盘基网柄菌DJ-1蛋白的原核表达及抗体制备

盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)是研究神经退行性病变的模式生物,可用以研究帕金森病相关基因DJ-1的作用和致病机理。本研究设计特异性引物扩增了人类DJ-1的盘基网柄菌同源基因片段DAM,并利用酶切位点Bam HⅠ和HindⅢ将DAM插入质粒载体p QE-30产生重组载体pPROF696,序列测定后对DJ-1进行了生物信息学分析。同时,通过电穿孔法将pPROF696转入大肠杆菌M15,并利用IPTG诱导DJ-1蛋白表达。经SDS-PAGE分析、Western-blot印迹和His标签树脂对DJ-1粗蛋白纯化后进行抗体制备,并在大肠杆菌M15转化株和盘基网柄菌转化株与野生型内对抗体进行检验。结果表明:本研究成功构建了盘基网柄菌DJ-1的原核表达载体pPROF696,所制备的盘基网柄菌DJ-1多克隆抗体能成功检测大肠杆菌M15和盘基网柄菌野生型与转化株中的DJ-1蛋白。这为今后检测盘基网柄菌细胞内DJ-1的表达水平,建立其与盘基网柄菌表现型相关性,标记DJ-1的亚细胞定位和进一步研究DJ-1在帕金森病中的作用机理奠定了基础。     

将盘基网柄菌用于本科细胞生物学综合性实验教学初探——电穿孔转化绿色荧光蛋白

盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)是一个应用广泛的模式生物,非常适合用来研究胞质分裂、细胞运动、吞噬作用、趋化性、趋电性、信号转导以及个体发育过程中的细胞分化。该实验主要介绍电穿孔技术转化绿色荧光蛋白标记肌动蛋白基因质粒(Lifeact-GFP)进入盘基网柄菌活细胞中,抗性筛选(潮霉素B)获得阳性克隆子,最后借助荧光显微镜观察绿色荧光蛋白标记的微丝在盘基网柄菌的分布情况。综合性实验训练可提高学生的学习兴趣和综合运用理论知识的能力,进而可培养学生的科学研究思维。     

人DJ-1蛋白在NIH3T3细胞中的表达与定位

采用增强型绿色荧光蛋白（EGFP）示踪的方法,研究人DJ-1蛋白在真核细胞中的 定位及其对刺激的反应. 将克隆在pGEX-KG上的DJ-1亚克隆到载体pEGFP-C2上,对 阳性克隆进行PCR、酶切和测序鉴定,用脂质体转染NIH3T3细胞;并用荧光显微镜观察 pEGFP-DJ-1在细胞内的定位以及在血清刺激时的移位;探讨在氧化应激时DJ-1对细胞的保护作用,以及其在细胞内定位的变化. 重组质粒在NIH3T3细胞中得到高效表达,绿色荧光弥散分布于胞质、胞核中,但以胞质居多;血清刺激后,细胞中的绿色荧光从胞质移位到胞核;在200～600 μmol/L H₂O₂刺激下,DJ-1能有效保护细胞抵抗氧化应激,并且也能从胞质移位到胞核.上述研究结果为进一步研究DJ-1蛋白的功能提供了一个重要依据.     

盘基网柄菌肌动蛋白的生物信息学分析

盘基网柄菌Dictyostelium discoideum是目前黏菌中研究最清楚的模式生物,其捕食过程与肌动蛋白的多聚化密切相关。为探讨盘基网柄菌肌动蛋白的序列特征,本研究利用生物信息学方法分析了盘基网柄菌32条肌动蛋白的蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction)和可能含有的保守基序。结果表明:盘基网柄菌32条肌动蛋白与其他蛋白存在一组复杂相互作用关系和5组比较简单的相互作用关系;利用MEME SUITE分别分析盘基网柄菌32条肌动蛋白序列的保守基序和与actin17呈最佳匹配的21种生物肌动蛋白的保守基序,结果共获得6个保守基序,即motif1,motif2,motif3,Motif1,Motif2,Motif3。其中motif1,Motif1,Motif3为本研究新发现的保守基序,这3个保守基序可定位于Profilin-actin-VASP202–244(PDB ID:3CHW)三维结构的重要位置。以上结果表明actin3,actin10,actin14,actin15,actin17,actin31可能为盘基网柄菌比较重要的肌动蛋白;motif1,Motif1,Motif3可能是盘基网柄菌肌动蛋白在进化中重要的保守基序。     

细胞色素c在盘基网柄菌细胞凋亡中的作用

细胞色素c在细胞凋亡中发挥着重要的作用,其作用机理在高等真核生物及低等真核生物酵母中已经比较清楚,但在盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)中的作用却没有相关报道.所以我们用western blot和实时荧光定量PCR的方法分别测定了盘基网柄菌前柄细胞和前孢子细胞中细胞色素c的含量及表达量的变化...     

DJ-1与帕金森病

DJ-1在细胞内主要以可溶性二聚体的形式存在于细胞浆、线粒体及细胞核,由于其基因突变可导致常染色体隐性遗传帕金森病(PD)的早发,DJ-1被公认是一种PD相关蛋白.PD发病与氧化应激密切相关,DJ-1可能主要通过感受氧化应激、调节转录,以及参与调控AKT、ASK等重要凋亡信号通路来最终实现神经细胞抗凋亡作用.     

gp150蛋白在盘基网柄菌发育中的作用及粘附分子间关系的分析

饥饿的盘基网柄菌进入多细胞发育期 ,在发育早期 ,AK12 7细胞 (gp150突变细胞 )能表达DdCAD 1和 gp80两种粘附分子 ,但它们不足以促进细胞继续发育 ,发育停留在细胞疏松结合阶段。粘附分子 gp150调节的细胞与细胞间的粘着影响了细胞丘“突出”的形成 ,由此影响了盘基网柄菌多细胞发育的形态发生。TL93细胞 (DdCAD 1和gp80突变细胞 )能完成发育。主要原因是在细胞流发育阶段就表达了gp150分子 ,在细胞粘着的功能上有替代DdCAD 1和 gp80的作用。因此 gp150蛋白对盘基网柄菌多细胞发育有着不可或缺的作用     

两种瞬时表达体系研究拟南芥Profilin-1的亚细胞定位

使用两种瞬时表达方法研究Profilin-1(PRF1)的亚细胞定位,并比较了2种瞬时表达体系在亚细胞定位研究中的优缺点。利用拟南芥幼叶作为材料,提取叶片的RNA,采用特异性引物RT-PCR的方法克隆PRF1基因,连接到p CAMBIA1300-GFP的改造载体上,成功的构建p CAMBIA1300-GFP-PRF1的表达载体。然后分别利用PEG转化拟南芥原生质体、农杆菌浸染烟草叶片两种技术进行了瞬时表达,并在激光共聚焦显微镜下观察绿色荧光蛋白(GFP)融合蛋白的表达。研究结果表明,将PRF1基因导入拟南芥的原生质体和烟草表皮细胞后,融合蛋白绿色荧光均能被观察到,PRF1基因与GFP融合蛋白的产物在烟草表皮细胞中主要定位在细胞质和外周细胞器中,在拟南芥的原生质体中的细胞核和细胞质中都有定位。两种不同的瞬时表达体系中PRF1蛋白的定位出现了不同,这可能与同源或异源表达的植物的特性相关。     

盘基网柄菌发育中的细胞粘附分子及其信号转导

在盘基网柄菌发育早期,DdCAD-1和csA调节了变形虫细胞间的粘着,调控该过程的机制类似于胚胎发育中上皮细胞层的闭合。完成网柄菌发育的一个必需分子是gpl50异嗜性粘附分子。盘基网柄菌β-连环蛋白同源物Aardvark(Aar)的缺乏使细胞间失去粘着连接,Aar也有信号转导功能,调控了前孢子细胞基因的表达。因此,细胞间的粘着是盘基网柄菌发育的一个重要组成部分,并与调控形态发生过程的信号转导有密切相互作用关系。     

新型重组糖蛋白表达载体--盘基网柄菌

近年来,盘基网柄菌作为异源重组糖蛋白表达载体的研究受到了学术界的重视,已经有多种具有生物活性的复杂糖蛋白成功地得到了表达。通过对表达产物的研究发现,盘基网柄菌具有各种翻译后加工机制,例如磷酸化、酰基化及形成GPI(糖基磷脂酰基醇)锚点等,具有类似于高等动物的糖基化修饰能力。与哺乳动物细胞表达载体相比较,盘基网柄菌具有培养成本低廉、细胞生长迅速及易于大规模培养的优势。盘基网柄菌有可能发展成为一种有重要应用前景的糖蛋白表达载体系统。     

盘基网柄菌细胞发育过程中尿囊酸酶的亚细胞定位

利用胶体金免疫电镜技术,观察了盘基网柄菌细胞分化与凋亡过程中胞内尿囊酸酶的位置变化。结果表明,在细胞聚集期细胞产生的尿囊酸酶主要分布于线粒体及周围细胞质内。到了细胞丘时期,尿囊酸酶只特异地存在于发生内自噬的线粒体内,且仅局限于线粒体因内自噬产生的空泡区域,这些发生线粒体内自噬的细胞将分化成前孢子细胞。随着前孢子细胞分化的进行,尿囊酸酶颗粒在细胞内分布逐渐减少,在靠近质膜处的空泡内还能观察到一些酶颗粒;而另一些细胞内,几乎所有的胞器内都能观察到酶颗粒,一直延续至柄细胞形成。从中可以看到尿囊酸酶在将发育成孢子细胞和柄细胞两种类型细胞内的分布位置明显不同,结果提示了尿囊酸酶蛋白与盘基网柄菌细胞分化和凋亡调控途径有密切关系。     

盘基网柄菌细胞黏附分子cadA/DdCAD-1在细胞分化及细胞命运决定中的作用

盘基网柄菌细胞黏附分子DdCAD-1是在细胞发育过程中最先表达的黏附分子,为了研究DdCAD-1在盘基网柄菌细胞发育中的作用,将cadA基因的突变株cadA-细胞用中性红染料染色,发育成的蛞蝓体显示cadA-细胞的前柄细胞/前孢子细胞的分化出现明显的障碍,外源表达的重组蛋白His6-DdCAD-1与cadA-细胞作用一段时间后,这种现象得到了改善。另外,cadA-细胞的孢子产率也有所降低,外源重组蛋白也可以拯救该表现型。表达DdCAD-1的细胞与cadA-细胞共同发育所形成的嵌合体显示表达DdCAD-1的细胞占据在拔顶期结构的顶端及尾部,而这些结构都在非孢子区,最终会死亡。提示DdCAD-1对于细胞分化及细胞命运决定有重要意义。     

盘基网柄菌DdLIS1蛋白生物信息学分析

LIS1蛋白是一种与人类无脑回疾病以及细胞癌变相关的重要蛋白。对盘基网柄菌DdLIS1进行生物信息学分析,探究盘基网柄菌能否作为研究人类无脑回疾病及细胞癌变机制的模型。现从NCBI中的Genank找到盘基网柄菌DdLIS1的氨基酸序列,随后进行blastp找到模式生物中相似序列,利用理化性分析网站ProtScale、ProtParam分析DdLIS1的理化性质,通过NCBI中的保守结构域库(CDD)分析DdLIS1的保守结构域,使用MEGA6.0并选用邻位连接法构建系统进化树,分别使用PredictProtein、SWISS-MODEL网站预测Dd LIS1蛋白的二级结构、三维结构。结果得出DdLIS1蛋白全长为419,属于亲水性蛋白,有7个保守结构域,属于WD40家族,与人类和小鼠的氨基酸序列相似性为72%。二级结构中β折叠所占比例最高,为49.40%,α螺旋、随机卷曲分别占该蛋白7.16%、43.44%,与三级结构一致。以上结果说明DdLIS1与LIS1高度相似,有助于盘基网柄菌能够作为研究人类无脑回疾病以及细胞癌变机制的模型。     

盘基网柄菌野生型KAx-3发育过程中自发荧光的观察

社会性变形虫盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)是研究发育和致病机理的重要模式生物之一.发育过程中自发荧光的研究有利于流式细胞仪检测时确定基础荧光阈值、细胞分选和判定荧光标记实验的准确性.本文用荧光显微镜对盘基网柄菌野生型KAx-3不同发育阶段在4种不同波长的激发光(蓝光、绿光、黄光和紫外线)...     

Dnd1的蛋白亚细胞定位及其对HeLa细胞增殖的抑制作用

小鼠睾丸生殖细胞瘤易感基因Dnd1编码的蛋白是一个在进化中保守的RNA结合蛋白.为探讨小鼠Dnd1的蛋白亚细胞定位和对细胞增殖的影响及其机制, 利用生物信息学技术, 采用组合的亚细胞定位分析软件对Dnd1进行真核生物亚细胞定位预测; 利用融合绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)定位的方法, 通过构建pEGFP-Dnd1重组质粒, 将重组质粒pEGFP-Dnd1转染HeLa细胞和GC-1细胞, 在荧光显微镜下观察Dnd1的蛋白亚细胞定位; 用MTT法和流式细胞技术测定Dnd1过表达对HeLa细胞的增殖能力的影响和细胞周期的改变; 在HeLa细胞系中检测Dnd1对AP-1转录活性的影响. 结果表明: ① 生物信息学预测Dnd1主要在细胞核表达, 在细胞质中也有少量表达; 荧光显微镜下观察发现,Dnd1蛋白主要定位在细胞核, 在细胞质中也有少量分布; ② Dnd1基因在HeLa细胞系中的过表达抑制细胞增殖和诱导细胞周期G1期阻滞;③ Dnd1抑制AP-1的转录活性,从而抑制AP-1介导的转录是Dnd1抑制细胞增殖的可能机制.本研究初步明确了Dnd1的蛋白亚细胞定位及其对HeLa细胞的生长抑制作用, 这为进一步研究Dnd1基因的功能建立基础.     

盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)用于本科"细胞膜功能蛋白"探究性实验教学研究

该研究对细胞生物学经典教学实验"细胞膜渗透性实验"进行重新设计.通过比较兔红细胞和盘基网柄菌细胞的"细胞膜渗透性"实验结果,配合细胞生物学"细胞质膜结构与功能"一章的教学,引导学生初步探究盘基网柄菌水孔蛋白(aquaporins,AQPs)在细胞抗低渗环境中的作用,加深理解细胞质膜中的功能蛋白对于细胞生存的重要意义.     

PS1/GFP融合蛋白对PS1的亚细胞定位与功能的初步研究

PS1基因突变与早发家族性老年痴呆有密切联系。本文构建pEGFP-C1-PS1以及pEGFP-N2-PS1融合基因表达载体,于HEK293和CHO细胞系中表达PS1/GFP融合蛋白,以GFP绿色荧光作为PS1的亚细胞定位信号,通过SPOTII以及CONFOCAL显微镜进行观察,初步获得PS1全长蛋白在细胞中定位的部分信息,即本实验条件下,PS1定位于细胞核膜,细胞质内有不均匀的分布,少量存在于细胞-细胞接触处的细胞膜上。     

绿色荧光蛋白基因在昆虫细胞中的克隆与表达

将绿色荧光蛋白(GFP)基因亚克隆到转移载体pVLneo的多角体蛋白基因(ocu)启动子下游,与杆状病素AcNPV DNA共转染昆虫细胞,通过同源重组和G418筛选,构建了整合有GFP基因的重组病毒。在昆虫细胞中表达的GFP,MW为30kDa,在荧光显微镜下呈现美丽的绿色,荧光光谱表明其激发波长395nm,发射波长509nm。Southern blot杂交证明,重组病毒的1kb EcoRI片段与GFP cDNA探针有很强的杂交信号,这是GFP基因在杆状病毒基因组中整合的直接证据。     

盘基网柄菌发育期间gp150蛋白与蛋白激酶A相关性的研究

盘基网柄菌进入多细胞发育阶段后,野生型KAx-3细胞的盘基网柄菌蛋白激酶A（DdPKA）活性分别在12,16,20h时显著升高,这一变化趋势与细胞形态学上的分化有关;而突变型AK127细胞（gp150蛋白缺失）的DdPKA活性则一直保持在较高水平,直至22h才缓慢下降。两种细胞类型中24h的DdPKA活性都再一次升高。总体而言,AK127细胞的DdPKA活性要比KAx-3细胞高。这表明AK127细胞可能因缺失了gp150蛋白而导致DdPKA活性调控失去控制。在KAx-3细胞的分化过程中,前柄细胞（prestalk cells,pst）DdPKA的活性在16～18h缓慢上升,但在20h时显著下降;前孢子细胞（prespore cells,psp）中DdPKA的活性在18h时显著下降,但在20h时又迅速恢复,并达到前柄细胞中DdPKA活性的两倍。激光共聚焦结果显示,在KAx-3发育的关键阶段,DdPKA两种亚基的胞内定位并不一致,DdPKA-R亚基在空间位置上更为靠近gp150蛋白,甚至互相重叠。以上结果表明,gp150蛋白可能通过影响DdPKA-R的活性来调控前柄细胞的凋亡和前孢子细胞的分化。     

PS1/GFP融合蛋白对PS1的亚细胞定位的初步研究

PS1基因突变与早发家族性老年痴呆有密切联系.构建pEGFP-C1-PS1以及pEGFP-N2-PS1融合基因表达载体,于HEK293和CHO细胞系中表达PS1/GFP融合蛋白,以GFP绿色荧光作为PS1的亚细胞定位信号,通过SPOTII以及CONFOCAL显微镜进行观察,初步获得PS1全长蛋白在细胞中定位的部分信息,即PS1定位于细胞核膜,细胞质内有不均匀的分布,少量存在于细胞-细胞接触处的细胞膜上.