微生物基因功能的研究策略与方法

微生物基因功能的研究对于揭示微生物生命活动的规律及其在食品发酵、医药卫生、工农业生产等领域的应用机制具有重要意义。经过数十年的发展,微生物基因功能的研究方法已经从传统的同源重组技术发展到基于核酸内切酶的高效打靶技术,将微生物基因功能的研究推向了新的高度。文章就微生物基因功能的研究策略及常用方法做一综述,主要包括生物信息学方法预测、基因表达谱分析、基因敲除技术、基因敲入技术、基因沉默技术和基因编辑技术等。     

植物基因替换编辑技术研究进展

基因替换编辑是通过核酸酶介导的对目标基因进行定点敲入或替换的编辑技术,可以实现目的基因的定向修饰。本文从基因替换编辑技术的原理、实现方式与影响因素、应用及其前景等进行了总结与讨论,以期为通过定点基因替换或敲入技术开展高等植物基因功能鉴定与遗传改良研究提供参考。     

遗传工程技术公司基因拼接研究的几项重大成就和最新突破

近几年来,随着重组DNA技术或者叫基因拼接技术的发展,提出了许多新的方法来生产有治疗作用的人类蛋白质。这些方法都是基于将编码蛋白质的基因片段拼入细菌的正常DNA内,然后进行无性增殖,以微生物发酵法生产大量的人类蛋白质或其它有用物质。不仅如此,用基因拼接技术,还可对自然界中的天然药物进行鉴定,并将其中有明显用处的那些天然药物以更新更有效的基因拼接方法进行大量生产。     

遗传工程技术公司基因拼接研究的几项重大成就和最新突破

近几年来,随着重组DNA技术或者叫基因拼接技术的发展,提出了许多新的方法来生产有治疗作用的人类蛋白质。这些方法都是基于将编码蛋白质的基因片段拼入细菌的正常DNA内,然后进行无性增殖,以微生物发酵法生产大量的人类蛋白质或其它有用物质。不仅如此,用基因拼接技术,还可对自然界中的天然药物进行鉴定,并将其中有明显用处的那些天然药物以更新更有效的基因拼接方法进行大量生产。     

苯丙氨酸羟化酶在日本刺沙蚕脑内的表达分析

苯丙氨酸羟化酶(PAH)是芳香族氨基酸羟化酶家族(AAAHs)的一员,催化苯丙氨酸(Phe)转化为酪氨酸(Tyr)。运用Western blotting技术检测沙蚕PAH免疫原性。制作沙蚕头部石蜡切片,运用免疫组织化学技术,检测PAH蛋白表达定位情况。解剖剥离沙蚕脑组织,提取总RNA,运用RT-PCR技术克隆pah基因片段,构建质粒并转化入大肠杆菌中扩增,挑单一均匀菌落培养,双酶切鉴定后测序并比对同源性。Western blotting结果表明pah表达的蛋白存在于沙蚕脑内,免疫组化标记技术结果表明苯丙氨酸羟化酶主要分布在日本刺沙蚕前脑中腹侧、中脑背侧和两侧。RT-PCR结果表明沙蚕脑内存在苯丙氨酸羟化酶基因,且与多种动物pah具有同源性。在蛋白质和核酸水平鉴定了低等环节动物日本刺沙蚕脑组织内苯丙氨酸羟化酶的存在,为进一步研究无脊椎动物中枢神经系统内芳香族氨基酸羟化酶的基因分化奠定基础。     

表达人溶菌酶基因牛乳腺特异表达载体的构建

利用高保真PCR法,分别扩增了牛乳腺酪蛋白基因的1.8kb和1.1kb的5'和3'调控 序列,克隆入TA载体.经测序鉴定后,利用DNA重组技术依次亚克隆入改造过的真核表达载体 pcDNA3(切除CMV启动子),并插入人溶菌酶基因(hLYZ)的cDNA, 构建成牛乳腺特异表达 载体.获得的重组载体经限制性内切酶酶切鉴定、PCR验证等表明,成功克隆了酪蛋白基因5 '和3'的调控区,并成功构建了表达人溶菌酶基因的牛乳腺特异表达载体.     

农业其它

8909乙3蓦因操作和育种:现状与前景比穿,法〕/Georg。:.入1.厂入了1:,.入畜ed.丫。、一1988,132(3)一237一241仁译自j)B人,1988,7(16),88一080吐8〕 在兽医研究,4‘,!边走制。l少卜核酸内切西梅的);赶用揭示了牛体的生长激素甚因的重要信息。由于Hol。比如品种优于共它品种的牛,故而研究了它的生长激素基因,看怂不与其它品种的相应基因有异。采用限制性核酸酶水解法,发现了差异之处。这些结果打开厂将币组生一民激素拢因应用干言牧生产的大门。币组l产物系山一适宜载体克隆的.。吸组J)N人技术可导致“基因农作”和转华因家言的产生。转拢…     

AcMNPV肌动蛋白核定位基因的亚细胞定位

当前细胞核内肌动蛋白的功能是一个研究热点,核内存在肌动蛋白并参与细胞核内发生的许多生命活动。杆状病毒是迄今唯一报道的利用核内肌动蛋白进行复制增殖的病原微生物,为核内肌动蛋白的结构与功能的研究提供了独特的系统。有报道显示AcMNPV的ie-1,pe38,ac4,he65,ac102和ac152基因与肌动蛋白单体的核转运有关,然而关于这六个基因的亚细胞定位及其在肌动蛋白入核过程中的功能并没有深入的研究。本文首次揭示了这六个基因的亚细胞定位,IE1和AC152是全细胞分布,PE38和AC102也为核质分布,但主要分布在细胞核中,而AC4和HE65定位于细胞质。但AC102和IE1可以分别介导AC4和HE65入核。同时我们发现当使用外源强启动子OpIE2,在转染ie-1或pe38之后表达ac4和he65可以部分招募肌动蛋白单体入核,而时序性共转染这四个基因则可招募最多肌动蛋白单体入核。对肌动蛋白核定位基因在细胞中的定位分析为进一步了解杆状病毒介导肌动蛋白入核的分子机理提供支持。     

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。     

体内基因转染技术在肝再生研究中的应用

肝脏是一个特殊的器官,不仅因为它独特的解剖结构和生理特征,而且它还具有无限的再生能力。在各种动物模型中,应用病毒或非病毒载体将肝细胞生长因子等基因转入体内,能增强肝再生能力,这就是肝脏基因转染技术在肝再生研究中的应用。未来的研究目标就是消除病毒载体的毒副作用和增加非病毒载体的转染率,这也是目前肝内基因转染技术中面临的主要难题;另一个研究目标就是用受体介导基因靶向肝转染,使转入基因在肝细胞中特异高表达。这些研究成果将有助于肝再生基因机制研究,以及将来临床基因治疗提供参考。     

基因组靶向敲入技术在模式动物中的发展与应用:以斑马鱼为例

基因组靶向敲入是指将特定的外源核酸序列转入细胞或个体基因组中的特定位点,以实现条件性基因敲除、单碱基或序列替换、细胞或基因标记等多种精确和(或)复杂的基因组靶向修饰。通过长同源臂介导的同源重组(HR)和微同源序列介导的同源修复两种途径可实现精确的靶向敲入,非同源末端连接(NHEJ)途径则可介导非精确的靶向敲入,或称靶向插入。一般而言,基于同源序列的精确敲入的效率低于NHEJ诱导的靶向插入。受益于以TALEN、CRISPR/Cas系统为代表的人工核酸内切酶介导的基因组编辑技术的飞速发展,基因组靶向敲入得以在多个物种中越来越广泛地应用,并极大地推动了基因功能与疾病模型研究。不过,在个体水平上,相比于简单的indel突变,基因组靶向敲入仍较难实现,效率仍然偏低。现介绍基因组靶向敲入的基本原理,并以斑马鱼为例,介绍基因组靶向敲入在模式动物中的应用与相关技术的发展历程,并着重强调实验设计与操作的要点,同时对基因组靶向敲入技术的发展进行了展望。     

戊型肝炎病毒基因片段开读框架3(369bp)的克隆载体及真核表达载体的构建

通过聚合酶链式反应（PCR）技术,以戊肝病毒cDNA为模板将开读框架3的基因片段扩增并克隆入载体pUC18中,再对扩增片段进行酶切鉴定及测序。结果表明此片段与膜板序列的同源性达到99%以上,将此片段克隆后通过一系列分子生物学技术装入真核胞内表达载体PPIC3及分泌性载体PPIC9中,并对载体进行酶切鉴定证实外源基因插入的正确性,最终完成表达载体的构建。     

工业酵母菌的遗传修饰研究进展及其应用前景

简要概述工业酵母菌的遗传修饰研究进展,主要介绍适用于工业酵母菌遗传修饰的转化系统;敲除工业酵母基因工程菌细胞内不需要的基因的反选择技术;外源基因在工业酵母菌中克隆和表达的非自身克隆技术;工业酵母菌自身已有基因的克隆和表达的自身克隆技术等。此外,对遗传修饰的工业酵母菌的工业化应用前景作了简要展望 。     

工业微生物代谢途径调控的基因敲除策略

基因敲除技术是一项重要的分子生物学技术,在工业微生物代谢工程中具有广泛应用。以下从基因敲除技术的遗传重组原理出发,总结了基因敲除策略的类型、特征和应用,重点介绍了采用线性双链DNA的λRed同源重组系统、使用环状质粒载体介导的单交换或双交换同源重组策略以及采用转座酶介导的转座重组等几种主要的基因敲除方法,进一步展望了基因敲除技术的发展前沿和应用前景。     

基因编辑技术

基因编辑是指通过核酸酶对靶基因进行定点改造,实现特定DNA的定点敲除、敲入以及突变等,最终下调或上调基因的表达,以使细胞获得新表型的一种新型技术。基因编辑技术已被广泛运用于基因结构与功能的研究和多种细胞的基因工程改造,为疾病模型的建立、动植物新品种的培育及基因治疗等的研究提供新的手段。基因编辑技术主要包括锌指核酸酶技术(ZFN)、转录激活子样效应因子技术(TALEN)和成簇的规律间隔的短回文重复序列/CRISPR相关蛋白 (CRISPR/Cas) 系统等。本文将对3种基因编辑技术的原理、运用及其最新进展进行综述,以期为相关技术及其运用的研究提供参考。     

基因编辑技术及其在中国的研究发展

基因编辑技术是一种能够对生物体的基因组及其转录产物进行定点修饰或者修改的技术,早期基因编辑技术包括归巢内切酶、锌指核酸内切酶和类转录激活因子效应物。近年来,以CRISPR/Cas9系统为代表的新型技术使基因编辑的研究和应用领域得以迅速拓展。本文对基因编辑技术的原理、技术发展及其应用进行了阐述,对我国在基因编辑机制研究及技术发展、基因编辑动植物模型构建、基因治疗等领域的研究进展进行了回顾,并对基因技术的发展前景及趋势进行了展望。     

乳酸菌基因组编辑技术研究进展

乳酸菌是一类重要的工业微生物,具有多种益生功能。目前关于其代谢功能改造、蛋白功能鉴定和挖掘优良功能基因等的研究主要依赖于传统的同源重组技术,但该技术效率低下,耗时且操作繁琐,严重制约了乳酸菌在基因水平的改造。因此建立稳定、高效的乳酸菌基因编辑方法,借助基因编辑技术挖掘功能基因、解析代谢途径、改良工业菌株等是十分有必要的。文章综述了乳酸菌基因编辑技术及其原理,并对这些技术在乳酸菌基因组上的应用现状和亟待解决的问题进行了分析总结,展望了乳酸菌基因组编辑技术的未来发展趋势,以期为乳酸菌功能基因鉴定及遗传改良提供参考。     

脊髓灰质炎病毒缺陷型载体瞬时表达系统Ⅰ的构建

为探索可表达较大片段外源基因的脊灰病毒重组载体,以HBV-S基因置换脊灰病毒的P1基因,同时以另一途径提供脊灰病毒P1结构蛋白,经转染入Hela细胞中形成缺陷型重组病毒颗粒,此病毒可以感染新的细胞,并表达其重组的外源基因,但不产生子代病毒.实验结果表明,这种瞬时表达系统的构建,为脊灰病毒缺陷型重组载体用于基因转导技术打下基础.     

CRISPR/Cas9技术在斑马鱼基因修饰中的应用

CRISPR/Cas9系统的应用促进了基因编辑技术的快速发展,现已成功地在不同模式生物中实现了高效的基因修饰,包括DNA序列的点突变、大片段删除以及外源基因的定向插入等。现就CRISPR/Cas9系统在斑马鱼模式动物中建立基因敲除和敲入品系的最新研究进展作一综述。