中心体蛋白Cenexin在大鼠精子发生过程中的表达特征

中心体蛋白Cenexin是成熟中心粒的唯一标志分子。为阐明中心粒在大鼠精子发生过程中的成熟以及功能,我们首先通过RT-PCR技术从大鼠睾丸组织中扩增出了Cenexin cDNA片段,原核表达重组蛋白后,用其免疫小鼠制备了高滴度的抗Cenexin的多克隆抗体,然后利用免疫荧光染色、Western Blot和半定量RT-PCR方法,研究了大鼠精子发生过程中Cenexin蛋白和基因的表达特征。结果显示Cenexin mRNA水平在精原细胞和精母细胞中较高,随后表达水平下降,而蛋白质分子在精原细胞到精子细胞中都定位于细胞的一个中心粒上,表示有成熟中心粒的存在,在长形精子细胞中该蛋白位于鞭毛的基体部。附睾的绝大多数成熟精子中Cenexin免疫染色消失。中心体蛋白Cenexin在精子变态期的表达变化可能与精子鞭毛形成的起始有关。     

The cloning and expression characterization of the centrosome protein genes family (centrin genes) in rat testis

Centrins are members of the centrosome protein family, which is highly conserved during revolution. The homologous genes of centrin in many organisms had been cloned, but the sequences of the rat centrin genes were not reported yet in GenBank. We cloned the cDNA fragments of centrin-1, -2 and -3 from the rat testis by RT-PCR, and analyzed the homology of the deduced amino acid sequences. The expression characterization of centrin genes in rat spermato-genesis was carried out by semi-quantitative RT-PCR. The results show that the homology of the corresponding centrin proteins in human, mouse and rat is high. The expression of centrin-1 is testis-specific, spermatogenic cell-specific and developmental stage-related. Centrin-1 begins to be transcribed when the meiosis occurs, and its mRNA level reaches the peak in round spermatids. Centrin-2 and centrin-3 are highly expressed in spermatogonia and their mRNA level decreases markedly when meiosis occurs. These results suggest that centrin-1 may play roles in     

中心体蛋白Cenexin在大鼠精子发生过程中的表达特征

中心体蛋白Cenexin是成熟中心粒的唯一标志分子。为阐明中心粒在大鼠精子发生中的成熟以及功能,我们首先通过RT－PCR技术从大鼠睾丸组织中扩增出了Cenexin cDNA片段,原核表达重组蛋白后,用其免疫小鼠制备了高滴度的抗Cenexin的多克隆抗体,然后利用免疫荧光染色、Western Blot和半定量RT－PCR方法,研究了大鼠精子发生过程中Cenexin蛋白和基因的表达特征。结果显示Cenexin mRNA水平在精原细胞和精母细胞中较高,随后表达水平下降,而蛋白质分子在精原细胞到精子细胞中都定位于细胞的一个中心粒上,表示有成熟中心粒的存在,在长形精子细胞中该蛋白位于鞭毛的基体部。附睾的绝大多数成熟精子中Cenexin免疫染色消失。中心体蛋白Cenexin在精子变态期的表达变化可能与精子鞭毛形成的起始有关。     

小鼠睾丸特异表达基因TSEG-1的克隆及序列分析

从表达序列标签(expressed sequence tags, ESTs)数据库ZooDDD中获得小鼠正常睾丸表达的EST, 通过dbEST数据库检索出与其高度同源的EST序列, 构建EST叠加群(contigs), Biolign软件拼接, GeneScan软件预测contigs对应的基因组序列中的外显子、内含子; 针对开放阅读框设计引物序列, 采用RT-PCR从小鼠睾丸组织中克隆新基因的cDNA, 分析该基因在小鼠各脏器中的mRNA表达, 并对测序结果进行生物信息学分析。结果表明: 在小鼠X染色体的1 668~2 011 kb间克隆出一新基因TSEG-1, 全长为510 bp, 开放阅读框为336 bp, 编码111氨基酸, 分子量12.84258 kDa, 等电点11.4000。RT-PCR证实该基因开放阅读框正确, 在小鼠睾丸组织中特异性表达, 且与小鼠其他cDNA 无同源性, 获得GenBank 登录号EU079024。功能区分析发现TSEG-1蛋白可能为一种跨膜蛋白, 跨膜区位于第41~61氨基酸残基。TSEG-1基因与人类睾丸特异性组蛋白2a变异体基因有较高同源性, 在TSEG-1基因5′-端非编码侧翼预测发现存在1个启动子区域, 范围为680 bp。 TSEG-1蛋白可能有4个抗原性位点, 2个特异性蛋白激酶的磷酸化位点, 其亚细胞定位可能位于线粒体。小鼠睾丸特异性基因TSEG-1的克隆为进一步研究其生物学功能和表达调控奠定了基础。     

水蕨中心体蛋白基因的克隆与原核表达

蕨类植物的精子形成是一个运动细胞器重新发生的过程,但对其精子发生的分子机制仍不甚了解。中心体蛋白(centrin)是定位于细胞中心体上的一种高度保守的钙结合蛋白,被认为可能是最早参与运动细胞器发生的蛋白质。克隆鉴定centrin蛋白为进一步分析蕨类精子发生的分子机制奠定基础。该研究从蕨类模式植物水蕨(Ceratopteris thalictroides)中克隆到了水蕨centrin基因(CtCEN),其cDNA序列全长为1 077bp,结构分析表明CtCEN基因属于EF-hand超家族的centrin基因。Centrin的系统树分析发现,藻类、蕨类以及动物等具鞭毛游动精子的生物聚为一支,而被子植物聚为另一分支,表明centrin的功能可能与运动细胞器鞭毛发生有关。原核表达和Western blot分析表明,CtCEN基因表达的蛋白能与人源centrin抗体发生结合,这一结果证实克隆到了centrin基因。     

绵羊tnp2基因的克隆及其在体外共培养系统中圆形精子细胞的转录分析

过渡蛋白2基因（tnp2）是圆形精子细胞特异表达的基因。为了开展绵羊圆形精子细胞标记基因的研究,根据GenBank上已公布的牛的cDNA序列设计引物,采用RT-PCR和分子克隆方法,克隆了蒙古绵羊tnp2基因cDNA部分编码区序列。DNA 序列测定结果与牛的核苷酸序列比对,同源性为95.3%。根据绵羊tnp2基因的cDNA序列设计引物,对共培养的四月龄绵羊睾丸生殖细胞进行RT-PCR鉴定。结果显示体外共培养的绵羊睾丸生殖细胞一直到第十周后仍有圆形精子细胞产生。绵羊tnp2基因的cDNA克隆和序列测定为进一步研究绵羊精子发生过程奠定了基础。     

内蒙古白绒山羊erk2基因的克隆及表达模式分析

旨在克隆内蒙古白绒山羊erk2基因cDNA并分析其基本表达模式。采用RT-PCR方法克隆白绒山羊erk2基因cDNA。通过在线软件Blast进行核酸序列分析,用SMART与Psite进行氨基酸序列分析。定量RT-PCR检测erk2基因在绒山羊组织中的表达特异性。免疫组化法检测绒山羊睾丸中erk2表达。克隆到的内蒙古白绒山羊erk2基因cDNA片段 (GenBank Accession No.JX569765) 长1 083 bp,包含了编码360个氨基酸残基的全长ORF,氨基酸序列与牛的ERK2 (Bos Taurus BC133588.1) 同源性为100％。SMART分析表明,ORF编码的蛋白包含了活化位点“TEY”及具有丝氨酸/苏氨酸激酶催化活性的S-TKc结构域。Psite分析表明,含2个N-糖基化位点、1个依赖于cAMP/cGMP的蛋白激酶磷酸化位点、3个蛋白激酶c磷酸化位点、5个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个N-豆蔻酰化位点、2个异戊二烯基结合区 (CAAX box)、7个微体羧基端靶向信号、2个蛋白激酶ATP结合区标记及一个丝/苏氨酸蛋白激酶活性区域标记。PSORT (k-NN prediction) 程序预测其定位于细胞质中。定量RT-PCR分析显示erk2基因mRNA丰度在心脏、皮肤以及乳腺组织中mRNA丰度较高,脾、肾中的表达相对较低。在睾丸中检测到ERK2蛋白表达。     

SPAG4L在人类睾丸中的表达研究

目的:观察人类睾丸新基因SPAG4L在人类不同发育阶段睾丸及隐睾中的表达,为了解该基因在精子发生中的功能奠定基础;方法:收集流产胎儿、成年人、老年人及隐睾患者的睾丸组织,应用RT-PCR和组织原位杂交技术检测SPAG4L mRNA的表达;结果:RT-PCR和组织原位杂交技术检测结果发现,SPAG4L在胎儿睾丸中几乎检测不到,在成年及老年男性睾丸中均有高表达,主要在精母细胞和圆形精子细胞中表达;在隐睾患者的睾丸中,精母细胞大量凋亡,SPAG4L表达明显下调;结论:SPAG4L主要在精子发生减数分裂阶段表达,受生长发育调控,提示该基因可能在精子发生减数分裂阶段发挥着重要的生理功能.     

蒙古绵羊 tnp1基因cDNA全编码区的克隆及序列分析

过渡蛋白1基因(tnp1)是圆形精子细胞特异表达的基因.绵羊tnp1基因的DNA序列至今尚未报道.为了开展绵羊圆形精子细胞标记基因的研究,根据其他物种tnp1基因cDNA的保守序列设计引物,从成年蒙古绵羊睾丸中提取总RNA,采用RT-PCR和分子克隆方法,克隆了蒙古绵羊tnp1基因cDNA全编码区.该基因cDNA 长246 bp,包含一个168 bp的ORF,编码含有54个氨基酸的多肽链.DNA序列测定结果与牛的核苷酸序列比对,同源性为94.0%.绵羊tnp1基因的cDNA克隆和序列测定为进一步研究绵羊精子发生过程奠定了基础.     

小鼠Mterf2基因cDNA的克隆、序列分析与组织表达特征

目的:克隆BALB/c小鼠线粒体转录终止因子2(Mterf2)基因cDNA编码区序列,分析Mterf2 mRNA和蛋白质在小鼠大脑、心、脾、肺、肾、肝、胰腺、肌肉和睾丸等9种组织中的表达情况。方法:以BALB/c小鼠肝组织总RNA为模板,RT-PCR扩增Mterf2基因cDNA编码区序列,将其克隆至pMD-19T载体,通过菌落PCR、双酶切和DNA序列测定进行验证;采用MEGA 6.0软件构建Mterf2基因系统发生树;通过Northern印迹和qRT-PCR方法检测Mterf2基因mRNA在小鼠各组织中的表达量;通过Western印迹检测MTERF2蛋白在小鼠多个组织中的表达量。结果:克隆获得BALB/c小鼠Mterf2基因cDNA的编码区序列,其全长1158 bp,编码385个氨基酸残基,克隆到的序列与GenBank参考序列的同源性为100%,无任何碱基突变和移码突变。小鼠Mterf2基因与大鼠Mterf2基因的同源性最高,达到91.0%,在系统发生树上聚类为一簇。Mterf2基因mRNA和蛋白质在BALB/c小鼠心、脑、肝和肾等新陈代谢旺盛的组织中表达丰度最高,其次是在胰腺、睾丸和肌肉组织,而在脾和肺组织中表达相对较低。结论:克隆了BALB/c小鼠Mterf2基因cDNA的编码区序列,并进行了多种组织的表达特征分析,为后续研究Mterf2基因在实验动物体内的生理功能奠定了基础。     

鼠精子发生时期差异表达基因的克隆(英文)

为了分离鼠精子发生时期表达的基因,本文采用mRNA差异显示法,以鼠的粗线期卵母细胞为对照,检测了出生后60天和16天鼠的睾丸。得到12个有差异的片段(Fig.1&Table 1)。克隆测序结果表明,其中5个与已知基因非常吻合,另外6个与一些未知功能的cDNA、ESTs有较高的同源性,只有1个与已知序列没有同源性。Northern杂交分析显示sp1和sp8主要在成年鼠睾丸表达(Fig.4B)。采用5RACE对sp1的cDNA进行了全长分析,该基因编码一个推测是高度磷酸化蛋白的541个氨基酸(Fig.2),其中包括一个核定位信号,无论在核苷酸水平上,还是在氨基酸水平上均没有明显的同源性,仅在2个蛋白区有少量同源氨基酸(Fig.3)。该基因在20-60天龄鼠的睾丸均有表达,并且具有很高的组织特异性只在睾丸里表达(Fig.4A)。因而,这个基因有可能参与减数分裂及其以后的整个过程。可以认为这是一个新基因。我们把它命名为peat (predominantly expressed in adult testis)。     

pCR3.1-bvLDH-C′4的构建及在体内外的表达

精子特异性乳酸脱氢酶(LDH-C4)在精子的运动和存活等生理活动中起着重要的作用. 研究表明,LDH-C4接种鼠、兔等能够降低动物的生育率.通过RT-PCR方法从布氏田鼠睾丸总RNA中克隆出编码抗原决定簇的LDH-C4基因片断;采用T-A克隆的方法将其插入到pCR3.1载体中构建重组载体pCR3. 1-bvLDH-C′4,测序结果表明克隆的基因片断与已知小鼠相应片断有83%的序列同源.通过质脂体法转染HeLa细胞,RT-PCR证实其可在mRNA水平有效表达;通过肌肉接种BALB/c小鼠,RT-PCR结果表明其在体内也可有效表达.     

细胞内物质转运调节分子ARFGAP3的克隆表达及生化活性

ADP核糖基化因子-GTP酶活化蛋白(ARF GAP)是重要的细胞内物质转运调节分子.在22周孕龄人胎肝cDNA文库中发现一种新基因,其编码的氨基酸序列与大鼠ARF1 GAP有32%同源性.将这种新基因命名为“ARFGAP3”,对其进行功能研究,利用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR),从人胎盘总RNA中扩增ARFGAP3全长cDNA序列,并将其亚克隆到pGEM-T载体;采用RNA印迹法和斑点杂交法,检测其组织表达谱,发现在多种腺体和睾丸中有很高水平ARFGAP3基因转录,并且只有一种约2.7 kb的转录本.利用基因重组技术,构建表达质粒pBAD/Thio-ARFGAP3,在大肠杆菌中表达,采用亲和层析法纯化表达产物,利用肠激酶切除重组融合蛋白N端引导序列.检测重组ARFGAP3的生化活性,证实ARFGAP3对ARF1具有GAP活性,促进ARF1结合的GTP水解为GDP,磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)增强其GAP活性,而磷脂酰胆碱(PC)抑制其GAP活性.     

Rab13 GTPase在大鼠睾丸中的表达及其与生精上皮周期的关系

目的初步明确Rab13 GTPase在大鼠精子发生及成熟过程中的表达情况和可能发挥的作用。方法首先通过RT-PCR技术检测了Rab13 GTPase在不同日龄大鼠睾丸组织中的表达,又利用RT-PCR和Western-blot检测了Rab13在大鼠不同组织中的表达情况,最后采用免疫组化技术检测Rab13 GTPase在大鼠不同期别生精上皮中的分布。结果 RT-PCR显示Rab13 GTPase mRNA水平在40日龄大鼠睾丸组织中表达达到最高峰;在40日龄大鼠,Rab13 GTPase在心、脑、肺、脾、睾丸等5种组织中均有表达,在肺组织中表达量最多;在精子细胞成熟过程中,Rab13在生精上皮基底部及生精细胞周围都有分布,在精子释放前则主要集中分布于生精上皮基底部。结论 Rab13 GTPase的分布,可能随生精上皮周期的变化而对精子发生过程具有一定的调节作用。     

特异AT序列结合蛋白-1促进胰岛素样生长因子 结合蛋白-2在K562细胞中的表达

探讨过表达特异AT序列结合蛋白-1 ( special AT-rich sequence binding protein ,SATB1)核基质结合区（MAR）结合蛋白对胰岛素样生长因子结合蛋白-2（IGFBP2）基因表 达的影响,并对其影响机制进行初步探索．首先用脂质体将SATB1的真核表达载体pcDNA3.1-SATB1转染至K562细胞,通过6周G418的筛选获得阳性克隆,RT-PCR、实时PCR及Western 印迹验证过表达情况,对阳性克隆细胞中IGFBP2的表达用RT-PCR、实时PCR及Western 印迹方法进行检测;然后用RNAi的方法干扰阳性细胞中SATB1 的表达后,同样用上述3种方法再次检测IGFBP2的表达状况;用生物信息学方法对IGFBP2基因进行MAR序列与SATB1结合位点搜索分析,寻找SATB1影响IGFBP2基因表达的机制．结果显示,在稳定转染的情况下,实验组K562-SATB1细胞与转染空载体pcDNA3.1的K562-3.1细胞和未转染细胞K562相比,IGFBP2 mRNA水平上调了近7倍,而蛋白水平变化不明显．RNA干扰后,IGFBP2的表达在mRNA水平也相应下调,蛋白水平的变化同样不明显．通过生物信息学分析发现,IGFBP2第1个内含子中可能存在2. 5 kb MAR样序列,且MAR样序列上存在多个SATB1的潜在结合位点．综上所述,过表达SATB1可以使K562细胞中IGFBP2 mRNA表达水平提高,而且其调控机制可能与SATB1直接和IGFBP2基因中的MAR样序列结合有关．     

绒山羊Scp3基因的克隆及睾丸中第一轮减数分裂的发生

联会复合体蛋白3（synaptonemal complex protein 3, Scp3）是雄性生殖细胞减数分裂中联会复合体形成必需的组成部分,在哺乳动物生殖细胞减数分裂中具有重要功能。通过RT-PCR扩增和分子克隆的方法首次克隆到了绒山羊Scp3基因的编码区片段。测序结果表明,绒山羊与牛的Scp3基因编码序列同源率达到98％。根据测得的DNA序列,设计引物,用RT-PCR方法分析测定了青春前期绒山羊不同个体中睾丸组织的Scp3的转录表达。结果显示,雄性绒山羊青春前期睾丸发育存在个体差异,已分析的样品第一轮减数分裂发生的时间普遍为73天之后。这一结果为绒山羊的睾丸发育和精子发生过程的相关研究打下了基础。     

恒河猴piwil4基因的鉴定与表达分析

为了研究人类近亲恒河猴中PIWI家族蛋白PIWIL4的结构和表达情况,文章首次利用同源比对和RT-PCR方法克隆了恒河猴piwil4基因,检测了其mRNA在恒河猴心脏、脑、结肠、附睾和睾丸5种组织中的表达情况,利用生物信息学的方法对恒河猴piwil4基因和人的PIWIL4(HIWI2)基因编码的蛋白产物进行了同源性分析和结构域分析,并进一步利用免疫组化的方法比较了PIWIL4蛋白在成人、成年恒河猴和性未成熟恒河猴睾丸组织中的表达分布。结果表明,恒河猴piwil4 mRNA在多组织中表达,恒河猴和人的PIWIL4蛋白的氨基酸序列同源性达97%以上,均含有PAZ和Piwi结构域,它们在两物种成年个体睾丸组织中空间分布一致,但在不同发育阶段恒河猴睾丸组织中的分布发生了改变,幼猴中PIWIL4蛋白主要表达于生精小管细胞的细胞核,在成年猴睾丸组织中则表达于各种细胞的胞浆中。上述结果提示,piwil4基因在人类和恒河猴精子发生过程中作用类似,PIWIL4蛋白在幼猴和成年猴睾丸组织中的表达差异提示它们在不同发育阶段功能的改变。     

大鼠睾丸发育过程中促甲状腺激素释放激素受体mRNA的表达

为研究促甲状腺激素释放激素受体(TRHR)在大鼠睾丸组织中的表达规律和在生殖发育调节中的作用,依据大鼠垂体中的TRH-RcDNA设计引物,采用RT-PCR法从大鼠睾丸组织中获得了TRH-R的cDNA克隆,测序表明其核苷酸序列与大鼠垂体中的TRH-RcDNA序列完全一致.应用非放射性原位杂交(NR-ISH)技术观察TRH-RmRNA在大鼠睾丸中的定位,结果显示杂交信号集中在间质细胞中,生精细胞无杂交信号.利用实时动态定量RT-PCR法观察了TRH-R在不同发育阶段大鼠睾丸中的表达变化,发现在睾丸间质细胞发育的初期阶段(第8天),没有TRH-R的表达,但从第15天起能观察到TRH-R的表达,并且表达量在20天、35天、60天、90天逐渐增加.这些结果表明,大鼠睾丸组织间质细胞能特异性表达TRH-R,并且表达量与发育过程相关.     

一个新的人类睾丸特异基因的cDNA克隆和表达分析

运用“数据库消减杂交”(DigitalDifferentialDisplay)方法筛选人类睾丸特异表达新基因 ,获得了有差异显示的代表新基因的克隆重叠群 ,挑选其中一个克隆重叠群HS .12 9794进行多组织RT PCR ,初步证实该重叠群在人睾丸中有高表达。然后从包含该重叠群的IMAGE克隆出发 ,采用生物信息学的方法快速克隆了一个人类新基因的全长cDNA序列 ,其全长 2 4 30bp ,开放阅读框为 6 76～ 12 4 8bp ,定位于 3p2 1 1,编码由 190个氨基酸组成 ,分子量为 2 0 4 17 8Da ,等电点为 5 2 3的一个偏酸性蛋白质 ,该蛋白与已知蛋白质无明显同源性。克隆实验验证该基因阅读框完全正确 ,半定量RT PCR进一步显示该基因在人不同发育时期的睾丸及精子细胞中有表达 ,推测其可能与精子生成相关 ,暂命名为SRG5 (TestisSpermatogenesisRelatedGene 5 ,SRG5 ) (GenBank登录号 :AY2 2 1117)。SRG5基因的成功克隆表明 ,“数据库消减杂交”与实验验证相结合的技术路线是一种快捷高效的发现更多人类功能新基因的新策略。     

检控蛋白Rad17在小鼠睾丸精子发生过程中的表达及其磷酸化变化

Rad17是细胞周期检控点信号转导过程中的一个关键检控蛋白,在DNA损伤检控和DNA复制检控中具有重要功能。但Rad17在细胞减数分裂中的检控作用还不是很清楚。因细胞减数分裂在睾丸组织中非常活跃,应用Western印迹检测Rad17在不同发育时期的小鼠睾丸组织中的表达及其磷酸化水平,并应用免疫组化的方法检测小鼠睾丸组织不同时期生殖细胞内Rad17的表达变化。结果显示Rad17在小鼠睾丸组织内高表达,而在肝、肾等组织中表达水平较低;Rad17在不同周龄的小鼠睾丸组织中均高水平表达,但在4周龄以后的小鼠睾丸组织中其磷酸化水平明显升高;免疫组化结果显示Rad17在精原细胞、精母细胞的细胞核中高表达,但在成熟精子细胞中消失。这些结果提示Rad17在小鼠睾丸生殖细胞减数分裂过程中也起重要检控作用。