草鱼Noxa基因克隆及其应答GCRV入侵的表达响应

研究通过获得草鱼Noxa基因(Cinoxa)全长cDNA, 进行序列分析和进化树构建, 使用定量PCR (qPCR)的方法研究其在GCRV刺激下的表达模式。研究发现, 草鱼Noxa基因的蛋白序列与斑马鱼Noxa基因具有高度相似性。通过分析草鱼和斑马鱼的Noxa基因的蛋白三维结构(3D)模型, 研究发现两者具有高度一致的蛋白三维结构模式, 该模型与高等哺乳类中的Bcl-2家族蛋白中C端结构域同源。对Cinoxa在GCRV刺激下的表达模式的研究表明, Cinoxa在GCRV感染后中肾、脾脏和头肾中表达发生显著性变化, 攻毒后24h和120h出现显著上调表达。研究表明草鱼Noxa为斑马鱼Noxa的同源基因, 并且参与了草鱼对GCRV入侵的应答反应, 为深入研究鱼类Noxa应答病毒入侵的功能和转录调控机制奠定了基础。     

草鱼转铁蛋白基因的克隆及其组织表达

转铁蛋白(Transferrin,Tf)功能广泛,不仅参与机体内铁离子的运输和代谢,还在细胞呼吸、细胞生长和增殖中起重要作用,而且它具有抗菌杀菌的功能。研究从草鱼肝肾全长cDNA文库中克隆得到草鱼转铁蛋白基因(CtTf),该基因全长cDNA5′非编码区包含31bp,最大开放阅读框为2025bp,编码674个氨基酸,3′非编码区为266bp。研究使用了Signal P、SMART等在线软件对草鱼转铁蛋白全长cDNA的分子特征进行预测,结果显示CtTf编码的蛋白质N-端有1个由15个氨基酸残基组成的信号肽,第24-334个和第338-665个氨基酸为2个保守的结构域,二者同源率为31%。与其他物种的转铁蛋白类似,草鱼转铁蛋白每个结构域包含4个铁离子结合位点,它们在两个结构域中的位置相对保守,除了这8个铁离子结合位点外,还存在多个完全保守的氨基酸位点。草鱼转铁蛋白与人及其他物种有很高的同源性,与其他鲤科鱼类的同源性为65%-73%;与海洋鱼类同源性为43%-50%;与两栖、爬行、鸟类、哺乳类的同源性为40%-42%。系统进化树也显示草鱼转铁蛋白基因与斑马鱼和鲤鱼的亲缘关系最近。RT-PCR的实验结果表明,在草鱼肝、肠、肾、脾、心、肌肉、鳃和脑8种组织中,草鱼转铁蛋白基因在肝中的表达量最高,其次为脾和肠,在鳃和脑中有痕量表达。       

草鱼胰岛素样生长因子-Ⅰ基因在大肠杆菌中的表达

 为构建草鱼 (Ctenopharyngodonidellus )胰岛素样生长因子 Ⅰ (IGF Ⅰ )大肠杆菌表达质粒 ,对已克隆到的草鱼IGF Ⅰ基因进行改造 .改造后的基因去除了原cDNA的信号肽和E区序列 ,并在基因的两端分别加入起始密码子和终止密码子 .将改造后的编码草鱼IGF Ⅰ成熟肽基因亚克隆到pBV 2 2 0中 ,构建成表达质粒pBVgIGF7.转化大肠杆菌 (Escherichiacoli)进行表达 .SDS PAGE显示 ,含重组表达质粒的菌株经热诱导后表达出一约 7 5kD的特异蛋白 .表达量占菌体总蛋白的2 0 0 3% ,表达产物主要以包涵体形式存在 .重组蛋白经纯化和复性后 ,采用MTT法测定其对草鱼吻端成纤维细胞PSF和草鱼卵巢细胞CO的促增殖作用 .结果表明 ,所获得的重组草鱼IGF Ⅰ具有生物活性     

草鱼IGF-I cDNA的克隆和在原核生物中的表达

根据亲缘关系较近的鲤鱼胰岛素样生长因子-I(IGF-I)cDNA设计一对引物,通过RT-PCR从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝组织首次克隆了草鱼IGF-I cDNA开放阅读框(ORF)片段.经序列分析表明克隆的草鱼IGF-I cDNA为Ea-2亚型,ORF与鲤鱼有95%的同源性,与人有63%的同源性;草鱼IGF-I蛋白与鲤鱼IGF-I仅2个氨基酸残基不同,与人IGF-I也仅有13个残基不同.将表达成熟草鱼IGF-I(gcIGF-I)蛋白的cDNA片段亚克隆至谷胱甘肽S-转移酶(GST)融合表达载体pGEX-4T-3,再将构建的重组表达载体pGEX-T-gcIGF-I转入大肠杆菌BL21.在IPTG的诱导下,GST-gcIGF-I融合蛋白高效表达.兔抗鲑鱼IGF-I抗血清进行的Western B1ot检测显示重组草鱼IGF-I蛋白具有免疫活性.     

草鱼免疫相关基因Prkrip1的克隆和表达分析

随着草鱼养殖规模的扩大, 草鱼的病毒性疾病极大地影响着草鱼的产量。开展鱼类病毒免疫反应相关功能基因的研究意义重大。研究首先通过同源克隆的方法从草鱼中克隆到了一段Prkrip1基因的EST序列, 进一步通过RACE、长片段PCR和Genome walking的方法获得了该基因的全长cDNA序列、基因组DNA序列和启动子区序列。氨基酸序列分析显示, Prkrip1含有3个核定位信号和一个双链RNA结合区, 并具有与PKR结合的保守N端区; 荧光报告基因的表达证实我们所克隆到的启动子区是有活性的, 可用于后续该基因的转录调控分析; Real-time PCR分析发现, Prkrip1 基因在草鱼的肝和血中表达量最高, GCRV感染后在大部分免疫组织中均上调表达, 说明该基因确实与病毒感染相关。研究结果为Prkrip1基因在硬骨鱼类的功能研究提供了线索, 也为鱼类天然免疫反应中调控PKR信号通路的系统研究提供了理论依据。       

FHL2转录激活结构域的定位

LIM蛋白家族成员FHL2 (fourandhalfLIMdomainprotein)在转录调节、细胞凋亡及肿瘤的发生发展中都起着重要作用。利用GAL4转录因子中的DNA结合结构域 (DBD)和含有与DBD结合序列的荧光素酶报告基因(GAL4 LUC)构建了哺乳动物细胞转录激活系统 ,并利用该系统定位了FHL2的转录激活结构域。首先将GAL4 DBD序列以正确读框插入到pcDNA3载体的多克隆位点中 ,构建成真核表达载体pDBD ,再将野生型FHL2及其不同片段以正确读框与pDBD中GAL4 DBD序列融合 ,构建成野生型FHL2及其缺失突变体表达载体。将这些表达载体分别瞬时转染 2 93T胚胎肾细胞 ,野生型FHL2及其缺失突变体都得到了表达。利用GAL4 荧光素酶报告基因对野生型FHL2及其不同突变体的转录激活活性检测表明 ,在 2 93T胚胎肾细胞和乳腺癌MCF 7细胞中 ,野生型FHL2具有转录激活活性 ,缺失N端半个LIM结构域使FHL2转录激活活性降低 ,缺失C末端第二个LIM结构域对FHL2的转录激活功能影响不大 ,缺失C末端最后一个LIM结构域则使FHL2的转录激活功能完全丧失 ,而C末端缺失 2个LIM结构域使FHL2转录激活活性又有所恢复。这说明FHL2C末端最后一个LIM结构域对其转录激活功能是必需的 ,而C末端第二个LIM结构域可能对FHL2的转录激活功能有负调控作用 ,这种负调控作用取决于     

HeLa细胞中与组织型转谷氨酰胺酶相互作用蛋白质的筛选

组织型转谷氨酰胺酶 (tissuetransglutaminase ,tTG ,TGII)是转谷氨酰胺酶家族成员之一 ,多数细胞凋亡过程中均有tTG表达水平的升高。为研究tTG在细胞凋亡过程中发挥作用的机制 ,利用Gal 4酵母双杂交系统筛选了HeLa细胞中与tTG相互作用的蛋白质 ,获得了 17个阳性酵母克隆。序列测定显示其中 1个克隆所含cDNA序列编码TIA 1相关蛋白 (TIA 1 relatedprotein ,TIAR )C端 12 9个氨基酸残基序列 ,GST下拉 (pull down)实验也证实tTG与TIAR能相互作用 ,而且这种相互作用需要Ca2 参与作用。这些结果提示tTG可能通过其Ca2 依赖的转谷氨酰胺活性对TIAR进行修饰从而影响TIAR的功能 ,可能在细胞凋亡中发挥着一定的作用。     

草鱼cyclin G1基因的克隆、鉴定及适应性进化分析

本研究从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝肾cDNA文库中克隆到草鱼cyclin G1基因.测序结果表明,草鱼cyclin G1全长cDNA为2 118 bp,使用ORF finder推译其开放阅读框为第256 bp～第1 155 bp,编码299个aa,SMART在线软件预测其中N端第57个aa～第143个aa为细胞周期蛋白盒.同源性比对分析显示cyclin G1在鱼类中同源性极高,其中草鱼cyclin G1与斑马鱼的同源性为90%.通过PAML软件的密码子替换模型进行适应性进化分析,结果表明cyclin G1编码蛋白的26A、171A和225K氨基酸位点受到正选择作用.本研究为进一步了解草鱼cyclin G1结构功能与分子演化打下基础.     

CaPKR-like在鲫鱼与草鱼组织中的表达特性分析

摘要：PKR是由干扰素诱导的最重要的抗病毒蛋白之一,能抑制细胞和病毒蛋白的合成。鲫鱼PKR基因(CaPKR-like)是鱼类第一个,也是非哺乳类脊椎动物第一个报道的PKR全长cDNA序列。本研究制备了CaPKR-like N-端包含Za结构域的多克隆抗体,采用Western blots检验PKR-like在鲫鱼和草鱼组织中的表达特性。Western blots显示在未诱导的鲫鱼和草鱼中该基因表达水平非常低,但是经Poly I:C免疫一周后,在鲫鱼和草鱼等8种组织中有较强的PKR-like蛋白产生。结果暗示：CaPKR-like与哺乳类PKR有相同的组织表达特性。。     

鲢鱼、鳙鱼、草鱼谷胱甘肽过氧化物酶cDNA的克隆及肝组织表达

利用RT-PCR技术分别从淡水食毒藻鱼类鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙鱼(Aristichthys nobilis)及草食性鱼类草鱼(Ctenopharyngodon idella)肝组织扩增出谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)cDNA核心序列。序列分析表明鲢鱼、鳙鱼、草鱼GPX的cDNA序列均为263bp,编码87个氨基酸。鲢鱼、鳙鱼、草鱼与斑马鱼(Danio rerio)(同属鲤科)、条石鲷(Oplegnathus fasciatus)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)(鲈形目)等鱼类GPX氨基酸序列同源性很高,为75%～93%;与人(Homo sapiens)、小鼠(Mus musculus)、大鼠(Rattus norvegicus)、猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)等哺乳动物GPX氨基酸序列的同源性也较高,为76%～79%。以β-肌动蛋白为内参照,比较鲢鱼、鳙鱼、草鱼肝组织GPX cDNA的表达水平,鲢鱼、鳙鱼肝组织GPX的表达量远高于草鱼肝的GPX表达量,这与鲢鱼、鳙鱼大量摄入微囊藻毒素在鱼体内引发产生过量的脂过氧化物相适应。     

Structural conservation and food habit-related liver expression of uncoupling protein 2 gene in five major Chinese carps

The full-length cDNA of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) and silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) uncoupling protein 2 (UCP2) was obtained from liver. The grass carp UCP2 cDNA was determined to be 1152 bp in length with an open reading frame that encodes 310 amino acids. Five introns (Intron 3, 4, 5, 6 and 7) in the translated region, and partial sequence of Intron 2 in the untranslated region of grass carp UCP2 gene were also obtained. Gene structure comparison between grass carp and mammalian (human and mouse) UCP2 gene shows that, the UCP2 gene structure of grass carp is much similar to that of human and mouse. Partial UCP2 cDNA sequences of bighead carp (Aristichthys nobilis) and mud carp (Cirrhinus molitorella), were further determined. Together with the common carp (Cyprinus carpio) UCP2 sequence from GenBank (AJ243486), multiple alignment result shows that the nucleotide and amino acid sequences of the UCP2 gene, were highly conserved among the five major Chinese carps that belong to four subfamilies. Using beta-actin as control, the ratio UCP2/beta-actin mRNA (%) was determined to be 149.4 +/- 15.6 (common carp), 127.4 +/- 22.1(mud carp), 96.7 +/- 12.7 (silver carp), 94.1 +/- 26.8 (bighead carp) and 63.7 +/- 16.2 (grass carp). The relative liver UCP2 expression of the five major Chinese carps, shows a close relationship with their food habit: benthos and detritus-eating fish (common carp and mud carp) > planktivorious fish (silver carp and bighead carp) > herbivorous fish (grass carp). We suggest that liver UCP2 might be important for Chinese carps to detoxify cyanotoxins and bacteria in debris and plankton food.     

草鱼诱导型一氧化氮合酶cDNA和启动子的克隆及分析

应用PCR和RACE技术,以细菌脂多糖(LPS)刺激的草鱼头肾白细胞cDNA为模板,获得草鱼iNOS (Inducible nitric oxide synthase)全长cDNA序列.该序列共4286 bp,编码含1080个氨基酸残基的蛋白.氨基酸序列比对分析发现草鱼iNOS与金鱼iNOS a和b、斑马鱼iNOS 2b以及鲤鱼iNOS高度保守,序列一致性均大于80%;它们的血红素、四氢生物蝶呤、钙调蛋白、FMN、FAD和NADH等辅因子结合区域也十分保守.用NJ法对新获得的序列和其它脊椎动物NOS的编码序列进行进化分析证实它属于诱导型NOS.在此基础上,运用基因步移技术分离草鱼iNOS基因的启动子序列,共有1978 bp.生物信息学分析发现该序列含有包括GR、AP1、C/EBP、ER、YY1、IRF1和IL-6 REBP在内的多个转录因子的潜在结合位点.     

病毒感染草鱼胸腺的EST分析和免疫相关基因的鉴定

以感染草鱼(Ctenopharyngodon idellus)出血病病毒(GCHV)的草鱼胸腺为材料,构建了草鱼胸腺的SMARTcDNA文库.筛选文库获得到1933条有效EST序列.BLASTX分析显示,583条序列在公共数据库中能找到同源基因(E-value≤1.00E 10-3,Identities≥30%),另外1350条序列则找不到显著同源性.已知基因按具体功能可划分为6类,大部分与细胞内的各种生理过程、细胞结构以及免疫防御相关.研究结果从分子水平上表明鱼类的胸腺在机体感染病毒的免疫反应中发挥重要作用,同时也表明胸腺组织在病毒感染后可能表达很多目前还不清楚功能的新基因.     

Antigenic analysis of grass carp reovirus using single-chain variable fragment antibody against IgM from Ctenopharyngodon idella

Grass carp (Ctenopharyngodon idella) is an important species of freshwater aquaculture fish in China. However, grass carp reovirus (GCRV) can cause fatal hemorrhagic disease in yearling populations. Until now, a strategy to define the antigenic capacity of the virus’s structural proteins for preparing an effective vaccine has not been available. In this study, some single-chain variable fragment antibodies (scFv), which could specifically recognize grass carp IgM, were selected from a constructed mouse naïve antibody phage display cDNA library. The identified scFv C1B3 clone was shown to possess relatively higher specific binding activity to grass carp IgM. Furthermore, ELISA analysis indicated that the IgM level in serum from virus-infected grass carp was more than two times higher than that of the control group at 5–7 days post infection. Moreover, Western blot analysis demonstrated that the outer capsid protein VP7 has a specific immuno-binding-reaction with the serum IgM from virus-infected grass carp. Our results suggest that VP7 can induce a stronger immune response in grass carp than the other GCRV structural proteins, which implies that VP7 protein could be used as a preferred immunogen for vaccine design.     

二龄草鱼脾脏、肝脏组织高表达甘露糖结合凝集素mRNA

Innate immunity is expected to be very important in fish. Mannose-bingding lectin (MBL) participates in the innate immune system as an activator of the complement system and as an opsonin after binding to certain carbohydrate structures on microorganisms. In this experiment, total mRNA was isolated from spleen, liver, gills, thymus, head kidney and kidney of adult and immature grass carp Ctenopharygodon idllus. The cDNA of MBL was obtained by RT-PCR using total mRNA from the spleen of carp as template. Such cDNA was labled with ^32p and used as probe for Northern analysis, and autoradiographic signals were quantified by densitometry analysis. The results showed that MBL was high expressed in the spleen and liver and low in gills, thymus, head kidney and kidney of adult grass carp, and MBL was much lower expressed in spleen and liver of immature grass carp than those of adult grass carp. The results might partially explain why immature grass carp are vulnerable to grass carp hemorrhage virus (GCHV) whereas adult grass carp are not.This suggested that MBL mav be an imoortant anti-GCHV factor [Acta Zoologica Sinica 50 (1): 137 - 140. 2004].     

草鱼钠磷协同转运载体Slc34a2基因的克隆及组织表达分析

为了揭示草鱼对磷的吸收机制,运用RT-PCR和快速扩增cDNA末端方法,从草鱼（Ctenopharyngodon idella）肠中克隆获得钠磷协同转运载体基因Slc34a2,该基因全长为2446 bp,包含了1938 bp的开放阅读框,47 bp的5非编码区（Untranslated region,UTR）和461 bp的3UTR,编码645个氨基酸。草鱼SLC34A2蛋白的分子式为C3215H5125N801O902S30,分子量大小为70.39 kD,等电点为5.68,总平均疏水指数为0.458。对草鱼SLC34A2蛋白结构和功能预测分析,发现SLC34A2蛋白有11个跨膜域,1个半胱氨酸富集区,且N-端在胞外而C-端在胞内,也在第二个细胞外环中发现4个N-糖基化位点。用邻接法构建系统进化树,发现草鱼Slc34a2基因与硬骨鱼类聚类为一支,且草鱼SLC34A2蛋白与鲤（Cyprinus carpio）和斑马鱼（Danio rerio）SLC34A2的相似性最高,分别为90.3%和87.0%。实验采用了实时荧光定量PCR对草鱼Slc34a2 mRNA进行组织表达分析,结果表明Slc34a2 mRNA在组织中广谱表达,且在肠中表达最高,其次是肝脏、鳃、肾脏、脾脏、皮肤、肌肉、脑和头肾。实验为以后研究提高鱼对磷的利用和减少磷的排放奠定分子基础。     

草鱼cadm2b基因的克隆及在成体组织中的表达分析

为研究CADMs（Cell adhesion molecules）在草鱼构建抵御病害感染的第一道防线中发挥的作用,用RT-PCR和RACE方法结合测序分析,在草鱼脑组织中检测到了该基因家族成员cadm2b基因的4条不同的cDNA全长序列。序列比对结果表明这4条全长cDNA在5'端的序列完全相同,在3'端的3个局部区域有不同片段的缺失。因此,可以确定这4条不同的mRNA是cadm2b的不同剪接体。这4条不同的剪接体被分别命名为cadm2b、cadm2bX2、cadm2bX3和cadm2bX6。cadm2b的cDNA序列全长1669 bp,开放阅读框（ORF）1203 bp,编码400个氨基酸。cadm2bX2的cDNA序列全长2783 bp,开放阅读框长1323 bp,编码440个氨基酸;cadm2bX3的cDNA序列全长2755 bp,开放阅读框1296 bp,编码431个氨基酸;cadm2bX6基因的cDNA序列全长2649 bp,开放阅读框1161 bp,编码386个氨基酸。根据碱基序列所进行的氨基酸序列和蛋白结构预测显示这4个CADM2b蛋白亚型都具有CADM家族保守的4个功能区,但其C端的蛋白结合位点存在差异。CADM2b具有近膜4.1蛋白结合位点和Ⅱ型PDZ蛋白结合位点,CADM2bX2、X3缺失了PDZ蛋白结合位点,而CADM2bX6则同时缺失4.1蛋白和PDZ蛋白的结合位点。实时定量RT-PCR检测结果显示cadm2b剪接突变体是该基因mRNA的主要形式。半定量RT-PCR和套式PCR实验检测结果表明cadm2b基因在草鱼成体脑中高水平表达,在肝、肾、心脏和肌肉组织中有微量表达。这种表达模式提示草鱼中CADM2b主要是由非免疫细胞,而不是由免疫肥大细胞合成分泌的细胞黏附因子,可能通过介导免疫肥大细胞与病原靶细胞的黏附而起非特异性抵御病害感染的作用。