来源于线虫Caenorhabditis briggssae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因

ω-3多不饱和脂肪酸（ω-3 PUFAs）是一类被广泛研究和关注的脂肪酸,对人类及其他哺乳动物的正常发育和保持良好的健康状况极其重要,并且对于人类的多种疾病的预防和治疗亦有着明显的作用。在人和哺乳动物体内,ω-3 PUFAs的含量与ω-6 PUFAs（其代谢方式和功能与前者不同,通常其作用也相反）相比很低。而对于人体,无论ω-3 PUFAs的过低还是ω-6 PUFAs的过高都会带来极为不利的影响。所以人们一直在努力寻求提高人体中ω-3 PUFAs含量的途径或者大量生产ω-PUFAs的方法。本研究经过密码子优化后,用化学合成的方法获得了C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1,并构建了哺乳动物细胞表达载体pcDNA31-sFat1-EGFP,通过脂质体转染了CHO细胞系并对其进行抗性筛选获得稳定转染细胞株。对稳定转染sFat-1细胞株的RT-PCR分析及脂肪酸组成的GC-MS分析表明,sFat1基因完全能够在CHO细胞中表达和发挥其ω-3去饱和酶的作用,即促使ω-6系列不饱和脂肪酸转变为相应的ω-3系列不饱和脂肪酸（从十八碳到二十二碳）。Ω-6不饱和脂肪酸总量从48.97%下降到35.29%,而ω-3不饱和脂肪酸总量则相应地从7.86%上升到24.02%。Ω-6多不饱和脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸的比值从正常细胞中的6.23下降到转染细胞中的1.47。这说明C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1的合成是成功的,试验所获得的结果为今后的进一步的研究或应用其大量生产ω-3PUFAs奠定了基础。     

利用PiggyBac转座子系统构建表达Δ15 Des酶活性的转基因小鼠

必需脂肪酸为人体健康和生命所必需,但机体自身不能合成,研究表明ω-3族脂肪酸对人体的生理功能有更加积极的影响。哺乳动物体内缺乏ω-3去饱和酶的基因,来自线虫Caenorhabditis elegans的Δ15-脂肪酸去饱和酶(Δ15Des)可以将体内ω-6多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)转化为ω-3 PUFAs。利用PiggyBac转座子(PB)系统构建表达Δ15 Des酶活性的转基因小鼠可以在较短时间内繁育出稳定遗传的纯合子转基因小鼠,整合率高达35.1%。饲料中添加6%ω-6 PUFAs饲喂小鼠,通过气相色谱(gas chromatography, GC)检测小鼠体内脂肪酸的变化,荧光定量PCR(quantitative PCR,qPCR)和蛋白免疫印迹(Western blotting, WB)来检测Δ15 Des在小鼠体内的表达水平。从qPCR和GC结果分析,阳性小鼠的基因活性率为61.53%,与传统方法相比,Δ15 Des的转入效率及活性都显著提高,且纯合子比杂合子表达更高的活性,进一步验证了PiggyBac转座子系统高效...     

体细胞核移植生产转ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1克隆猪

转ω-3脂肪酸去饱和酶基因猪在优质猪培育及研究ω-3不饱和脂肪酸预防心血管和癌症疾病中的作用方面有着重大的应用.本研究首次通过体细胞核移植制备了转线虫ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1猪.将sFat-1基因转染到大白猪胎儿成纤维细胞,获得转基因阳性细胞克隆,然后以转基因细胞为核供体、体外成熟的猪卵母细胞为核受体构建克隆胚胎,胚胎体外培养或进行移植.先后移植了1889枚1~4细胞期克隆胚胎到10头受体母猪的输卵管内,28天B超检测9头受体母猪妊娠(90%),7头妊娠足月(70%)分娩产下21头仔猪,体细胞克隆猪的效率为1.1%(出生仔猪/移植胚胎).体细胞克隆猪效率的提高,主要是对克隆胚胎的移植环节进行了改进,比较了受体母猪排卵状况对胚胎移植效率的影响.当受体母猪卵泡发育处于即将排卵或正在排卵阶段,能够获得较高的妊娠率和妊娠足月率(100%),而排卵后移植妊娠足月率为0%.对健康存活15头克隆猪进行了PCR和Southern检测,证实13头为转基因猪,转基因阳性率为87%.RT-PCR检测13头转基因猪,12头表达sFat-1基因.以上结果表明,利用优化的体细胞转基因结合核移植技术,可以成功地批量生产转sFa...     

“自我剪切”2A肽介导的Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶以及过氧化氢酶在转基因小鼠肌肉表达研究

哺乳动物因为缺乏Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶,不能自身合成必需的多不饱和脂肪酸．目前,通过转基因技术在哺乳动物体内表达ω-3脂肪酸脱氢酶,能将长链的n-6多不饱和脂肪酸转化成n-3多不饱和脂肪酸,造成体内长链的n-6多不饱和脂肪酸含量显著减低．本研究通过自我剪切2A肽介导Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶(FAT-2和FAT-1)以及人过氧化氢酶(human catalase,hCAT)在小鼠的肌肉同时表达．结果表明,转基因小鼠肌肉中长链n-3多不饱和脂肪酸含量提高2.6倍,长链n-6多不饱和脂肪酸含量没有显著变化,而n-6/n-3比例显著降低(P < 0.01)．同时蛋白质印迹检测到人过氧化氢酶hCAT在小鼠的肌肉组织中表达,且过氧化氢酶活性比野生型小鼠显著提高(P < 0.01)．     

体细胞核移植生产转ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1克隆猪

转ω-3脂肪酸去饱和酶基因猪在优质猪培育及研究ω-3不饱和脂肪酸预防心血管和癌症疾病中的作用方面有着重大的应用．本研究首次通过体细胞核移植制备了转线虫ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1猪．将sFat—1基因转染到大白猪胎儿成纤维细胞,获得转基因阳性细胞克隆,然后以转基因细胞为核供体、体外成熟的猪卵母细胞为核受体构建克隆胚胎,胚胎体外培养或进行移植．先后移植了1889枚1-4细胞期克隆胚胎到10头受体母猪的输卵管内,28天B超检测9头受体母猪妊娠（90％）,7头妊娠足月（70％）分娩产下21头仔猪,体细胞克隆猪的效率为1．1％（出生仔猪／移植胚胎）．体细胞克隆猪效率的提高,主要是对克隆胚胎的移植环节进行了改进,比较了受体母猪排卵状况对胚胎移植效率的影响．当受体母猪卵泡发育处于即将排卵或正在排卵阶段,能够获得较高的妊娠率和妊娠足月率（100％）,而排卵后移植妊娠足月率为0％．对健康存活15头克隆猪进行了PCR和Southern检测,证实13头为转基因猪,转基因阳性率为87％．RT—PCR检测13头转基因猪,12头表达sFat—1基因．以上结果表明,利用优化的体细胞转基因结合核移植技术,可以成功地批量生产转sFat-1基因的克隆猪．     

哺乳动物细胞多不饱和脂肪酸合成酶系的重建将亚油酸代谢转变为二十二碳六烯酸

二十二碳六烯酸(DHA,22:6n-3)是一种长度为22个碳原子且含有6个双键的ω-3系多不饱和脂肪酸,在人体中具有重要生物学功能。人体及其他哺乳动物体内只能合成少量的DHA,更多的需求必须从食物中获取。然而,DHA的天然资源(主要是深海鱼类等海洋产品)日趋枯竭,开发新型资源以满足不断扩大的市场需求势在必行。本研究利用转基因技术,在哺乳动物细胞中使Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶超表达,同时表达来源于秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans的Δ15去饱和酶和小眼虫Euglena gracilis的Δ4去饱和酶,结果表明,这6种酶的表达或超表达能将ω-6系的亚油酸(LA,18:2n-6)有效地转化为DHA(22:6n-3),后者的含量从对照组的16.74%提高到实验组的25.3%。本研究的策略及技术路线为将来利用遗传改造的哺乳动物生产珍稀的DHA(22:6n-3)等长链多不饱和脂肪酸产品提供了重要的启示。     

转基因哺乳动物细胞自合成多不饱和脂肪酸

亚油酸、亚麻酸是哺乳动物体内的必需脂肪酸,但哺乳动物由于缺乏△12和ω-3脂肪酸脱氢酶而自身不能合成．△12和ω-3脂肪酸脱氢酶存在于真菌、植物和一些低等动物中．为了实现哺乳动物细胞亚油酸的自身合成,克隆了线虫编码△12脂肪酸脱氢酶的FAT-2基因eDNA序列,通过优化密码子,构建真核表达载体,稳定转染细胞,经抗生素筛选获得稳定整合FAT-2基因的CHO细胞．PCR和RNA印迹（Northern blot）验证了基因的整合和表达．气相色谱分析细胞的脂肪酸含量表明,FAT-2基因的表达显著提高了转基因细胞中亚油酸的含量,亚油酸含量为阴性对照细胞的2．4倍．研究结果表明,低等动物△12脂肪酸脱氢酶可以重建哺乳动物多不饱和脂肪酸合成途径,并利用细胞中的油酸合成亚油酸．上述研究为进一步利用转基因技术促进农业动物合成多不饱和脂肪酸从而提高食品营养价值奠定基础．     

四个脂肪酸合成酶基因在哺乳动物细胞中的超表达提高长链多不饱和脂肪酸生物合成效率

DHA(22:6n-3)、EPA(20:5n-3)和ARA(20:4n-6)三种长链多不饱和脂肪酸在生物体内活性最强,它们在促进大脑发育和功能维持以及在预防和治疗心血管疾病、炎症、癌症等多种疾病方面有着重要作用。然而,尽管哺乳动物体内有完整的长链多不饱和脂肪酸合成酶系,但哺乳动物合成这些长链多不饱和脂肪酸的效率很低而主要依赖于食物获取。本研究应用转基因方法,将哺乳动物来源的Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶这4种酶的编码基因构建成为一个多基因表达载体,然后转染哺乳动物细胞HEK293T,实现了4个目的基因的超表达,再通过气质联用(GC-MS)分析证实了DHA、EPA和ARA等长链多不饱和脂肪酸的合成效率及水平显著增加,DHA的水平更是提高了2.5倍。由此可见,哺乳动物具有某种抑制长链多不饱和脂肪酸高水平合成的机制,但通过Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶的超表达,能够打破哺乳动物这种抑制机制,从而显著提高DHA、EPA、ARA等的合成水平。同时,本研究的思路也为在转基因动物中生产长链多不饱和脂肪酸提供了重要的启示。     

植物脂肪酸去饱和酶及其编码基因研究进展

脂肪酸去饱和酶是催化脂肪酸链特定位置形成双键和产生不饱和脂肪酸的酶类。植物脂肪酸去饱和酶主要有5种（FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8）,可分为ω-3型（FAD2、FAD6）和ω-6型（FAD3、FAD7、FAD8）两大类。其编码基因（FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FADS）在植物中一般有多个拷贝。同种基因在不同植物中拷贝数不同,同一植物中相同基因的不同拷贝间在序列特征、表达调控和功能等方面也存在显著差异。本文根据国内外对脂肪酸去饱和酶基因及编码产物的研究现状,分别从它们的分类、拷贝数、结构、作用机制、表达调控等方面的研究进展进行了详细的分类阐述。     

植物脂肪酸去饱和酶及其编码基因研究进展

脂肪酸去饱和酶是催化脂肪酸链特定位置形成双键和产生不饱和脂肪酸的酶类。植物脂肪酸去饱和酶主要有5种(FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8), 可分为ω-3型 (FAD2、FAD6)和ω-6型(FAD3、FAD7、FAD8)两大类。其编码基因(FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8)在植物中一般有多个拷贝。同种基因在不同植物中拷贝数不同, 同一植物中相同基因的不同拷贝间在序列特征、表达调控和功能等方面也存在显著差异。本文根据国内外对脂肪酸去饱和酶基因及编码产物的研究现状, 分别从它们的分类、拷贝数、结构、作用机制、表达调控等方面的研究进展进行了详细的分类阐述。     

水生动物脂肪酸延长酶基因研究进展

多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)对人类具有重要的生理作用,但由于人类缺乏从头合成这些脂肪酸的能力,而必须从食物中获得,鱼类等水生动物中二十碳五烯酸(20:5n-3,EPA)和二十二碳六烯酸(22:6n-3,DHA)等多不饱和脂肪酸含量丰富,从而使得鱼类等水生动物成为人们获得PUFAs的主要途径。鱼类等水生动物体内PUFAs的合成是在一系列去饱和酶和延长酶的作用下实现的,其中长链脂肪酸延长酶是合成PUFAs必不可少的一类关键酶。本研究总结了水生动物长链多不饱和脂肪酸合成的过程,综述了水生动物中脂肪酸延长酶基因的研究进展和未来的发展方向。     

大豆ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶基因密码子优化

DHA和EPA对心脑血管疾病以及癌症等疾病的防治有着重要的作用,其中ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶是合成多不饱和脂肪酸DHA和EPA过程中的两个关键的去不饱和酶,由于缺乏这两种酶的基因,高等动物无法自发合成多不饱和脂肪酸,为了得到可以生产多不饱和脂肪酸的转基因动物,本研究计划将大豆的这两个去饱和脂肪酸作为目的基因,但由于不同物种之间的密码子使用具有偏爱性,会严重影响到目的基因在宿主体内的表达水平,为了解决这一问题,提高目的基因在宿主体内的表达水平,同时采用Jcat在线软件和手动替换密码子两种方法对大豆的ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶基因进行了优化,然后选出最优的优化方法,为后期进一步的实验提供目的基因。最后本文预测了两种优化结果的RNA二级结构和CAI、CBI、Nc值和GC含量,比较得出手动替换的结果优于在线优化的结果。     

骨骼肌特异表达载体的构建与验证

目的:构建肌肉特异性表达线虫ω-3脂肪酸去饱和酶的肌肉特异性载体,证明其表达的有效性.方法:化学合成292bp的带有肌肉特异性转录因子结合位点的DNA序列,然后与线虫ω-3脂肪酸去饱和酶基因cDNA、去除CMV启动子的表达载体pcDNA3.1连接构成肌肉特异性表达载体pcDNA3.1 - SF,4w龄C57BL/6小鼠肌肉注射该重组载体,RT - PCR检测证明其表达有效性.结果:DNA测序结果证明合成的292 bp片段带有肌肉特异性表达元件;PCR鉴定显示启动子片段正确地插入到目的基因上游;RT - PCR鉴定显示肌肉内ω-3脂肪酸去饱和酶基因得到有效转录.结论:该试验为在转基因动物的肌肉中表达外源基因奠定了基础.     

过表达ω-3多不饱和脂肪酸脱氢酶基因fat-1保护小鼠胚胎成纤维细胞避免凋亡

由于膳食原因,人体摄入ω-6PUFAs/ω-3PUFAs比例过高,脂类代谢严重失衡.鉴于ω-3PUFAs获取困难而且人体无催化ω-6PUFAs向ω-3PUFAs转化的ω-3多不饱和脂肪酸脱氢酶,本研究体外扩增来源于秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)的ω-3多不饱和脂肪酸脱氢酶基因（fat-l）cDNA,构建了真核表达载体pEGFPC1-fat-1,将该基因转染入小鼠胚胎成纤维细胞;激发荧光与RT-PCR方法检测转染pEGFPC1-fat-1细胞表达该基因,气相色谱分析显示该转染细胞中ω-6PUFAs/ω-3PUFAs的比例降低;细胞抑制率实验显示转染细胞的MTT吸光值升高（P <0.05）;双染法流式细胞仪分析转染细胞凋亡降低,结果表明fat-1基因即使在高浓度ω-6PUFAs的细胞毒作用下,依然能够发挥将ω-6PUFAs脱氢转化为与ω-3PUFAs的生理功能,抑制3T3细胞凋亡,促进细胞生长增殖,实现了较强的细胞保护功能.     

fat-1转基因动物研究进展

转染秀丽隐杆线虫fat-1基因后的哺乳动物具备了将n-6多不饱和脂肪酸(PUFAs)转化为n-3 PUFAs的能力,可降低动物机体的n-6/n-3 PUFAs比例.n-3 PUFAs有益于人类健康,可减少多种相关疾病发生的风险,但人体内不能合成n-3 PUFAs,其必须依赖于富含n-3 PUFAs的食品,fat-1转基因动物将成为人类必需的n-3 PUFAs的重要来源.对fat-1及其转基因动物的研究现状进行综述.     

富含ω-3型多不饱和脂肪酸基因工程猪研究进展

我国是世界第一大生猪养殖国,猪肉在我国肉类食品组成中占有重要地位,是国人获取动物蛋白的重要来源。猪肉中ω-6多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)含量高,而ω-3 PUFAs含量少,不利于人类健康。基因工程技术可以对特定DNA片段敲除、插入和替换,在改良猪生产性状方面具有巨大潜力,采用基因工程培育富含ω-3 PUFAs猪具有巨大的市场价值。本文阐述了猪肉ω-3 PUFAs含量少的原因,并就利用基因工程技术培育富含ω-3 PUFAs猪的研究进展进行了分析,以期为提升猪肉ω-3 PUFAs含量的相关研究与实践奠定基础。     

植物ω-3脂肪酸去饱和酶的研究进展

众多的ω-3脂肪酸去饱和酶是由来源于同一祖先基因的多基因家族的成员编码的,定位于质体或内质网膜上。它们催化十八碳三烯酸(18：3)和十六碳三烯酸(16：3)的生物合成,使脂肪酸形成第三个双键。它们在改变植物膜脂脂肪酸的组成、提高其不饱和度、叶绿体的发育及叶片成熟过程中三烯脂肪酸含量的增加、抗冷性的增强、低温光抑制后光合能力的恢复等方面具有重要作用。近年来,许多植物的ω-3脂肪酸去饱和酶基因已被克隆,并在这些基因的表达调控、遗传转化及转基因植株生理功能研究等方面取得了较大进展。     

植物中γ-亚麻酸合成关键酶——△6-脂肪酸脱氢酶

γ-亚麻酸作为人体必需的不饱和脂肪酸,对人体的激素调节及脂肪酸代谢发挥着重要的生理作用.△6-脂肪酸脱氢酶是多不饱和脂肪酸合成途径中的限速酶.本文介绍了不饱和脂肪酸γ-亚麻酸代谢途径中的关键酶△6-脂肪酸脱氢酶的结构功能与目前△6-脂肪酸脱氢酶的基因工程研究进展,并对其应用进行了展望,以期为利用基因工程手段生产γ-亚麻酸提供参考.     

蓖麻和线虫的两种不同结构脂肪酸去饱和酶的原核表达

目的:通过在原核表达系统中表达蓖麻的可溶性脂肪酸去饱和酶基因和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶基因,为脂肪酸去饱和酶序列结构与功能的研究奠定基础。方法:将蓖麻RCD△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶基因亚克隆到大肠杆菌BL21表达载体pET32a+中,获得重组表达载体pET32a+-R9,pET32a+- F1,并通过SDS-PAGE和Western Blotting鉴定蛋白的表达情况。结果:经PCR和测序鉴定,证实两个重组质粒含有目的基因片段;SDS-PAGE和Western Blotting证实两种蛋白在大肠杆菌中获得表达,但表达量具有明显的不同;Anthepro软件对蛋白跨膜结构的分析,验证蓖麻△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶在结构上的不同。结论:蓖麻的RCD脂肪酸去饱和酶和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶都得到了表达,但线虫fat-1脂肪酸去饱和酶表达量偏低;这可能与fat-1脂肪酸去饱和酶是一类跨膜蛋白的性质直接相关。因此,对于线虫fat-1脂肪酸去饱和酶的基于蛋白纯化的结构分析有待进一步的研究。     

尘螨变应原Derf1真核表达载体的构建及转染CHO细胞

目的：构建尘螨变应原Der f1真核表达载体,转染真核细胞并进行蛋白表达。方法：根据Genebank中Der f1基因的核酸序列（AB034946）,设计引物,采用PCR法,从保存的JM109工程菌中扩增Der f1编码基因,克隆到真核表达质粒pcDNA3.1/myc-his A上,以脂质体法转染CHO细胞,经G418筛选,进行稳定表达细胞株的筛选和鉴定。结果：将目的基因Der f1成功连接到pcDNA3.1/myc-hisA-Derf1并转染CHO细胞,获得稳定表达的CHO细胞株。结论：成功构建了尘螨变应原Der f1真核表达载体,并转染CHO细胞表达蛋白质。