日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏ESTs 分析与比较转录组研究

以日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏为材料构建cDNA文库, 在文库中随机挑选克隆子进行测序共得到10077条有效ESTs(expressed sequence tags)序列. ESTs序列分析显示, 8515条ESTs拼成648条片段重叠群, 共得到2210条转录本, 其中47.06%的转录本预测为全长序列; 利用BLAST程序在GenBank数据库中进行同源性搜索发现2053条转录本有同源序列匹配, 占总转录本的92.9%. 更进一步对这些基因产物进行Gene Ontology注释, 结果发现, 在日本七鳃鳗肝脏中与有颌类免疫、凝血和代谢相关的基因大量表达, 并预测了8个新基因. 通过对日本七鳃鳗与底鳉(Fundulus heteroclitus)、鼠(Mus musculus)、牛(Bos taurus)和人(Homo sapiens)肝脏转录组的比较分析, 发现日本七鳃鳗肝脏中比其他物种优势表达的是甲壳质酶和多糖代谢等相关的基因, 这些基因可能在日本七鳃鳗免疫中发挥重要作用. 此外, 也利用TargetScan软件对日本七鳃鳗肝脏转录组中3′UTR区进行microRNA靶标识别, 结果发现了与人类癌症基因调控同源的microRNA靶标, 这为研究人类癌症提供了有益的线索. 上述结果将为七鳃鳗功能基因和蛋白组学的研究以及脊椎动物的基因组进化提供重要的理论基础.     

日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏ESTs 分析与比较转录组研究

以日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏为材料构建cDNA文库, 在文库中随机挑选克隆子进行测序共得到10077条有效ESTs(expressed sequence tags)序列. ESTs序列分析显示, 8515条ESTs拼成648条片段重叠群, 共得到2210条转录本, 其中47.06%的转录本预测为全长序列; 利用BLAST程序在GenBank数据库中进行同源性搜索发现2053条转录本有同源序列匹配, 占总转录本的92.9%. 更进一步对这些基因产物进行Gene Ontology注释, 结果发现, 在日本七鳃鳗肝脏中与有颌类免疫、凝血和代谢相关的基因大量表达, 并预测了8个新基因. 通过对日本七鳃鳗与底鳉(Fundulus heteroclitus)、鼠(Mus musculus)、牛(Bos taurus)和人(Homo sapiens)肝脏转录组的比较分析, 发现日本七鳃鳗肝脏中比其他物种优势表达的是甲壳质酶和多糖代谢等相关的基因, 这些基因可能在日本七鳃鳗免疫中发挥重要作用. 此外, 也利用TargetScan软件对日本七鳃鳗肝脏转录组中3′UTR区进行microRNA靶标识别, 结果发现了与人类癌症基因调控同源的microRNA靶标, 这为研究人类癌症提供了有益的线索. 上述结果将为七鳃鳗功能基因和蛋白组学的研究以及脊椎动物的基因组进化提供重要的理论基础.     

牛ASCL2基因生物信息学分析

在人与小鼠中,A SCL2基因是一个母源表达的印记基因,在早期胚胎和胎盘发育中起重要作用。牛A SCL2基因的印记状态和印记的分子机理还没有被研究。本研究采用生物信息学方法对牛A SCL2基因分子进化、启动子和CpG岛区域以及蛋白的高级结构进行分析和预测,为进一步揭示该基因生物学功能和其分子调控机理奠定基础。对21种哺乳动物A SCL2基因的mRNA序列进化分析表明：这21种哺乳动物间的遗传距离小于0.536,且牛与猪遗传距离最小,为0.106,与基因进化树分析结果一致。CpG岛在线软件预测显示,在牛中,该基因上游5 k序列中有三个CpG岛。启动子在线软件预测和转录因子分析相结合显示,启动子最可能位于该基因5'端上游4725~4775 bp处CpG岛区域内,此区域包括大量潜在转录因子结合位点,并在4734 bp处存在一个TATA框。蛋白质在线软件分析表明,A SCL2基因编码一种螺旋-环-螺旋形转录因子,有α-螺旋、β-转角和无规则卷曲3种二级结构。     

奥利亚罗非鱼Piwi基因的克隆与生物信息学分析

Piwi基因是影响鱼类生殖细胞发育的重要因子。通过设计特异引物,以奥利亚罗非鱼的精巢RNA为模板,通过PCR扩增和克隆测序,获得了两种基因序列,分别长2 571 bp和3 204 bp。通过生物信息学分析,表明这两个片段与尼罗罗非鱼的Piwil-1和Piwil-2相似性都达到99%。通过翻译,Piwil-1和Piwil-2的蛋白序列具有典型的PAZ和Piwi结构域。因此,这两个基因为奥利亚罗非鱼的Piwil-1和Piwil-2基因。另外,生物信息学分析也表明Piwil-1和Piwil-2在一级结构和二级结构上十分相似,说明在奥利亚罗非鱼基因组中这两个基因分化时间则较短。本研究为后续研究鱼类生殖机理和罗非鱼进化研究奠定了基础。     

五指山猪和长白猪背最长肌差异基因的筛选与注释

为了筛选五指山猪和长白猪背最长肌组织差异表达基因,本研究采用RNA-seq技术和生物信息学方法对6月龄、8月龄五指山猪和长白猪的背最长肌进行转录组测序分析,并对差异表达基因进行GO和KEGG Pathway显著性富集分析。通过与猪基因组比对分析后发现,在6月龄和8月龄五指山猪和长白猪均有约44 000 000条Clean reads能够比对到猪基因组上相关基因,每个文库均获得约18 200个表达基因,而转录本的数据为25 000个。在6月龄五指山猪与长白猪中共有30个基因差异表达,在8月龄五指山猪与长白猪中获得29个差异表达的基因。这些差异表达的基因主要富集在与糖酵解代谢、MAPK信号代谢通路和胰岛素信号通路等肌肉发育信号通路,通过筛选获得了与肌肉生长发育有关的候选基因,为探索五指山猪肌肉发育的分子机制提供了理论依据。     

小桐子YABBY全基因组家族成员的鉴定、表达和可变剪接分析

为发掘能源植物小桐子(Jatropha curcas)的YABBY转录因子,以最新公布的小桐子基因组序列为参考,在全基因组层面鉴定出5个亚家族的7个YABBY基因,同一亚家族的成员具有相似的氨基酸序列、基因结构和保守基序组成。YAB2和FIL/YAB3亚家族的2个旁系同源基因对(JcYAB2A/JcYAB2B、JcYAB1/JcYAB3)具有良好的共线性关系,表明片段复制或全基因组复制是小桐子YABBY家族扩张的主要方式。纯化选择是进化的主要动力,而YAB2亚家族成员可能在进化中经历了更明显的功能分化。基因表达模式和蛋白互作预测分析表明JcYAB2B和JcYAB3可能在种子的发育过程中起到重要的调控作用;同时,细胞分裂素、干旱或高盐胁迫处理抑制了大多数JcYABs成员的基因表达。此外,转录组测序结合q RT-PCR分析表明,低温处理有效诱导JcYAB2A和JcYAB2B的基因表达模式发生变化,并伴随着新的、截短的可变剪接转录本的动态积累。因此,推测JcYABs可能通过剪接体的功能竞争或功能互补参与低温响应的调节,这些结果有助于更好地了解YABBY家族成员的功能分化并阐明可变剪接如何调控...     

陆川猪FAM134B基因克隆及生物信息学分析

本试验旨在对陆川猪FAM134B基因进行克隆及生物信息学分析。本研究利用Gen Bank公布的猪序列设计引物,应用RT-PCR扩增得到目的基因片段,应用生物信息学方法分析和预测了陆川猪FAM134B基因的理化性质与二级结构。结果显示:陆川猪FAM134B基因编码区全长1 107 bp,编码368个氨基酸;陆川猪FAM134B基因与与金华猪(JX854456.1)、牛(KM587693.1)、山羊(KF684947.1)、人(NM_001034850.2)、小鼠(NM_001034851.2)、大鼠(NM_001034912.1)、非洲爪蟾(NM_001126975.1)序列相似性分别为87.80%、87.44%、86.9%、68.47%、67.01%、67.29%、61.44%,结合系统进化树分析,结果表明不同物种FAM134B基因在进化过程中具有高度保守性。通过比较分析发现,陆川猪FAM134B基因CDS序列区比NCBI公布的金华猪FAM134B序列(JX854456.1)多了一段129 bp序列,比预测的猪FAM134B序列(XM_003483804.2)少了一段371 bp,这提示所扩增得到的陆川猪FAM134B基因有可能是另外一种剪接体。本研究成功克隆陆川猪FAM134B基因完整的CDS序列,为今后FAM134B基因在陆川猪的脂肪沉积及脂肪代谢方面的研究提供基础理论。     

谷子DREBs亚家族的全基因组学分析

DREBs(dehydration responsive element binding)是植物中特有的一类转录因子,在干旱、低温、高盐等多种环境胁迫中发挥重要的作用。本研究在全基因组水平上对谷子中的DREB亚家族进行了生物信息学分析,在谷子基因组中共找到65个编码DREB的基因,分布在9条染色体上;根据其序列特点,分成(A1~A6)6个组;在基因结构和蛋白模体组成上,每组存在着各自的特点;串联重复和片段重复对谷子DREB亚家族的扩增发挥了重要作用;谷子进化过程中DREB基因受到了强烈的正选择,加速了该类基因的进化。这将为深入研究谷子DREB基因的功能奠定基础,同时也为揭示谷子的抗逆机制提供一定的线索。     

绵羊CAST基因2型和4型转录本的克隆及特性分析

钙蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin, CAST)是一种内源性的需要Ca²⁺激活的钙蛋白酶抑制剂, 在肌肉组织的蛋白质降解过程中起重要的调节作用。文章利用牛^CAST基因的mRNA序列, 通过逆转录RT-PCR首次克隆获得绵羊CAST基因2型转录本和4型转录本的部分cDNA序列, 并对序列进行生物信息学分析。CAST基因2型转录本的扩增片段为4 385 bp, 完整的开放阅读框为2 361 bp, 编码786个氨基酸; CAST基因4型转录本的扩增片段为1 467 bp, 完整的开放阅读框为1 317 bp, 编码438个氨基酸。CASTⅡ型蛋白序列存在4个保守结构域, CASTⅣ型蛋白序列存在3个保守结构域; 两者的二级结构均以螺旋为主, 富含疏水区域, 其氨基酸序列存在多个磷酸化位点以及蛋白激酶C(Protein kinase C, PKC)的磷酸化位点。通过RT-PCR分析CAST基因2型转录本和4型转录本的组织表达谱, 结果表明CAST基因2型转录本在所检测的10个组织中均表达, CAST基因4型转录本仅在睾丸组织中表达。     

人类基因组中巢式基因对的系统分析

基因组上一个基因的所有或大部分外显子位于另一基因内含子和UTR中被称为巢式基因(Nested gene)。巢式基因对(Nested gene pair)是由主基因(Host gene)和巢式基因组成的基因对。文章针对人类基因组上的顺式巢式基因对(简称为巢式基因对)进行全基因组鉴定,并通过比较巢式基因对在人和小鼠基因组上的保守性分布,研究巢式基因对的进化方式。保守性分析表明基因转座、序列原位突变和主基因转录起始/终止位点突变是巢式基因对进化的主要原因,其中主基因转录起始/终止位点突变是巢式基因对独特的一种进化方式。Gene On-tology分析揭示大部分巢式基因与主基因的产物在功能上没有相关性。