家蚕丝蛋白Fhx/P25基因启动子区域的克隆及序列分析

为研究家蚕Fhx/P25基因在时空上的调控机制，通过PCR扩增获得家蚕丝素蛋白Fhx/P25基因的启动子序列并进行克隆和序列分析。进一步构建了由Fhx/P25启动子驱动报告基因DsRed的表达载体pSK-P25-DsRed-PolyA，并通过家蚕BmN细胞进行瞬时表达。结果显示：Fhx/P25基因的启动子序列符合真核生物启动子特点，具有丝腺特异性表达启动子的特征，TATA框的保守序列为TATAA，位于-28—-32处，CAAT基序有3个，其中-110—-117和-90—-87处的2个CAAT基序可能具有活性；二级结构分析显示：Fhx/P25启动子区域具有复杂的茎环结构，这可能与蛋白表达的组织特异性、时间性以及活性有关。基因启动子可以驱动红色荧光基因DsRed在家蚕BmN培养细胞中的瞬时表达。     

家蚕丝素蛋白轻链基因（fib-L）启动子序列的克隆及其活性分析

家蚕Bombyx mori丝素蛋白轻链（fibroin light-chain, fib-L）基因fib-L具有在后部丝腺组织专一性、高效性表达的特点。为了利用其启动子构建能够表达外源基因的丝腺生物工厂,本实验对fib-L启动子活性进行了研究。通过PCR法克隆了fib-L启动子元件,序列分析显示fib-L启动子由位于-33 ～ -25处的TATA盒元件和位于－128～－121处的特征性序列GTCAATTT共同组成。用fib-L启动子控制报告基因DsRed进行家蚕BmN细胞和蚕体内的瞬时表达研究,结果表明fib-L启动子可以驱动DsRed报告基因在BmN细胞和家蚕后部丝腺组织中瞬时表达。     

带有丝素重链信号肽序列的家蚕丝胶蛋白启动子驱动DsRed的瞬时分泌表达

为了探讨家蚕Bombyx mori丝素蛋白重链信号肽序列在中部丝腺组织中是否具有功能活性,根据家蚕丝蛋白基因的启动子活性高、丝蛋白具有高效分泌的特性,构建了带有丝素重链基因fib-H信号肽的家蚕丝胶-1(ser-1)启动子(ser-HS),用ser-HS驱动DsRed基因构建了分泌型瞬时表达载体pSK-SerHS-DsRed-polyA。转染细胞实验显示,该载体能在家蚕BmN细胞中瞬时表达DsRed。家蚕注射载体后,可在中部丝腺腔中检测到红色荧光,表明瞬时表达的DsRed已分泌到丝腺腔内。据此提出克隆的fib-H信号肽序列在家蚕中部丝腺组织中具有信号肽的功能。     

家蚕丝素重链启动子驱动DsRed的瞬时分泌表达

根据家蚕丝蛋白基因的启动子活性高、丝蛋白具有高效分泌的特性,克隆了家蚕丝素重链基因(Fib-H)启动子及其下游的信号肽序列(FibHS),将DsRed基因与信号肽序列融合构建了分泌型瞬时表达载体;转染细胞实验显示,该载体能在家蚕BmN细胞中瞬时表达DsRed;家蚕注射载体后,可在丝腺腔中检测到红色荧光,表明瞬时表达的DsRed分泌到丝腺腔,推测所克隆的序列具有信号肽的功能。此外,本研究为家蚕丝腺生物反应器分泌表达外源基因的研究奠定了基础。     

家蚕hsp20.4启动子克隆及其驱动表达产物EGT对家蚕蛹体发育的影响

为验证家蚕Bombyx mori热休克蛋白基因hsp20.4启动子的活性以及家蚕核多角体病毒egt的表达产物对家蚕发育的影响, 本实验通过PCR扩增分别得到hsp20.4启动子片段和egt片段。利用hsp20.4的启动子和红色荧光蛋白报告基因DsRed构建重组载体, 在家蚕BmN细胞以及家蚕组织中得到了瞬时表达, 表明所克隆的hsp20.4启动子序列具有热休克蛋白基因的启动子活性。又利用hsp20.4启动子和家蚕核多角体病毒的egt构建重组载体, 通过注射到蚕蛹中进行瞬时表达, 以检测egt表达产物对家蚕发育的影响, 经42℃ 1 h热诱导后, hsp20.4启动子控制的egt表达产物可以延迟家蚕发育。     

家蚕云7A Sericin1基因启动子克隆及活性分析

家蚕Sericin1基因(Ser1)是中部丝腺特异表达基因,其启动子在家蚕生物反应器研究方面发挥着重要作用。为了解云南家蚕品种云7 Ser1基因上游调控序列存在的多态性,进而获得具有驱动活性的Ser1启动子序列,克隆了家蚕Ser1基因启动子并进行序列分析,构建了由该基因启动子驱动红色荧光蛋白基因Ds Red的表达载体p Bac[Ser1p-Ds RedSV40+A3-EGFP],转染家蚕Bm N细胞进行瞬时表达来验证启动子活性。该启动子同已报道Ser1基因上游调控序列比对发现,顺式作用元件区域高度保守,而其他区域存在422 bp的碱基缺失;Ser1基因上游调控序列中存在启动子TATA框和CAAT框分别位于-24~-30处和-112~-115处,其中TATA框的保守序列是TATAAAA;而启动子驱动下的Ds Red基因在Bm N细胞和中部丝腺中成功表达。结果表明云南家蚕品种Ser1上游调控序列存在多态性和驱动活性,为了解不同家蚕品种丝胶合成能力差异和获得高效启动子奠定了基础。     

家蚕中肠特异启动子P56的克隆及活性分析

中肠是家蚕的消化器官,也是抵御外界病源入侵的生理屏障。为克隆和鉴定新的家蚕中肠特异启动子,首先利用RT-PCR检测家蚕组织特异表达候选基因Bm P56的表达特性,发现该基因只在中肠组织表达。进一步克隆该基因上游调控序列P56,构建由该序列驱动红色荧光蛋白基因DsRed表达的转基因载体p Bac[P56DsRed SV40,3×P3EGFP],经显微注射和荧光筛选获得转基因家蚕。表达分析显示,报告基因DsRed只在转基因家蚕中肠组织表达,与Bm P56的表达特征一致,说明克隆的上游调控序列P56是有活性的家蚕中肠特异启动子。     

家蚕 Fhx/P25 基因的一种新的转录模式分析研究

家蚕 Fhx/P25 蛋白是丝素蛋白的主要成分之一,过去报道只在家蚕后部丝腺特异的转录表达 . 通过对大规模的家蚕 EST 序列分析发现, Fhx/P25 基因不仅在家蚕后部丝腺高效转录,而且在家蚕幼虫五龄第三天的卵巢组织及其他组织也有转录;分析还发现 Fhx/P25 基因在丝腺和卵巢组织中有不同的转录起始位点,在卵巢组织中的转录起始位点比在丝腺中的至少要提前 115 bp 左右 . 用 RT-PCR 和 FQ-PCR 进一步验证,以上分析结果均正确 . 分析还发现 Fhx/P25mRNA 存在选择性拼接 . 以上结果表明 Fhx/P25 基因并不是组织特异转录基因,它的转录表达存在复杂的调控机制,可能还有其他功能 .     

神经元限制性沉默因子对人胰岛素基因转录调控作用的研究

为了研究神经元限制性沉默因子(NRSF)调控神经元及胰岛细胞中神经特异性基因的表达,进一步寻找胰岛细胞中可能存在的其他NRSF调控基因.先用生物信息学手段对相关基因进行了分析.筛选及序列比对发现,人胰岛素核心启动子区有一段与NRSE相似的序列,提示,它可能受NRSF调控.构建了含NRSF基因的慢病毒载体,将其稳定转染于INS-1细胞.构建了3种荧光素酶报告载体:含有人胰岛素启动子-荧光素酶(hInsP-LUC)的慢病毒载体,pGL3-Basic载体和含有2拷贝NRSE样基序-荧光素酶(NRSE-LUC)的报告载体.利用稳定转染及瞬时转染实验观察NRSF对报告载体中荧光素酶活性的影响.利用电泳迁移率变动分析实验观察NRSE样基序与NRSF蛋白的结合情况,并通过竞争结合实验、引入特异性抗体实验证实探针与蛋白质结合的特异性.RT-PCR检测证实,感染空病毒的INS-1细胞不表达NRSF,感染含目的基因慢病毒的INS-1细胞能表达NRSF.将含有hInsP-LUC的慢病毒载体稳定转染于上述2种细胞,荧光素酶活性分析结果显示,NRSF的过表达能明显降低胰岛素启动子的活性.瞬时转染hInsP-LUC报告系统于上述2种细胞,结果也显示NRSF能明显抑制胰岛素启动子-荧光素酶的活性.将含有NRSE-LUC的报告载体瞬时转染于上述2种细胞,结果表明过表达NRSF的INS-1细胞组的荧光素酶相对值比对照组有明显下降.电泳迁移率变动分析实验进一步证实,此NRSE样序列可以与NRSF蛋白特异结合,这种特异结合可以被标准的NRSE序列所竞争.结果表明,人胰岛素启动子中含有NRSE样序列,该序列通过与NRSF蛋白结合从而抑制人胰岛素启动子的转录活性.这一研究工作有助于进一步了解NRSF在胰岛细胞中的调控作用.     

抗人CD28单链抗体基因的构建及在BmN细胞和家蚕中的表达

采用TP-PCR法,将抗人CD28单链抗体的重、轻链可变区基因和人工设计的昆虫杆状病毒多角体蛋白基因(ph)偏好的连接肽序列,拼接成抗人CD28单链抗体(抗CD28-ScFv)基因,并将其插入昆虫杆状病毒转移载体pBacPAK8的ph启动子,构建成重组转移载体pBacPAK8/CD28-ScFv。为便于表达产物的纯化,在CD28-ScFv的C端增加了6×Histag序列。通过脂质体介导法将重组转移载体pBacPAK8/CD28-ScFv和线性化病毒Bm-BacPAK6共转染BmN细胞,经空斑分析和蓝白斑筛选,获得重组杆状病毒Bm-BacPAK6 CD28-ScFv。将重组病毒Bm-BacPAK6 CD28-ScFv感染BmN细胞和5龄家蚕,SDS-PAGE和Western Blotting分析表明,在分子量约为28kD处有一表达带。BmN细胞的表达始于24h,表达峰在72h,96h时表达量开始下降,而5龄家蚕的表达始于48h,表达峰在120h。结果证明,抗人CD28单链抗体基因在BmN细胞和家蚕中得到了特异性表达。上述研究成果为抗人CD28基因工程抗体的研制奠定了基础。     

Expression of the hIGF-I gene driven by the Fhx/P25 promoter in the silk glands of germline silkworm and transformed BmN cells

The expression of the human insulin-like growth factor (hIGF-I) gene driven by the Fhx/P25 promoter in the silk glands of transgenic silkworms (Bombyx mori) and in transformed silkworm cells, was achieved using BmN cells transfected with a piggyBac vector, pigA3GFP-Fhx/P25-hIGF-ie-neo containing a neomycin-resistance gene (neo), a green fluorescent protein gene (gfp), an hIGF-I gene, and a helper plasmid containing the piggyBac transposase sequence under the control of the B. mori actin 3 (A3) promoter. We selected stably transformed BmN cells expressing hIGF-I using the antibiotic G418. The expression level of hIGF-I was about 450 pg in 3 × 10(6) cells, determined by ELISA. The piggyBac vector was transferred into the silkworm eggs using sperm-mediated gene transfer. The expression level of hIGF-I per gram fresh posterior silk glands of G4 transgenic silkworms was approx. 150 ng.     

pH对红褐斑腿蝗中肠主要蛋白酶活性的影响

为评价pH对红褐斑腿蝗Catantops pinguis (Stål)中肠蛋白酶活性的影响, 本文用3种专性底物测定了不同pH环境下蝗虫中肠类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性。结果表明: 雄性红褐斑腿蝗中肠肠液的pH值为6.92±0.043, 雌性为7.03±0.054, 两性间差异不显著（P>0.05）。并且发现3种蛋白酶的最适pH值各不相同, 其中雌雄虫的强碱性类胰蛋白酶（以BAPNA为底物）最适pH分别为8.5和10.5; 雌雄虫的弱碱性类胰蛋白酶（以TAME为底物）最适pH分别为9.0和9.5; 而雌雄虫的类胰凝乳蛋白酶（以BTEE为底物）最适pH雌性为8.5, 雄性为8.0。统计结果显示, pH对红褐斑腿蝗中肠蛋白酶活性影响显著（P<0.01）, 两性间蛋白酶活性差异显著（P<0.01）。在最适pH情况下, 雌性的类胰蛋白酶活性高于雄性, 而类胰凝乳蛋白酶活性则是雄性高于雌性。在中肠pH范围内雌性比雄性具有更高的消化蛋白酶活性, 显示雌性具有较强的食物处理能力以摄取更多的营养物质为繁殖活动（孕卵）作准备, 而该种蝗虫最适pH范围较宽, 可能与其取食植物范围较宽有关。     

非转座子载体介导的稳定转化家蚕BmN细胞表达人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子

为了建立非转座子载体介导的持续表达外源基因的转化家蚕BmN细胞系,将家蚕核型多角体病毒极早期基因(ie-1)启动子控制的人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)基因的表达盒克隆至pIZT/V5-His,获得重组载体pIZT-IE-hGM-CSF,该载体转染家蚕BmN细胞后,通过博莱霉素(Zeocin)筛选获得了稳定转化细胞系IE-hGM-CSF。转基因细胞基因组经PCR鉴定,成功检测到ie-hGM-CSF,Western blotting分析结果显示转化细胞表达的重组hGM-CSF的大小为22kDa,ELISA检测结果显示hGM-CSF在转化细胞系里的表达水平大约为2814.7pg/106个细胞。     

家蚕BmN细胞中8种启动子的活性比较及利用hr5-IE1启动子实现EGFP的稳定表达

为筛选出一个较强的启动子用于提高转座子piggyBac在家蚕Bombyx mori细胞中的转化效率,采用双荧光素酶报告基因检测（dual-luciferase reporter assay）技术比较了热激蛋白启动子（hsp70和hsp82）、家蚕肌动蛋白启动子（A3）、多聚泛素（polyubiquitin）启动子（PUB）、α微管蛋白启动子（α-tub）、丝素轻链启动子（Fib-L）、人工合成启动子3×P3及苜蓿丫纹夜蛾多角体病毒（AcNPV）增强子-启动子组合（hr5-IE1）8种启动子在家蚕细胞株BmN内的活性。结果显示hr5-IE1活性最强,A3次之,其余启动子活性均较弱。构建含有hr5-IE1启动子和piggyBac的转座酶编码区的质粒作为辅助质粒,与EGFP载体质粒一起转染家蚕细胞后,实现了EGFP基因整合到细胞基因组中。因此,今后可考虑将hr5-IE1用于家蚕细胞遗传转化的研究中,以提高细胞转化的效率。     

转座子介导的多角体基因表达及提高病毒粒子的感染效率

现行的杆状病毒表达外源基因的方法是将外源基因取代病毒中的多角体基因,因而得到的重组杆状病毒感染活体时不能经口感染,只能进行针刺注射,效率低且易引起活体感染其他疾病。将家蚕核型多角体病毒(Bombyx mor inucleopolyhedrovirus,BmNPV)中的多角体基因(polyhedrin,poly)及其启动子片段克隆到转座子载体pigA3GFP中,将其与辅助质粒pHA3PIG利用脂质体介导法导入家蚕细胞中,经过多次筛选获得稳定的转基因家蚕细胞。之后先将BmPAK6(含LacZ)及BmGFP(含GFP)重组病毒分别感染转基因细胞,再将得到的重组病毒经口感染5龄家蚕幼虫。结果显示,重组杆状病毒可以经口感染家蚕幼虫。这些研究表明来自于转基因家蚕细胞的poly基因表达产物可以提高重组杆状病毒经口感染家蚕率,为解决杆状病毒表达系统中重组病毒不能经口感染家蚕幼虫的问题提供新思路。