庫，以確定其在特定條件下（例如，在特定抗生素存在下或在宿主生物體中）存活或生長的能力。
為了識別對病原體存活或致病性至關重要的突變體，在庫中的每個突變體中新增一個獨特的“標記標籤”。該標記標籤允許研究人員識別庫中的單個突變體並跟蹤它們在各種條件下的行為。標記標籤可以是短的 DNA 序列、唯一的條形碼或熒光蛋白。該標籤與誘變劑一起插入每個突變體的基因組中。
建立突變體庫後，對其進行篩選，以查詢無法在特定條件下存活或生長的突變體。例如，可以篩選該庫以查詢無法在特定抗生素存在下生長的突變體。分離出在這些條件下無法生長的突變體，並識別標記標籤。這使研究人員能夠識別出誘變劑破壞的特定基因。
STM 已被用於識別對細菌毒力至關重要的基因。例如，STM 用於識別鼠傷寒沙門氏菌毒力所需的基因。該技術確定了幾個參與病原體在宿主生物體中存活和致病能力的基因。類似地，STM 已被用於識別其他細菌病原體（如鼠疫耶爾森氏菌，鼠疫和肺鼠疫的病原體）的毒力所需基因。
除了識別毒力所需的基因外，STM 還被用於識別細菌在不同環境中生存所需的基因。例如，STM 用於識別大腸桿菌在牛腸道中生存所需的基因。該技術確定了許多參與病原體在腸道環境的惡劣條件下生存能力的基因。
STM 的主要優點之一是它能夠在單個實驗中識別多個基因。該技術允許研究人員篩選大量的突變體庫，以確定其在特定條件下存活或生長的能力。這可能導致識別參與同一途徑或過程的多個基因。這對於研究複雜的生物過程（如細菌發病機制）特別有用。
侷限性
雖然 STM 是識別對細菌存活和致病性至關重要的基因的強大技術，但它在識別非必需基因方面存在侷限性。這是因為該技術依賴於識別無法在特定條件下生長或存活的突變體，這意味著它偏向於識別生存或致病所需的基因。
該技術旨在識別對特定表型或行為（例如，在抗生素存在下生長或在宿主生物體中存活）很重要的基因。在特定測試條件下未表現出表型的突變體將不會使用 STM 識別。這意味著使用 STM 可能無法識別對其他過程很重要的基因，但不是測試的特定表型所必需的。
此外，STM 依賴於隨機誘變，這可能導致偏向於識別更容易被誘變劑破壞的基因。這意味著在篩選過程中可能會錯過某些基因，因為它們不太可能被使用的誘變劑破壞。
結論
STM 仍然是識別對細菌存活和致病性至關重要的基因的寶貴工具。它導致了許多參與細菌發病機制的重要基因的發現，並提供了對細菌毒力的分子機制的見解。為了克服 STM 的侷限性，已經開發了其他遺傳技術，如轉座子插入測序 (Tn-seq) 和基於 CRISPR 的篩選，以補充和擴充套件 STM 的實用性。
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