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細(xì)粒棘球絳蟲抗原cC1重組蛋白及其可溶性表達(dá)方法和純化方法與流程

文檔序號(hào):11270844閱讀:739來源:國知局
細(xì)粒棘球絳蟲抗原cC1重組蛋白及其可溶性表達(dá)方法和純化方法與流程

本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1重組蛋白及其可溶性表達(dá)方法和純化方法。



背景技術(shù):

抗原cc1是細(xì)粒棘球絳蟲成蟲cdna文庫中的一個(gè)抗原基因??乖璫c1是一種重要的細(xì)粒棘球絳蟲抗原,可能參與了細(xì)粒棘球絳蟲信號(hào)傳導(dǎo)途徑,對(duì)于細(xì)胞的生長、分化具有重要的生理意義??乖璫c1同膜聯(lián)蛋白家族(annexinfamily)成員可能是同源基因,屬于annexin家族。研究該抗原的生理功能,不僅可以了解其對(duì)于細(xì)粒棘球蚴的寄生、生長、發(fā)育等生命活動(dòng)中的重要意義,還可以為治療和預(yù)防包蟲病提供新的藥物靶點(diǎn)和候選疫苗?;谝陨涎芯勘尘?,本發(fā)明構(gòu)建了編碼細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1基因的原核表達(dá)質(zhì)粒,轉(zhuǎn)化入大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng),誘導(dǎo)其可溶性表達(dá),并進(jìn)行蛋白純化,得到了該蛋白,為其今后的免疫原性、生化特性分析以及功能研究奠定了基礎(chǔ)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明通過基因工程技術(shù),提供了一種細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1的原核表達(dá)載體pet30a-抗原cc1,利用該載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌(bl21-de3)實(shí)現(xiàn)了抗原cc1的高水平可溶性表達(dá)。并提供了一種親和層析純化方法,純化出了大量的高純度的重組抗原cc1,用于抗原cc1免疫原性、生化特性分析以及功能研究,抗包蟲疫苗、抗包蟲藥物的研發(fā)及囊型包蟲病患者的免疫診斷。

本發(fā)明提供細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1重組蛋白,所述細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1重組蛋白的氨基酸序列為序列表seqidno.2。

作為優(yōu)選,所述細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1重組蛋白編碼的核苷酸序列為序列表seqidno.1中第22位-1065位堿基。

本發(fā)明還提供上述細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1重組蛋白的可溶性表達(dá),步驟如下:

(1)目的基因抗原cc1的擴(kuò)增;

(2)構(gòu)建抗原cc1表達(dá)質(zhì)粒:將步驟(1)制備的目的基因細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1純化后酶切,構(gòu)建入pet-30a相應(yīng)的多克隆酶切位點(diǎn),構(gòu)建質(zhì)粒pet30a-抗原cc1;

(3)將步驟(2)制備的質(zhì)粒pet30a-抗原cc1轉(zhuǎn)化入e.colibl21(de3)感受態(tài)細(xì)胞中,將活化表達(dá)的菌液加入lb液體培養(yǎng)基中,置于搖床上于37℃,180r/min振蕩培養(yǎng)3小時(shí),再加入0.1mmol/l的iptg于18℃,誘導(dǎo)振蕩培養(yǎng)6小時(shí),離心、超聲后收集上清。

本發(fā)明還提供上述細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1重組蛋白的純化方法,是使用hispurcobalt(clontech)親和層析純化重組蛋白,使用洗脫緩沖液進(jìn)行洗脫;所述洗脫緩沖液的配方為:200mm/l咪唑,50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0。

作為優(yōu)選,步驟如下:

(1)加入20mmmes緩沖液于histalontmgravitycolumns預(yù)裝柱中沖洗介質(zhì);

(2)加入超純水,使其緩慢的流過柱內(nèi)填充的介質(zhì);

(3)加入結(jié)合緩沖液,使其緩慢的流過柱內(nèi)填充的介質(zhì);所述結(jié)合緩沖液的配方為:50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0;

(4)上樣,加入抗原cc1重組蛋白上清液,使蛋白與介質(zhì)結(jié)合后將上清液緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);

(5)加入結(jié)合緩沖液,輕輕搖晃懸浮起介質(zhì),將該親和柱置于搖床上,室溫下輕輕振搖10分鐘,之后緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);所述結(jié)合緩沖液的配方為:50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0;

(6)加入漂洗緩沖液,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);所述漂洗緩沖液的配方為:50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,20mm/l咪唑,ph8.0;

(7)加入洗脫緩沖液使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì),收集流穿液;所述洗脫緩沖液的配方為:200mm/l咪唑,50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0。

本發(fā)明還提供上述細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1重組蛋白在制備檢測細(xì)粒棘球蚴病的elisa試劑盒中的應(yīng)用。

本發(fā)明還提供一種檢測細(xì)粒棘球蚴病的elisa試劑盒,所述elisa試劑盒中包被抗原為權(quán)利要求1或2所述的細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1重組蛋白。

作為優(yōu)選,所述包被抗原用ph9.6的0.05m/l碳酸鹽緩沖液稀釋至終濃度5μg/ml。

作為優(yōu)選,所述試劑盒還包括封閉液,所述封閉液為含有5%脫脂奶粉的tbst,所述百分比的單位為g/ml。

作為優(yōu)選,所述試劑盒還包括酶標(biāo)二抗,所述酶標(biāo)二抗為過氧化物酶標(biāo)記的羊抗人igg。

本發(fā)明提供了一種細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1基因,還提供了細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1基因所編碼的蛋白質(zhì),并提供了一種細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1的原核表達(dá)載體pet30a-抗原cc1。該載體含有t7啟動(dòng)子和終止子、細(xì)菌核糖體結(jié)合位點(diǎn)和抗原cc1基因及一個(gè)組氨酸標(biāo)簽,從細(xì)粒棘球絳蟲成蟲cdna文庫中克隆出抗原cc1基因,用t7啟動(dòng)子控制它在大腸桿菌中的表達(dá),利用該載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌(bl21-de3),并在較低溫度、較低誘導(dǎo)劑濃度及較短誘導(dǎo)時(shí)間條件下誘導(dǎo)該菌,實(shí)現(xiàn)抗原cc1的高效可溶性表達(dá):表達(dá)的重組蛋白質(zhì)絕大部分為可溶性蛋白,占大腸桿菌可溶性總蛋白的85%,然后使用hispurcobalt(clontech)親和層析純化蛋白,在使用洗脫緩沖液(200mm/l咪唑,50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0)時(shí)得到一種高純度的細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1??乖璫c1重組蛋白表達(dá)量很高,不需要大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)菌,且在特定的誘導(dǎo)條件下呈可溶性表達(dá),純化該蛋白的操作相當(dāng)簡單,成本也很低,極易重復(fù)使用。本發(fā)明所制備的重組蛋白可以用于囊型包蟲病患者的免疫診斷,其作為免疫抗原能夠被囊型包蟲病患者血清識(shí)別,應(yīng)用于間接elisa檢測時(shí),具備較高的特異性和靈敏度,臨床檢測符合率高達(dá)90%。

附圖說明

附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:

圖1為細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1基因pcr擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果;

圖2為細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1在不同誘導(dǎo)條件下的原核表達(dá);

圖3為細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1親和層析純化結(jié)果。

具體實(shí)施方式

以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明,但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法,如無特殊說明,均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的試驗(yàn)材料,如無特殊說明,均為市售。

實(shí)施例一細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1基因序列及其編碼的蛋白質(zhì)序列

細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1全長1309個(gè)核苷酸,最大的開放閱讀框(orf)位于第22-1065位,含1044bp,起始密碼子為atg,終止密碼子為taa,編碼347個(gè)氨基酸,其核苷酸序列及編碼的氨基酸序列分別見序列表seqidno.1和2。

核苷酸序列:

氨基酸序列:

實(shí)施例二細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1的原核表達(dá)載體pet30a-抗原cc1的克隆構(gòu)建

1、目的基因抗原cc1的擴(kuò)增

以細(xì)粒棘球絳蟲pbluescriptⅱsk-抗原cc1(細(xì)粒棘球絳蟲pbluescriptⅱsk-抗原cc1從海南醫(yī)學(xué)院寄生蟲學(xué)教研室獲得,社會(huì)公眾也可從該教研室獲得)為模板,根據(jù)細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1基因序列設(shè)計(jì)如下兩對(duì)引物:

上游引物序列為:caggatccatgctctactgccgc,含bamhi酶切位點(diǎn),

下游引物序列為:cagtcgacttatgtgcagccgaggag,含sali酶切位點(diǎn)。

擴(kuò)增抗原cc1基因最大的開放閱讀框(orf)中的基因序列(即22-1065位基因序列),pcr反應(yīng)條件:98℃預(yù)變性5min;98℃變性30s,58℃復(fù)性30s,72℃延伸75s,30個(gè)循環(huán);72℃延伸10min。擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果見圖1。

圖1為細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1基因pcr擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果;其中,m,markerⅲ;1,細(xì)粒棘球絳蟲pbluescriptⅱsk-抗原cc1重組質(zhì)粒dna提取結(jié)果;2,抗原cc1pcr擴(kuò)增產(chǎn)物。

2、構(gòu)建抗原cc1表達(dá)質(zhì)粒

pcr產(chǎn)物經(jīng)純化后,擴(kuò)增得到片段被ecorv和sali酶切后并純化后,構(gòu)建入pet-30a相應(yīng)的多克隆酶切位點(diǎn),構(gòu)建質(zhì)粒pet30a-抗原cc1,經(jīng)測序鑒定,抗原cc1的序列信息與目標(biāo)基因序列一致:核苷酸序列為序列表seqidno.1中第22-1065位,編碼347個(gè)氨基酸,編碼的氨基酸序列為序列表seqidno.2。

實(shí)施例三細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1的原核表達(dá)

在不同誘導(dǎo)條件下,重組蛋白的可溶性表達(dá)量有所不同,以下為最佳誘導(dǎo)方法:

制備e.colibl21(de3)感受態(tài)細(xì)胞,將實(shí)施例2制備得到的質(zhì)粒pet30a-抗原cc1轉(zhuǎn)化入e.colibl21(de3)中,將活化表達(dá)抗原cc1的e.colibl21(de3)菌液0.5ml,移入300mllb液體培養(yǎng)基中,置于搖床上于37℃,180r/min振蕩培養(yǎng)3小時(shí),再加入iptg(0.1mmol/l)于18℃,140r/min誘導(dǎo)振蕩培養(yǎng)6小時(shí);4℃10000rpm離心10min收集細(xì)菌;超聲破碎細(xì)菌,功率180w,超聲10s,間歇10s,30min后提取上清,并進(jìn)行sds-page電泳,可見蛋白在上清液中表達(dá)量很高,呈可溶性表達(dá)(見圖2)。重組蛋白質(zhì)絕大部分為可溶性蛋白,占大腸桿菌可溶性總蛋白的85%。

為了尋找到最佳誘導(dǎo)條件,申請(qǐng)人進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn),圖2為細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1在不同誘導(dǎo)條件下的原核表達(dá)。

其中,a圖中,m:marker;1-4泳道分別為:bl21(de3)-pet30a-抗原cc1于37℃,iptg濃度分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)18h后上清液的電泳圖;5-8泳道分別為:bl21(de3)-pet30a-抗原cc1于25℃,iptg濃度分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)12h后上清液的電泳圖;

b圖中,m:marker;1-7泳道分別為:bl21(de3)-pet30a-抗原cc1于18℃,iptg濃度分別為0.025、0.05、0.1、0.25、0.5、0.8、1.0mmol/l,誘導(dǎo)6小時(shí)后上清液的電泳圖。

由圖2可見,在誘導(dǎo)溫度為37℃,iptg濃度分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)18h后,在上清液中可見呈可溶性表達(dá)的抗原cc1,但表達(dá)量很低。

將誘導(dǎo)溫度降至25℃,iptg濃度分別為1、0.5、0.25、0.1mmol/l,誘導(dǎo)12h后,在上清液中可見呈可溶性表達(dá)的抗原cc1,但其表達(dá)量較37℃時(shí)并未增加。

進(jìn)一步降低誘導(dǎo)溫度至18℃,iptg濃度分別為0.025、0.05、0.1、0.25、0.5、0.8、1.0mmol/l,誘導(dǎo)6h后,均可使上清液中抗原cc1的表達(dá)量增加,且iptg濃度為0.1mmol/l時(shí),可溶性抗原cc1的表達(dá)量最多,故將此條件作為抗原cc1原核誘導(dǎo)表達(dá)的最優(yōu)條件。

實(shí)施例四細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1的親和層析純化

應(yīng)用hispurcobalt(clontech)純化系統(tǒng)純化目的蛋白。histalontmgravitycolumns預(yù)裝柱購自日本clontech公司,型號(hào)為:635655。

在滴加各種物質(zhì)時(shí),滴加速度為1滴/10秒。

不同的純化方法得到的重組蛋白的純化效果不同,需要對(duì)純化方法進(jìn)行優(yōu)化。以下為部分優(yōu)化過程:

加入20ml超純水于hispurcobalt預(yù)裝柱中,使其緩慢的流過柱內(nèi)填充的介質(zhì);加入20mltris-結(jié)合緩沖液(20mm/ltris,500mm/lnacl,20mm/l咪唑,ph8.0),使其緩慢的流過柱內(nèi)填充的介質(zhì);上樣,加入10ml通過超聲破碎e.colibl21(de3)-pet30a-抗原cc1提取的上清液,控制流速使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);加入30mltris-結(jié)合緩沖液(20mm/ltris,500mm/lnacl,20mm/l咪唑,ph8.0),控制流速使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);加入100mm/l咪唑-tris洗脫液(100mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入200mm/l咪唑-tris洗脫液(200mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集;加入300mm/l咪唑-tris洗脫液(300mm/l咪唑,20mm/ltris,500mm/lnacl,ph8.0)2ml,使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)并收集。將收集的洗脫液分別進(jìn)行sds-page分析,檢查蛋白的純化程度,見圖3中的a圖。

圖3為細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1hispurcobalt親和層析純化結(jié)果。

其中,在a圖中,m:marker;1,bl21(de3)e.coli誘導(dǎo)后上清;2,bl21(de3)-pet30a-抗原cc1誘導(dǎo)后上清原樣;3,100mm/l咪唑-tris洗脫液;4,200mm/l咪唑-tris洗脫液;5,300mm/l咪唑-tris洗脫液。

由圖3中的a圖可見:分別用100、200、300mm/l咪唑-tris洗脫液均能夠?qū)⒛康牡鞍紫疵撓聛恚堑鞍准兌炔桓?,雜蛋白含量很高,故進(jìn)一步優(yōu)化蛋白純化條件,改用以下方法進(jìn)行純化。

加入30ml20mmmes(2-(n-嗎啉)-乙磺酸,ph5.0)緩沖液于hispurcobalt預(yù)裝柱中沖洗介質(zhì);加入30ml超純水,使其緩慢的流過柱內(nèi)填充的介質(zhì);加入20ml結(jié)合緩沖液(50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0)以平衡介質(zhì),使其緩慢的流過柱內(nèi)填充的介質(zhì);上樣,加入10ml通過超聲破碎e.colibl21(de3)-pet30a-抗原cc1提取的上清液,輕輕搖晃懸浮起介質(zhì),將該親和柱置于搖床上,室溫下輕輕振搖10分鐘,使蛋白與介質(zhì)結(jié)合,之后控制流速使上清液緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);加入10ml結(jié)合緩沖液(50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0),輕輕搖晃懸浮起介質(zhì),將該親和柱置于搖床上,室溫下輕輕振搖10min,之后控制流速使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);加入20ml漂洗緩沖液(50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,20mm/l咪唑,ph8.0)以洗脫雜蛋白,控制流速使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì);加入10ml洗脫緩沖液(200mm/l咪唑,50mm/lnah2po4,300mm/lnacl,ph8.0)使其緩慢流過柱內(nèi)介質(zhì)以洗脫目的蛋白,并用5mlep管收集流穿液,連續(xù)收集,2ml/管。將收集的流穿液分別進(jìn)行sds-page分析,檢查蛋白的純化程度,最終得到純度很高的抗原cc1(見圖3b),該蛋白分子量約為38.28kd。sds-page結(jié)果見圖3中的b圖。

在圖3的b圖中,m:marker;1,bl21(de3)e.coli誘導(dǎo)后上清;2,bl21(de3)-pet30a-抗原cc1誘導(dǎo)后上清原樣;3-7,200mm/l咪唑-nah2po4洗脫液。

實(shí)施例五檢測細(xì)粒棘球蚴病的elisa試劑盒

檢測細(xì)粒棘球蚴病的elisa試劑盒包括以下組分:

1、包被抗原:以實(shí)施例4得到的純化的重組蛋白為包被抗原,用ph9.6的0.05m/l碳酸鹽緩沖液稀釋純化的重組蛋白至終濃度5μg/ml;

2、封閉液:5g脫脂奶粉溶于100mltbst中;

3、陰性對(duì)照:健康人血清,1:200稀釋;

4、酶標(biāo)二抗:過氧化物酶標(biāo)記的羊抗人igg,1:10000稀釋;

5、tmb顯色液;

6、終止液:2mol/l濃硫酸。

實(shí)施例六細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1的elisa檢測

以純化后的重組蛋白為抗原,對(duì)20份感染棘球蚴病人血清樣品和20份健康人血清樣品進(jìn)行間接elisa檢測。具體方法如下:

用ph9.6的0.05m/l碳酸鹽緩沖液稀釋純化的重組蛋白至終濃度5μg/ml,每孔200μl包被96孔酶標(biāo)板,4℃過夜;甩去孔中液體,以ph7.4的pbst洗板3次(5min/次)后每孔加入200μl封閉液(5g脫脂奶粉溶于100mltbst中),37℃封閉1小時(shí)。pbst洗板3次(5min/次),每孔100μl分別加入細(xì)粒棘球蚴病患者和健康人血清(1:200稀釋),37℃溫育1小時(shí);pbst洗板3次,每孔100μl加入過氧化物酶標(biāo)記的羊抗人igg(1:10000稀釋),37℃溫育1小時(shí);pbst洗板3次,每孔100μl加入tmb顯色液,37℃避光反應(yīng)30分鐘,每孔50μl加入2mol/l濃硫酸終止反應(yīng),測定吸光度()值。以健康人血清的均值2倍加標(biāo)準(zhǔn)差為陽性判斷值。elisa檢測結(jié)果如表1所示,本發(fā)明的試劑盒對(duì)細(xì)粒棘球蚴病患者血清的診斷敏感性為90%(18/20),對(duì)細(xì)粒棘球蚴病有較好的免疫診斷價(jià)值。

表1細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1elisa檢測結(jié)果

最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

序列表

<110>蘭州大學(xué)

<120>細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1重組蛋白及其可溶性表達(dá)方法和純化方法

<210>1

<211>1309

<212>dna

<213>細(xì)粒棘球絳蟲抗原cc1核苷酸序列

<400>1

ccgggggcaccgtgtgcgattatgctctactgccgctccttgattcatctatatactcct60

gatggggagaaatacaaaccgaccattactccaacaccgggattctcaccgaccgctgat120

gctgagcatctgaagcgtgcaatgcgagggatcggcacaaatgaagctgaaattatcgag180

attcttggaggtcgaacttcagctgaaagaatggccattcgcgaagcttatacatcgatt240

tcgagcaaaactctgcatgatgctctaaagagtgaactgagtggccactttcgagagctt300

gtcttgttgttaatccaatcaccgtggcaggtgatggcagaggctctttacaaggcaatc360

aagggggctggcactaaggaacgcgtgcttaatgaaatcattgccggttgctcaaaggag420

gacatcccccatttgaaagaggcctttgaggaagtgagcggaggagaaaaccttgaggat480

gcgatcaagggcgacacaagcggcgactactgcgcagcgcttttgttagcactctcaggc540

cagtgtgatgaacctcaggcgatgcaactcaaatgtttaacaccctgcacactcaatcag600

gtcgtgaaccccggtcttgccgaaagtgatgcgaaggagctgtacgcttgtggtgaaggg660

cgaccaggcacggcggagagtcgtttcatgcgtcccatcattaaccgatcattccttcaa720

atgcgcctaacggacgaggcctacactcgggcatacggtcacccattgattgatgcaata780

aaaaaggagacttcgggagactttgaacactttctcgtgactagagttcgatacgccatt840

gatcgtgctgctctctttgccgaacttcttcattttgccatcagtggaccgggtacaagg900

gattccaccttgcaacgcattttagccctaagggctgacaccgatttgggaaccatcaag960

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