鸡烟碱样乙酰胆碱受体γ亚基启动子中的M-CAT结合特性(英文)

鸡骨骼肌烟碱样乙酰胆碱受体 ( ACh R)γ亚基基因启动子含有几个 M- CAT元件 ,为γ亚基基因表达其全能活性所必需 .为探索 M- CAT元件结合功能特性 ,分析了 γ亚基启动子近转录起始点 - 67/ - 61位的 M- CAT元件与核因子的相互作用 .突变及结合试验证明 ,M- CAT核心序列结合几种测试组织中的核蛋白产生高迁移的 DNA-蛋白质复合物 ;侧翼序列结合肝以外的几种组织不同的核蛋白质 ,产生低迁移的 DNA-蛋白质复合物 .Southwestern印迹 ( DNA印迹 )技术在 1 3d鸡胚所有被检测的组织核抽提物中只检出了 30 k D的核蛋白 .结果提示 ,30 k D因子在多种组织普遍表达 ,可直接以单体或同质二聚体形式结合 M- CAT元件 ;而结合侧翼序列的不同组织因子结合DNA时可能需依赖普遍表达的 30 k D因子的存在 .     

M－CAT盒在鸡AchR γ－亚基基因转录激活中的作用

原代培养鸡胚肌细胞瞬时转染结合氯霉素乙酰基转移酶水平测试表明：鸡ＡＣｈＲγ－亚基基因缺失近起始点一对Ｅ盒（ＣＡＮＮＴＧ）的－２０４／－５０片段与含Ｅ盒的－２０４／＋３６片段一样,均可独立激活ｔｋ启动子的转录活性,证明了该片段的增强子样作用,利用鸡胚肌肉核抽提物与－２０４／－５０片段进行胶阻滞分析,检出了明显的迁移位移条带的发生;迁移条带不仅可被未标记的－２０４／－５０片段消除,而且还可被含Ｍ－ＣＡＴ盒（ＣＡＴＴＣＣＴ）的２３ｂｐ寡核苷酸竞争阻断,说明胶阻滞分析中出现的迁移条带系由核内因子特异结合－２０４／－５０片段中的Ｍ－ＣＡＴ序列所致,上述结果证明,Ｍ－ＣＡＴ盒对鸡ＡＣｈＲγ－亚基基因－２０４／－５０片段的转录激活功能起作用。     

M—CAT盒在鸡AChRγ—亚基基因转录激活中的作用

原代培养鸡胚肌细胞瞬时转染结合氯霉素乙酰基转移酶水平测试表明,鸡ＡＣｈＲγ－亚基基因缺的近起始点一对Ｅ盒（ＣＡＮＮＴＧ）的－２０４／－５０片段与含Ｅ盒的－２０４／＋３６片段一样,均可独立激活ｔｋ启动子转录活性,证明了该片段的增强子样作用,利用鸡胚肌肉核抽提物与－２０４／－５０片段进行了胶阻滞分析,检出了明显的迁移位移条带的发生,迁移条带不仅可被未标记的－２０４／－５０片段消除,而且还可被含Ｍ－ＣＡ     

鸡骨骼肌发育过程生肌素的表达

ＭｙｏＤ家族生肌因子ＭｙｏＤ、生肌素（ｍｙｏｇｅｎｉｎ）、ｍｙｆ－５和ｍｙｆ－６／ｈｅｒｃｕｌｉｎ对脊椎动物肌细胞分化和骨骼肌系统的发育成熟具有重要意义,其中生肌素的作用尤为突出,是肌细胞终末分化的关键因素。采用Ｎｏｒｔｈｅｒｎ和Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹技术检测鸡胚骨骼肌发育过程中生肌素在转录水平的表达动力学,发现在胚胎发育第９ｄ已有鸡肢体骨骼肌生肌素ｍＲＮＡ表达,第１３ｄ达到高峰,第１５ｄ开始下降,第１８ｄ至出生后两周几无可检测的ｍＲＮＡ;而生肌素蛋白则在胚胎发育第１３ｄ方可被检测到,第１５～１８ｄ达到高峰,至出生后两周仍维持在一定水平,表明生肌素的表达存在翻译和翻译后水平的调控。利用鸡生肌素基因上游－２２３／＋４０调控片段为探针对发育不同时期的鸡肌肉组织细胞核抽提物进行Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ印迹分析。发现一种约３５ｋＤ的核内蛋白与探针有较强结合,结合活性第９ｄ时出现,至第１８ｄ达到峰值,出生后两周时降至难检测水平;另外有一种约１１ｋＤ的核内蛋白的ＤＮＡ结合活性恰好在转录活性下降的第１５～１８ｄ发生,按此情况两种核因子可能对生肌素的转录激活分别起正负调控作用。     

发育阶段M-CAT结合因子的组织分布及表达动力学

采用胶阻滞和DNA-蛋白质印迹技术分析了鸡胚和雏鸡发育不同阶段骨骼肌、心肌、胗、肝和脑组织核抽提物中M-CAT结合因子(MCBF)与含CATTCCT、CATTGCT核心序列的寡核苷酸的相互作用.胶阻滞实验结果表明,被检的五种组织均有MCBF结合活性存在,但结合模样不完全相同;两寡核苷酸探针与同一骨骼肌核抽提物结合模样也不相同.采用两寡核苷酸为探针对五种组织核抽提物进行DNA-蛋白质印迹分析均检出一分子质量约30 ku 核因子,提示30 ku核因子是存在于五种组织中的普遍因子,该因子可直接或以同二/多聚体结合CATTCCT、CATTGCT序列,属MCBF结合活性的基本组成成分.除普遍因子外,胶阻滞分析结果不排除各组织存在的特异因子通过蛋白质-蛋白质相互作用、与30 ku因子形成杂聚体结合DNA的可能性.骨骼肌组织30 ku因子在胚胎发育18天前表达,出生后消失.     

鸡AChRγ亚基基因远端E盒子与myogenin的相互作用

业已证明,鸡ｎＡｃｈＲγ亚基基因５＇连接区,－５０９／－３０２,－３２４／＋３６片段可独立激活异源启动子ＳＶ４０的转录活性;γ基因近端两个Ｅ盒子（ＣＡＮＮＴＧ）与生肌调节因子（ｍｙｏｇｅｎｉｎ）的相互作用及转录激活分析表明,近端两个Ｅ盒于是γ启动子活性必不可少的,但却是不充分的。利用胶阻滞和ＤＮａｓｅⅠ足纹试验观察了鸡ｎＡｃｂＲγ基因远端Ｅ盒子与ＧＳＴ－ｍｙｏｇｅｎｉｎ融合蛋白的相互作用。胶阻滞试验证明,－５３８／－２８８片段可与ｍｙｏｇｅｎｉｎ相互结合,引起（３２）￣ｐ标记的ＤＮＡ片段在ＰＡＧＥ中迁移率减慢,这种胶阻滞现象可被含Ｅ盒子的未标记片段消除,并被抗鸡ｍｙｏｇｅｎｉｎ单克隆抗体或抗血清所改变。ＤＮａｓｅⅠ足纹试验证明,ｍｙｏｇｅｎｉｎ系通过γ基因转录起始点上游－４２９／－４２４及－４６３／－４５８两个Ｅ盒子与γ基因５＇连接区－５３８／－２８８相互作用。     

鸡乙酰胆碱受体γ亚基基因5′连接区含多元顺式调节元件

本工作利用瞬时表达研究了鸡Ach Rγ亚基基因5′连接区的调控机能。CAT分析表明,γ基因5′连接区-509/-302和-324/+36序列均可独立激活SV40启动子的转录,这种激活作用具有组织特异性,与方向、距离无关,符合增强子样作用。     

鸡PPARγ基因转录本3上游开放阅读框转录后的调控作用

过氧化物酶体增殖物激活受体γ (peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ)是脂肪生成的关键调控因子。本实验室前期研究发现,与人和鼠等哺乳动物PPARγ基因的转录本不同,鸡PPARγ基因的多个转录本5′UTR区存在上游开放阅读框(upstream open reading frames, uORFs)。为了揭示该uORF转录后的调控作用,本研究构建了鸡PPARγ基因转录本3 (cPPARγ3)野生型5′UTR报告基因载体psiCHECK2-cPPARγ3- 5′UTR-WT和uORF突变(uATG突变为终止密码子TGA)的5′UTR报告基因载体psiCHECK2-cPPARγ3- 5′UTR-Mut。将这两个报告基因载体分别转染永生化鸡前脂肪细胞(immortalized chicken pre-adipocytes, ICPA)和鸡胚成纤维细胞DF1,检测海肾荧光素酶报告基因hRluc活性及其mRNA表达。荧光素酶报告基因检测结果显示,在ICPA细胞中,psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-Mut的hRluc报告基因活性极显著高于psiCHECK2- cPPARγ3-5′UTR-WT (P<0.01);在DF1细胞中,psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-Mut的hRluc报告基因活性高于psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-WT,但差异不显著(P>0.05)。qRT-PCR检测hRluc基因mRNA表达结果显示,与psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-WT相比,在ICPA细胞中,psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-Mut转染细胞的hRluc基因的mRNA表达水平极显著降低(P<0.01);在DF1细胞中,psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-Mut转染细胞后,hRluc基因的mRNA表达水平也降低,但差异不显著(P>0.05)。为进一步分析该uORF对鸡cPPARγ3的转录后调控作用,本研究又分别构建了野生型cPPARγ3真核表达载体pcDNA3.1-cPPARγ3-WT和uORF突变的cPPARγ3真核表达载体pcDNA3.1-cPPARγ3-Mut。qRT-PCR检测cPPARγ3的mRNA表达水平,结果显示,在这两种细胞中,pcDNA3.1-cPPARγ3-Mut转染细胞的cPPARγ3 mRNA表达水平均显著低于pcDNA3.1-cPPARγ3-WT转染细胞(P<0.05),但Western blot结果显示,pcDNA3.1-cPPARγ3-Mut转染细胞的PPARγ蛋白表达水平极显著高于pcDNA3.1-cPPARγ3-WT转染细胞(P<0.01)。这些研究结果表明,5′UTR区的uORF抑制鸡cPPARγ3的翻译。     

Cdk2ap1在不同性别鸡胚中的表达

为研究通过抑制消减杂交筛选出的cdk2ap1基因在鸡胚胎发育过程中的表达, 设计cdk2ap1引物并通过 RT-PCR扩增cdk2ap1基因片段, 构建cdk2ap1/pGEM-T重组质粒。以构建的重组质粒为模板, 使用Sp6和T7 RNA聚合酶合成地高辛(dig )标记的正、反义RNA探针, 借助胚胎整体原位杂交技术研究了cdk2ap1在雌雄鸡胚中的表达。结果表明cdk2ap1基因在4.0 d两性胚胎的脑间质、菱脑、听囊、脊神经管、前肢等部位均有表达, 且在雄性鸡胚中的表达量高于雌性; 在雄性鸡胚的生殖脊、后肢部位中该基因有表达但在雌性胚胎对应部位却基本没有表达。鉴于该基因在雌雄鸡胚中的差异表达, 推测cdk2ap1基因在鸡胚性别分化及性腺发育过程中起一定调节作用。     

肌肉LIM蛋白增强生肌素对AChRγ启动子的反式激活作用

采用RT PCR技术克隆了大鼠肌肉LIM蛋白 (MLP) 6 40bp的全长cDNA序列 .以此cDNA为探针进行的Northern印迹表明 ,MLP于C2C12细胞在分化的第 3d至第 5d表达 .将MLPcDNA亚克隆至pcDNA3,构建真核表达质粒pcDNA3 MLP ,同时构建AChRγ启动子序列 (96 0bp)调控的荧光素酶报告基因真核表达质粒pGL3 γ .C2C12细胞转染及荧光素酶活性分析表明 ,复合转染pcD NA3 MLP和pGL3 γ的分化肌细胞表达的荧光素酶活性约为对照的 4倍 ;而在 3T3或未分化肌细胞复合转染pcDNA3 MLP和pGL3 γ均未检出报告基因表达 ,说明MLP可促进生肌素对AChRγ亚基基因启动子的反式激活作用 .     

AchR亚基基因启动子与分化/未分化肌细胞核因子的相互作用分析

采用凝胶阻滞实验比较分析了鸡烟碱样乙酰胆碱受体（ＡＣｈＲ）亚基基因－２７５／＋３６片段与分化／未分化肌细胞核抽提物的相互作用．发现未分化肌细胞核内存在两种直接识别ＡＣｈＲ启动子的结合活性,其结合反应不能被ＡＣｈＲα亚基基因增强子（含Ｅ盒子）竞争阻断,揭示此结合活性与ＭｙｏＤ家族无关,并表现为基因特异性结合;两种结合活性中一种结合活性既存在于未分化细胞,也存在于分化肌细胞,另一种结合活性只存在于未分化肌细胞．存在于未分化肌细胞、特异识别基因的结合活性不同于ＭｙｏＤ家族,也不同于已发现的Ｉｄ和Ｉ－ｍｆ（两者不能直接结合ＤＮＡ）,可能与基因在未分化肌细胞中表达的负调控有关．     

MLP增强生肌素对nAChRγ亚基基因启动子的结合活性

构建表达GAL4 MLP融合蛋白的真核表达质粒pBind MLP .哺乳动物细胞双杂交试验表明 ,MLP与生肌素E12复合物存在细胞内的相互作用 .构建表达GST融合蛋白GST MLP和GST E12的原核表达质粒pGEX 2TK MLP以及pGEX 4T 2 E12 .在E .coliBL2 1中诱导表达GST MLP、GST 生肌素和GST E12 ,并用亲和层析法纯化了这 3种GST融合蛋白 .这 3种GST融合蛋白进行的凝胶阻滞试验表明 ,MLP可以增强生肌素 E12复合物对AChRγ亚基基因启动子的结合活性 .研究初步阐明了MLP增强nAChRγ亚基基因启动子在分化C2C12细胞中的转录活性的分子机制 .     

Tissue-specific expression of the chicken alpha A-crystallin gene in cultured lens epithelia and transgenic mice

The present experiments show that the single gene for the lens-specific protein alpha A-crystallin of chickens and mice uses a different subset of cis- and trans-acting regulatory elements for expression in transfected embryonic chicken lens epithelial cells. A chicken alpha A-crystallin-chloramphenicol acetyltransferase (CAT) fusion gene required 162 base pairs whereas the murine alpha A-crystallin-CAT fusion gene required only 111 base pairs of 5'-flanking sequences for efficient tissue-specific expression in the transfected chicken lens cells. Gel retardation and competition experiments were performed using embryonic chicken lens nuclear extract and oligodeoxynucleotides identical to the 5'-flanking region of the chicken (-170/-111) and murine (-111/-88 and -88/-55) alpha A-crystallin gene. The results indicated that these homologous promoters use different nuclear factors for function. Methylation interference analysis identified a dyad of symmetry (CTGGTTCCCACCAG) at position -153 to -140 in the chicken alpha A-crystallin promoter which binds one or more lens nuclear factors. Gel mobility shift experiments using nuclear extracts of brain, reticulocytes, and muscle of embryonic chickens or HeLa cells suggested that the factor(s) binding to the chicken alpha A-crystallin gene promoter sequences are not lens specific. Despite differences in the functional and protein-binding properties of the alpha A-crystallin gene promoter of chickens and mice, expression of the chicken alpha A-crystallin-CAT fusion gene in transgenic mice was lens specific, consistent with a common underlying mechanism for expression of the alpha A-crystallin gene in chickens and mice.     

An oviduct-specific and enhancer-like element resides at about -3000 in the chicken ovalbumin gene

The chicken ovalbumin (Ov) gene is one of the best models to study tissue-specific gene regulation because it is only expressed in the oviduct. In this paper, a tissue-specific element was characterized by 5'-flanking region deletion in combination with in vivo gene electroporation (EP). Plasmids with varying lengths of truncated Ov 5'-flanking region fused to the Renilla luciferase reporter gene were transfected in vivo into oviduct, muscle, and pancreas. A chicken oviduct-specific and enhancer-like region (designated COSE) was implicated between -3100 and -2800. The COSE showed up-regulation of gene expression in oviduct, but not in muscle or in pancreas. The COSE region was further characterized by gel mobility shift assays using nuclear extracts from oviduct, pancreas and liver. With the region from -2900 to -2851, designated T2, there were two distinct protein-DNA complexes: one found only in oviduct extract and the other detected only in pancreas and liver. These data suggest a model where the regulation of Ov gene expression in the oviduct and non-oviduct tissues is exerted at least in part by the presence of protein modulators that bind to the COSE element.