半定量RT-PCR检测跳跃型可变剪接外显子保留率的方法

可变剪接是基因表达调控和蛋白质多样性和复杂性的重要调节机制。多发性神经纤维瘤Ⅰ型(NF1)基因的外显子23a发生外显子跳跃型可变剪接会产生两种功能差异较大的蛋白质异构体。发展一种灵敏、简捷及特异性高的外显子保留率检测方法是研究外显子跳跃型可变剪接机制过程中最基本的实验手段。本研究分别提取了大鼠肺组织及转染含有NF1外显子23a重组质粒的He La细胞的总RNA,以荧光分子Cy3标记PCR引物,采用19个循环的半定量RT-PCR的方法检测外显子23a可变剪接的保留率。实验结果显示,半定量RT-PCR可以灵敏简捷地检测NF1外显子23a可变剪接的模式,利用Cy3荧光标记的信号值计算大鼠肺组织中外显子23a的剪接保留率为(62.38±2.80)%,转染的HeLa细胞中为(75.51±2.25)%。该工作结合荧光标记和半定量RT-PCR的实验方法,为NF1等多外显子基因可变剪接外显子保留率的检测提供了有效的实验方法,有助于可变剪接调控机理的进一步研究。     

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.     

基于RNA-Seq数据识别果蝇剪接位点和可变剪接事件

完整基因结构的预测是当前生命科学研究的一个重要基础课题,其中一个关键环节是剪接位点和各种可变剪接事件的精确识别.基于转录组测序（RNA-seq）数据,识别剪接位点和可变剪接事件是近几年随着新一代测序技术发展起来的新技术策略和方法.本工作基于黑腹果蝇睾丸RNA-seq数据,使用TopHat软件成功识别出39718个果蝇剪接位点,其中有10584个新剪接位点.同时,基于剪接位点的不同组合,针对各类型可变剪接特征开发出计算识别算法,成功识别了8477个可变剪接事件（其中新识别的可变剪接事件3922个）,包括可变供体位点、可变受体位点、内含子保留和外显子缺失4种类型.RT-PCR实验验证了2个果蝇基因上新识别的可变剪接事件,发现了全新的剪接异构体.进一步表明,RNA-seq数据可有效应用于识别剪接位点和可变剪接事件,为深入揭示剪接机制及可变剪接生物学功能提供新思路和新手段.     

PAC579基因组序列外显子计算机分析与预测

为了寻找肝癌相关基因,选择位于人原发性肝细胞肝癌染色体17p13.3杂合性缺失最小共同缺失区内含有D17S926位点的PAC579克隆进行了基因组测序,通过实验分离和克隆了位于PAC579上的4个全长新基因,并将它们在该基因组上进行了外显子定位.使用5种计算机预测外显子的方法和4种剪接位点识别的方法对PAC579前60 kb序列(含上述4个基因)进行扫描,将得到的外显子预测结果和剪切位点结果与实验结果进行了对照与评析,又对未获得基因的区域加以预测.     

基于RNA-seq测序数据鉴定和分析猪基因组可变剪接事件

可变剪接作为一种增加基因组和蛋白质组多样性的重要机制,广泛发生于真核生物基因转录的过程中.本文采用Illumina Hiseq 2500测序平台对猪睾丸组织4个不同发育时期(60胚龄、90胚龄、30日龄和180日龄)进行转录组测序,以猪基因组数据为参考,鉴定和分析了猪基因组可变剪接事件.从猪基因组中鉴定出20398个基因(80.6%)对应的92738个可变剪接事件.在不同的可变剪接类型中,以第一个外显子可变剪切(alternative 5′first exon,TSS)、最后一个外显子可变剪切(alternative 3′last exon,TTS)、单外显子跳跃(skipped exon,SKIP)和可变5′或3′端剪切(alternative exon ends,AE)4种类型为主,分别占所有可变剪接事件的41.0%,32.9%,7.6%和7.4%.GO功能富集分析显示,发生可变剪接的基因主要富集于物质合成、物质结合及酶活性相关的GO项中,而各发育时期特异的可变剪接基因与发育时期的生理状态密切相关,60胚龄时主要与酶活性和组织形成相关,30日龄时主要与抗环境应激和离子通道活性相关,180日龄时则主要与循环系统相关.此外,在筛选出64个与睾丸素代谢相关的基因中,63个基因发生可变剪接,且以TSS和TTS为主,表明这两种可变剪接类型与睾丸素合成和分泌密切相关.通过对猪基因组可变剪接的分析,为深入研究可变剪接生物学功能及进一步开展分子育种工作提供理论依据.     

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。     

肝素酶基因可变剪接体的克隆及鉴定

目的:克隆肝素酶基因的可变剪接体并测序。方法:根据人肝素酶的cDNA序列设计引物,用RT-PCR方法从正常人外周血白细胞中扩增肝素酶基因的可变剪接体,构建至pGEM-T Easy载体中,转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,筛选阳性克隆并进行序列测定。结果:获得了肝素酶基因的3种可变剪接体形式,即5号外显子缺失可变剪接体、6号外显子缺失可变剪接体、5和6号外显子缺失可变剪接体,其中后2种可变剪接体尚未报道。结论:克隆了肝素酶基因的3种可变剪接体,有助于研究各种肝素酶可变剪接体编码蛋白的结构和功能及其在肿瘤发生转移过程中的作用。     

真菌基因可变剪接可视化分析的新方法:ZOOM软件的应用扩展（英文）

可变剪接是引起蛋白多样性的主要机制之一,而转录组reads的重新定位是获取可变剪接位点的有效方法,适合在基因组较小的真菌中应用。ZOOM软件是一款可在window系统下运行的reads可视化定位软件,被广泛用于下一代基因组测序(NGS)的reads定位及单碱基多态性位点(SNP)的发掘。本文发现该软件分析可变剪接的新用途,并以禾谷镰刀菌Fusarium graminearum的4个基因为例详细描述该方法在真菌可变剪接位点识别中的应用,这些结果均获得RT-PCR的验证。     

U2AF65蛋白表达水平影响基因UBQLN1的可变剪接

目的:研究U2AF65蛋白的表达水平对基因UBQLN1可变剪接的影响。方法:应用pSR-GFP/Neo载体构建2个U2AF65-siRNA干扰载体,转染293T细胞,通过Western印迹、QRT-PCR检测干扰效果,RT-PCR验证基因UBQLN1的可变剪接。结果:利用设计的U2AF65-siRNA能够干扰细胞中U2AF65的表达;RT-PCR结果显示U2AF65表达水平的下降促使UBQLN1第8外显子的跳跃增加。结论:U2AF65可以通过表达水平的变化参与调控基因UBQLN1的可变剪接。     

基于深度卷积神经网络识别可变剪接位点

可变剪接源于多外显子基因生成多个转录本的调控过程。随着高通量测序,尤其是RNA-seq的研究进展,剪接序列和剪接位点可以通过挖掘海量的测序数据进行预测。可变剪接现象拓宽了人们对基因结构和蛋白质亚型的知识。然而现有的短序列比对软件受到随机性比对的影响,产生很多假阳性剪接位点,干扰下游数据分析。本研究发现,可变剪接位点周边序列的结构特征可被深度学习模型提取,并利用深度卷积神经网络识别剪接位点。本研究的模型具有识别率高、计算速度快,模型泛化能力强、鲁棒性高等优势。     

胃癌细胞中Ras基因的表达、突变分析及新剪接型Kras△E2的发现

目的：传统Ras家族由Kras,Hras和Nras基因组成,这类基因的点突变经常在人类肿瘤中发现,突变热点位于12,13,61位密码子。ERas基因是2003年在鼠胚胎干（ES）细胞中发现的,其cDNA编码的蛋白与Kras,Hras和Nras分别有46％,43％和47％的相似性,故属于新的Ras家族成员,近几年发现ERas基因的表达与胃癌密切相关,而传统Ras基因在胃癌细胞中的表达及突变情况系统报道较少,本文旨在研究传统Ras基因Kras,Hras,Nras及其家族新成员ERas基因在胃癌细胞中的表达和突变情况。方法：选用7株不同来源不同分化程度的胃癌细胞系,利用RT—PCR及real-timePCR检测Ras基因在这些胃癌细胞系中的表达,并通过测序对传统Ras基因突变热点12,13,61位密码子及ERas基因全长进行突变分析。结果：QRas基因在这些胃癌细胞系中均有不同程度的表达,其中Hras和Nms基因在各株细胞中表达水平均一,而Kras和ERas基因则呈差异性表达;②在这些胃癌细胞中传统Ras基因突变热点12,13,61位密码子不存在突变,ERas基因全长亦未检测到突变．③发现Kras基因一新的剪接型,特点为第一、三外显子直接拼接,缺失第二外显子,命名为Kras△E2。结论：与在其他肿瘤中不同,传统Ras基因在胃癌细胞中不存在突变热点,家族新成员ERas基因全长亦无突变,在国际上首次报道新剪接型Kras△E2,从而得出创新性结论：Ras基因家族在胃癌细胞中并不是通过热点突变导致持续活化而致癌,而可能是通过ERas基因表达量的调节或形成新的剪接型KrasAE2而致癌。另外,Kras基因是一被受国际关注的肿瘤基因,新剪接型的发现可能会对Kras基因致癌机制产生新的认识,意义重大。