增加Gi和β2AR表达对异丙肾上腺素损伤的大鼠心肌细胞存活的影响

目的：观察增加β2肾上腺素受体（β2AR）和抑制性G蛋白（Gi）基因的表达是否可改善长期异丙肾上腺素（ISO）刺激引起的心肌细胞死亡。方法：用腺病毒作载体,在培养的心肌细胞增加β2AR和Gi基因的表达;然后在培养基中加入5μmol/L的异丙肾上腺素以损伤心肌细胞,24h后记数各组细胞的存活率。结果：β2AR和Gi表达增加,对正常培养的大鼠心肌细胞的死亡率均没有影响,但能够减少异丙肾上腺素损伤引起的细胞死亡。这种作用可分别被β2AR选择性阻断剂ICI118,551和Gi阻断剂百日咳毒素（PTX）所阻断。结论：增加β2AR或Gi基因的表达,对异丙肾上腺素损伤的心肌细胞有保护作用。     

腺病毒、腺相关病毒载体转导心肌细胞的研究

目的和方法：构建含人β2肾上腺素能受体（β2－AR）基因的重组腺病毒(rAd) 和腺相关病毒（rAAV),并感染体外培养的心肌细胞,检测目的基因在心肌细胞内的表达。结果：RT－PCR检测结果显示感染的心肌细胞均表达人β2-ARmRNA,western印迹杂交显示感染的心肌细胞可表达人β2－AR蛋白;放射性配基检测表明两种重组病毒感染的心肌细胞的β－AR密度无明显差异（P＞0．05）,但均高于对照组（P＜0．01）。结论：腺相关病毒（AAV）载体与腺病毒载体均中有效的转染心肌细胞并使目的基因表达。     

利用套叠PCR技术进行基因突变和拼接

利用套叠PCR技术（又称重叠区扩增基因拼接法）对hGM-CSF基因内第28位氨基酸处的糖基化位点进行突变和进行人促性腺激素基因,腺苷酸激酶短肽与胰岛素样生长因子－基因三者之间的拼接,结果表明采用该技术能在体外实行有效的基因重组和定点突变,其成功率为100％,这一技术不需要内切酶消化和连接酶处理,技术操作员简单易行,在基因拼接,基因内部突变方面具有良好的应用价值。     

家蚕核型多角体病毒中国株和日本株vp39基因的比较研究

以苜蓿丫纹夜蛾核型多角体病毒(AcNPV)的核衣壳蛋白基因vp39设计引物,用PCR技术扩增了家蚕核型多角体病毒中国株(BmNPV-Ch)～1.3kb片段,并测定了其全序列长1230bp。推导的氨基酸351个,其与BmNPV日本株(BmNPV-Ja)vp39基因核苷酸序列同源性达97.5%,氨基酸同源性达97.1%。该片段在E.coli BL21中诱导表达能产生分子量约为38kD 的特征性蛋白带,证明所扩增片段为BmNPV-Ch的vp39基因。经与BmNPV-Ja比较,其625位 有3个核苷酸(CGA),985～910位有6个核苷酸(GTCGGC)的插入,未造成码组移动。有17处点突变,但取代突变(replacement mutation)仅7处,对两株病毒VP39蛋白的亲疏水性和酸碱 性质未产生显著影响。由于点突变带来氨基酸改变,使BmNPV-Ch的vp39蛋白的α-螺旋由13.2%增加到15.4%,无规卷曲由7.2%减少到5.8%,β-折叠和β-转角维持不变,约为79.6%,仍保持以β-折叠为主要二级结构单元的片层状折叠结构。     

醛糖还原酶基因5′调控区新的点突变对基因表达调控的影响

为了进一步研究醛糖还原酶 (AR)基因 5′调控区存在的可引起蛋白质表达发生改变的遗传变异及其对糖尿病并发症的影响 ,应用PCR SSCP对中国人 2型糖尿病患者的AR基因 5′调控区进行筛选 ,在两名糖尿病患者中发现一新点突变C- 1 6 7→A ,使AR基因 5′调控区产生一个新的CCAAT盒。含点突变的两名患者尽管患病多年 ,长期处于高血糖状态 ,但无糖尿病并发症发生。而且他们的红细胞中AR活性都很低 ,处于无视网膜病变患者组的下限范围。将含野生型和点突变DNA片段分别克隆至氯霉素乙酰转移酶报告基因载体 (pCAT) ,检测CAT的活性确定野生型和突变型序列的转录活性。同时进行凝胶滞留试验以观测DNA与蛋白质的相互作用。结果显示 :含C- 1 6 7→A的启动子相对转录活性 (5 .7% )明显低于野生型(15 .7% )。凝胶滞留试验中 ,突变序列迁移速率较野生型慢。以上结果说明 ,AR基因 5′调控区C- 1 6 7→A点突变干扰了启动子区顺式作用元件与反式作用因子的结合 ,导致AR基因转录活性降低 ,使患者组织中AR活性下降 ,从而阻止或减缓 2型糖尿病视网膜病变发生发展。     

β2-肾上腺素能受体基因的克隆及序列分析

目的:克隆β2-肾上腺素能受体(β2-AR)全长基因片段.方法:根据GenBank中收录的猪β2-AR cDNA序列设计一对引物,以猪肝脏组织总RNA为模板,利用RT-PCR技术扩增目的基因,将其与pUC18载体体外连接,转化感受态大肠杆菌E.coil DH5α,筛选阳性克隆.结果:扩增出一条1257 bp的目的基因片段,该片段编码418个氨基酸.与CenBank中收录的猪β2-AR序列比对,其同源性为99.52%,编码的氨基酸有99.04%相同.结论:成功获得了β2-AR全长基因片段,为该基因的表达和受体筛药模型的建立奠定基础.     

猪β2-AR基因重组质粒的快速筛选

为建立一种高效快速鉴定重组质粒的实验方法,将猪β2-肾上腺素能受体（β2-AR）基因与pET-32C重组,构建β2-AR基因表达载体pET32CAR,以T7启动子引物和猪β2-肾上腺素能受体基因特异性引物为PCR引物,挑取重组质粒转化单菌落直接进行PCR,产物经电泳发现,5个候选克隆中有3个克隆扩增出了一条约2kb的特异性条带,并且插入方向正确,随机选取其中1个克隆用限制性酶切鉴定以及DNA测序验证PCR筛选的正确性,研究结果表明;在采用PCR方法对重组克隆进行鉴定时,可以直接使用细菌菌落参与反应,而无须提取克隆的DNA,与传统的实验方法相比,筛选的时间缩短至3-4h,大大提高了重组DNA的筛选效率。     

人α2A—AR基因及其第—1296位基因型与晕动病的易感性

对 39名中国人和 1名英国白人α2A 肾上腺素能受体 (α2A AR)全长基因序列分析显示 ,其序列与GenBank中人α2A AR基因序列在调控区、编码区和 3′非编码区存在 13处 g或C插入或缺失的不同 ,但所有人的α2A AR基因序列则完全一致 ,包括该基因不同批次PCR产物正义链和反义链测序结果。得到的人α2A AR基因序列已在GenBank登录 (AY0 32 736 )。对α2A AR基因调控区第 - 12 96位基因型在晕动病易感性不同人群中分布情况的分析结果显示 ,晕动病易感性较高的中国和日本人群分别与易感性较低的英国人群相比 ,前两者该位点 gg基因型分别是后者的 6 .8倍和 8.8倍 ,g等位基因频率均明显高于后者 (P <0 .0 1) ;中国汉族无亲缘关系的晕动病易感人群与不易感人群 (歼击机飞行员 )相比 ,前者该位点 gg基因型是后者的 2 .6倍 ,g等位基因频率亦明显高于后者(P <0 .0 1)。各组人群等位基因分布均符合Hardy Weinberg平衡。提示 ,α2A AR基因第 - 12 96位 gg基因型和g等位基因可能与晕动病易感性有关     

用干血纸片扩增人雄激素受体基因

雄激素不敏感综合征(AIS)为一类主要与雄激素受体(AR)基因缺陷密切相关的X-连锁隐性遗传病.为进一步阐明AIS的发病机制,建立了用干血纸片直接PCR扩增或将干血纸片中的血细胞洗脱裂解后进行PCR扩增雄激素受体(AR)基因的方法,结合已建立的SSCP分析及DNA直接测序等方法,可对AR基因进行突变分析.干血纸片取样及保存容易,便于邮寄,适用于外地,特别是边远地区患者的取样.该法不仅为AIS患者的AR基因突变分析和家系调查提供简便易行的方法,也适用于PCR基础上的其他各种基因的突变分析.     

一种改进的快速PCR定点突变技术

在基因工程与蛋白质工程研究中常常用到基因突变技术制备突变体,用于研究基因调控、蛋白质的结构与功能。本项研究在快速PCR定点突变技术的基础上,改进实验方法,简化实验步骤,以适用蛋白质结构改造研究的需要。建立的突变技术仅需一次PCR反应即可完成基因的定点突变,突变效率为79.6%左右。该法对1～3个连续碱基的突变和对间隔4个甚至多达15个碱基的数个密码子突变效果都很好。     

黑曲霉中疏水蛋白基因种类分析

疏水蛋白对丝状真菌的形态有重要影响。现以基因序列的同源性、所编码氨基酸中8个半胱氨酸保守模式、氨基酸序列的水缘性图谱等指标对黑曲霉中可能的疏水蛋白基因进行分析。根据基因序列的同源性,将20个可能的黑曲霉疏水蛋白基因归为8个。这8个可能的疏水蛋白基因编码的蛋白质具有8个半胱氨酸保守模式和较高的基因序列同源性,在半胱氨酸保守模式上都属于I类疏水蛋白,但在水缘性图谱上其中只有2个疏水蛋白属于I类疏水蛋白。此外,这8个疏水蛋白的氨基酸序列同源性仅为0.5%。研究结果对黑曲霉中可能的疏水蛋白基因进行了梳理,将对研究疏水蛋白在丝状真菌形态控制中的作用具有重要意义。     

草苷膦抗性新基因的克隆、序列分析及其蛋白高级结构预测

利用错误倾向PCR（error-prone PCR）突变技术,以可变盐单胞菌（Halomonas variabilis）HTG7的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸(EPSP)合酶基因为模板进行随机PCR扩增,得到目的基因片段（约1.35 kb）.将该基因片段与pACYC184载体连接后转化EPSP合酶缺陷型菌株大肠杆菌ER2799.利用功能互补筛选法得到了2株不具有草苷膦抗性的EPSP合酶阳性克隆突变株,记为Pmu1和Pmu2.序列分析表明,突变体Pum1的EPSP合酶编码区与突变前基因相比,核苷酸有2处发生突变,导致氨基酸残基1处发生了改变;突变体Pmu2的EPSP合酶编码区与突变前基因相比,核苷酸有5处发生突变,导致氨基酸残基2处发生了改变.对突变前后EPSP合酶进行比较预测发现,其三级结构及蛋白中心骨架是大致相同的,但突变前后氨基酸位点肽平面和Cα相连的N键之间形成的扭转角度存在一定的差别.这些结果表明,酶的功能主要由蛋白的构象决定,二肽链形成后肽平面和N键之间角度的变化,造成高级结构构象细微的差别,致使草苷膦抗性功能丢失.     

部分扩增结合双片段连接法克隆系列截短基因突变体

体外合成DNA伴随的随机突变是制约基因定点突变效率的重要因素。以克隆周期蛋白E（cyclin E）及其截短基因的激酶活性缺失突变体为例,对传统重叠延伸PCR（overlap extension PCR,OE-PCR）作适当改进,提出一种系列相关基因定点突变的优化方案。前期研究中已克隆了cyclin E基因及其2个截短基因T1、T2,并通过EcoRⅠ/SalⅠ双酶切插入pEGFP_C2载体。限制性酶切分析发现cyclin E基因序列中含有1个AgeⅠ位点将其分为F1、F2两段,目标突变位点KD位于F2段。对于cyclin E及其截短基因,F2段是完全一致的。因此,通过重叠延伸PCR扩增含突变位点的共有片段F2,从C2-cyclin E、C2-cyclin E_T1和C2-cyclin E_T2这3个原始质粒中切取相应的F1片段,再将F1与酶切的F2一起连接插入载体以重构完整突变体。对比检测发现OE-PCR扩增较短DNA片段更易成功。C2-cyclin E、C2-cyclin E_T1和C2-cyclin E_T2这3组均能筛选出一定数量克隆,经检测和序列鉴定,每组各得到1个序列完全准确的目标突变体。研究表明,采用部分扩增可以缩短DNA合成长度,避免了目标基因反复扩增等不利因素,从而减少随机突变;双片段连接避免了双AgeⅠ位点对常规酶切-连接的限制。两者相结合,可作为其他系列相关基因定点突变的优化方案。     

心脏中不同β肾上腺素受体亚型的信号体系及其病理生理意义

生理情况下,β肾上腺素受体(βAR)对心肌收缩和舒张活动起至关重要的作用;病理情况下,长期激动βAR可以诱发心肌细胞肥大、凋亡以及细胞坏死等心肌重塑性活动,从而参与了慢性心衰的发病过程。近十年以来,许多资料表明β1和β2肾上腺素受体亚型(β1AR和β2AR)共存于心脏中,且激动不同信号系统。短时间激动β1AR,使Gs蛋白-腺苷酸环化酶-环苷腺酸-蛋白激酶A(Gs-adenyly cyclase-cAMP-PKA)信号体系激活并广布于细胞内,而激动βAR则同时激活G1蛋白而产生空间及功能局限的cAMP信号;长时间激动β1AR和β2AR则对心肌细胞的命运产生不同影响：β1AR诱导细胞肥大和凋亡,β2AR促使细胞存活。β2AR的心肌保护作用是通过激活Gi蛋白-Gβγ-PI3K-Akt途径介导。但出乎意料,β1AR的心肌肥厚和凋亡效应并不依赖于经典的cAMP/PKA信号途径,而是激活钙,钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(caMK Ⅱ)途径。用心肌特异性表达βAR亚型的转基因小鼠进行实验,进一步证实不同βAR亚型在调节心肌重塑和功能方面作用各异。βAR亚型作用不同的新观点不仅为β阻滞剂治疗慢性心衰提供了分子和细胞机制的依据,而且提出了选择性β1AR阻滞和β2AR激动联合治疗慢性心衰的新的治疗思路。     

基孔肯雅病毒非结构蛋白基因合成中多位点缺失突变的校正方法

目的:建立一种PCR方法,以快速校正基孔肯雅病毒非结构蛋白基因合成过程中发生的多位点缺失突变。方法:用PCR方法合成基孔肯雅病毒非结构蛋白基因;对测序的克隆进行序列比对,分析不同克隆上缺失突变发生的位置,以保守区域互相重叠的寡核苷酸为上下游引物、以该区域测序正确的克隆为模板进行PCR扩增,得到所需片段,再将这些片段用PCR方法进一步组装成完整的基因序列并进行测序。结果:测序结果表明,经过2次PCR扩增,校正了基孔肯雅病毒非结构蛋白基因合成过程中发生的5个位点缺失突变。结论:得到序列正确的基孔肯雅病毒非结构蛋白基因。在进行基因合成过程中如发生多位点缺失突变,可利用该方法同时对以上突变进行校正,无须再合成引物,降低了实验操作难度,并提高了实验效率。     

心力衰竭时β肾上腺素受体亚型对心脏调节作用的变化及其临床意义

在运动或应激状况下,β肾上腺素受体(β AR)的激活可有力地增加心输出量.然而,心衰时持续的β AR激活可导致心肌肥大、心肌细胞凋亡等病理性心肌重塑过程.目前认为,心肌细胞表面存在结构、效应特异的三种β AR亚型:β1、β2及β3 AR.β1AR可激活经典的Gs-AC-cAMP-PKA信号通路;β2AR同时激活Gs-AC-cAMP-PKA及Giα-Giβγ-PI3K-Akt信号通路;而β3 AR则通过Gi-eNOS-NO-cGMP介导负性变力效应.目前研究表明:心衰时长期的β1AR激活可通过GsCa2+-CaMKⅡ通路导致心肌肥大、心肌细胞凋亡等病理性心肌重塑过程;而持续的β2AR刺激则通过Giα-Giβγ-PI3K-Akt通路产生抗心肌肥大、心肌细胞凋亡效应.对心衰时上述βAR亚型的信号转导、效应的深入认识不仅对βAR阻滞剂治疗慢性心衰提供了分子和细胞机制的依据,而且为我们带来了一些治疗慢性心衰的新思路.     

催乳素受体基因与羊驼繁殖性能关系的初探

通过氯仿/异戊醇法制备羊驼血液基因组DNA,采用PCR方法首次扩增出羊驼催乳素受体基因(prolactin receptor gene,PRLR)exon8-exon9序列(GenBank登录号为DQ198164),该片段长度为622bp。通过NCBI blast(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)比较,结果表明:该序列包括exon8的82bp、intron8全序列472bp和exon9的68bp。同源性比较发现,羊驼PRLR基因exon8和exon9核苷酸序列与其它哺乳动物的相应区域的同源性特高,均≥92%;同时还发现羊驼exon8引物后第19个碱基为G,而其它哺乳动物(猪除外)均为A,猪则是在羊驼exon8引物后的第34个碱基处由G变为A,通过推导氨基酸序列分析发现,这种单碱基的突变使得羊驼与其它哺乳动物相比,该处的氨基酸由亮氨酸取代了异亮氨酸;在羊驼exon9引物前第22个碱基处也发生了A-G碱基替换现象,但这个碱基的突变发生在密码子的第3个碱基上,编码的氨基酸均为脯氨酸。在这些动物中只有羊驼为单胎动物,羊驼exon8核苷酸序列中A-G的碱基替换并引起编码氨基酸序列发生改变是否与羊驼繁殖性能有关还有待进一步研究。     

一种高效而经济获得长片段基因突变体的方法

重组PCR方法的发展为体外突变技术提供了更快捷、准确的方法.通过改进引物设计和PCR保真性等方法,应用重叠延伸PCR的原理成功地实现了对BA基因的定点突变,并构建了其含有m1,m2,m3和m4的突变体.实验证明通过这种改进方法可以有效地进行长片段基因的突变,并且这种方法与其他方法相比具有简便、快捷、经济、高效的特点.     

利用套叠PCR和高保真DNA聚合酶进行基因多位点突变的研究

利用套叠PCR和高保真DNA聚合酶对人工合成的牛口蹄疫病毒VPI基因(FMDV-VPI,Foot-Mouth Disease Vims-VPI)的5个突变位点进行修复,修复的成功率为100％。     

遗传性先天无虹膜患者的PAX6基因新突变(c.1286delC)

摘要: 为了研究遗传性先天无虹膜(Hereditary congenital aniridia)患者发病的分子遗传学机制, 采用PCR扩增PAX6基因编码区的11个外显子(exon 4-13)及外显子和内含子相连接的区域、PCR产物直接测序的方法对1个遗传性先天无虹膜家系的所有成员进行了遗传突变分析。结果表明, 在家系中两个患者的PAX6基因exon 11均存在c. 1286delC新突变。此单个碱基的缺失造成了移码突变, 导致肽链自309位氨基酸开始产生一段含55个氨基酸的异常肽段, 并产生提前终止密码子(Premature termination codon, PTC), 使PAX6蛋白羧基端的59个氨基酸缺失。另外, 通过PCR-RFLP分析的方法对家系中所有正常成员和50名中国汉族健康对照个体基因组DNA进行分析均未检测到该突变。