siRNA诱导基因沉默复合物(RISC)的研究

自RNA干扰现象发现以来,科研人员对RNA干扰的作用机制进行了深入的研究,可简单描述为dsRNA被Dicer酶切割成小分子siRNA,siRNA由RLC呈递,Hsp90/Hsp70协助装载入Ago蛋白,形成pre-RISC。装载后的siRNA解链,正义链被降解,pre-RISC活化为成熟的RISC,由反义链引导其靶向降解目的RNA。本综述对近年来RISC的组装,活化过程及其重要组分的结构功能的研究进展进行综述。     

拟南芥Argonaute1/2/4/5序列分歧以及与特定miRNA的协同表达

Argonaute(Ago)是RNA诱导的基因沉默复合体（RISC）中的一个重要组成部分,在RNA沉默通路中结合小RNA发挥着关键的作用. 本文对12个物种的85个Ago/Ago-like基因序列进行了系统发育进化分析. 结果表明,植物Ago可被分为3大分支,且基因在物种产生分歧之前就已经发生了重复. 3个分支之间高同义和非同义突变频率揭示了Ago蛋白家族功能的高度保守性.采用实时荧光定量PCR对拟南芥Ago1/2/4/5在不同发育阶段和胁迫条件下的表达情况进行了分析. 结果显示,Ago1在拟南芥幼苗和成熟组织中表达显著;与23℃（最适温度）相比,16℃（亚适温度）条件下,Ago1表达量显著下调,Ago5表达量则显著上调;在脱水胁迫下,Ago5表达量下调,Ago4表达量上调. 另外,根据5′端碱基类型不同,188 954个幼苗miRNAs和2 047 843个成熟组织miRNAs被分类. 结果显示,5′端为U的miRNAs在植物中的含量最多,这与Ago1表达量最高是协同的;16℃条件下,5′ 端为C的miRNAs和Ago5表达协同上调. 这些结果都表明,Ago蛋白及其偏好的miRNAs是协同表达的.     

Argonaute蛋白与小RNA的作用机制

RNA干扰(RNA interference, RNAi)是在植物、动物、线虫、真菌以及昆虫等生物体中普遍存在的通过双链RNA(double strand RNA, dsRNA)诱导的抑制同源基因表达的一种保守的调控机制.小分子RNA通过特异性地识别结合RNA诱导的沉默复合体（RNA-induced silencing complex, RISC）对目标mRNA的表达在转录和翻译水平进行抑制.作为RISC的重要组成成分,Argonaute蛋白（Ago）发挥了至关重要的作用.为了进一步阐明Ago蛋白在RNA干扰中对小分子RNA的作用机制,本文介绍了Ago蛋白的结构、分类及其在RNA干扰机制中的作用,并着重阐述了目前已知的植物Ago蛋白对小分子RNA的几种作用机制,以及目前研究发现的Ago蛋白的功能作用,从而更进一步证实Ago蛋白对小分子RNA的作用是一个复杂的过程.     

Argonaute亚族蛋白对人类肿瘤细胞周期的影响

Argonaute(Ago)家族蛋白与小的非编码RNAs(siRNAs, miRNAs, piRNAs)生物发生和细胞功能密切相关．它可以结合小RNAs,调控蛋白质的合成或影响mRNA的稳定性,即RNA干扰(RNAi),并且参与Piwi相关RNAs(piRNAs)的生成．人类Argonaute蛋白家族包括8个成员,对其中的4个(Ago1～Ago4)mRNAs进行了实时定量PCR(qRT-PCR)检测,其在许多细胞中共表达,与细胞生长紧密相关．针对人乳腺癌MCF7和子宫颈癌HeLa细胞系,通过下调Ago亚族蛋白表达量,研究其在细胞周期中的调控作用．MTT实验证明,Ago蛋白表达缺失导致细胞增殖活性显著下降(P < 0.01),生长受阻．进一步研究揭示,细胞周期在G0/G1期发生停滞,其中Ago1(P < 0.01)和Ago4(P < 0.05)的作用尤为明显,但并不引发凋亡．虽然具体调控机制尚不清晰,但在人类肿瘤细胞中Argonaute蛋白可直接或间接地参与细胞周期进程的调控．     

人胰岛素A、B链基因的合成、克隆及其在大肠杆菌中的表达

根据人胰岛素A、B链的多肽顺序,设计并用一种简便快速的多肽基因合成了A、B链基因。合成的A 链和B 链基因分别克隆到pWR590质粒上,构建了表达型质粒pWR590-HIA和pWR 590-HIB,它们能够表达由β-半乳糖苷酶N-端约590个氨基酸残基与A 链或B 链组成的融合蛋白(两者之间由Met 连接)。A 链或B 链融合蛋白经BrCN 降解,磺化及分离纯化等步骤,得到了磺化A、B 链。磺化A、B链体外重组得到人胰岛素。     

泛素链的形成机理

泛素化是真核细胞中重要的蛋白质翻译后修饰过程,通过靶向蛋白质降解或其他信号途径参与多种细胞功能.底物蛋白的多聚泛素化修饰是一个持续的过程,其中不仅涉及复杂泛素系统相关酶的参与,而且存在更为复杂的结构上相互作用与泛素链组装机理.不同的泛素链修饰决定了底物蛋白下游的不同命运,泛素结合酶E2在泛素链形成中的重要作用受到越来越多的关注.对泛素链形成机理的深入研究与认识有利于发现与泛素系统相关的疾病靶点和利用泛素化调控方法进行治疗.本综述总结了E2和E3如何决定不同泛素链形成的机制和相关的结构信息,以及两种不同的泛素链组装机制.     

抗癌胚抗原嵌合重链与核心链霉亲和素基因的融合及表达

将抗癌胚抗原（ＣＥＡ）单克隆抗体的重链可变区与人的恒定区（Ｃγ３） 连接, 制备抗癌胚抗原嵌合重链用于放免治疗及其他导向治疗, 可减少人抗鼠抗体反应（ＨＡＭＡ） 。为纯化及核素标记抗体, 将嵌合重链基因与核心链霉亲和素基因融合。融合基因在大肠杆菌得到高效表达, 表达量占菌体总蛋白的２４ ％ 。ＳＤＳＰＡＧＥ 和蛋白质印迹图谱显示表达产物分子量为７０ ｋＤ, 与其基因编码蛋白质的理论推算值相符。以ＨＲＰ标记的生物素作为抗体进行蛋白质印迹, 在７０ ｋＤ 处可见表达条带, 表明融合蛋白能特异性地与生物素结合, 使嵌合重链经生物素柱进行廉价纯化成为可能。表达产物在胞内主要以不溶性的包含体存在, 经变性和复性处理后, ＲＩＡ 表明表达产物具有结合其特异性抗原ＣＥＡ的能力。     

抗癌胚抗原嵌合重链与核心链霉亲和素基因的融合及 …

将抗癌胚抗原（ＣＥＡ）单克隆抗体的重链可变区与人的恒定区（Ｃγ３）连接,制备抗癌胚抗原嵌合重链用于放免治疗及其他导向治疗,可减少人抗鼠抗体反应（ＨＡＭＡ）。为纯化及核素标记抗体,将嵌合重链基因与核心链霉亲和素基因融合。融合基因在大肠杆菌得到高效表达,表达量占菌体总蛋白的２４％。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和蛋白质印迹图谱显示表达产物分子量为７０ｋＤ,与其基因编码蛋白质的理论推算值相符。以ＨＲＰ标记的生物素作为     

SARS—CoV N蛋白与病毒mRNA相互作用的初步研究

SARS冠状病毒(SARS-CoV)是一种新型的冠状病毒,其基因组大小约为30,000 nt,为单股正链RNA。病毒基因中的1-72个核甘酸为前导序列。核衣壳(Nucleocapsid,N)蛋白是冠状病毒的主要结构蛋白,它在病毒基因转录,翻译以及病毒颗粒包装中起重要作用。在本研究中,我们通过PCR的方法从SARS-CoV cDNA中克隆N基因,将基因克隆到大肠杆菌表达载体中,经表达纯化获得大量重组蛋白,通过亲和层析和凝胶过滤层析获得高纯度的N蛋白。同时构建前导RNA的转录模板,经体外转录得到地高辛标记的RNA。使用Northwestern分析技术,我们证实纯化的N蛋白在体外可以与RNA发生特异性的结合。N蛋白与病毒RNA的结合特性及其在病毒生活周期中的所起作用的初步研究,为下一步设计出有效的阻断病毒周期从而达到抗病毒目的的药物或疫苗奠定了基础。     

原核表达载体pOPE101-8E5的改构及单链抗体的表达鉴定

本研究利用基因重组技术将链亲和素(core-streptavidin)cDNA插入原核表达载体pOPE101-8E5的3′端,并用单链抗体scFv-C4的重链和轻链可变区cDNA取代其scFv-8E5,构建重组表达载体pOPE101-C4::core-streptavidin。将该表达载体转化入在大肠杆菌中进行诱导表达,用聚丙烯酰胺凝胶电泳和免疫印迹法分析表达产物的表达量和产物活性。结果提示我们成功地获得一个分子量约为45kDa的scFv-C4::core-streptavidin的融合蛋白,它可结合KG1a细胞裂解物中分子量约为60kDa、45kDa的蛋白带,且其结合功能可以通过融合蛋白中的链亲和素基因直接测定。     

SARS-CoV N蛋白与病毒mRNA相互作用的初步研究

SARS冠状病毒(SARS-CoV)是一种新型的冠状病毒,其基因组大小约为30,000 nt,为单股正链RNA.病毒基因中的1-72个核甘酸为前导序列.核衣壳(Nucleocapsid,N)蛋白是冠状病毒的主要结构蛋白,它在病毒基因转录,翻译以及病毒颗粒包装中起重要作用.在本研究中,我们通过PCR的方法从SARS-CoV cDNA中克隆N基因,将基因克隆到大肠杆菌表达载体中,经表达纯化获得大量重组蛋白,通过亲和层析和凝胶过滤层析获得高纯度的N蛋白.同时构建前导RNA的转录模板,经体外转录得到地高辛标记的RNA.使用Northwestern分析技术,我们证实纯化的N蛋白在体外可以与RNA发生特异性的结合.N蛋白与病毒RNA的结合特性及其在病毒生活周期中的所起作用的初步研究,为下一步设计出有效的阻断病毒周期从而达到抗病毒目的的药物或疫苗奠定了基础.     

抗破伤风类毒素单抗可变区基因的克隆及在大肠杆菌中表达的三种工程抗体

我们采用RT-PCR,从小鼠杂交瘤细胞中扩增并克隆了抗破伤风类毒素(TT)抗体轻、重链可变区,重链Fd区基因,测定了其VH、Vk序列。并在大肠杆菌中表达了Fd片段,ELISA分析的结果表明Fd片段具有抗原结合的能力,但特异性很差。进一步采用SOE,和PCR技术,将VH、VK基因与ScFv连接片段组装成单链抗体(ScFv)基因片段,以及将人重链CH1和Fab基因连接片段组装成Fab基因片段。将它们分别插入含噬菌体fd外壳蛋白3基因的phagem-id pHEN 1中,在辅助噬菌体M 13-VCS作用下,噬菌体表面表达了抗TT的噬菌体单链抗体(phage-ScFv)与噬菌体Fab(phage-Fab),经ELISA检测,表明它们都能与TT特异结合。     

龟裂链霉菌RsigB基因提高大肠杆菌对环境胁迫的耐受性

龟裂链霉菌RsigB是与天蓝色链霉菌与枯草芽孢杆菌中的sigmaB基因同源的一个σ因子,其也可能为一种全局压力调控蛋白,在菌体遇到生长环境改变时起着重要的调控作用。本文以龟裂链霉菌基因组为模版,PCR扩增出RsigB基因,以pET28a为载体,构建重组质粒pET28aRsigB,并且转化至Escherichia coli BL21(DE3)中。将对照菌与重组子置于不同环境胁迫条件下培养,并用IPTG诱导蛋白表达,测其生长曲线,研究RsigB对于大肠杆菌对环境胁迫的耐受性的作用。结果表明,RsigB在大肠杆菌中的表达能够提高其对温度,高渗透压以及氧化还原压力的耐受性。RsigB的成功表达以及对于逆境的耐受性能为龟裂链霉菌中RsigB因子的功能以及机理研究提供实验基础。     

DndB蛋白负调控变铅青链霉菌dndA基因转录

为了探究变铅青链霉菌dndA基因转录调控机制,本研究利用LC-MS分析了野生型变铅青链霉菌1326和dndB基因同框缺失菌株HXY2的DNA硫修饰丰度差异。通过半定量RT-PCR比较dndA基因在1326与HXY2中的表达差异。用儿茶酚2, 3-双加氧酶活力检测实验和对dndA启动子区域进行删除或突变来确定负责dndA基因表达调控的顺式作用元件。研究发现,HXY2的DNA硫修饰丰度高于1326,dndA基因在HXY2中的表达高于1326。儿茶酚2,3-双加氧酶活力检测实验显示,删除或突变r重复序列能使1326的dndA启动子活力明显升高。突变r重复序列后,HXY2的dndA启动子活力没有明显变化。结果显示,DndB蛋白抑制dndA基因转录进而下调DNA硫修饰丰度,以及DndB蛋白通过结合到r重复序列而抑制dndA基因转录。这是首次对dndA基因的转录调控机制进行研究,并且本研究进一步丰富了DndB蛋白的调控机理。     

黄颡鱼免疫球蛋白M重链基因原核表达研究

在前期研究克隆得到黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)全长cDNA的基础上, 为进一步研究黄颡鱼免疫球蛋白M(IgM)重链的生物学功能, 设计特异性引物PCR扩增获得了编码成熟免疫球蛋白M重链基因的编码序列。将该基因编码片段连接到原核表达载体pQE30中, 构建黄颡鱼IgM重链的重组表达质粒IgM-pQE30。该重组质粒经酶切和测序鉴定后, 转入表达宿主大肠杆菌M15中诱导表达, 在30℃下, 经0.2 mmol/L IPTG诱导表达8 h, 可获得大量以包涵体形式存在的黄颡鱼IgM重链蛋白, 经SDS-PAGE电泳和Western blotting 分析表明, 新增的62 kDa蛋白条带与预期值相符, 且能与鼠源抗6×His的单克隆抗体特异性结合, 证明黄颡鱼IgM重链基因获得了高效原核表达。为进一步纯化该蛋白制备特异抗体, 研究其生物学功能奠定了基础。     

质粒pRSET-A前导肽串联多聚体的构建及其多克隆抗体制备*

质粒pRSET-A是一个常用的高效原核表达载体,编码一N端含组氨酸标签（6×His）的34aa前导肽序列,以方便利用抗组氨酸标签抗体鉴定或纯化所表达的重组蛋白。本实验设计一对两侧含编码疏水性氨基酸密码子的引物,经过扩增前导序列10~34aa基因序列,并重新克隆入质粒pRSET-A构建串联二聚体后,再利用质粒pRSET-A的BamH I / Bgl II同尾酶克隆位点,经一系列简单的酶切和连接,快速构建这一前导肽中不含组氨酸标签序列的串联多聚体基因,并成功表达其六聚体重组蛋白。将此重组蛋白主动免疫山羊,获得了能够特异地识别pRSET-A编码的N端前导肽序列的抗体。结果显示,所制备的羊抗10~34aa前导肽抗体能够识别pRSET-A指导表达的含有完整前导肽的重组蛋白,但不能识别不含10~34aa序列的重组蛋白;同时,利用同位酶技术可以快速高效构建短肽的串联多聚体以制备具有高免疫原性的亚单位疫苗或免疫调控物质。     

一个热诱导穿梭表达载体的构建及其在链霉菌中的应用

为探索大肠杆菌λ噬菌体表达调控元件在链霉菌中的应用,构建了一个链霉菌大肠杆菌穿梭表达载体pHZ1080,并将来自链霉菌FR-008的聚酮合酶(PKS)基因置于其中的λ噬菌体启动子P_R下游,得到表达PKS的穿梭质粒pHZ1067。与在大肠杆菌中一样,该质粒在变铅青链霉菌中也受热诱导表达100kD的PKS蛋白;表达的PKS蛋白可由SDSPAGE和Western-blot实验检测到。PKS在链霉菌中的热诱导表达表明,构建的载体也能用于链霉菌诱导表达外源基因。       

从带烟草花叶病毒外壳蛋白亚基因组启动子的负链RNA产生正链RNA

克隆了能在植物中表达白喉毒素Ａ链基因（ＤＴＡ）负链ＲＮＡ的基因ＴＣＤＴＡＮ,这个基因的读码框５′端上游带有ＴＭＶ外壳蛋白基因５′端上游６３１个碱基,它的ＤＮＡ和ＴＭＶ－ＲＮＡ共转化烟草原生质体后,能抑制同时导入原生持体的堪因的表达,ＣＡＴ基因表达的抑制,是ＴＣＤＴＡＮ基因产生白喉毒素Ａ链蛋白的结果,ＴＣＤＴＮＡ基因上ＴＭＶ外壳蛋白基因５′端上游片段,是产生白喉毒素Ａ链ｍＲＮＡ的必要条件,只有用多量     

苏云金芽孢杆菌δ－内毒素crylA?基因在大肠杆菌和变铅青链霉菌中表达

利用合成的寡聚核苷酸片段,从质粒pOS1000中分离出具有适合克隆位点的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis )δ－内毒索crylA?全长基因。将该基因与大肠杆菌表达载体pKK223-3重组,并引入大肠杆菌JMl09中,经IPTG诱导．获得了超量表达的CryIA?蛋白。将crylA?全长基因插入链霉菌表达载体pHZl272中,得到重组质粒pHZl256,将该质粒引入变铅青链霉菌(Streptomyces　lividans)JT46中,经硫链丝菌素诱导．通过Westerablotting测定表明,重组变铅青链霉菌JT46(pHZl256)已表达出相应的CrylA?蛋白。杀虫试验表明,大肠杆菌和链霉菌所表达出的δ－内毒索crylA?对小菜蛾均有毒杀作用,其致死率分别为93％和57％。     

力达霉素产生菌球孢链霉菌C-1027中atrA同源基因的克隆及分析

目的：在天蓝色链霉菌Streptomyces coelicolor A3(2)中多效性调节因子AtrA（AtrA-c）可通过激活放线紫红素途径特异性的调节因子ActII-ORF4的转录来控制放线紫红素的产生。在灰色链霉菌Streptomyces griseus NBRC13350和阿维链霉菌Streptomyces avermitilis MA-4680中也发现了AtrA-c 编码基因（atrA-c）的同源基因,分别影响链霉素和阿维菌素的生物合成。本文目的在于探索球孢链霉菌C-1027（Streptomyces globisporus C-1027）中是否存在AtrA,克隆球孢链霉菌C-1027中atrA基因并进行生物信息学分析,为进一步确定其对力达霉素产生的调控作用及调控机制奠定基础。[方法] 采用在球孢链霉菌C-1027中异源表达AtrA-c,来确定AtrA-c对力达霉素产量的影响;通过Southern blot 分析来判断在球孢链霉菌C-1027 基因组中是否有atrA-c同源基因;PCR扩增方法获得球孢链霉菌C-1027 atrA基因（atrA-gl）并测序;通过多种生物信息学软件来分析atrA-gl及其与旁侧基因的组织结构、对已发现的AtrA蛋白进行同源性比对及亲缘关系分析。[结果]在球孢链霉菌C-1027中异源表达天蓝色链霉菌AtrA-c蛋白,发现其对力达霉素的产量有影响。以atrA-c为探针,通过Southern blot分析显示球孢链霉菌C-1027基因组中存在atrA-c的同源基因。PCR扩增得到球孢链霉菌C-1027 的atrA基因的全序列以及该基因上下游的旁侧序列（GenBank/EMBL/DDBJ 登录号GU723707）。通过对球孢链霉菌C-1027、天蓝色链霉菌A3(2)、灰色链霉菌NBRC13350以及阿维链霉菌MA-4680 AtrA蛋白序列进行同源性分析发现,四种AtrA蛋白编码氨基酸序列一致性达到65%至 87%,相似性高达70% 至89%。并且,球孢链霉菌C-1027 atrA基因与相邻基因形成的组织结构与天蓝色链霉菌和灰色链霉菌完全一致。根据蛋白质同源性绘制进化树,发现球孢链霉菌AtrA蛋白与灰色链霉菌AtrA蛋白亲缘关系最近。[结论]确定在球孢链霉菌C-1027中存在atrA同源基因并影响力达霉素的产量,克隆了首个力达霉素生物合成基因簇外的调节基因--atrA基因,通过生物信息学分析初步推测了该基因的功能,为进一步研究AtrA-gl对力达霉素途径特异性级联调控网络的调控关系奠定了基础。