高等植物核基因结构研究进展

本文较系统地介绍了高等植物核基因的5′末端和3′末端的结构研究新进展,并着重介绍了增强子结构及其对基因表达的调控作用。     

人肝刺激因子基因5′-侧翼序列克隆和结构分析

为探讨人肝刺激因子(human hepatic stimulator substance,hHSS)基因表达调控的分子机制,分离人了hHSS基因组DNA,克隆其5′-侧翼序列4890bp,与GenBank比对后,将hHSS基因定位于人16号染色体。通过逆转录PCR(RT-PCR)和5′RACE确定hHSS基因转录起始位点,为进一步研究hHSS基因启动子活性及转录调控特点提供了必要的实验依据。     

与人体β-珠蛋白基因5'旁侧正调控区(PCR)相结合的调控因子(简报)

β-珠蛋白基因簇是研究真核基因表达时空秩序性的理想模型,在它的5个结构基因(ε,~Aγ,~Gγ,δ和β)中,成年型的β-珠蛋白基因主要在出生后人的骨髓中表达。过去的研究表明,在β-珠蛋白基因的5′旁侧序列内至少存在三个调控元件,即两个负调控区     

高等植物中外源基因表达的转录后调控

转基因植物是研究高等植物中基因表达调控的重要手段和对象,高等真核生物中基因表达的灵活性多样性与转录后调控密切相关。本文着重阐述RNA的自身结构与代谢调控之间的关系,分别从5′端帽子结构、先导序列、3′末端序列及poly(A)尾巴、内含子序列、不稳定序列,使用的密码子等六个方面说明RNA的特定结构对其稳定性及翻译活性的影响。     

人促红细胞生成素的表达调控

人促红细胞生成素是控制红细胞生长发育的一种重要的细胞因子,在人体内具发育阶段异性、分泌的诱导性等特点,是研究真核基因表达的理想模型。本文从细胞水平的调控、基因结构以及基因３′和５′侧翼序列的调控元件对人促红细胞生成素表达的影响作用进行了讨论。     

内源ABA信号水平动态调控的分子机制

从逆境信号感知、ABA合成的触发到ABA水平的动态调控,是细胞内重要的逆境信号传导途径,相对于应答ABA的下游信号事件,该领域研究滞后。研究显示,根系中ZEP、限速酶NCED、AtRGS1等合成酶基因及ABA2基因响应胁迫反应上调ABA信号水平。而7′-,8′-,9′-hydroxylase和糖基转移酶基因受逆境诱导激活,负调节ABA的积累。同时,提高的内源ABA信号水平能激活合成酶基因和代谢酶基因的表达。此外,基因表达和源库动力学分析显示,叶片ABA动态库的维持依赖根源ABA的持续供应。值得一提的是,miRNA与ABA信号起源及动态水平维持有关。进一步的代谢动力学分析揭示,ABA信号水平受合成酶基因和代谢酶基因表达的协同控制,多因素共同参与内源ABA信号水平的动态调控。     

真核mRNA 3′非翻译区在基因表达中的作用

真核生物mRNA的3′非翻译区(3′-UTR)在基因表达调控中发挥重要作用.它不仅调控mRNA在体内的稳定性和降解速率,控制着mRNA的利用效率,还参与mRNA翻译过程的调控.     

mRNA研究的数据库资源

mRNA的功能除了指导蛋白质合成外,在其5′和3′端非翻译区包含的序列元件对基因表达和调控起着非常重要的作用,介绍了Transterm、UTR、ARED和TRSIG等研究mRNA结构和功能的数据库,并对其特点和使用作了介绍。     

真核mRNA3′非翻译区在基因表达中的作用

真核生物ｍＲＮＡ的３′非翻译区（３′ＵＴＲ）在基因表达调控中发挥重要作用．它不仅调控ｍＲＮＡ在体内的稳定性和降解速率,控制着ｍＲＮＡ的利用效率,还参与ｍＲＮＡ翻译过程的调控．     

鸡卵清蛋白基因第一内含子和3′-调控区对外源基因表达的调控作用

探明鸡卵清蛋白基因(ov)第一内含子和3′-调控区对目的基因表达水平的影响, 为鸡输卵管表达载体的构建提供科学依据。用牛生长激素基因(BGH)poly A序列替换鸡输卵管表达载体中ov 3′-调控区, 用限制酶消化法逐步删减第一内含子序列, 获得5个表达人组织激肽释放(hK1)cDNA的鸡输卵管表达载体, 分别命名为pOV2K、pOV3K、pOV4K、pOV5K和pOV6K。经翅静脉给产蛋鸡注射聚乙烯亚胺包裹的相同拷贝数重组载体, 通过蛋清中酶活性定量检测评价不同载体的表达水平。结果表明: 受控于3.0kb ov 5′-和3′-调控区的pOV2K表达的重组酶活性明显高于用BGH poly A 替换3′-调控区的pOV3K; 无内含子的pOV6K表达水平显著低于含不同长度第一内含子的pOV3K、pOV4K和pOV5K, 重组酶表达水平随第一内含子的缩短呈逐渐下降趋势。该试验结果表明ov第一内含子和3′-调控区对目的基因在鸡输卵管细胞中的表达具有正调节作用, 应当包括在鸡输卵管表达载体中。     

猪CuZnSOD基因启动子的克隆鉴定及分析

猪铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)是一种重要的抗氧化酶,其功能已被广泛研究,但CuZnSOD基因的转录调控尚不明确。为了研究猪CuZnSOD基因的核心启动子区域,并对其转录调控机制进行探讨,运用PCR方法从猪基因组克隆CuZnSOD基因5′上游调控区853 bp的片段,然后通过巢式PCR方法获得5′末端逐渐缺失的启动子系列片段,并将这些片段定向插入到荧光素酶报告基因表达载体(pGL3-Basic)中。瞬时转染小鼠胚胎细胞(NIH/3T3),利用双荧光素酶报告基因检测不同长度启动子活性。检测结果显示,在CuZnSOD基因5′上游调控区-87 bp和-266 bp处分别存在2个潜在转录起始位点,-383 bp~+67 bp启动区活性最强,进一步缺失分析发现-75 bp~-32 bp区域内含有猪CuZnSOD基因转录所必需的基础启动子序列,其中存在多个潜在的转录因子结合位点,研究结果提示这些转录因子结合位点可能是参与CuZnSOD基因转录的重要调控序列。     

锁核酸的特点及其应用

近期 ,锁核酸 (lockednucleicacid ,LNA)作为一种新颖的核苷酸衍生物在药学研究领域引起了人们的广泛关注 ,有希望成为分子水平治疗各种疾病的新突破口 .它是一种特殊的双环状核苷酸衍生物 ,结构中含有一个或多个2′ O ,4′ C 亚甲基 β D 呋喃核糖核酸单体 ,核糖的 2′ O位和 4′ C位通过不同的缩水作用形成氧亚甲基桥、硫亚甲基桥或胺亚甲基桥 ,并连接成环形 ,这个环形桥锁定了呋喃糖C3′ 内型的N构型 ,降低了核糖结构的柔韧性 ,增加了磷酸盐骨架局部结构的稳定性 .由于LNA与DNA/RNA在结构上具有相同的磷酸盐骨架 ,故其对DNA、…     

细胞因子对血管平滑肌细胞MMP-2基因表达的诱导及其作用机制研究

为了探讨血管平滑肌细胞 ( VSMC)基质金属蛋白酶 - 2 ( MMP- 2 )基因的表达调控机制 ,利用Northern印迹杂交和 MMP- 2活性酶图分析检查 b FGF、TNF- α和 IL- 1 β对 VSMC MMP- 2基因表达的影响 ,应用电泳迁移率改变实验 ( EMSA)和 CAT分析对其作用机制进行研究 .结果证实 ,3种细胞因子均能显著诱导 MMP- 2基因表达 ,其作用强度依次为 b FGF>TNF-α>IL - 1β.将 MMP-2基因 5′侧翼 - 61 9～ 1 9bp调控序列克隆进携带报告基因的重组质粒 p SV0 - CAT后 ,经转染VSMC及 CAT分析显示 ,在上述 3种细胞因子的作用下 ,该调控序列可激活 cat基因表达 ,三者促进 cat表达的活性与其诱导 VSMC表达 MMP- 2的结果相一致 ;EMSA结果显示 ,被 b FGF和TNF- α刺激的 VSMC中产生与该基因调控区序列特异结合的转录调控因子 .提示细胞因子除可激活 VSMC细胞周期调节基因表达外 ,还可通过诱导 MMP- 2表达而发挥其对细胞外基质代谢的调节作用及参与 VSMC迁移的启动过程 ;细胞因子对 VSMC MMP- 2基因表达的诱导作用是通过促进转录调控因子的合成或活化而实现的 .     

人SCF基因5′旁侧-1190～- 853 AT富集区功能研究

 已有的报告基因和EMSA实验研究表明 ,人干细胞生长因子 (SCF)基因 5′旁侧AT富集区- 1 1 90～ - 853在HeLa和MCF 7细胞中均能增强下游基因转录 ,可能为一个核基质结合区(MAR) ,对人SCF基因的转录发挥调控作用 .为进一步研究该AT富集区的功能 ,将人SCF基因 5′旁侧 - 1 1 90～ - 853AT富集区分别克隆入SV40或CMV启动子前后紧接着CAT报告基因 ,瞬时转染Jurkat,HepG2和 3T3细胞 ,检测CAT报告基因的瞬时表达活性 .结果表明 :人SCF基因 5′旁侧- 1 1 90～ - 853AT富集区在Jurkat和HepG2细胞中 ,对分别由SV40和CMV启动子引导的CAT基因表达均有抑制作用 ;但在 3T3细胞中对SV40启动子的转录活性表现出增强作用 ,对CMV启动子的转录活性无明显影响 .这些结果提示 ,人SCF基因 5′旁侧 - 1 1 90～ - 853AT富集区转录调控具有组织细胞特异性 ,在不同的细胞中可能发挥转录增强或抑制作用     

牛β-乳球蛋白基因的克隆及其调控外源基因表达的研究

目的制备乳腺生物反应器所必需的乳腺特异性表达的调控序列,并验证其指导外源基因表达的能力.方法用PCR法从奶牛染色体上分5段扩增出了全长8.2Kb的牛β-乳球蛋白基因,包括1.8Kb的5′侧翼区、1.7Kb的3′侧翼区及4.7Kb的gDNA区.扩增出的各片段克隆到T-载体上,酶切鉴定及序列分析均证实了所扩增片段的正确性.将五个片段与荧光素酶cDNA拼接成荧光素酶瞬时表达载体并在小鼠乳腺中瞬时表达.结果注射荧光素酶瞬时表达载体的小鼠乳汁中明显测出了荧光素酶活性.结论所克隆的牛β-乳球蛋白基因表达调控序列能够指导外源基因在小鼠乳腺中表达.     

hhlim基因转录调控区域鉴定及表达调控的初步研究

为了研究hhlim基因表达调控机制,对该基因5′上游－2 537 bp序列从5′端依次进行缺失后,利用荧光素酶报告基因检测各种不同长度片段在C2C12细胞中驱动荧光素酶表达的活性.结果表明,在hhlim基因5′上游－2 537～－1 537 bp之间存在负调控元件,在－253～－157 bp之间含有增强子样序列.用含有增强子样序列的DNA片段做探针,对未分化型和分化型C2C12细胞的核蛋白进行电泳迁移率改变分析(electrophoretic mopility shift assay, EMSA).分析的结果显示,两种表型细胞中的核蛋白与探针结合所形成滞后带的谱型明显不同.结果还发现内皮素-1(ET-1)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)既能显著诱导C2C12细胞对hhlim的表达,也能刺激含增强子样序列的调控区域所驱动的报告基因表达.提示hhlim基因转录起始点至－2 537 bp的区域内含有负调控元件及增强子样序列,该基因的表达受ET-1和bFGF的调节.     

脂肪细胞分化过程中影响PAI-1基因转录表达的Dex和C/EBPs顺式调控元件的分析

在研究胰岛素(Ins)、地塞米松(Dex)和甲基异丁基黄嘌呤(Mix)对脂肪细胞分化过程中PAI-1基因表达的影响基础上,为进一步探讨Ins、Dex调控PAI-1基因转录表达的调控机制,应用DNA重组技术,构建含萤光素酶(luciferase)报告基因和PAI-1启动子不同长度片段的嵌合质粒,转染3T3-L1前脂肪细胞并测定报告基因荧光素酶的活性.结果表明,小鼠PAI-1基因起动子-690至-850碱基序列之间有一个Dex的正调控元件.用计算机软件进行分析发现:Dex顺式元件位于PAI-1启动子的-750至-770碱基序列.其组成为:5′ GGTAACCTCTGTTCTCAT 3′.同时还发现在PAI-1启动子的-720至-740碱基序列中,存在一个C/EBPs的结合元件5′CCAAT3′并用凝胶电泳迁移实验对这些元件进行了鉴定.表明Dex正是通过激活转录因子(糖皮质激素受体,GR)和C/EBPα一起与各自的顺式元件结合来促进PAI-1基因的表达.     

人FXR基因5′调控区功能分析

为研究人法尼酯衍生物X受体(FXR)基因5′调控区的功能,在对人FXR基因进行生物信息学分析的基础上,用5′RACE法确定该基因的转录起始位点碱基是A.采用PCR技术,扩增人基因组DNA中FXR基因5′上游序列,构建了5种含不同长度启动子序列的荧光素酶报告基因表达体系.将它们瞬时转染HepG2细胞,检测其荧光素酶活性.结果表明,-1651~ 200、-1496~ 200区域的启动子活性无明显区别,-847~ 200区域的启动子活性最高,-544~ 200区域启动子活性较前显著降低.研究提示,FXR基因转录所必需的基因启动子序列在-847~-544范围内.     

鸡8个功能基因5′-侧翼区与内含子的SNP多样性比较

本研究旨在探讨鸡功能基因5′-侧翼区的单核苷酸多态性(SNP)水平。作者以白来航鸡、隐性白洛克鸡、杏花鸡、丝羽乌骨鸡、固始鸡、红色原鸡为材料,扩增了GH、DDBC1、RIKEN、RASGRP3、IGF1、THRSP、VIP及PRL共8个基因的5′-侧翼区DNA序列。扩增序列全长为8,399bp,SNP的总数为161个,平均每52bp出现一个SNP。8个功能基因5′-侧翼区核苷酸多样性的θ均值和π均值分别为0.00620±0.00110和0.00559±0.00100。比较检验表明,5′-侧翼区的SNP多样性显著低于内含子区域。5′-侧翼区是基因表达的一个重要调控区域,在分子进化和系统发生过程中承受着比内含子区域更大的选择压,其较低的SNP多样性是适应性较好的表现。Tajima检验与Fu和Li检验表明,与鸡繁殖性状显著关联的VIP基因和PRL基因很可能是人工选择或自然选择的目的基因。