PI3KγmRNA 3′非翻译区可能存在基因表达负调控区

为探索人磷脂酰肌醇 3 激酶γ(phosphoinositide 3 kinasePI3Kγ)基因 3′端非翻译区内AU富含区是否在基因表达调控中起作用 ,首先通过生物信息学分析发现在其 3′端非翻译区 (UTR)内存在0 9kb的AU富含区 ,其中包括 4个AU富含元件 ,以及 1个与众多基因非翻译区高度同源的长 130个碱基的区域 .将AU富含区插入报告基因egfp的下游构建pcDNA3 egfp AUR表达载体 .将表达载体转导NIH 3T3,74 0 2及K5 6 2细胞 ,流式细胞检测egfp的表达情况 .PI3Kγ基因 3′非翻译区AU富含区可显著降低egfp的表达 2～ 3倍 (P <0 0 1) .利用放线菌素D阻断RNA转录后 ,Northern印迹分析结果显示egfp AURmRNA较egfpmRNA不稳定 .实验结果提示 ,PI3Kγ基因 3′非翻译区AU富含区内可能存在转录后水平的基因表达负调控区 ,该负调控区可在一定程度上加速mRNA的衰变     

人SDCT2β 3′-非翻译区基因表达负调控序列对mRNA稳定性的影响

为探索人高亲和力钠离子依赖性二羧酸转运蛋白基因（high affinity sodium-dependent dicarboxylate transporter,SDCT2）3′端非翻译区是否在基因表达调控中起作用,首先通过生物信息学分析发现,在SDCT2βmRNA的3′端非翻译区内存在585nt的AU富含区（AU-rich region,AUR）,其中包括3个AU富含元件（AU-rich element,ARE）,然后将SDCT2β的AU富含区DNA片段插入报告基因GFP表达载体pcDNA-GFP的下游,构建pcDNA-GFP-AUR表达载体并转染HEK293、HKC和LLC-PK1细胞系,用Western blot和流式细胞仪检测细胞中GFP的表达水平.结果显示,SDCT2β的AU富含区序列可显著降低GFP的表达水平（P〈0.01）.利用放线菌素D阻断RNA转录后,每隔2h从稳定转染的HEK293细胞中提取总RNA,用RNA印迹分析GFP mRNA的稳定性.结果显示GFP-AURmRNA较GFP mRNA不稳定.这些结果提示,在SDCT2β3′非翻译区的AU富含区内存在基因表达负调控区,该区可降低mRNA的稳定性、促进mRNA的降解,从而在转录后水平调控基因的表达.     

人SDCT2β3''-非翻译区基因表达负调控序列对mRNA稳定性的影响

为探索人高亲和力钠离子依赖性二羧酸转运蛋白基因(high affinity sodium-dependent dicarboxylate transporter,SDCT2)3'端非翻译区是否在基因表达调控中起作用,首先通过生物信息学分析发现,在SDCT2β mRNA的3'端非翻译区内存在585 nt的Au富含区(AU-rich region,AUR),其中包括3个AU富含元件(AU-rich element,ARE),然后将SDCT213的AU富含区DNA片段插入报告基因GFP表达载体pcDNA-GFP的下游,构建pcDNA-GFP-AUR表达载体并转染HEK293、HKC和LLC-PK1细胞系,用Western blot和流式细胞仪检测细胞中GFP的表达水平.结果显示,SDCT2β的AU富含区序列可显著降低GFP的表达水平(P＜0.01).利用放线菌素D阻断RNA转录后,每隔2 h从稳定转染的HEK293细胞中提取总RNA,用RNA印迹分析GFP mRNA的稳定性.结果显示GFP-AUR mRNA较GFP mRNA不稳定.这些结果提示,在SDCT2β3'非翻译区的AU富含区内存在基因表达负调控区,该区可降低mRNA的稳定性、促进mRNA的降解,从而在转录后水平调控基因的表达.     

Sox2基因3''非翻译区保守元件对基因表达的调控作用

转录因子Sox2是脊椎动物早期发育中最早表达的神经系统特异性基因之一,同时在干细胞的维持中也起着关键作用。通过生物信息学分析,作者发现在脊椎动物Sox2 mRNA 3'非翻译区中存在4段非常保守的富含AU的区域。将这些片段按照不同的组合克隆到GFP和荧光素酶两种报告基因载体中,在非洲爪蟾胚胎和培养细胞中检测了这些片段对报告基因表达的影响。结果显示,Sox2的3'UTR可影响报告基因的表达水平,特别是其中的保守片段2可显著提高报告基因的表达水平,表明Sox2 3'非翻译区有可能参与Sox2表达的转录后调控。     

hGM－CSF基因及其调控研究进展

人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)基因表达受到转录调控与转录后调控.5＇非转录区的一些顺式调控成分,如CATT(A/T)重复序列,富含GC序列,CK-1、CK-2、kB特异序列与可诱导的CsA敏感增强子成分等在转录水平上调控hGM-CSF的表达.3＇非翻译区有一62bp富含AU序列,它与mRNA的稳定性相关,在翻译水平调控hGM-CSF的表达.细胞因子与一些刺激因子通过不同的机制作用于hGM-CSF基因,从而影响hGM-CSF的产生与分泌.     

cmv-3′LTR嵌合启动子对逆转录病毒载体MFG滴度及外源基因表达的影响

为减轻逆转录病毒载体介导的外源基因的沉默,进一步提高逆转录病毒载体MFG介导的外源基因的表达水平,同时探讨逆转录病毒3′端长末端重复序列(long terminalrepeat,LTR)内U3区对病毒基因表达的影响,将逆转录病毒载体3′端LTR内的U3区用cmv核心增强子、启动子序列替代,同时去除了3个与逆转录病毒载体启动子甲基化有关的序列NCR、DR,并以egfp为报告基因,构建了MFG egfp和MFG egfp cmv表达载体。结果显示:利用cmv启动子替代MFG载体3′端LTR的U3启动子序列,会显著降低MFG载体的病毒滴度及其介导的外源报告基因的表达。提示利用cmv启动子替代病毒载体的3′端LTR内的U3区,并不是提高MoMLV(moloneymurineleukemivirus)逆转录病毒载体介导外源基因的表达及其病毒滴度的理想策略。结果也同时提示:在MoMLV逆转录病毒3′端LTR的U3区,可能存在与病毒RNA加工、成熟及稳定性有关的信号序列。     

真核mRNA的3′非翻译区转录后水平调控作用研究进展

真核生物mRNA的3′非翻译区(3′-UTR)在基因表达的转录后调控中起着重要作用:3′-UTR内存在末端加工信号以指导mRNA3′末端的加工;3′-UTR不但控制mRNA的稳定性及降解速率、协助辨认特殊密码子,而且还控制着mRNA的翻译时间、位点及控制其翻译起始及效率等。     

真核mRNA的3′非翻译区转录后水平调控作用研究进展

真核生物mRNA的3′非翻译区(3′_UTR)在基因表达的转录后调控中起着重要作用:3′_UTR内存在末端加工信号以指导mRNA3′末端的加工;3′_UTR不但控制mRNA的稳定性及降解速率、协助辨认特殊密码子,而且还控制着mRNA的翻译时间、位点及控制其翻译起始及效率等。     

核骨架基质结合区(S/MAR)提高逆转录病毒载体介导egfp在NIH3T3细胞中的表达

为减轻逆转录病毒介导的外源基因的沉默 ,进一步提高逆转录病毒MFG载体介导的转移基因的表达 ,将人 β INF基因上游 80 0bp的核骨架基质结合区 (S MAR)分别反向和正向克隆至MFG载体 3′LTR上游 ,以egfp为报告基因观察S MAR对egfp基因表达水平以及对病毒滴度的影响 .结果显示 :反向和正向的S MAR在瞬时表达的情况都不能提高egfp的表达 ,但在稳定整合的情况下反向S MAR可明显提高egfp在NIH3T3细胞内的表达 ,而正向的S MAR作用不明显 ,另外反向S MAR可明显提高MFG逆转录病毒载体的滴度约 5倍 ;因此改造后的MFG逆转录病毒载体将能更好地用来介导外源治疗基因的表达 .同时还观察到 ,同一个载体骨架在稳定表达的情况下 ,磷酸钙介导较逆转录病毒载体介导的表达水平高 .提示逆转录病毒的生活史可能参与其介导的外源基因的沉默     

鸡卵清蛋白基因第一内含子和3′-调控区对外源基因表达的调控作用

探明鸡卵清蛋白基因(ov)第一内含子和3′-调控区对目的基因表达水平的影响, 为鸡输卵管表达载体的构建提供科学依据。用牛生长激素基因(BGH)poly A序列替换鸡输卵管表达载体中ov 3′-调控区, 用限制酶消化法逐步删减第一内含子序列, 获得5个表达人组织激肽释放(hK1)cDNA的鸡输卵管表达载体, 分别命名为pOV2K、pOV3K、pOV4K、pOV5K和pOV6K。经翅静脉给产蛋鸡注射聚乙烯亚胺包裹的相同拷贝数重组载体, 通过蛋清中酶活性定量检测评价不同载体的表达水平。结果表明: 受控于3.0kb ov 5′-和3′-调控区的pOV2K表达的重组酶活性明显高于用BGH poly A 替换3′-调控区的pOV3K; 无内含子的pOV6K表达水平显著低于含不同长度第一内含子的pOV3K、pOV4K和pOV5K, 重组酶表达水平随第一内含子的缩短呈逐渐下降趋势。该试验结果表明ov第一内含子和3′-调控区对目的基因在鸡输卵管细胞中的表达具有正调节作用, 应当包括在鸡输卵管表达载体中。     

在Yunnanese(Aγδβ)0-地贫3′缺失端点下游鉴别到两个增强子样顺序

利用荧光酶报告基因系统搜索了Yunnanese(Aγδβ)0-地中海贫血缺失3′端点下游11.5 kb区域内的调控顺序.确定缺失3′端点立即下游区1.7 kb片段,在人红白血病细胞K562及鼠红白血病细胞MELGM979中,可使γ-珠蛋白基因启动子驱动的荧光酶基因表达增加3.8～4.0倍,而在HeLa细胞中仅增加1.5倍.位于缺失3′端点约10 kb的一个长1.4 kb片段在K562和MELGM979中,可使γ-基因启动子驱动的荧光酶基因表达增加2.4～2.9倍,而在HeLa细胞中无增加.结果说明这两段顺序均有增强子活性,并且这种活性具有一定的红细胞特异性.进一步证明1.7 kb片段内包含多个转录调节蛋白结合模体的430 bp片段包含了1.7 kb片段的大部分增强子活性.这些结果为缺失导致增强子样顺序并入到接近Gγ-基因,是Yunnanese(Aγδβ)0-地贫缺失突变体中胎儿Gγ-珠蛋白基因,在成人期持续活跃表达原因的假设提供了实验证据.     

人及小鼠钠通道SCN3A基因的启动子及其上游调控区的分析

为了比较研究人与小鼠SCN3A基因的启动子及其上游调控区的特征,采用5′-Full RAGE方法对人及小鼠SCN3A基因的转录起始点进行了准确定位,通过序列测定及对比分析证明:确定人和小鼠SCN3A基因的转录起始点均为"A",人SCN3A基因转录起始点位于翻译起始点上游约27 kb处,而小鼠位于翻译起始点上游约31 kb处.人SCN3A基因5′非翻译区存在两个5′非翻译外显子,而小鼠只有一个5′非翻译外显子.人和小鼠SCN3A基因核心启动子区(-80～+70)的同源率高达96.0%,存在相同的启动子核心元件,BRE/和TATA;在-400至+200区段内预测到人存在而小鼠不存在的转录因子有PHR1、GATA-1、FOXN2、NF-及AP-4,小鼠存在而人不存在的转录因子Sp、Sp3及GBF.人和小鼠SCN3A启动子区特征的异同将为进一步研究该基因在人和小鼠的表达调控机制提供重要线索.     

真核生物mRNA 3′非翻译区的功能

真核生物mRNA的3′非翻译区的功能复杂多样,不仅能调控其mRNA的稳定性、控制mRNA的亚细胞定位,而且还在特定氨基酸的编码过程中起着指导作用.一些真核生物mRNA的3′非翻译区内的突变可引起疾病的发生.近几年的研究又发现,一些真核生物mRNA的3′非翻译区还具有抑制肿瘤生长的功能.     

在Yunnanese(Aγδβ)0-地贫3′缺失端点下游鉴别到两个增强子样顺序

利用荧光酶报告基因系统搜索了Yunnanese(Aγδβ)⁰-地中海贫血缺失3′端点下游11.5 kb区域内的调控顺序.确定缺失3′端点立即下游区1.7 kb片段,在人红白血病细胞K562及鼠红白血病细胞MELGM979中,可使γ-珠蛋白基因启动子驱动的荧光酶基因表达增加3.8～4.0倍,而在HeLa细胞中仅增加1.5倍.位于缺失3′端点约10 kb的一个长1.4 kb片段在K562和MELGM979中,可使γ-基因启动子驱动的荧光酶基因表达增加2.4～2.9倍,而在HeLa细胞中无增加.结果说明这两段顺序均有增强子活性,并且这种活性具有一定的红细胞特异性.进一步证明1.7 kb片段内包含多个转录调节蛋白结合模体的430 bp片段包含了1.7 kb片段的大部分增强子活性.这些结果为缺失导致增强子样顺序并入到接近Gγ-基因,是Yunnanese(Aγδβ)⁰-地贫缺失突变体中胎儿Gγ-珠蛋白基因,在成人期持续活跃表达原因的假设提供了实验证据.     

真核mRNA 3′非翻译区在基因表达中的作用

真核生物mRNA的3′非翻译区(3′-UTR)在基因表达调控中发挥重要作用.它不仅调控mRNA在体内的稳定性和降解速率,控制着mRNA的利用效率,还参与mRNA翻译过程的调控.     

真核mRNA 3′非翻译区的功能研究进展

真核mRNA的3′非翻译区的功能比人们目前认为的更为复杂.近年来的研究揭示,mRNA 3′非翻译区不但决定该mRNA的稳定性,而且还控制着该特定mRNA的翻译时间、翻译地点和翻译产物.值得注意的是真核mRNA 3′非翻译区内的突变可能导致肿瘤的发生.文章介绍了1991-1992年间国际上关于3′非翻译区的一些新发现.     

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。     

mRNA翻译起始区的结构改变对几个外源基因翻译的影响

为观察ｍＲＮＡ翻译起始区结构与基因表达的关系,利用密码子的简并性,在不改变表达产物氨基酸序列的前提下定点突变几个外源基因的５′端若干位点,使基佤表达载体重组后转录形成的ｍＲＮＡ翻译起始区结构发生改变。经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ等分析证实这些改变大大提高了外源基因的表达水平,ＲＮＡｄｏｔｂｌｏｔ表明突变与非突变基因转录水平差别不大,表达水平的提高主要由于翻译效率的提高,ｍＲＮＡ翻译起始区二级结构预测提示其生     

mRNA翻译起始区二级结构改变对干扰素基因在大肠杆菌中翻译的影响

为研究mRNA翻译起始区结构与基因表达的关系,利用密码子的简并性,在不改变表达产物氨基酸序列的前提下定点突变α8干扰素及αA干扰素衍生物基因的5′端若干位点,使其与表达载体重组后转录形成的mRNA翻译起始区结构发生改变。SDS-PAGE及活性测定证实这些改变提高了外源基因的表达水平。RNA斑点印迹表明突变前后基因转录水平差别不大,表达水平的提高主要由于翻译效率的提高。mRNA翻译起始区二级结构预测提示其生成自由能(ΔG)的变化可能与表达水平的提高有关。     

人及小鼠钠通道SCN3A基因的启动子及其上游调控区的分析

为了比较研究人与小鼠SCN3A基因的启动子及其上游调控区的特征,采用5′-Full RACE方法对人及小鼠SCN3A基因的转录起始点进行了准确定位,通过序列测定及对比分析证明：确定人和小鼠SCN3A基因的转录起始点均为“A”,人SCN3A基因转录起始点位于翻译起始点上游约27 kb处,而小鼠位于翻译起始点上游约31 kb处．人SCN3A基因5′非翻译区存在两个5′非翻译外显子,而小鼠只有一个5′非翻译外显子．人和小鼠SCN3A基因核心启动子区(-80 ～+70)的同源率高达96.0%,存在相同的启动子核心元件,BRE/和TATA;在-400至+200区段内预测到人存在而小鼠不存在的转录因子有PHR1、GATA-1、FOXN2、NF-1及AP-4,小鼠存在而人不存在的转录因子Sp、Sp3及GBF．人和小鼠SCN3A启动子区特征的异同将为进一步研究该基因在人和小鼠的表达调控机制提供重要线索．