E. coli là vi khuẩn Gram âm, kị khí tùy tiện và không sinh bào tử. Chúng có bộ máy di truyền tƣơng đối đơn giản, thành phần di truyền sơ cấp chỉ là một nhiễm sắc thể đơn với khoảng 5 triệu cặp bazơ (bằng 1/600 hệ gen ngƣời). Tế bào E. coli
có khả năng sinh sản với tốc độ rất nhanh trên những môi trƣờng nuôi cấy đơn giản, trung bình 22 phút chúng lại phân chia một lần. Đặc biệt, E. coli có khả năng thu nhận rất nhiều các yếu tố di truyền từ môi trƣờng ngoài nhƣ plasmid, phage… với khả năng sao chép DNA rất lớn. Chính vì vậy E. coli đã đƣợc cải biến để sử dụng nhƣ một vật chủ hữu hiệu trong kĩ thuật tách dòng cũng nhƣ trong biểu hiện gen [1]. Trong quá trình biểu hiện protein ngoại lai thƣờng xảy ra hiện tƣợng các protein sau khi đƣợc biểu hiện bị các protease nội bào phân giải. Để hạn chế hiện tƣợng này ngƣời ta đã tạo các chủng biểu hiện mang các gen đột biến làm mất khả năng tổng hợp các protease. Chủng biểu hiện E. coli ER2566 là một chủng đột biến nhƣ vậy. Tế bào E. coli ER2566 chứa đột biến lon protease (một protease nội bào) và ompT protease (một protease ngoại bào) nên hạn chế khả năng thuỷ phân protein. Ngoài những đặc điểm trên thì trong DNA hệ gen của E. coli ER2566 có chứa gen mã hoá cho T7 RNA polymerase. Đây là gen có nguồn gốc từ bacteriophage T7 đƣợc đƣa vào hệ gen của E. coli ER2566 đặt dƣới sự điều khiển của promoter lac cảm ứng với IPTG. T7 RNA polymerase rất đặc hiệu với promoter của phage T7 nên có khả năng phiên mã hoàn toàn bất kỳ trình tự DNA nào nằm dƣới sự điều khiển của promoter T7. Đây còn là một enzyme hoạt động rất mạnh, có tốc độ kéo dài chuỗi nhanh gấp 5 lần so với các RNA polymerase khác có nguồn gốc từ
E. coli. Do đó, sự có mặt của T7 RNA polymerase giúp tổng hợp một lƣợng lớn protein ngoại lai dƣới sự điều khiển của promoter T7. Chính nhờ những cải biến này mà E. coli ER2566 đã trở thành vật chủ hữu hiệu trong việc biểu hiện gen ngoại lai
31
[78].