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法律研究标记基因诱变 (STM)
简介
标记基因诱变 (STM) 是一种强大的遗传技术，用于分子生物学中识别对病原体存活或致病性至关重要的基因。STM 是研究细菌病原体的有用工具，因为它允许研究人员识别病原体生存和致病所需的基因。STM 是一种方法，涉及病原体基因组的随机诱变，然后识别在特定条件下无法存活或生长的突变体。
STM 最初由 Stanley Falkow 及其同事于 1980 年代开发，作为研究鼠伤寒沙门氏菌的工具。此后，该技术已被用于研究各种细菌病原体，包括大肠杆菌、鼠疫耶尔森氏菌和肺炎链球菌。STM 已被证明是识别对细菌存活和致病性至关重要的基因的有效方法，并导致对细菌发病机制的分子机制有了更好的理解。
STM 的基本原理涉及创建细菌病原体的大量突变体库。这是通过将病原体暴露于诱变剂（如转座子或化学诱变剂）来实现的。诱变剂随机插入细菌的基因组中，破坏特定基因的功能。然后筛选所得的突变体库，以确定其在特定条件下（例如，在特定抗生素存在下或在宿主生物体中）存活或生长的能力。
为了识别对病原体存活或致病性至关重要的突变体，在库中的每个突变体中添加一个独特的“标记标签”。该标记标签允许研究人员识别库中的单个突变体并跟踪它们在各种条件下的行为。标记标签可以是短的 DNA 序列、唯一的条形码或荧光蛋白。该标签与诱变剂一起插入每个突变体的基因组中。
创建突变体库后，对其进行筛选，以查找无法在特定条件下存活或生长的突变体。例如，可以筛选该库以查找无法在特定抗生素存在下生长的突变体。分离出在这些条件下无法生长的突变体，并识别标记标签。这使研究人员能够识别出诱变剂破坏的特定基因。
STM 已被用于识别对细菌毒力至关重要的基因。例如，STM 用于识别鼠伤寒沙门氏菌毒力所需的基因。该技术确定了几个参与病原体在宿主生物体中存活和致病能力的基因。类似地，STM 已被用于识别其他细菌病原体（如鼠疫耶尔森氏菌，鼠疫和肺鼠疫的病原体）的毒力所需基因。
除了识别毒力所需的基因外，STM 还被用于识别细菌在不同环境中生存所需的基因。例如，STM 用于识别大肠杆菌在牛肠道中生存所需的基因。该技术确定了许多参与病原体在肠道环境的恶劣条件下生存能力的基因。
STM 的主要优点之一是它能够在单个实验中识别多个基因。该技术允许研究人员筛选大量的突变体库，以确定其在特定条件下存活或生长的能力。这可能导致识别参与同一途径或过程的多个基因。这对于研究复杂的生物过程（如细菌发病机制）特别有用。
局限性
虽然 STM 是识别对细菌存活和致病性至关重要的基因的强大技术，但它在识别非必需基因方面存在局限性。这是因为该技术依赖于识别无法在特定条件下生长或存活的突变体，这意味着它偏向于识别生存或致病所需的基因。
该技术旨在识别对特定表型或行为（例如，在抗生素存在下生长或在宿主生物体中存活）很重要的基因。在特定测试条件下未表现出表型的突变体将不会使用 STM 识别。这意味着使用 STM 可能无法识别对其他过程很重要的基因，但不是测试的特定表型所必需的。
此外，STM 依赖于随机诱变，这可能导致偏向于识别更容易被诱变剂破坏的基因。这意味着在筛选过程中可能会错过某些基因，因为它们不太可能被使用的诱变剂破坏。
结论
STM 仍然是识别对细菌存活和致病性至关重要的基因的宝贵工具。它导致了许多参与细菌发病机制的重要基因的发现，并提供了对细菌毒力的分子机制的见解。为了克服 STM 的局限性，已经开发了其他遗传技术，如转座子插入测序 (Tn-seq) 和基于 CRISPR 的筛选，以补充和扩展 STM 的实用性。
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