皮膚科 王修含醫生

細菌人工染色體(bacterial artificial chromosome, BAC)與質體(plasmids)

台大皮膚科  王修含 醫師

細菌人工染色體 (bacterial artificial chromosome，簡稱BAC)：
人類使用基因工程製造出來的一段遺傳物質。
利用「致育質體」(fertility plasmid，簡稱F-plasmid)為基礎，插入巨大的DNA片段，整體大小約為10萬-20萬個鹼基(base pairs)。製造出來的一段染色體片段，目的是將目標基因注入目標細胞之中，用來將基因傳遞到細菌細胞內，並讓它們進行複製。



圖：利用BAC將特定基因轉殖(transforming)至細菌的方法 (引用自 THE BIG BAD BAC: BACTERIAL ARTIFICIAL CHROMOSOMES By Kevin She, http://www.scq.ubc.ca/the-big-bad-bac-bacterial-artificial-chromosomes/)

BAC目前廣泛應用於醫學、生物學、農業等相關研究，下圖即為利用BAC研究SARS(嚴重急性呼吸道症候群)的冠狀病毒的方法。



圖：將引發SARS的冠狀病毒互補DNA( SARS-CoV infectious cDNA clone)組合為BAC的方法。
(引用自J Virol. 2006 Nov;80(21):10900-6. Epub 2006 Aug 23. Construction of a severe acute respiratory syndrome coronavirus infectious cDNA clone and a replicon to study coronavirus RNA synthesis.)


質體(plasmid):
自然界原本就存在的遺傳物質。
細菌細胞內原本就存在的環狀雙股DNA片段，屬於細菌染色體之外的遺傳物質，可自我複製，並在不同細菌之間轉移傳遞，可決定某些特殊性狀。

例如：
1. 致育性質體 fertility plasmid，又稱為F-plasmid或F factor，是第一個在大腸桿菌E. coli細胞內發現的質體，帶有tra genes，可使細菌產生「性線毛」(sex pilus)，與接合生殖(conjugation)行為有關。
2. 抗藥性質體 resistance plasmid，又稱為R-plasmid或R factor，可使細菌產生抗藥性(抵抗抗生素藥物的能力)
3. 毒性質體 virulence plasmid，可使細菌產生致病性。
4. 降解質體 degradative plasmid：目前只發現於假單胞菌屬(Pseudomonas，即綠膿桿菌那一屬的細菌)，可使細菌具有分解芳香烴類化合物的能力。
5. 大腸桿菌素質體(Col plasmid，又稱為Col factor)，可使大腸桿菌E. coli產生大腸桿菌素(colicin)。