一个新的人类睾丸特异基因的cDNA克隆和表达分析

运用“数据库消减杂交”(DigitalDifferentialDisplay)方法筛选人类睾丸特异表达新基因 ,获得了有差异显示的代表新基因的克隆重叠群 ,挑选其中一个克隆重叠群HS .12 9794进行多组织RT PCR ,初步证实该重叠群在人睾丸中有高表达。然后从包含该重叠群的IMAGE克隆出发 ,采用生物信息学的方法快速克隆了一个人类新基因的全长cDNA序列 ,其全长 2 4 30bp ,开放阅读框为 6 76～ 12 4 8bp ,定位于 3p2 1 1,编码由 190个氨基酸组成 ,分子量为 2 0 4 17 8Da ,等电点为 5 2 3的一个偏酸性蛋白质 ,该蛋白与已知蛋白质无明显同源性。克隆实验验证该基因阅读框完全正确 ,半定量RT PCR进一步显示该基因在人不同发育时期的睾丸及精子细胞中有表达 ,推测其可能与精子生成相关 ,暂命名为SRG5 (TestisSpermatogenesisRelatedGene 5 ,SRG5 ) (GenBank登录号 :AY2 2 1117)。SRG5基因的成功克隆表明 ,“数据库消减杂交”与实验验证相结合的技术路线是一种快捷高效的发现更多人类功能新基因的新策略。     

小鼠睾丸生精细胞凋亡相关基因SRG2的分子克隆

从已获得的在隐睾和正常睾丸对照中表达量有明显差异的EST片段 (BE6 4 4 5 4 2 )入手 ,利用网上生物信息学克隆了该基因全长 ,GenBank登录号为AF395 0 83。从小鼠睾丸cDNA文库中分离出该基因完整阅读框cDNA ,SRG2基因的cDNA全长为 10 5 8bp ,编码由 2 95个氨基酸组成、分子量为 335 79、等电点为 9.6 4的蛋白质 ,与人类同源基因TSARG2相似性为 78% ,与已知蛋白质无明显同源性。RT PCR结果表明该基因只在睾丸中有高表达。     

人类生精相关基因TSARG4的cDNA克隆

为了探索精子生成的分子机制 ,从人精子外部致密纤维蛋白相关基因SPAG4(spermantigen 4)和小鼠精母细胞中表达的AK0 0 62 2 5基因出发 ,找到两个人类EST ,BG72 0 5 64和AI70 0 45 4,其中BG72 0 5 64在人睾丸中表达。运用“间隙填充法”填平这两个EST之间的间隙 ,从人睾丸文库中快速克隆了同源于SPAG4和AK0 0 62 2 5基因的人类TSARG4基因 (testisandspermatogenesisrelatedgene 4) (GenBank登录号为AF40 13 5 0 ) ,并用RT PCR对该基因阅读框进行验证。TSARG4基因全长 12 5 2bp ,开放阅读框为 94～ 12 3 3bp ,定位于 2 0q11.2 ,推定编码 3 79个氨基酸 ,预计分子量为 43 0 81.45 ,等电点为 8.61,该基因与小鼠精母细胞基因AK0 0 62 2 5编码的氨基酸序列同源性 74% ,与人类SPAG4基因编码的氨基酸序列同源性 45 %。RT PCR表明人类TSARG4基因在多个组织中均有表达 ,而同源的小鼠AK0 0 62 2 5基因仅在睾丸中表达     

小鼠睾丸生精细胞凋亡相关基因SRG2的分子克隆及其在隐睾中的表达特征

从已获得的在隐睾和正常睾丸对照中表达量有明显差异的EST片段(BE644542)入手,利用网上生物信息学克隆了SRG2基因全长,GenBank登录号为AF395083。从小鼠睾丸cDNA文库中分离出该基因完整阅读框cDNA,SRG2基因的cDNA全长为1088bp,为编码295个氨基酸、分子量为33579kD、等电点为9．64的蛋白质,与人类同源基因TSARG2相似性为78％,而与其他已知蛋白质无明显同源性。RT-PCR结果表明：该基因只在睾丸中有高表达。应用新型的分子信标检测该基因在不同时期隐睾中的mRNA表达水平,发现该基因呈明显上调,证明该基因在隐睾的发生发展中具重要作用。     

野生茄子（Solanum torvum）抗黄萎病相关基因Sto Vel的克隆与分析

采用RT—PCR和RAcE技术从野生茄子中扩增克隆到一个抗黄萎病相关基因,命名为StoVel,其cDNA全长3400bp,含有3153bp的完整开放阅读框,编码1051个氨基酸,该基因编码的蛋白序列与刚果野茄、类番茄和番茄Vel编码的氨基酸序列同源性分别为82％、81％和80％,且有很高的功能区段保守性。将该cDNA全长序列提交Gen Bank,登陆号为DQ020574。半定量PCR表明该基因为组成型表达,在根中表达最多,叶中最少。     

小鼠睾丸凋亡基因MSRG-11的人类同源基因SPATA17的克隆

利用生物信息学方法结合实验手段克隆了一个在睾丸组织中特异高表达的小鼠生精细胞凋亡相关基因Spata17的人类同源基因SPATA17（GenBank登录号为AY963797）。应用生物信息学分析显示该基因定位在染色体1q41,包含11个外显子,内含子和外显子交界区均符合gt—ag规则;该基因开放阅读框为1083bp编码一个由361个氨基酸组成的、分子量为43．49kD、等电点为9．71、含有三个保守IQ功能域的蛋白;对SPATA17编码蛋白质进行生物信息学分析,无跨膜区,无信号肽序列,推测为一非分泌性蛋白。多组织和Northern blot结果显示该基因只在睾丸组织中特异高表达,转录本大小为2．0kb。总之,研究表明SPATA17在睾丸组织生精细胞凋亡起重要作用。     

牛性别决定新基因Fgf9的克隆及生物信息学分析

Fgf9基因是脊椎动物性别决定中重要的信号因子,它在睾丸发育过程中参与Sertoli细胞的增殖和睾丸索的形成。基于表达序列标签（expressed sequence tags, ESTs）克隆原理,采用序列拼接和 RTPCR方法获得了荷斯坦奶牛Fgf9基因的cDNA序列,并对其组织表达特征进行分析。利用生物信息学方法对Fgf9基因序列和蛋白结构进行分析。结果显示：Fgf9基因定位于牛12号染色体上,cDNA全长为697bp,开放阅读框为627bp,编码208个氨基酸,分子量23.38245kDa,等电点7.0600。RTPCR证实该开放阅读框正确,在牛的各组织中均有表达,且与牛其他cDNA无同源性,获得GenBank登陆号为：EU693028。功能结构分析显示Fgf9蛋白具有典型的FGF家族保守结构域,包括受体相互作用位点和肝素结合位点。信号肽预测显示牛Fgf9蛋白可能不存在信号肽序列。
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一个人类精子发生相关新基因TSARG7的克隆和初步功能研究

精子发生是一个多基因参与的复杂的生理过程,虽然人们克隆了一些与精子发生相关的基因,但迄今为止,人们对精子发生的分子机制了解有限,因而克隆相关的新基因,并研究其在理论上和实践上的功能仍然十分重要。该文从人类睾丸cDNA文库出发,以小鼠精子发生相关基因mTSARG7基因为电子探针,得到1个与人类的精子发生相关的新基因TSARG7（GenBank登录号为AY513610）,该基因的cDNA全长为2463bp,含有12个外显子和11个内含子,定位在人类8号染色体8p11.21上。TSARG7编码的蛋白质含有456个氨基酸,分子量为56．295kDa,等电点为9．13,为胞浆中非分泌性蛋白,具有磷酸酰基转移酶（Hsc）的结构域,属于酰基转移酶家族的新成员,该家族成员具有脂质合成的功能。TSARG7和mTSARG7,TSARG7和Au041707分别具有97％的同源性。该基因在睾丸中特异表达,亚细胞定位在胞浆中表达。TSARG7 mRNA在13岁的睾丸中开始表达,并且随着精子的发生和性成熟而稳定增加,热应急实验显示该基因的表达与温度相关。综上所述,该文克隆了人的1个新基因,该基因与精子的发生和性成熟相关。     

粘虫核糖体蛋白S7cDNA的克隆和表达分析

运用RT—PCR和RACE技术克隆了粘虫Mythimnaseparata（Walker）核糖体蛋白s7基因（RPS7）的全长eDNA序列（GenBank登录号：JN582331）,并对其进行生物信息学分析。结果表明,粘虫RPS7全长eDNA序列为762bp,包括5’非编码区32bp和3’非编码区67bp。其开放阅读框（573bp）编码190氨基酸肽链,具有核糖蛋白S7e蛋白家族典型特征。该肽链理论分子量为21．924ku,等电点为9．82,富含4种类型的特定功能位点。该蛋白序列与其他动物RPS蛋白序列具有96．8％-98．2％高度同源性。应用荧光实时定量技术建立了粘虫脑部胚后发育RPS7表达模式。RPS7表达量随胚后发育脑部重建呈现出动态变化,这一结果显示RPS7是在转录水平上呈现发育性调节。     

人类新基因ACBP5cDNA的克隆及其同源物在小鼠/鸡胚发育过程中的表达

利用电子克隆的方法寻找具有重要结构域的人类新基因ACBP5 ,根据得到的序列信息用RT PCR的方法获得全长基因 .通过生物信息学方法预测其结构 ,采用整体原位杂交和组织RT PCR的实验方法 ,在小鼠和鸡胚胎实验模型中研究该基因在发育过程中的表达情况 ,并对其功能进行初步的预测 ,获得一个含有乙酰辅酶A结合蛋白 (acyl CoAbindingprotein ,ACBP)结构域的人类新基因ACBP5 .ACBP5基因的cDNA长度为 10 83bp ,生物信息学方法预测其定位在人第 1号染色体上 ,包含 7个外显子 ,6个内含子 ,包含一个 35 4bp的完整阅读框架 ,编码一个 118个氨基酸残基的蛋白 .在以小鼠胚胎和鸡胚为模型的整体原位杂交中 ,以ACBP5基因全长编码区为探针的结果均显示该基因在胚胎头部特异表达 ,并且主要集中在中脑与间脑之间的峡部 .成体小鼠的组织RT PCR的结果显示 ,ACBP5的同源基因在各组织中均有表达 .这提示ACBP5基因在不同物种中的表达可能比较保守 ,并与头部发育有密切关系 ,同时也对维持细胞的正常功能起到重要的作用 .     

运用数字差异展示方法克隆一个人类新的锌指蛋白基因ZNF474

运用数字差异展示方法,克隆一个与生精相关的睾丸高表达基因。借助公共ESTs数据库,利用DDD软件比较分析各种睾丸文库与其他组织或细胞系文库有差异表达的ESTs,成功克隆到一个在人类睾丸中高表达的新基因。结合实验获得新基因cDNA全长,该基因被国际人类基因命名委员会命名为ZNF474(GeneBank登陆号AY461732)。ZNF474的cDNA全长为1 972 bp,定位在5 q23.2。通过RT-PCR及测序验证,其开放阅读框的位置在377 bp~1 471 bp处,编码364个氨基酸,在氨基酸水平与小鼠同源基因有66%的一致性,而与其他已知蛋白质无明显同源性。Northern杂交分析显示ZNF474在成体睾丸组织特异高表达,卵巢组织弱表达,在多种其他组织中不表达,为单一转录本。原位杂交显示ZNF474基因在正常成人睾丸组织各级生精细胞、隐睾组织以及精原细胞癌组织中均有较高表达。综上考虑,推测ZNF474作为生殖细胞中特异的转录因子,对人类的精子发生和卵母细胞的发育可能起重要作用。     

Identification of a novel gene SRG4 expressed at specific stages of mouse spermatogenesis

Spermatogenesis is a complex process. Duringspermatogenesis, the production of sperm occurs withinthe testicular seminiferous tubules through three separatedphases. First of all, diploid germ cells, primitivespermatogonia, will self renew to amplify and producetypes A and B spermatogonia. Type B spermatogonia willdifferentiate into primary spermatocytes. Then, meioticdivisions of spermatocytes will produce round spermatids.Finally, after a series of biochemical and morphologicalchanges, sper…     

利用电子差异展示方法克隆人类睾丸高表达新基因SPATA11

利用NCBI中的电子差异展示(digital differential display,DDD)软件,比较来自睾丸(包括睾丸癌)与来自其它组织的EST文库,从筛查人类睾丸中高表达而在其他组织中不表达或低表达的差异ESTs入手,成功克隆了一个在人类睾丸中高表达的新基因SPATA11．RT-PCR实验证实其在成人睾丸高表达．序列分析表明该基因含4个外显子,基因组跨越2．6kb,定位于19pl3．3．cDNA编码一个含221个氨基酸,相对分子质量为24．5kD的新蛋白．Northern杂交结果显示：该基因含有1．1kb大小的唯一转录本,主要在睾丸中强表达．肝脏、肺、卵巢和肾脏中有微弱表达．而其他组织中该基因无表达．     

A large scale analysis of cDNA in Arabidopsis thaliana: generation of 12,028 non-redundant expressed sequence tags from normalized and size-selected cDNA libraries.

For comprehensive analysis of genes expressed in the model dicotyledonous plant, Arabidopsis thaliana, expressed sequence tags (ESTs) were accumulated. Normalized and size-selected cDNA libraries were constructed from aboveground organs, flower buds, roots, green siliques and liquid-cultured seedlings, respectively, and a total of 14,026 5'-end ESTs and 39,207 3'-end ESTs were obtained. The 3'-end ESTs could be clustered into 12,028 non-redundant groups. Similarity search of the non-redundant ESTs against the public non-redundant protein database indicated that 4816 groups show similarity to genes of known function, 1864 to hypothetical genes, and the remaining 5348 are novel sequences. Gene coverage by the non-redundant ESTs was analyzed using the annotated genomic sequences of approximately 10 Mb on chromosomes 3 and 5. A total of 923 regions were hit by at least one EST, among which only 499 regions were hit by the ESTs deposited in the public database. The result indicates that the EST source generated in this project complements the EST data in the public database and facilitates new gene discovery.     

DNA sequence-based "bar codes" for tracking the origins of expressed sequence tags from a maize cDNA library constructed using multiple mRNA sources

To enhance gene discovery, expressed sequence tag (EST) projects often make use of cDNA libraries produced using diverse mixtures of mRNAs. As such, expression data are lost because the origins of the resulting ESTs cannot be determined. Alternatively, multiple libraries can be prepared, each from a more restricted source of mRNAs. Although this approach allows the origins of ESTs to be determined, it requires the production of multiple libraries. A hybrid approach is reported here. A cDNA library was prepared using 21 different pools of maize (Zea mays) mRNAs. DNA sequence "bar codes" were added during first-strand cDNA synthesis to uniquely identify the mRNA source pool from which individual cDNAs were derived. Using a decoding algorithm that included error correction, it was possible to identify the source mRNA pool of more than 97% of the ESTs. The frequency at which a bar code is represented in an EST contig should be proportional to the abundance of the corresponding mRNA in the source pool. Consistent with this, all ESTs derived from several genes (zein and adh1) that are known to be exclusively expressed in kernels or preferentially expressed under anaerobic conditions, respectively, were exclusively tagged with bar codes associated with mRNA pools prepared from kernel and anaerobically treated seedlings, respectively. Hence, by allowing for the retention of expression data, the bar coding of cDNA libraries can enhance the value of EST projects.