鉴定9个新的RHD基因mRNA可变剪接体

为了研究各种RHD基因mRNA可变剪接体的基因结构, 应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测正常人脐血样本RHD mRNA, 对RHD cDNA进行TA克隆和序列分析, 对各可变剪接体的剪接位点进行DNA序列分析, 并将RHD mRNA进行表达序列标签(ESTs)分析。结果在28个阳性克隆中, 除全长RHD cDNA外, 共检测到12种(包括9种新的)RHD可变剪接体, 发现外显子遗漏、5′和3′剪接位点变异3种剪接形式, 涉及外显子2~9, 其中6种新的剪接体同时存在RHD和RHCE基因同源杂交现象。ESTs分析还检索到内含子保留形式的剪接体。研究表明, RHD基因mRNA存在复杂的可变剪接机制, 除已报道的剪接体外, 检测到9种新的RHD可变剪接体, 并发现了可变剪接和同源杂交并存现象。     

草菇exo-β-1,3-葡聚糖酶基因可变剪接体的克隆与表达分析

可变剪接是基因表达调控的一种重要方式。本研究利用RT-PCR克隆鉴定到草菇exo-β-1,3-葡聚糖酶基因(exg2)的4种可变剪接体(exg2V1,exg2V2,exg2V3和exg2V4),其中,exg2V1第7个内含子保留;exg2V2第11个内含子保留同时剪切掉第12个外显子的后58bp;exg2V3同时保留第7个和第17个内含子;exg2V4同时保留第2、第9和第17个内含子。4种剪接体均在可变剪接位点提前出现终止密码子,导致预测编码的氨基酸序列中包含不完整的结构域。定量PCR结果显示:草菇5个发育时期中,4种可变剪接体表达量均比标准剪接体exg2低,但4种可变剪接体的表达也表现出一定的时期和组织差异性。初步推断发现的草菇exg2基因4种可变剪接体均为无义介导的mRNA降解,通过此方式达到对exg2基因标准剪接转录本的精准调控。     

RNA在RNA剪接中的功能：从催化到调控

对非编码RNA功能的认识是后基因组时代的一个研究焦点,本文主要介绍非编码RNA在RNA剪接中的催化和调控功能。在RNA加工过程中,三大类内含子的剪接都是由RNA成员主导。其中Ⅰ型和Ⅱ型内含子能催化自身的切除和外显子连接反应;而核mRNA内含子的剪接则由剪接体里的小核RNA主导。Ⅰ型和Ⅱ型内含子存在于细菌、低等真核细胞和植物的细胞器内;而真核细胞的核编码蛋白质基因内全部是核mRNA内含子,并且其数目随生物体的复杂性而显著升高。一个多内含子前体mRNA通过选择性剪接产生多种,甚至上万种不同的mRNA和蛋白质,对蛋白质组的复杂度和时空表达调控至关重要。选择性剪接调控由剪接调控蛋白特异识别和结合前体mRNA里所富含的顺式RNA调控元件完成的;系统认识这两者之间的对应关系是揭示基因组表达调控网络的一把钥匙。     

一种新的Srrm1/SRm160可变剪接体经历无义突变介导的mRNA降解

目的:研究基因Srrm1/SRm160的可变剪接。方法:应用RT-PCR研究Srrm1/SRm160的可变剪接,通过蛋白质的翻译抑制和RNA干扰研究剪接异构体是否经历无义突变介导的mRNA降解(NMD)过程。结果:获得Srrm1/SRm160新的可变剪接异构体,该异构体产生提前终止密码子,翻译抑制和RNA干扰证实含有提前终止密码子的剪接体经过NMD而降解。结论:Srrm1/SRm160通过可变剪接和NMD调节自身的表达水平,作为剪接因子进一步调节其他基因的可变剪接。     

Nav1.5/SCN5A基因新的变构体编码人脑组织Nav1.5 Na+通道

河豚毒-抵抗性(TTX-R)Nav1.5 Na 通道是心肌的特异性Na 通道,虽然研究发现神经元中也存在河豚毒-抵抗性Na 电流及Nav1.5/SCN5A mRNA的表达,但其确切的cDNA序列尚不清楚.采用RT-PCR法对人脑组织Nav1.5/SCN5A基因cDNA进行克隆发现:人脑组织Nav1.5/SCN5A基因cDNA有2种变构体,hB1和hB2(accession number EF629346,EF629347),其中hB1全长6201个碱基,其开放读码框架(ORF)参与编码2016个氨基酸,和人心肌Nav1.5 Na 通道氨基酸序列相同率高达98%,共有28个不同的氨基酸,其中7个集中位于第6A外显子与第6外显子编码区.与人心肌Nav1.5/SCN5A基因cDNA不同的是,在对人脑组织Nav1.5/SCN5A基因cDNA的克隆中未发现该基因第18外显子的选择性剪接,但却发现其第24外显子的选择性剪接,2种选择性剪接体(hB1和hB2)在脑组织中基本同时表达,表达比率接近1∶1,但在心脏中二者的表达比率却与年龄有关.人Nav1.5/SCN5A基因的第24外显子定位于染色体3P21区,共有54个碱基,参与编码18个氨基酸.RT-PCR法证实第24外显子的选择性剪接也可发生在大鼠心脑之外的其他组织中,竞争性PCR法证明,不同组织中2种选择性剪接体的表达比率不同,且随着周龄的增加,2种选择性剪接体在各组织中表达的变化趋势不同.此外,RT-PCR法还发现Wistar大鼠全身16种组织中均可检测到Nav1.5/SCN5A mRNA的表达.上述实验结果说明,Nav1.5 Na 通道在全身组织中分布广泛,但编码人脑组织Nav1.5 Na 通道与心肌组织该离子通道的cDNA序列不同,是Nav1.5/SCN5A基因的2种变构体,这为深入研究不同组织中Nav1.5 Na 通道的功能提供了基础.     

人锰超氧化物歧化酶基因剪接异构体的表达分析

对人锰超氧化物歧化酶(human manganese superoxide dismutase,hMn-SOD)基因剪接异构体进行分析,并检测异构体的表达情况。在GenBank库中检索人锰超氧化物歧化酶基因异构体及编码基因组序列,利用Vector NTI9生物软件进行核酸及蛋白序列比对;利用RT-PCR方法分析锰超氧化物歧化酶基因异构体的表达。结果显示,在GenBank库检索发现有3种人锰超氧化物歧化酶基因异构体,剪接异构的类型为可变的5′剪接位点和外显子盒,各异构体基因内含子均符合"GT-AG"规则。3种基因异构体编码两种异构体蛋白,即222个氨基酸的人锰超氧化物歧化酶蛋白以及中部缺少39个氨基酸的截短型异构蛋白。RT-PCR检测结果表明,剪接异构体hMn-SODb在HEK293T和HSC细胞中的表达比在HepG2细胞中高,未见异构体hMn-SODc的表达。     

大鼠Mocs2基因跳跃型外显子可变剪接保留率的检测

可变剪接是真核生物基因表达调控的一种重要方式,它通过剪接位点调控ORFs (Open reading frames)区域外显子或内含子的表达,产生不同的mRNA剪接体,进一步翻译成具有相同或不同功能的蛋白质,从而对诸如发育、疾病、环境响应等生物学过程产生重要影响.已有文献报道,人类Mocs2基因exon 1a与exon 1b外显子发生互斥型可变剪接,产生的两个剪接体分别编码钼喋呤合酶的大小亚基,参与钼辅因子生物的合成过程.基于本课题组前期大鼠肺部组织RNA-seq测序的结果,发现Mocs2基因2号外显子转录后可被剪接或保留,产生两个不同的剪接体.为验证测序结果的准确性,本研究利用半定量PCR与实时荧光定量PCR两种方法检测大鼠脑、海马、肺组织中Mocs2基因2号外显子的保留率.半定量PCR方法检测大鼠肺、海马、大脑组织中Mocs2基因的保留率分别为(88.28±3.09)％、(99.44±0.24)％、(99.54±0.19)％.实时荧光定量PCR检测的保留率分别为(66.76±20.47)％、(75.60±12.44)％、(87.28±16.4)％.实验结果表明,Mocs2基因2号外显子在大鼠中存在可变剪接现象,且不同组织具有一定差异.本工作进一步验证了两种PCR方法检测前体mRNA可变剪接保留率的可行性.     

尼罗罗非鱼Ikaros基因的克隆及表达分析

为揭示尼罗罗非鱼Ikaros基因结构特征及其在抗病原感染中的免疫调控机制, 实验采用RT-PCR和RACE方法克隆了尼罗罗非鱼Ikaros的cDNA序列以及利用PCR和染色体步移技术克隆了Ikaros的基因组DNA序列, 通过荧光定量PCR分析了Ikaros mRNA的组织分布及其对无乳链球菌感染的响应。结果表明, 克隆的尼罗罗非鱼Ikaros基因组DNA为20454 bp, 包括7个内含子和8个外显子, 经可变剪接可形成6种不同的mRNA剪接异构体, 其编码的氨基酸序列均具有Ikaros家族典型的锌指结构域且与硬骨鱼类Ikaros氨基酸序列同源性较高(70.6%—93.7%)。Ikaros基因在尼罗罗非鱼各组织中均有表达, 在血液中的表达量最高, 其次为胸腺、脾脏和头肾。人工感染无乳链球菌后, 血液、胸腺、脾脏、头肾中Ikaros基因的相对表达量均显著上调, 并在48h达到峰值, 这表明Ikaros基因参与调控尼罗罗非鱼抵御无乳链球菌的免疫应答反应。研究可为进一步探索Ikaros基因在罗非鱼抗病原感染中的作用机制奠定理论基础。     

mRNA选择性剪接的分子机制

真核细胞mRNA前体经过剪接成为成熟的mRNA,而mRNA前体的选择性剪接极大地增加了蛋白质的多样性和基因表达的复杂程度,剪接位点的识别可以以跨越内含子的机制(内含子限定)或跨越外显子的机制(外显子限定)进行。选择性剪接有多种剪接形式：选择不同的剪接位点,选择不同的剪接末端,外显子的不同组合及内含子的剪接与否等。选择性剪接过程受到许多顺式元件和反式因子的调控,并与基本剪接过程紧密联系,剪接体中的一些剪接因子也参与了对选择性剪接的调控。选择性剪接也是1个伴随转录发生的过程,不同的启动子可调控产生不同的剪接产物。mRNA的选择性剪接机制多种多样,已发现RNA编辑和反式剪接也可参与选择性剪接过程。     

小鼠Mater基因选择性剪接变异体的鉴定和分析

位于小鼠第7号常染色体的Mater(Maternal antigen that embryos require)编码一个卵母细胞特异的自身抗原,与小鼠自免疫性卵巢退化疾病密切相关。在发现Mater基因存在选择性前切现象的基础上,通过RT．PCR技术,在3个近交品系小鼠(CBA／J、SWR／J、B6)中发现并初步验证了Mater基因mRNA的4种选择性剪接变异体,分别命名为B、E、F、G型。其中B型与以前报道的一致,具有Mater mRNA的全部外显子,E、F、G为新发现的剪接变异体,其选择性剪接位点都位于阅读框内。E变异体缺失了外显子6,F变异体保留了部分内含子8并且缺失了外显子10,G变异体缺失了部分外显子14,它们所有的内含子与外显子结合处的DNA序列都遵循“GT-AG”剪接规则。B、E、F在B6、CBA／J和SWR／J小鼠品系中均存在,G仅存在于SWR／J。根据新发现的3种剪接变异体的cDNA序列推导出对应的预期蛋白异形体的氨基酸序列,并对这些蛋白产物的可能功能进行预测。     

Identification of five new isoforms of murine thrombopoietin mRNA

Thrombopoietin (Tpo) is the major physiologic regulator of platelet production. Its gene is expressed in many organs and appears constitutive in liver and kidney. However, inducible gene expression in the bone marrow and spleen have been reported as well as the presence of a number of isoforms, presumably arising from alternative splicing. We have identified five new murine Tpo isoforms, designated Tpo 5 to Tpo 9. Alternative splicing of these isoforms, in addition to the already-reported four isoforms, occurs around exon 7, the last exon, with insertion of some intron sequences or deletion of exon sequences. Studies of tissue distribution indicate that Tpo 4 is the major isoform in lymph nodes and bone marrow. The roles of these isoforms in hematopoietic regulation are unknown, but the presence of inducible Tpo mRNA in the marrow microenvironment may contribute to platelet or stem cell homeostasis.