拟南芥FRUITFULL(FUL)基因的表达调控模式

FRUITFULL(FUL)基因是一类MADS box基因,在控制开花时间、花分生组织分化、茎生叶形态以及心皮和果实的发育中发挥重要作用。为了阐明FUL的表达调控模式,克隆了拟南芥Arabidopsis thaliana FUL启动子区(-2148bp~+96bp)及其第一内含子,并构建一系列启动子分段缺失表达载体及含FUL第一内含子的融合载体。并进一步构建了各顺式作用元件融合拟南芥TUBULIN和ACTIN启动子的表达载体。转基因拟南芥分析结果表明,FUL启动子的上游存在2个抑制其表达的顺式作用元件,其中一个很可能与转录因子AP1的结合有关;2个存在于上游调控区的CArG-box对FUL基因表达起到重要的调控作用;FUL基因第一内含子参与拟南芥心皮和雄蕊的发育调控,而且有增强基因表达的作用。     

甜荞FeFUL2基因的克隆与表达分析

为了探索甜荞FUL同源基因参与花与籽粒发育调控的分子机制,该文采用同源克隆的方法从甜荞(Fagopyrum esculentum)长花柱和长雄蕊突变体(lpls)中克隆到1个长837 bp的FeFUL2基因(GenBank登录号为MG779493.1),其包含长690 bp的完整开放阅读框,编码1个由229个氨基酸残基组成的MADS-box转录因子。通过对FeFUL2进行分子系统发生、同源蛋白比对与转录因子结构分析,结果显示FeFUL2与核心真双子叶植物AP1/FUL亚家族转录因子中的euFUL进化系聚于1个进化分支,属甜荞euFUL型MADS-box转录因子,且包含1个57个氨基酸残基长的高度保守的MADS结构域、1个69个氨基酸残基长的次级保守的K结构域,其C末端转录激活区在序列长度和氨基酸残基组成上与其他euFUL型转录因子差异较大,但仍含有2个euFUL型转录因子特有的保守基元:FUL motif和paleo AP1 motif。用qPCR检测基因表达的组织特异性显示:FeFUL2基因在甜荞lpls突变体的根、茎、叶、花被片、雄蕊、雌蕊和发育4 d的幼果中均有表达,但其在花被片中表达量极显著高于该基因在其他器官中的表达量(LSD,P0.01)。综合转录因子的结构与基因的表达模式推测,FeFUL2基因与其他euFUL型基因的功能可能存在一定差异,其在花发育过程中可能主要参与甜荞花被片的发育调控。     

拟南芥ZTL/FKF1/LKP2蛋白家族功能研究进展

植物通过各类受体来感知外界环境的改变从而调节自身的生长和发育情况。在拟南芥中,植物主要通过隐花色素(Cryptochromes)和向光素(Phototropins)感知蓝光。同时ZEITLUPE (ZTL),FLAVIN-BINDING KELCH REPEAT F-box1 (FKF1)和LOV KELCH PROTEIN2 (LKP2)蛋白家族也作为蓝光受体参与调控植物生长发育过程。因其特殊的蛋白结构组成,在植物的光周期开花、节律性和光形态建成等方面发挥了重要的调控作用。近来,ZTL/FKF1/LKP2蛋白家族被发现参与植物逆境胁迫响应。本文归纳了ZTL/FKF1/LKP2的生物学功能研究进展,并对其作用机制进行了总结与讨论。     

小花草玉梅高通量转录组测序与花发育基因的挖掘

该研究采用高通量测序技术Illumina HiSeq 2000,对小花草玉梅花器官进行转录组测序,挖掘参与其花发育相关的基因。测序结果得到54 513 822个序列读取片段(reads),包含7 826 726 115bp的碱基序列信息。将测序数据进行序列组装后,获得43 767个单基因簇(unigenes),平均长度为926bp。转录物注释结果显示,28 130条unigenes有同源比对信息。在43 767条unigenes中检测到5 015个SSR位点,且SSR不同重复基序类型中,出现频率最高的是AG/CT,其次是AAG/CTT和ACC/GGT。通过转录因子分析,进一步筛选得到了12个与花发育紧密相关的MADS基因,分别为FUL1,FUL2,AP3-1,AP3-2,AP3-3,PI1,PI2,AG1,AG2,SEP1,SEP3和AGL6。实时荧光定量PCR分析表明,与小花草玉梅正常花相比,全白、绿白相间、五瓣变异、全绿变异花中的FUL1、SEP1,SEP3和AGL6基因均显著上调表达,而12个基因在极端变异花中的表达水平与正常花的差异均不明显。定量结果经主成分分析显示,AGL6、SEP3、FUL1、PI2及SEP1的表达量均为小花草玉梅花形态建成的主要指标。研究结果在一定程度上丰富了小花草玉梅的基因信息,为后续研究其花器官变异的分子机制提供了基础数据。     

蕙兰MADS基因APETALA1/FRUITFULL-like的克隆和时空表达特性

为研究兰花成花转变及花发育的调控机理,利用反转录RT-PCR和RACE的方法,从蕙兰萼片中克隆出一个APETALA1/FRUITFULL-like(AP1/FUL-like)基因,命名为CfAP11,GenBank登录号为JQ031272.1.该基因编码的氨基酸序列与MADS-box蛋白家族中类APl/FUL亚家族中球花石斛FRUITFULL-like具有较高的同源性(84％),系统进化分析表明该蛋白的氨基酸序列与APl/FUL转录因子亚家族中的蛋白聚为一类.生物信息学分析推测表明,该基因编码的蛋白具有MADS保守域和相对保守的K区,二级结构中α-螺旋所占比例较高(58.97％),三级结构与月季、水稻和水仙非常相似.相对荧光定量PCR分析结果表明:CfAPll在根中表达痕量,生殖期比营养期叶片中表达量低、盛花期比花蕾期花葶中表达量高,由此推测,CfAP11可能与蕙兰的成花诱导、花发育有关;并发现CfAP11在盛花期花葶和子房中表达量远高于其他组织,表明其可能以某种机制参与果实的形成过程.     

植物MADS-box 基因FRUITFULL(FUL)研究进展

植物MADS-box基因家族的不同成员在植物生长发育过程中起着非常重要的作用。拟南芥MADS-box 基因FRUITFULL(FUL) 在控制拟南芥开花时间、花分生组织分化、茎生叶形态以及心皮和果实的发育中起到重要作用。其他植物中,FUL的同源基因也在调控花发育,果实发育以及叶片发育等方面各自起到重要作用。本文综述了FUL基因及其同源基因的表达模式和功能,并就其在农作物及果树育种上的潜在应用价值进行了讨论。     

光受体介导信号转导调控植物开花研究进展

光照是影响植物生长发育的重要环境因子, 开花是高等植物生活史上最重要的事件。植物通过光受体感知外界环境中的光照变化, 激活一系列信号转导过程从而适时开花。该文介绍了高等植物光受体的种类、结构特征和生理功能的研究进展, 并系统阐述了红光/远红光受体光敏色素、蓝光受体隐花色素以及FKF1/ZTL/LKP2等介导光信号调控植物开花的分子机制, 包括光受体对CO转录及转录后水平调控和对FT转录水平的调控等。此外, 还介绍了光受体整合光信号与温度和赤霉素等信号调控植物开花的研究进展, 并展望了未来的研究方向。     

大肠杆菌等受体tRNALeu的T7 RNA聚合酶转录

用化学方法合成编码2个大肠杆菌tRNALeu(tRNALeu1和tRNALeu2)的基因和T7启动子,分别克隆到pUC19载体上,并在纯化的T7 RNA聚合酶的体外转录系统中转录出不含修饰核苷酸的tRNALeu.在T7转录体系中,亚精胺对转录有负影响.在最适转录条件下,可以得到有活力的RNA转录物的量是模板DNA的250倍左右.在大肠杆菌亮氨酰-tRNA合成酶的催化下,2种经体外转录产生的未修饰等受体tRNALeu(tRNALeu1和tRNALeu2)的亮氨酸接受能力基本相同,但只有从体内纯化对应的tRNALeu的四分之一左右,表明修饰核苷酸在tRNALeu氨酰化过程中起着较为重要但非关键的作用.     

人类高度进化保守基因hnulp1中转录抑制区段的定位

hnulp1是具有碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)的新的一类转录因子.其C端含一个DUF654结构域,其序列在同源基因中相当保守,但该结构域功能未知.利用GAL4转录因子中的DNA结合结构域(DBD)和含有与DBD结合序列的荧光素酶报告基因(GAL4-Luc)质粒,构建了哺乳动物细胞转录因子活性分析系统,随后利用GAL4-Luc荧光素酶报告基因对5种含DUF654结构域的不同缺失片段转录抑制活性进行检测.检测结果表明,该基因DUF654结构域中从Δ228-407氨基酸区段具有强烈的转录抑制活性.该结果为进一步研究DUF654结构域的功能和hnulp1基因转录调控的机制奠定了基础.     

人参euFUL基因的克隆与生物信息学分析

旨在研究人参(Panax ginseng C.A.Meyer)花的形成,根据GenBank数据库中基因片段设计特异引物,利用cDNA快速末端扩增方法(RACE),克隆了人参花中一个5'端部分缺失euFUL(命名为PgFu L)的编码区序列。获得的Pg FUL基因由867个核苷酸组成,编码212个氨基酸。生物信息学分析结果显示,PgFUL编码蛋白分子质量为24.64 k D,等电点p I5.80,不含信号肽,无跨膜区。二级结构中α-螺旋结构占60.19%、延伸链占5.21%、无规则卷曲占34.60%。序列比对和系统进化分析表明,PgFUL人参PgMADS protein3(BAK20018.1)的序列同源性为100%,与加拿大蝙蝠葛(AGX01589.1)相似度达95%,属于A功能基因中的eu FUL进化系。     

DREB1A类转录调控域中对转录激活功能起关键作用的氨基酸

从烟草品种k326中克隆到2个干旱应答元件结合蛋白类(DREB-Like)转录因子基因,命名为NtDREBI和NtDREB1A.序列分析发现,NtDREBI和NtDREB1A编码的蛋白质具有典型的AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚族A类特征.酵母单杂交结果显示,NtDREBI具有激活功能, 而NtDREB1A不能激活下游基因,但可以与DRE元件结合.将NtDREBI、NtDREB1A与其它AP2/EREBP类转录因子序列比对,发现在C末端第148位氨基酸有显著差别.采用定点突变方法进一步研究表明,DREB1A类转录因子的第148位氨基酸残基与其邻近氨基酸残基的相互作用对调控转录激活功能起关键作用.     

肝细胞中活化转录因子ATF6抑制SREBP1的转录活性

内质网膜定位的活化转录因子ATF6和SREBP1均是经过蛋白酶切水解激活,激活后的ATF6(N)和SREBP1(N)进入细胞核内,分别指导内质网膜未折叠蛋白聚集反应相关基因和脂肪酸合成相关基因的表达.研究发现,肝细胞内葡萄糖饥饿激活ATF6并抑制SREBP1的转录活性及其靶基因的表达.过表达ATF6(N)能够抑制SREBP1介导的转录及其下游基因的表达.免疫共沉淀实验显示,ATF6(N)在细胞核内结合SREBP1(N),这种结合在无糖状况下增强.不同功能区缺失分析表明,ATF6和SREBP1通过亮氨酸拉链(leucinezipper)功能区相互作用.在葡萄糖饥饿状况下,ATF6对SREBP1转录活性的抑制保证了细胞基本生命活动所需要的能量.     

嗜热四膜虫腺苷三磷酸结合盒转运蛋白ABCC10基因的可变剪切分析

哺乳动物中腺苷三磷酸结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABCT)可通过可变剪切产生多种转录本,其中含有提前终止密码子(premature terminal codon,PTC)的转录本还可与无义介导的mRNA降解通路(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)作用来调节蛋白的相关功能,但这些现象尚未在低等生物的ABCT研究中发现.该文以单细胞原生动物——嗜热四膜虫为对象,利用转录组数据发现ABCC10基因存在可变剪切,并产生两条转录本(SV1和SV2),其中SV2在第五个内含子处发生内含子保留事件,这段长49bp的序列使SV2发生移码并产生PTC.在构建NMD通路中关键因子UPF1基因的嗜热四膜虫敲降株的基础上,利用实时荧光定量PCR方法检测SV2的转录情况.结果显示:含有PTC的转录本SV2在UPF1敲降株中的转录水平相对于野生型显著增加,说明SV2可被NMD通路降解.这与高等动物中某些ABCC蛋白通过可变剪切引入含PTC转录本,并能被NMD降解的方式一致,推测该方式在真核生物中十分保守,并在真核生物的共同祖先(the last eukaryotic common ancestor)中就已形成.     

辅调节因子在核受体基因表达调控中的作用

核受体 ( nuclear receptor)在增强或抑制基因转录时 ,需借助于诸多辅调节因子的协同作用 ,使调节更为精细、有效及特异 .辅调节因子 ( coregulator)可区分为辅激活因子 ( coactivator)和辅抑制因子 ( corepressor)两大类 ,均具有多种功能各异的蛋白质因子 ,分别汇聚于核受体上构成不同复合体 .它们的主要作用机理是 :( 1 )促使核小体中的组蛋白乙酰基化 ,导致与 DNA的结合松散 ;或脱乙酰基 ,而使组蛋白与 DNA的结合回复紧密状态 ,从而创造一个有利于转录或封闭转录的局部环境 ;( 2 )作用于通用转录因子及 RNA聚合酶 ,以激活转录或抑制转录 .     

用酵母双杂交系统分离一个新的人类细胞凋亡诱发基因

asy基因是最近发现的一个新的凋亡诱发基因, 但其诱发凋亡的机制仍不清楚. 采用酵母双杂交系统, 从人肺细胞系(WI-38)cDNA文库中克隆了一个asy相互作用蛋白基因asyip (asy interacting protein). asyip在人的各种组织内均能组成型转录合成1.8和2.7 kb两种mRNA转录本, 但转录水平有明显差异, 在脑组织中转录水平最高. 而且, 脑组织中2.7 kbmRNA转录水平大大高于1.8 kb的转录本. 序列分析表明两种转录本起始于一个共同的5′端,但3′端加poly(A)位点不同. 两者共享一个大的可读框, 编码26 ku的蛋白ASYIP. 推论的氨基酸一级结构表明, ASYIP含有两个大的强疏水区、两个蛋白激酶C磷酸化位点和两个酪蛋白激酶磷酸化位点. C端具有一个内质网捕获信号(Lys-Lys-Lys-Ala-Glu). 免疫沉淀试验进一步验证ASYIP和ASY在哺乳动物细胞中可以相互结合. 与asy基因一样, asyip基因的大量表达能抑制肿瘤细胞Saos-2的生长, 诱发细胞凋亡, 但效率比asy低.     

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     

从转录水平研究SATB1表达调控的分子机制

目的:研究SATB1 5'转录调控区及3'UTR的调控作用,以阐明SATB1在各肿瘤细胞系中的表达和调控机制.方法:采用半定量RT-PCR分析人乳腺癌细胞系BT549和MCF7、人肺癌细胞系NCI-H-446、QG56和SPC-A1中SATB1的转录水平.并利用Western Blot方法检测各肿瘤细胞系中蛋白表达水平.分别构建SATB1两个转录本5'上游序列驱动的报告基因载体.将栽体瞬时转染QG56及SPC-A1.构建含SATB1基因3'非翻译区(3'UTR)的报告载体,瞬时转染NCI-H446、QG56及SIC-A1.运用双通道荧光素酶报告系统检测荧光素酶活性.结果:在BT549、NCI-H-446、QG56和SPC-A1中检测到SATB1的转录本2,仅在BT549及QG56有转录本1表达;但在NCI-H-446、QG56及SIC-A1中,未检测到蛋白水平的表达.在QG56中,转录本1上游-638～+404序列段荧光素酶活性最高,而在SPC-A1中转录本2上游-1218～+48序列段的荧光素酶活性最高.运用生物信息学分析-638～+404和-1218～+48两个序列段的转录因子结合位点.在NCI-H-446中,含有SATB1 3'非翻译区(3'UTR)报告载体的荧光素酶活性显著低于PGL3 control的活性(P＜0.05).结论:在肺癌细胞中,SATB1的表达与细胞转移能力的高低无关.RT-PCR、荧光素酶活性及生物信息学分析结果的一致表明SATB1的两个转录本分别受其5'上游序列调控.在NCI-H-446中,SATB1的表达受其3'UTR的调控.     

水稻ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基Ⅰ基因的启动子分析

水稻(Oryaz sativa L.)基因组中的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基(ADP-Glucose pyrophosphorylase smallsubunit,OsAgpS)由两个基因编码,即OsAgpS1和OsAgpS2.其中OsAgpS1基因产生两个转录本OsAgpS1a和OsAgpS1b,区别在第一个外显子的位置不同.通过RT-PCR方法分析了两个转录本在水稻组织和胚乳不同发育时期的表达特性;同时通过报告基因GUS检测了两个转录本上游转录调节区DNA片段的转录启动特性.结果表明,两个启动了与其下游转录本的表达模式完全一致,即OsAgpS1a转录本和OsAgpS1a 上游启动子控制的GUS基因主要在胚乳中高水平表达,在叶片中有很低水平的表达;而OsAgpS1b转录本和OsAgpS1b上游启动子控制的GUS基因主要在叶片和胚乳发育早期低水平表达.这说明OsAgpS1基因产生的两个转录本是由不同的启动子控制转录的,OsAgpS1a上游启动了可以作为胚乳表达用启动子.     

Pu.1和cMyb在斑马鱼中性粒细胞发育中的相互作用

中性粒细胞发生是一个高度有序且被精密调控的过程,造血相关转录因子在其中起着关键作用。造血相关转录因子通过与其辅因子相互作用或转录因子之间相互作用形成复杂的调控网络,调控网络的异常可导致白血病的发生。目前参与该过程的转录因子有几十种,它们的结构与功能被广泛研究,但对转录因子之间调控关系的研究则相对缺乏。人PU.1和cMYB参与中性粒细胞发生的多个阶段且它们的异常通常与血液疾病相关,但目前对于在体情况下两者之间是否存在调控关系以及如何相互作用尚不明确。本研究利用cMyb过表达(cmyb^hyper)和Pu.1缺陷(pu.1^G242D/G242D)的斑马鱼模型,通过整体原位杂交、qRT-PCR、荧光报告系统以及拯救实验检测中性粒细胞发育过程中Pu.1和cM yb的相互作用关系。结果显示,在pu.1^{G24 2D/G 242D}突变体中,中性粒细胞的cmyb表达量显著升高,而在cmyb^hyper中,中性粒细胞的pu.1表达量则无明显变化。进一步在pu.1^{G2 42D/G242D}突变体中注射M...