胸苷激酶基因在人二倍体成纤维细胞衰老过程中的表达调控

为研究人胸苷激酶 (humanthymidinekinase ,hTK)基因在复制衰老细胞及早衰细胞中表达下调的分子机制 ,构建了含hTK启动子的荧光素酶报告基因载体 .转染结果显示 ,复制衰老细胞与早衰细胞中hTK启动子的转录活性比年轻细胞中下降了近 3倍 ,表明转录水平的调控是hTK在衰老细胞中表达下降的主要调控机制 .定点突变的结果显示 ,转录因子Sp1、NF Y结合位点的突变可使hTK启动子活性降低近 5 0 % ,而E2F结合位点的突变可使其活性升高 2倍多 ,提示Sp1和NF Y是hTK基因的转录活化因子 ,而E2F为转录抑制因子 .电泳迁移率变更实验发现 ,与年轻细胞相比 ,Sp1、NF Y与hTK启动子的DNA结合活性在复制衰老细胞和早衰细胞中无明显改变 ,提示转录活化因子Sp1、NF Y并非hTK在衰老细胞中下调的主要因素 .染色质免疫共沉淀结果显示 ,在细胞内Rb结合在hTK启动子上 ,且同年轻细胞相比 ,复制衰老细胞及早衰细胞中的hTK启动子结合着更多的Rb ,这提示细胞衰老过程中Rb的去磷酸化可能与hTK基因在衰老过程中的下调有关 .     

人胚肺二倍体成纤维细胞端区长度的代龄变化

以体外培养的不同代龄的人胚肺二倍体成纤维细胞（2BS）为实验对象,HeLa细胞为对照,分别观察其端区长度随代龄的变化．结果显示年轻2BS细胞（24代）端区长度约9．13kb;衰老2BS细胞（64代）端区长度约7kb,丢失约2kb．2BS细胞端区长度随代龄的增长而缩短．密度扫描结果显示细胞每复制一代,端区平均丢失50bp,而HeLa细胞的端区长度未因代龄而变化．     

人ACER2基因启动子的鉴定与初步分析

碱性神经酰胺酶2(alkaline ceramidase 2,ACER2)是一个参与脂质类信号分子神经酰胺代谢的酶分子,在细胞增殖、衰老和凋亡等过程中起重要作用。为了进一步研究ACER2基因的转录调控机制,该研究克隆鉴定了ACER2基因的启动子。首先,应用5'RACE(rapid amplification of cDNA ends,cDNA末端快速扩增)技术鉴定了ACER2基因的转录起始位点。然后,通过PCR定向克隆和定点突变策略,构建了三个长度不同的覆盖ACER2基因5'端侧翼区起始密码子ATG上游约1.3Kb区域的一系列ACER2基因启动子荧光素酶报告基因重组体。启动子活性分析表明ACER2基因启动子定位于转录起始位点附近约670 bp的区域内。转录因子结合位点分析结果表明,ZCER2基因启动子含有Sp1、GATA-1和AP-1等潜在的转录因子结合位点,提示Sp1和GATA-1等转录因子可能参与ACER2基因的转录调控。     

空间飞行水稻pi-hit-1基因启动子功能分析

pi-hit-1基因是本实验室通过空间诱变找到的一个水稻新基因。为了对pi-hit-1基因启动子结构和功能进行研究,首先使用植物启动子分析数据库(PlantProm DB-TSSP,TFSEARCH,PLACE及PlantCARE)对该基因转录调控区序列进行预测分析,结果显示该基因上游调控区存在多个顺式元件,主要集中在翻译起始位点前300bp的区域,转录起始位点位于翻译起始位点前100bp,在转录起始位点前132bp存在TATA box元件。凝胶电泳迁移率实验(EMSA)发现翻译起始位点上游约300bp存在转录因子特异结合位点,为该基因的核心启动子,这与预测结果一致。采用系统生物学的方法研究水稻新基因pi-hit-1启动子结构,发现了该基因的核心启动子元件,为研究空间环境如何影响基因的转录调控提供了重要依据。     

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-14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细胞和人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.     

表皮生长因子对人二倍体成纤维细胞p21~(WAF-1)基因表达的双向性影响

p2 1 WAF-1又称 sdi- 1 ,是细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶 ( CDK)的抑制物基因 ,与细胞增殖调控及细胞衰老密切相关 .本研究为了解正常细胞中 p2 1 WAF-1对生长因子的反应性 ,以及其在细胞衰老时的表现 .我们以不同代龄的人胚肺二倍体成纤维细胞 ( 2 BS细胞株 )为实验对象 ,通过 Northern杂交术 ,观察表皮生长因子 ( EGF)对年轻 (低代龄 )细胞与衰老 (高代龄 )细胞 p2 1 WAF-1基因表达的影响 .结果显示 :p2 1 WAF-1在衰老 2 BS细胞中高表达 .EGF对年轻细胞 p2 1 WAF-1的表达有诱导作用 ,对衰老细胞有轻微诱导作用 ,在刺激后 3h左右达高峰 ,3～ 6h逐渐回落 ,并持续下降 .作用后 1 2h,其表达水平反而远低于作用前 .此作用在年轻细胞较为明显 .由此可见 :( 1 ) EGF对人二倍体成纤维细胞 p2 1 WAF-1的表达有双向性影响 ,先是一过性诱导 ,随后转为阻抑 ;( 2 )衰老细胞 p2 1 WAF-1对EGF的反应性有所降低     

抑癌基因p53蛋白产物与DNA相互作用的研究进展

抑癌基因p53蛋白产物是一种多功能的转录调控因子,其C-末端含DNA结合区,N-末端含转录激活区。它能通过磷酸化或构象变化来激活其DNA结合活性,从而与某些基因的启动子区结合而激活它们的转录,而对不具有与其结合位点基因的转录起抑制作用。p53蛋白还能作为一种DNA复制因子,通过与某些基因的复制起始区结合而对它们的复制或修复进行调控。对基因转录或复制的调控都最终反映在对细胞周期的调控上。     

猪早期胚胎发育中SOX2基因启动子活性分析

转录因子SOX2 (sex determining region Y-box2)在早期胚胎发育第一次谱系分化以及内细胞团多能性维持等方面具有重要的作用。但是目前有关SOX2基因启动子的系统研究较少,尤其是在猪(Sus scrofa)中尚无相关报道。为系统分析猪SOX2基因启动子在早期胚胎中的活性,本研究通过优化显微注射体系中绿色荧光蛋白表达载体种类和注射时间,构建了适合猪SOX2基因启动子活性分析的参照体系和显微注射体系;对猪SOX2基因翻译起始位点上游5000 bp区域进行转录因子结合位点的预测,发现该区域存在4个转录因子结合位点簇;针对上述区域设计并构建相应的缺失型SOX2基因启动子报告载体,利用建立的显微注射体系将其导入胚胎,通过mCherry荧光强度以及qRT-PCR定量分析SOX2基因启动子中不同转录因子结合位点簇对启动子活性的影响。结果表明,与全长SOX2基因启动子相比,SOX2基因翻译起始位点上游2254～2442 bp区域缺失后,猪4-细胞和8-细胞胚胎中SOX2基因启动子活性下降至17.8%,该缺失区域中仅包含两个NF-AT(nuclear factor of activated T cells)转录因子结合位点。因此,本研究结果推测猪SOX2基因启动子中NF-AT转录因子结合位点是影响猪早期胚胎SOX2基因启动子活性的关键位点。本研究为揭示猪早期胚胎发育中SOX2基因表达调控机制提供了数据支持。     

超声处理对PRC2相关蛋白染色质免疫共沉淀测序结果的影响

超声处理是染色质免疫共沉淀(Chromatin immunoprecipitation,Ch IP)实验过程中染色质片段化的重要手段之一。选用多梳抑制复合物2 (Polycomb repressive complex 2,PRC2)相关蛋白组蛋白甲基转移酶EZH2及其催化产物H3K27me3为代表,研究不同分子量大小的蛋白在不同超声处理时间下对染色质免疫共沉淀测序(Chromatin immunoprecipitation sequencing,Ch IP-seq)实验的影响,结果表明在启动子区或非启动子区,不同超声时间下小分子量组蛋白H3K27me3结合位点的注释基因均无明显差异,说明超声时间对组蛋白Ch IP-seq数据影响不大。与组蛋白不同,超声时间从10 min延长至20 min后启动子区EZH2新增结合位点的注释基因能够显著聚类在与肌动蛋白丝组装等相关通路上。超声20min相比10min,非启动子区EZH2新增基因的GO(Gene ontology)聚类通路要远多于丢失基因,且超声30 min相比20 min,非启动子区丢失基因的GO聚类通路要远多于新增基因,这些通路大多与RNA聚合酶Ⅱ(RNApolymeraseⅡ,RNAPII)、器官发育、细胞形态发生相关。这表明超声时间不足或过长均会导致EZH2的基因组定位信息的不全。另外,超声主要影响启动子区中的PRC2非结合区域及二价启动子区域的EZH2结合位点,还影响非启动子区中PRC2结合区域、PRC2不结合区域以及活化态增强子区域的EZH2结合位点。综上,建议对大分子量的染色质修饰相关蛋白优化超声处理时间,使形成的染色质片段聚集在100–500 bp可获得比较全面的基因组信息。对小分子量的组蛋白来说,超声时间对Ch IP-seq结果影响不大。     

矮牵牛PMADS9基因启动子的克隆及分析

矮牵牛PMADS9基因是MADS-box基因AGL15亚家族的成员。该亚家族基因可能具有调控开花时间、抑制花器官衰老脱落和促进体胚形成等功能。本文应用YADE和hiTAIL-PCR等方法,克隆了PMADS9基因5′端翻译起始位点上游1853bp的启动子区域序列(FJ798977);RACE分析发现该基因至少有4个转录起始位点,2个位于编码区第一外显子内。启动子调控元件分析显示,PMADS9启动子富集花粉和种子发育过程中特异表达元件和与环境应答相关的元件;AGL15同源基因启动子存在非常保守的RY-repeat元件,启动子的保守性与物种的遗传距离不一致;推测PMADS9启动子翻译起始位点上游200～400bp和800～1000bp区域具重要功能。     

人G6PD基因启动子区结合蛋白的生物信息学分析

目的:对人G6PD基因启动子区结合蛋白进行生物信息学分析。方法:从Gene Bank数据库中获取人G6PD基因5’调控区,使用在线软件JASPAR对该序列可能存在的转录因子结合位点进行预测。结果:获得人G6PD基因5’调控区序列2200 bp(-2000~+200 bp)。Relative profile score threshold在85%、90%、95%和100%时,该序列存在805、258、66和17个可能的转录因子结合位点,包含Maf G、Pdx1、Prrx2、MZF1、SPIB、KLF5和SP1等因子。结论:人G6PD基因5’调控区存在多种转录因子的结合位点,这些转录因子大多与胰腺发育、肿瘤发生和氧化应激有关。     

副溶血弧菌拟核相关蛋白H-NS间接抑制VP1687-1686的启动子区转录

为了探讨副溶血弧菌拟核相关蛋白H-NS对Ⅲ型分泌系统(T3SS) VP1687-1686基因位点的转录调控,本研究提取副溶血弧菌hns突变株(Δhns)和野生株(WT)的总RNA,采用引物延伸实验研究靶基因的转录起始位点,并根据产物的丰度判断H-NS对靶基因的调控关系;采用实时定量RT-PCR研究靶基因mRNA在WT和Δhns中转录丰度,以判定H-NS对靶基因的转录调控关系;将靶基因启动子区域DNA序列克隆至lacZ基因上游,将重组质粒转入WT和Δhns中,得到相应的LacZ菌株,通过LacZ报告基因融合实验研究H-NS对靶基因的调控关系;用PCR扩增靶基因的启动子区DNA序列,并纯化His-H-NS蛋白,通过凝胶阻滞实验(EMSA)研究His-H-NS是否对靶基因启动子区具有直接的结合作用。研究结果显示,T3SS的VP1687-1686只含有一个转录起始位点,位于翻译起始位点上游82 bp处,且H-NS能够抑制其转录活性,但不能直接结合到VP1687-1686区的启动子区。另外,H-NS对calR的转录无调控作用,His-H-NS也不能结合到其启动子区。本研究的结果初步说明,H-NS能够间接抑制VP1687-1686的转录,该抑制机制与CalR无关联。     

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。     

副溶血弧菌拟核相关蛋白H-NS间接抑制VP1687-1686的启动子区转录

为了探讨副溶血性弧菌拟核相关蛋白H-NS对Ⅲ型分泌系统(T3SS) VP1687-1686基因位点的转录调控,本研究提取副溶血弧菌hns突变株(Δhns)和野生株(WT)的总RNA,采用引物延伸实验研究靶基因的转录起始位点,并根据产物的丰度判断H-NS对靶基因的调控关系;采用实时定量RT-PCR研究靶基因mRNA在WT和Δhns中转录丰度,以判定H-NS对靶基因的转录调控关系;将靶基因启动子区域DNA序列克隆至lacZ基因上游,将重组质粒转入WT和Δhns中,得到相应的LacZ菌株,通过LacZ报告基因融合实验研究H-NS对靶基因的调控关系;用PCR扩增靶基因的启动子区DNA序列,并纯化His-H-NS蛋白,通过凝胶阻滞实验(EMSA)研究His-H-NS是否对靶基因启动子区具有直接的结合作用。研究结果显示,T3SS的VP1687-1686只含有一个转录起始位点,位于翻译起始位点上游82 bp处,且H-NS能够抑制其转录活性,但不能直接结合到VP1687-1686区的启动子区。另外,H-NS对calR的转录无调控作用,His-H-NS也不能结合到其启动子区。本研究的结果初步说明,H-NS能够间接抑制VP1687-1686的转录,该抑制机制与CalR无关联。     

猪精浆蛋白基因PSP-Ⅰ和PSP-Ⅱ启动子序列克隆及生物信息学分析

分别用PCR方法扩增了1.7kbp和1.6kbp的猪PSP-Ⅰ和PSP-Ⅱ基因的启动子,并进行TA克隆,测序鉴定,测序结果用DNAstar程序与Genebank中的相应序列进行对比分析,结果显示与已发表序列的同源性分别为99.8%和96.3%。利用生物信息学的方法对克隆的1.7kbp和1.6kbp的猪PSP-Ⅰ和PSP-Ⅱ基因的启动子区进行了预测分析。PSP-Ⅰ和PSP-Ⅱ基因序列对比(mVista)分析发现,启动子0→-1000bp的保守性较高,其中0→-200bp核心启动子部分的序列同源性达到了100%,而-1000bp上游序列的保守性则较低。启动子的位置预测(Promoter Scan)结果显示,转录起始点上游200bp的区域为两基因的核心启动子位置。启动子区转录因子结合位点预测(TFSEARCH)发现,转录起始位点上游的1000bp区域内含有大量的顺式调控元件,并且得到了一系列潜在的转录因子结合位点。     

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．     

通过系统分析揭示组蛋白修饰模式与转录因子结合之间的关联

转录因子对顺势调控元件的选择性结合,在哺乳动物细胞类型特异的基因表达中扮演重要的角色.这个过程受到染色质表观遗传状态的潜在调控.近期,染色质免疫共沉淀结合测序的研究提供了大量泛基因组水平的数据,阐述转录因子结合以及组蛋白修饰的位点,这为系统地研究转录因子和表观遗传标记之间的空间及调控关系提供了基础.该研究对公共数据库中的染色质免疫共沉淀结合测序数据进行整合分析,涉及5个细胞系中的85种转录因子、9种组蛋白修饰,目的是研究转录因子结合位点与组蛋白修饰模式以及基因表达在泛基因组水平上的关联.作者发现,不同转录因子与组蛋白修饰的共定位模式高度一致,并且组蛋白修饰在距离转录因子结合位点约500碱基对的位置富集.作者还发现,转录因子结合位点的占有率与活性组蛋白修饰的水平和双峰模式正相关,并且启动子区域组蛋白修饰的双峰和共定位模式和基因的高转录水平相一致.组蛋白修饰模式、转录因子结合位点的占有率与基因转录之间的关联暗示了细胞可能利用的基因表达调控机制.     

NFY结合位点缺失下调NPCEDRG基因启动子转录活性和效率

NPCEDRG基因是一个鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)相关基因. NPCEDRG基因启动子为TATA-less启动子,其核心启动子区域位于-146 ～-8 bp区,该区域包含NFY、STAT1和cMYB等转录因子结合位点. 前期研究结果提示,转录因子NFY可能参与NPCEDRG基因的转录调控. 为明确NFY转录因子在NPCEDRG基因转录中的作用,本研究应用报告基因载体系统分析方法对NPCEDRG基因核心启动子区进行NFY结合位点（或CCAAT-box）缺失突变及其功能分析,分别构建NPCEDRG基因核心启动子区NFY结合位点缺失突变的Luc和EGFP报告基因表达载体. 比较核心启动子和NFY结合位点缺失突变体报告基因载体的转录活性和效率. 结果表明,在MCF7和CNE2细胞中,NFY结合位点缺失突变体的转录活性分别约为其核心启动子转录活性66.94%和75.72%,即NFY结合位点缺失致使该启动子转录效率在MCF7和CNE2细胞中分别降低了33.06%和24.28%;EGFP报告基因表达载体系统研究结果与Luc报告基因载体系统结果基本吻合. 本研究再次证实,转录因子NFY通过结合NPCEDRG基因启动子的核心元件NFY结合位点参与NPCEDRG基因的转录调控,并提高其基因转录活性和效率.     

小鼠精胺氧化酶基因启动子结构和功能研究

目的:克隆和鉴定小鼠精胺氧化酶(mSMO)启动子DNA序列.方法:用Trizol试剂法从小鼠成纤维细胞中提取总RNA,应用5'-RACE法获得mSMO的转录起始位点;巢式PCR方法克隆含有mSMO启动子的DNA序列,并由此构建5'端系列截短的mSMO启动子荧光素酶报告质粒;将报告质粒瞬时转染Cos7细胞后,用荧光素酶分析法测定启动子活性.结果:确定mSMO基因至少有6个转录起始位点(+1,+4,+27,+31,+51,和+63),且均定位于外显子1中.克隆获得mSMO基因转录起始位点上游大约2.1kb的DNA片断,以此片段为基础构建了11个5'端系列截短的启动子报告质粒.报告基因分析证实,该上游DNA片段具有启动子活性,截短至-615和-176bp时,获得2个启动子活性峰值,截短至-373bp时启动子活性最低.结论:mSMO基因含有多个转录起始位点,其上游-176～+124bp为mSMO核心启动子区,-615～-176bp区为重要的转录调控区.     

自我失活型逆转录病毒载体在衰老基因转录调控中的应用

以自我失活型逆转录病毒载体pSIR为基础,构建了含有增强型绿色荧光蛋白报告基因的载体pSIR-EGFP和含有870bp p16启动子载体pSIR-EGFP-870.将两种病毒载体转染至包装细胞包装成病毒颗粒.病毒感染2BS靶细胞,病毒5′LTR在逆转录过程中自我灭活.通过该系统观察到p16启动子在2BS细胞衰老过程中,转录活性明显增强.结果表明,自我失活型逆转录病毒载体能很好地用于衰老基因转录调控的研究.