Bmo-miR-375-3p对家蚕丝素蛋白轻链基因BmFib-L表达的调控作用

【目的】探究家蚕Bombyx mori miRNAs对丝素蛋白轻链基因(fibroin light chain gene,Bm FibL)和P25蛋白基因Bm P25表达的调控作用。【方法】分别以Bm Fib-L和Bm P25 mRNA 3'UTR为靶序列,应用在线预测软件RNAhybrid从前期家蚕4和5龄幼虫后部丝腺(posterior silk gland)sRNA高通量测序获得的29个差异表达bmo-miRNAs中,筛选对Bm Fib-L和Bm P25具有调控作用的候选bmo-miRNAs;采用半定量RT-PCR方法在mRNA水平分析候选bmo-miRNAs及其靶基因Bm Fib-L和Bm P25在4和5龄幼虫期以及5龄第3天幼虫不同组织的表达水平;利用双荧光报告基因检测系统在家蚕细胞Bm N中验证候选bmo-miRNAs对Bm Fib-L和Bm P25表达的调控作用。【结果】筛选到一个在Bm Fib-L和Bm P25 mRNA 3'UTR上都有靶位点的bmo-miR-375-3p(曾称bmo-miR-375*)。在后部丝腺中bmo-miR-375-3p和其预测靶基因Bm Fib-L和Bm P25都有较高的表达水平,提示bmo-miR-375-3p具备调控Bm Fib-L和Bm P25表达的时空条件。miR-375-3p重组表达载体与融合了Bm Fib-L 3'UTR的萤火虫荧光素酶(luciferase)报告基因(luc)表达载体共转染Bm N细胞,报告基因luc的表达水平显著下降;而在miR-375-3p重组表达载体与融合了Bm P25 3'UTR的luc表达载体共转染Bm N细胞中报告基因luc的表达水平下降不显著。【结论】miR-375-3p显著下调Bm Fib-L基因的表达,而对Bm P25基因的表达无明显调控作用。     

猫ω-like干扰素在家蚕中的表达和生物活性检测

干扰素在畜牧养殖业和宠物治疗中可以用于治疗病毒性传染病和提高疫苗免疫效力。用杆状病毒表达系统在家蚕中表达猫ω-like干扰素,将猫ω-like干扰素基因进行优化后合成,克隆到杆状病毒转移载体p VL1393上,与病毒复制基因失活拯救型Bm Bacmid病毒DNA共转染Bm N细胞系,获得重组Bm NPV病毒,猫ω-like干扰素基因位于多角体基因启动子下游,用重组病毒感染家蚕收获表达产物。采用细胞病变法利用干扰素抑制VSV-GFP感染猫肾细胞的方法来测定干扰素活性,结果显示干扰素效价可以达到4.53×106IU/m L以上。研究结果有望为研制新型动物干扰素疫苗提供参考。     

家蚕miRNA Novel-31~*上调溶血素基因的表达

【目的】Novel-31*是在家蚕质型多角体病毒(Bombyx mori cytoplasmic polyhedrosis virus,Bm CPV)感染的家蚕中发现的一个差异表达miRNA。本研究旨在验证Novel-31*对其靶基因表达的调控作用,以便进一步研究miRNA及其靶基因在昆虫免疫调节中的作用。【方法】用生物信息学方法预测Novel-31*的靶基因,荧光定量PCR分析Novel-31*及其靶基因在家蚕感染Bm CPV后不同时间点的表达变化;构建miRNA慢病毒表达载体和靶基因慢病毒表达载体,转染293T细胞,同时合成Novel-31*mimics转染家蚕培养细胞Bm N,使用荧光定量PCR检测Novel-31*对靶基因表达的调控作用。【结果】生物信息学方法预测发现,溶血素基因是Novel-31*的靶基因,其结合位点位于溶血素基因的5'UTR区域。荧光定量PCR分析表明,Novel-31*及溶血素基因在感染Bm CPV的家蚕血淋巴细胞中呈现明显的上调表达。荧光定量PCR检测表明,在Novel-31*慢病毒表达载体和溶血素基因5'UTR慢病毒表达载体转染的293T细胞中和在转染Novel-31*mimics的家蚕Bm N细胞中,溶血素基因都上调表达。【结论】溶血素基因是miRNA Novel-31*的靶基因,Novel-31*与溶血素基因5'UTR结合,上调溶血素基因的表达。     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂20的表达特征分析

【目的】原核表达家蚕Bombyx mori丝氨酸蛋白酶抑制剂20(Serine proteinase inhibitor 20,Bm Serpin-20),分析Bm Serpin-20基因和蛋白组织表达分布特点,以及不同外源病原物刺激家蚕后Bm Serpin-20基因的表达模式。【方法】利用p ET-28a表达载体在大肠杆菌Transetta(DE3)中融合表达Bm Serpin-20蛋白,利用纯化的重组蛋白作为抗原免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,利用实时定量PCR技术及Western blot方法分别分析Bm Serpin-20基因和蛋白的组织表达水平,以及病原物免疫刺激后的表达模式。【结果】在大肠杆菌中正确表达和纯化了融合Bm Serpin-20蛋白,并制备了多克隆抗体;Bm Serpin-20基因和蛋白在脂肪体、中肠、血细胞、马氏管、表皮、睾丸、卵巢中均有表达,且在表皮中表达量最高;家蚕5龄幼虫经核型多角体病毒(Nuclear polyhedrosis viruses)、藤黄微球菌Micrococcus luteus、大肠杆菌Escherichia coli、白僵菌Beauveria bassiana处理后,Bm Serpin-20基因表达量先下调而后上调,但不同病原物在不同时间的影响不尽相同。【结论】研究了Bm Serpin-20基因和蛋白的表达模式,为下一步研究其在家蚕免疫系统中的作用奠定了基础。     

家蚕核型多角体病毒orf25基因在病毒感染过程中 编码一个30kDa的晚期蛋白

首次对家蚕核型多角体orf25基因进行了描述.扩增Bm25基因,亚克隆到原核表达载体pGEX-4T-2,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达含有GST标签的融合蛋白.IPTG诱导后高效表达GST-Bm25融合蛋白.纯化的融合蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体.利用制备的抗GST-Bm25融合蛋白的多克隆抗体进行表达时相分析显示:24 h p.i.检测到30 kDa的蛋白条带.RT-PCR方法,在18-72 h p.i 检测到Bm25基因的转录本.结论:以上数据表明Bm25基因编码一晚期表达的30kDa蛋白.     

家蚕血细胞特异表达新基因Bm04862的鉴定及表达

通过家蚕组织芯片数据筛选得到家蚕血细胞特异表达基因Bm04862,并首次对该基因进行了克隆与鉴定。应用RACE技术获得该基因全长,并对其进行生物信息学分析。Bm4862基因开放阅读框819 bp,共编码273个氨基酸残基,预测其为跨膜蛋白;通过q RT-PCR技术对其时空表达情况进行分析;结果显示Bm04862基因在家蚕血细胞中特异高表达,并在4龄眠期和预蛹2 d时达到表达高峰;构建Bm04862真核表达载体,转染Sf9细胞分析其蛋白的亚细胞定位情况,结果表明其定位于细胞核膜和部分细胞质中。此外,用大肠杆菌刺激蚕体24 h后,Bm04862基因表达水平显著上调,表明大肠杆菌可以诱导该基因的表达,由此推测该基因可能参与家蚕的免疫应答。这为深入研究该基因在家蚕免疫反应中的功能提供了参考。     

利用优化改造的家蚕杆状病毒表达系统提高NS1表达产量

为优化家蚕杆状病毒表达系统,提高外源基因的表达产量。文中通过同源重组技术,用串联的氯霉素基因(Cm)表达盒和绿色荧光蛋白基因(egfp)表达盒将其替换,从而获得Chitinase和Cystein Protease两个基因缺失的家蚕杆状病毒载体。通过转座,将多角体启动子控制的家蚕二分浓核病毒(Bm BDV)ns1基因表达盒,定点插入到改造后的该分子载体中。将重组载体转染Bm N细胞,获得能表达家蚕二分浓核病毒(Bm BDV)NS1的缺失型重组病毒;另外,将多角体启动子控制的ns1基因转座到野生型Bm-bacmid中,获得能表达Bm BDV NS1的野生型重组病毒。将这两种病毒分别皮下注射家蚕,对感染后的家蚕血液中NS1表达水平进行比较,发现缺失Chitinase和Cystein Protease重组病毒感染的家蚕血液中,NS1的表达量是对照组的3倍,从而建立了一种高效表达可溶性NS1蛋白的方法,为靶蛋白的结构与功能研究奠定基础。     

来源于瘤胃厌氧真菌Neocallimastix frontalis木聚糖酶在毕赤酵母中的表达

厌氧真菌Neocallimastix frontalis是瘤胃中降解木聚糖和纤维素的主要微生物之一,其木聚糖酶具有潜在的应用价值。对来源于Neocallimastix frontalis木聚糖酶基因Xyn11B进行密码子优化;通过全基因合成优化后的木聚糖酶基因Xyn11Bm,构建该基因的酵母表达载体p PIC9K-Xyn11Bm,并在毕赤酵母GS115中诱导表达。摇瓶水平时,重组Xyn11Bm酶活性最高为4 874.8U/m L。在10 L发酵罐中诱导96 h后,重组Xyn11Bm的酶活性为5 139.7 U/m L,菌体湿重和干重达到216.7 g/L和117.3 g/L。酶学性质分析表明,重组Xyn11Bm的最适反应温度为50℃,最适反应p H为5.0。在p H5.0-8.0时该酶具有较好的稳定性,但温度稳定性较差。底物特异性分析表明,重组Xyn11Bm可水解燕麦木聚糖、桦木木聚糖和可溶性木聚糖4-O-Me-D-glucurono-D-xylan,但不降解地衣多糖和大麦β-葡聚糖。结果表明重组Xyn11Bm具有潜在的应用价值。     

口蹄疫病毒非结构蛋白3abc基因的克隆与表达

口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus , FMDV)非结构蛋白(NSP)-3ABC可用于注苗与感染动物的鉴别诊断,合成该基因的PCR引物,并在引物5' 端和3' 端分别加入含BamH I和Hind III限制性酶切位点序列.以FMDV毒株基因组RNA为模板,利用RT-PCR技术扩增3abc基因,得到的基因片段与T载体连接,转化DH5α.提取重组载体pT-3ABC,经BamH I/Hind III双酶切后与载体pET32a连接,转化宿主菌BL21(DE3)plysS,IPTG诱导表达目的蛋白.SDS-PAGE及Western Blotting检测和鉴定结果表明,在大肠杆菌中成功表达了NSP-3ABC蛋白,分子量约56kDa,且该表达产物可与FMDV感染的动物血清产生免疫反应.ELISA试验结果显示,表达蛋白可用于FMDV注苗与感染动物的鉴别诊断.     

长角血蜱卵泡抑素相关蛋白的定性

参照GenBank中长角血蜱致病性Okayama株卵泡抑素基因的核苷酸序列(GenBank Accession No.DQ248886)设计合成一对引物,从本实验室保藏的单克隆洁净长角血蜱饥饿成蜱中快速提取总RNA,通过RT-PCR扩增出814bp的卵泡抑素基因,序列比对结果显示:与长角血蜱致病性Okayama株的核苷酸序列及氨基酸序列一致性分别为97.8%和99%,将其亚克隆到表达载体pGEX-4T-1中进行表达,GST融合重组蛋白预期分子量为57kD。表达重组蛋白经MagneGSTTM蛋白纯化系统纯化后作为抗原分别与抗不同发育阶段长角血蜱(卵、幼蜱、若蜱、成蜱)多克隆抗体作为一抗进行免疫印迹,结果表明:与长角血蜱卵制备的多克隆抗体有很强的免疫反应,而与其他发育阶段(幼蜱、若蜱、成蜱)饥饿长角血蜱制备的多克隆抗体反应性很弱。以上结果表明:长角血蜱卵泡抑素蛋白在长角血蜱产卵及卵成熟发育时期的表达水平较其他发育阶段(幼蜱、若蜱、成蜱)的蛋白表达水平高。     

猪γ干扰素在家蚕中的表达和抗病毒活性检测

干扰素在畜牧养殖业中可以用于病毒性传染病的治疗和疫苗免疫效力的提高,用杆状病毒表达系统在家蚕中表达了猪γ干扰素。根据已发表的序列对猪γ干扰素基因的密码子进行优化并合成,将其克隆到杆状病毒转移载体p VL1393上,与Bm Bacmid病毒基因组DNA共转染Bm N细胞系,获得重组病毒,猪γ干扰素基因位于重组Bm NPV病毒的多角体基因启动子下游。用该重组病毒感染家蚕获得含有猪γ干扰素的表达产物。Western blotting检测到表达产物中的猪γ干扰素,用微量细胞病变法利用干扰素抑制VSV-GFP感染VERO细胞的方法来测定干扰素活性,结果显示干扰素效价可以达到6×105 IU/m L以上。在家蚕幼虫体内成功表达并获得了有活性的猪γ干扰素。     

东亚钳蝎毒素BmαTX14的基因组克隆、真核表达纯化及功能的初步研究

以东亚钳蝎(Buthus martensii Karsch,BmK) BmαTX14全长cDNA序列设计引物,克隆BmαTX14成熟肽,插入毕赤酵母表达载体pPIC9K中,转化酵母,诱导表达。TricineSDS PAGE和Western blot分析显示,表达产物以可溶性分子形式存在于培养上清中,诱导84h时的表达量达到高峰,约为120mg/L。通过Ni金属螯合层析柱亲和层析、聚乙二醇沉淀、凝胶分子筛层析获得纯化的rBmαTX14融合蛋白,经毒性实验表明,具有明显的抗昆虫活性。同时以蝎基因组总DNA为模板进行PCR扩增,得到BmαTX14基因克隆,序列分析显示： BmαTX14在编码信号肽的基因序列中有1个长408bp的内含子,其基因组织结构具有α型Na⁺通道毒素的特征。从功能活性和基因组织结构两个角度证实BmαTX14为α型Na⁺通道毒素。     

大麦产量相关基因HvYrg1的克隆及植物RNA干扰载体的构建

大麦谷粒是受多个数量性状基因(QTL)控制的复杂性状,而RING E3泛素连接酶在决定大麦产量和蛋白质降解途径中起到极为重要的作用。本研究按照同源克隆的方法,依据水稻、拟南芥、玉米、小麦和酵母等E3泛素连接酶保守区域设计引物,采用RT-PCR方法从西藏大麦中克隆出产量相关基因HvYrg1全长cDNA序列,包括完整的开放阅读框架(ORF)1 275 bp,编码蛋白为424个氨基酸(GenBank No. EU333863)。同源性比较结果显示,它与GenBank上已报道的水稻GW2基因同源性最高为86%。以植物表达载体pCAMBIA2300-35s-OCS质粒为基础,构建由35s启动子调控的HvYrg1基因的RNA干扰载体pCAM-RNAi-HvYrg1。这一载体的成功构建为研究该基因在作物产量的功能鉴定打下了很好的基础。     

镰形扇头蜱两个组织蛋白酶L-样半胱氨酸蛋白酶新基因的克隆与序列分析

蜱是动物常见的外寄生虫,并且传播多种人和动物的疾病,严重危害畜牧业发展和人类健康。为了寻找基因工程疫苗候选抗原基因,根据半胱氨酸蛋白酶的保守性氨基酸序列及镰形扇头蜱氨基酸密码子偏好设计引物,PCR扩增、测序并分析得到2个镰形扇头蜱的半胱氨酸蛋白酶基因片段cysA和cysB,再通过RACE的方法得到全长基因序列。cysA全长168bp,编码332个氨基酸;cysB全长1153bp,编码335个氨基酸。经过分析, CysA和CysB均与其他蜱种或物种的组织蛋白酶L样半胱氨酸蛋白酶有高度同源性,两者均含有半胱氨酸蛋白酶活性位点处的保守性氨基酸序列, 因此cysA, cysB均为镰形扇头蜱两个新的组织蛋白酶L-样半胱氨酸蛋白酶基因。RT-PCR分析表明,CysA和CysB在镰形扇头蜱的不同发育阶段表达情况不一。     

PCR筛选阳性克隆方法的改进

ＰＣＲ筛选阳性克隆具有简便、快速的优点,但常发生假阳性错误。用与载体匹配的引物和目的的基因引物组合进行ＰＣＲ,可以消除假阳性,同时可以判断插入目的基因的方向。     

棉铃虫核型多角体病毒orf86基因的原核表达、抗体制备与免疫印迹检测

棉铃虫核型多角体病毒(Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus,HearNPV)orf86是一个功能未知的基因。从HearNPV基因组中通过PCR得到orf86基因编码序列,将其构建于原核表达载体pGEX-4T-2,转化大肠杆菌BL21获得融合表达产物。融合表达蛋白经分离纯化后免疫新西兰大白兔,制备其多克隆抗体。用ELISA测定结果表明,ORF86多克隆抗体效价为1:5.12×105。利用该抗体Western印迹检测HearNPV感染的HZAM1细胞,检测到一个36kD的目的蛋白条带,与ORF86预期大小一致。结果表明该多抗可用于对orf86编码蛋白的检测和相关功能研究。     

家蚕血淋巴体外黑化观察及相关黑色素合成催化酶基因

观察不同生长期家蚕幼虫血淋巴在体外的黑化速度和对大肠杆菌生长的影响结果显示,随食桑生长幼虫血淋巴的黑化速度逐渐变快,对大肠杆菌生长的抑制作用逐渐增强。RT-PCR实验显示,黑色素合成催化酶Bm Tan、Bm Po-1、Bm Yellow-f和Bm Ddc等的基因在家蚕5 L 3 d血淋巴中表达量高,Bm Black、Bm Yellow和Bm Pah等的基因也有明显表达。q PCR分析显示,黑化病蚕中Bmtan、Bmddc、Bmyellow、Bmebony和Bmblack,尤其Bmddc表达发生了显著上调。与对照相比,Ddc酶的抑制剂能显著抑制脂多糖对血淋巴的诱导黑化作用。用大肠杆菌注射家蚕幼虫,血淋巴中多巴和多巴胺的含量明显上升。这些表明家蚕幼虫血淋巴黑化与防御免疫有关,Bmddc很可能在幼虫血淋巴的免疫黑化中发挥作用。     

家蚕中肠特异启动子P56的克隆及活性分析

中肠是家蚕的消化器官,也是抵御外界病源入侵的生理屏障。为克隆和鉴定新的家蚕中肠特异启动子,首先利用RT-PCR检测家蚕组织特异表达候选基因Bm P56的表达特性,发现该基因只在中肠组织表达。进一步克隆该基因上游调控序列P56,构建由该序列驱动红色荧光蛋白基因DsRed表达的转基因载体p Bac[P56DsRed SV40,3×P3EGFP],经显微注射和荧光筛选获得转基因家蚕。表达分析显示,报告基因DsRed只在转基因家蚕中肠组织表达,与Bm P56的表达特征一致,说明克隆的上游调控序列P56是有活性的家蚕中肠特异启动子。     

真核基因的快速克隆及表达

以细胞间隙连接蛋白基因Cx26作为目的基因,通过T-A载体介导,构建真核表达重组载体pcDNA3.1( ) /Cx26,重组表达载体转染人鼻咽癌细胞株HNE1,表达Cx26间隙连接蛋白。     

人溶酶体酸性b-葡萄糖脑苷脂酶基因的克隆及其在COS7细胞中的表达

从人胎盘组织提取总RNA, 采用RT-PCR扩增人溶酶体酸性b-葡萄糖脑苷脂酶(Lysosomal acid b-glucosidase, GlcCerase)基因编码区的全部序列, 并克隆到pMD-19T载体上, 构建克隆载体pMD-GlcCerase。经测序验证后, 将GlcCerase亚克隆至表达载体pEGFP-C1上, 构建了人GlcCerase绿色荧光蛋白真核表达载体pEGFP-GlcCerase。采用脂质体法将其瞬时转染至COS7细胞系后, 在细胞中检测到了GlcCerase基因, 并在细胞裂解产物中检测到了GlcCerase生物活性的表达。GlcCerase基因的克隆及其表达, 为进一步了解GlcCerase基因的功能以及利用转基因动物乳腺生物反应器高效生产GlcCerase奠定了基础。