基于Tail-PCR分析AN2基因上游启动子活性

黑果枸杞(Lycium ruthenicum)富含花青素,AN2基因是调控黑果枸杞花青素合成代谢的主效基因。为解析AN2基因启动子的活性差异,采用Tail-PCR方法分别克隆了黑果枸杞和红果枸杞(L. barbarum) AN2基因起始密码子上游约1 686 bp (LrAN2p)和1 495 bp (LbAN2p)的序列。Plant CARE预测表明,LbAN2p和LrAN2p中分别有133和137个的顺式作用元件, 其中,参与光调控的顺式元件分别有11和15个;参与激素响应相关的顺式元件分别有13和16个。构建AN2启动子植物表达载体pKGWFS7:LbAN2p和pKGWFS7:LrAN2p,利用农杆菌介导的烟草遗传转化体系获得转基因烟草。GUS染色结果表明,LrAN2p能够驱动GUS在烟草中的表达,叶片呈现蓝色,具有较LbAN2p更强的启动活性,qRT-PCR结果表明,LrAN2p转基因烟草中GUS基因具有更高的转录水平,这可能会使AN2基因在黑果枸杞中具有更高的表达,激活黑果枸杞花青素合成代谢通路。这为解析枸杞果色形成及AN2基因的表达调控机制奠定了理论基础。     

肺癌细胞中调控ezrin基因基本转录活性的顺式作用元件及转录因子的鉴定

研究发现,质膜-细胞骨架连接蛋白Ezrin在多种肿瘤细胞中异常表达,而且Ezrin的表达上调与肿瘤细胞的移动侵袭相关,但是调控ezrin基因转录的分子机制却不清楚．为了探明ezrin基因的转录调控机制,以肺癌细胞A549为材料,首先采用双荧光素酶报告基因分析系统检测ezrin基因5′侧翼嵌套缺失序列和位点突变序列的转录活性,鉴定肺癌细胞中ezrin基因的基本启动子区以及关键的顺式作用元件Sp1结合位点 (-75/-69) 和AP-1结合位点 (-64/-58)．其次,利用凝胶电泳迁移率变动分析证明,肺癌细胞核蛋白提取物能够与ezrin基因含有关键顺式作用元件的DNA序列结合,形成DNA-核蛋白复合物,而且Sp1结合位点和AP-1结合位点与重组蛋白rhSp1和rhAP-1的结合具有位点特异性．最后,利用瞬时转染实验证实,转录因子Sp1和AP-1 (由c-Jun和c-Fos组成的异源二聚体) 分别通过Sp1结合位点和AP-1结合位点,增强ezrin基因基本转录活性,而且,过表达转录因子Sp1、c-Jun或c-Fos上调了Ezrin蛋白表达．研究确定,肺癌细胞中调控ezrin基因基本转录活性的关键顺式作用元件是Sp1结合位点 (-75/-69) 和AP-1结合位点 (-64/-58),与之作用的转录因子Sp1和AP-1对于ezrin基因的转录激活作用至关重要．     

巨桉EgrGBF1基因的克隆和表达模式分析

G-box结合蛋白(GBF)是一类能够识别并结合G-box的转录因子,广泛参与植物基因响应外界刺激的表达调控。通过巨桉(Eucalyptus grandis)初生生长到次生生长的转录组测序筛选出差异表达基因EgrGBF1,为探讨其在桉树生长发育中的功能,从巨桉中克隆了该基因,并进行了结构和进化分析。结果表明,EgrGBF1编码区长度为984 bp,编码327个氨基酸, 存在2个转录本,分别命名为EgrGBF1α和EgrGBF1β。实时荧光定量PCR结果表明,EgrGBF1α和EgrGBF1β在不同组织中,不同激素、胁迫处理下的表达模式不同,EgrGBF1α主要在茎尖表达,沿节间向下表达量逐渐降低,而EgrGBF1β在韧皮部高表达,在节间的表达量无显著差异。在水杨酸和缺硼处理下,EgrGBF1α和EgrGBF1β的表达趋势相反。EgrGBF1α在缺磷处理168 h的表达量最高,而EgrGBF1β在处理6 h的表达量最高。因此,EgrGBF1在桉树生长发育以及响应胁迫中发挥着重要作用,且转录本EgrGBF1α和EgrGBF1β可能具有不同的功能。     

中国水仙LAR基因启动子的克隆及功能初步分析

为了解NtLAR基因的表达调控机制,该研究以中国水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)‘金盏银台’ DNA为模版,采用染色体步移法克隆了NtLAR基因起始密码子ATG上游启动子片段序列,测序结果显示,该克隆片段共995 bp(GenBank登录号：MH371155)。通过PlantCare数据库对获得的启动子序列顺式作用元件预测发现,NtLAR启动子序列中包含有大量顺式作用元件,如光反应元件ACE、G box、GATA motif、GT1 motif,激素响应元件CGTCA motif、ABRE、TGACG motif、TGA element,胁迫响应元件和MYB 结合位点 MBS等。成功构建了植物表达载体pBI121 pNtLAR∷GUS和pGreenII 0800 pNtLAR Luc。pBI121 pNtLAR∷GUS在烟草叶片的瞬时表达结果显示,克隆的启动子片段具有活性;pBI121 pNtLAR∷GUS在水仙不同组织器官的瞬时表达实验发现,NtLAR基因的表达具有组织特异型,其在鳞茎盘的表达量较高,在花瓣和副冠中的表达量较低;将pBI121 pNtLAR∷GUS分别和中国水仙R2R3 MYB转录因子NtMYB2、NtMYB5混合注射烟草叶片,GUS染色结果显示NtMYB2和NtMYB5并不能抑制NtLAR启动子的活性,定量PCR结果与GUS染色结果一致。采用pGreenII 0800 pNtLAR Luc载体进行双荧光素酶实验进一步验证了GUS染色实验和定量PCR结果。     

香菜CsEF 1α基因克隆与表达分析

翻译延伸因子EF 1α(elongation factor 1 alpha)是细胞中最丰富的蛋白质之一,其在确保mRNA正确解码以产生细胞蛋白质方面发挥重要作用。该研究采用RT PCR扩增方法克隆香菜CsEF 1α基因序列,利用生物信息学对CsEF 1α基因结构、序列特征及系统进化等进行分析,并采用qPCR探究CsEF 1α基因在香菜不同生长时期和非生物胁迫下的表达模式,为进一步揭示EF 1α基因调控机制的研究奠定基础。结果显示：(1)成功克隆获得香菜CsEF 1α基因序列;CsEF 1α基因包含1个1 344 bp的开放阅读框,编码447个氨基酸,分子式为C₂₂₀₂H₃₅₄₄N₅₉₄O₆₄₄S₂₀,蛋白质分子量为49.29 kD,等电点为9.12;氨基酸序列组成中赖氨酸数量最多(49个,占11.0%),色氨酸数量最少(3个,占0.7%);属碱性蛋白。(2)CsEF 1α蛋白主要由无规则卷曲(36.91%)和α 螺旋(30.43%)构成,定位于细胞质;系统进化树分析显示,CsEF 1α与胡萝卜、野生番茄、青蒿素和非洲菊的亲缘关系较接近;启动子分析包括4种植物生长发育元件、3种激素响应元件和3种胁迫响应元件。(3)qRT PCR结果显示,CsEF 1α基因的表达量随着香菜生长发育时间的延长而升高,并且与转录丰度的变化一致;CsEF 1α基因对4种不同非生物胁迫的响应表达模式有所差异;随着胁迫时间的延长,在盐胁迫下CsEF 1α基因表现出先升高后降低趋势,而在低温、高温和干旱胁迫下表现出先降低再升高的趋势。研究表明,CsEF 1α基因参与了香菜对非生物胁迫的应答,在香菜生长发育和非生物胁迫中具有重要调控作用。     

芥菜BjuWRKY75基因表达及其与开花整合子BjuFT互作

芥菜(Brassica juncea)是十字花科芸薹属一年或二年生蔬菜,其产品器官的产量和品质会受到开花时间的影响。WRKY家族成员具有响应生物和非生物胁迫、发育调控和信号转导等作用。WRKY75是WRKY家族中能够调节开花的重要成员,但在芥菜中的开花调控机制还未见报道。本研究克隆了芥菜BjuWRKY75基因,发现其编码蛋白具有高度保守的WRKY结构域,属于Ⅱ类WRKY蛋白,与黑芥BniWRKY75同源性最高。BjuWRKY75在花中表达丰度显著高于叶和茎,并且在叶中表达较为稳定。BjuWRKY75定位于细胞核,能够与含有W-box应答元件的开花整合子BjuFT的启动子相互作用,且能转录激活下游基因表达。BjuWRKY75转入拟南芥可显著提早开花。综上说明,BjuWRKY75能够直接靶向BjuFT从而促进开花。这为深入研究BjuWRKY75开花分子调控奠定了基础。     

Mstn基因干扰通过上调基因Cpt1b促进肌间脂肪的β氧化

肌生长抑制素(myostatin,Mstn)也被称为生长/分化因子-8(GDF-8)。敲减或敲除Mstn基因可促进肌肉发育、降低脂肪含量。本研究利用RNA干扰技术制备Mstn干扰小鼠,随后对其骨骼肌形态、骨骼肌甘油三酯(triglyceride,TG)含量、脂肪酸组成及含量进行了分析。结果显示,与对照组相比,Mstn干扰小鼠肌肉中Mstn的表达减少。小鼠骨骼肌肌纤维的横截面积显著增大,而TG含量显著降低,n-3/n-6和不饱和/饱和脂肪酸比值显著升高。通过实时荧光定量PCR检测脂肪酸代谢相关基因的表达,结果表明脂肪酸分解和转运相关基因表达上调,而脂肪酸合成相关基因表达下调。在这些基因中,与β氧化相关的基因Cpt1b的上调尤为明显。对骨骼肌中CPT1的酶活性进行了检测,结果与基因表达情况一致。为探讨其进一步作用机理,通过染色质免疫沉淀实验发现,Mstn基因下游转录因子SMAD3可与Cpt1b基因的启动子直接结合。上述结果表明,Mstn敲减后主要通过调控其下游转录因子SMAD3与Cpt1b基因启动子的结合,上调Cpt1b的表达,从而促进肌内脂肪酸的β氧化代谢。     

LCRG1基因启动子关键顺式调节元件的鉴定

LCRG1基因( laryngeal carcinoma related gene1,LCRG1 )是一个新的喉癌候选抑瘤基因,其转录调控机制一直未被阐明．通过限制性内切酶酶切介导对LCRG1基因 (-169～+127)区域进行剪切体分析,将LCRG1基因最小启动子定位于-169～-57．应用连接体扫描突变体分析,将关键顺式作用元件确定在-137～-122．生物信息学提示该区存在SP1、E2F1/DP1、EKLF和ZF9转录因子结合位点．利用已知反式作用因子与报告基因质粒进行共转染,提示Spl为有效的反式作用因子,且能上调LCRG1基因的表达．凝胶迁移阻滞实验确定LCRG1基因关键的顺式作用元件区域具有Spl结合位点．LCRG1基因启动子-137～-122片段在该基因表达过程中可能起重要作用,为LCRG1基因功能研究提供了新的证据．     

老年痴呆症相关基因Nicastrin的转录调控

APP蛋白经过降解,形成老年痴呆症患者脑内老年斑的主要成分．由PS(早老素),NCT, PEN-2和APH-1 4种膜蛋白组成的γ分泌酶催化该降解过程．为了了解人类nicastrin( NCT )基因的转录调控机制,确定了其在人脑中的转录起始位点以及其编码区上游大小不等片段的转录起始活性．EMSA分析证实NCT启动子区的4个AP-1结合位点和2个NFAT结合位点能够与相应的转录因子结合,能够改变转录因子调控能力的定点突变和PDTC诱导使得NCT启动子在HeLa细胞和大鼠皮质神经元中的启动活性都有所改变．以上结果说明：AP-1和NFAT确实参与了人类NCT基因的转录调控．     

多胺对盐胁迫下黄瓜SOS2基因家族表达的影响

该研究基于黄瓜基因组数据库,利用生物信息学和荧光定量PCR等方法,对黄瓜SOS2基因家族进行全基因组鉴定,并对其表达特性进行系统分析。结果表明：(1)在黄瓜基因组中,共鉴定到 15个SOS2基因(CsSOS2 1~CsSOS2 15),且不均匀分布在5条染色体上;亚细胞定位显示SOS2蛋白主要位于细胞质膜。(2)系统进化分析显示,CsSOS2 2和CsSOS2 6与AtSOS2亲缘关系更近。(3)顺式作用元件预测显示,SOS2基因启动子序列主要含有干旱诱导和防御应激响应元件。(4)结构分析显示,SOS2蛋白所含保守基序的排列顺序完全一致,且主要含有STKc和NAF保守结构域,这些结构可能在基因响应盐胁迫过程中起调控作用。(5)荧光定量试验表明,SOS2基因家族主要在黄瓜的根和叶片响应盐胁迫时上调表达,其中,盐胁迫处理1 d时有5个基因上调表达,并随处理时间延长盐胁迫下的基因表达有所下调;增施多胺显著上调了CsSOS2 1~CsSOS2 5、CsSOS2 8、CsSOS2 9、CsSOS2 12和CsSOS2 15在不同组织中的表达,说明盐胁迫下多胺能诱导黄瓜SOS2基因家族的表达,进而参与植物耐盐分子网络的调控。     

Synthesis of New Pyrrolo[1,2-a]quinoxaline Derivatives as Potential Inhibitors of Akt Kinase

Akt kinases are attractive targets for small molecule drug discovery because of their key role in tumor cell survival/proliferation and their overexpression/activation in many human cancers. Recent efforts in the development and biological evaluation of small molecule inhibitors of Akt have led to the identification of novel Akt kinase inhibitors, based on a quinoxaline or pyrazinone scaffold. A series of new substituted pyrrolo[1,2-a]quinoxaline derivatives, structural analogues of these active quinoxaline or pyrazinone pharmacophores, was synthesized from various substituted 2-nitroanilines or 1,2-phenylenediamine via multistep heterocyclization process. These new compounds were tested for their in vitro ability to inhibit the proliferation of the human leukemic cell lines K562, U937 and HL60, and the breast cancer cell line MCF7. Three of these human cell lines (K562, U937 and MCF7) exhibited an active phosphorylated Akt form. The most promising active pyrroloquinoxalines were found to be 1a that inhibited K562 cell line proliferation with an IC₅₀ of 4.5 μM, and 1h that inhibited U937 and MCF7 cell lines with IC₅₀ of 5 and 8 μM, respectively. These two candidates exhibited more potent activities than the reference inhibitor A6730.     

应用慢病毒shRNA文库结合二代测序筛选白血病细胞系增殖相关lncRNA北大核心CSCD

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是包括细胞增殖在内的许多细胞过程的重要调节因子。虽然已有研究表明多种lncRNA在造血系统恶性肿瘤的发生发展过程中发挥重要作用,但是缺少一个更全面和无偏倚的方法同时研究多个lncRNA中对白血病细胞系产生功能性影响的lncRNA。在此,我们利用短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)文库结合高通量测序的方法,筛选对白血病细胞系增殖有影响的lncRNA,确定了74个候选lncRNAs。从中选取lncRNA C20orf204-203作为验证研究对象,发现C20orf204-203在K562和THP-1细胞系中均定位于胞质,敲降C20orf204-203的K562和THP-1细胞系增殖能力降低,早期凋亡细胞增加,BAD基因在mRNA水平上表达量增加,TP53、BCL2蛋白表达量下降,在THP-1细胞系中Caspase 3蛋白表达量减少,激活型Caspase 3蛋白表达量上升,但是二者变化在两种细胞系中不一致。结果表明,在白血病细胞系中敲降lncRNA C20orf204-203会使细胞增殖能力降低。但其在不同细胞系作用途径和机制可能存在差异。这一研究表明了利用shRNA文库结合高通量测序大规模研究lncRNA在白血病细胞系中发挥作用的可行性。