鳜肌肉生长抑制素Myostatin cDNA克隆与组织表达分析

利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆了鳜(Siniperca chuatsi)肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)cDNA序列,并分析了该基因的结构特征和亲缘关系。鳜MSTN cDNA序列全长2627bp,包括5′端非翻译区117bp、3′端非翻译区1376bp和开放阅读框(ORF)1134bp,共编码377个氨基酸,含22个氨基酸的信号肽。鳜MSTN具有脊椎动物MSTN的共同序列特征,含有1个蛋白酶水解位点RARR和9个保守的半胱氨酸残基。脊椎动物MSTN氨基酸序列的亲缘关系分析表明,鳜与其他鱼类聚为一支。RT-PCR分析表明,鳜MSTN在成体不同组织中的表达情况不同,其中,卵巢、肾、眼、肌肉、心、脑、皮肤和胃中有表达,肝胰脏未见表达。     

松江鲈肌肉生长抑制素基因克隆和序列特征分析

肌肉生长抑制素(myostatin)属于转化生长因子β(TGF-β)超家族中的一个成员,是控制骨骼肌生长发育的重要细胞因子.该研究以松江鲈肌肉总RNA为模板,采用RT-PCR、5'-RACE和3'-RACE的方法,获得了松江鲈MSTN基因的3个片段,测序后拼接得到2568 bp全长cDNA序列,其包含了1131个核苷酸的开放性阅读框,翻译编码376个氨基酸.松江鲈MSTN具有MSTN的共同特征,有蛋白酶水解位点RARR和10个保守的半胱氨酸残基:核苷酸和氨基酸同源性分析发现,松江鲈MSTN基因序列与石首鱼、条纹狼鲈、美洲白鲈、金眼石鮨等同源性较高;与哺乳动物和鸟类同源性较低.系统发育分析表明,松江鲈MSTN与石首鱼亲缘关系最近.RT-PCR分析表明,该基因在肌肉表达量最高;在肠中也有较高表达:在脑和肿脏中也能检测到表达.此结果表明,松江鲈MSTN基因除对肌肉生长发育有调控作用以外,可能还有其他功能.     

黄河裸裂尻鱼肌肉生长抑制素基因克隆及表达分析

肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)属于转化生长因子β(TGF-β)超家族中的一个成员,是骨骼肌生长发育的负调控因子。该文以黄河裸裂尻鱼肌肉总RNA为模板,采用RT-PCT、5’-RACE和3’-RACE法获得MSTN基因全长cDNA序列为2180bp,包含长为1128bp的开放阅读框,编码375个氨基酸。以肌肉总DNA为模板,通过PCR法进一步获得了MSTN基因的2个内含子序列,分析表明,黄河裸裂尻鱼MSTN基因与其他脊椎动物具有相似的基因结构(包括3个外显子和2个内含子)。黄河裸裂尻鱼MSTN具有脊椎动物MSTN的共同序列特征,含有1个蛋白酶水解位点RXXR和8个位于TGF-β功能区域保守的半胱氨酸残基。氨基酸序列同源性分析表明,黄河裸裂尻鱼MSTN序列与其他鲤科鱼类MSTN具有较高的同源性;而与哺乳动物和禽类的MSTN同源性较低。系统发育分析表明,黄河裸裂尻鱼MSTN与其他鲤科鱼类聚于同一进化支。RT-PCR分析表明,该基因在黄河裸裂尻鱼9个被检组织中均有表达,但在心、肾、肠、精巢中表达量较高。Real-TimePCR分析显示,MSTN基因在胚胎中的相对表达量,随胚胎发育阶段的不同而有所差异,暗示MSTN的功能可能并不局限在对肌肉生长发育的负调控作用,可能还有其他功能。     

团头鲂MSTN基因cDNA结构、表达及过表达对胚胎发育的影响

研究通过cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆得到团头鲂生长抑制素(MSTN)基因的cDNA全长并分析了MSTN基因在团头鲂胚胎、成鱼组织中表达以及MSTN基因在胚胎中过表达情况。结果表明团头鲂MSTN基因的cDNA全长为2187 bp, ORF(开放阅读框)大小为1128 bp, 编码376个氨基酸。组织逆转录PCR (RT-PCR)结果显示, MSTN基因在肌肉、脑和精巢组织中大量表达, 肝脏、脾脏和卵巢组织中的少量表达, 肠、腮、心、眼和肾组织中的微量表达。胚胎逆转录PCR (RT-PCR)结果显示, 在0—44 hpf胚胎发育阶段, MSTN基因表达量较低; 而在48—52 hpf胚胎发育阶段, MSTN基因表达量逐渐升高。整胚原位杂交(WISH)结果显示, 胚胎发育的16 hpf时期MSTN基因主要在脊索中表达, 胚胎发育的28 hpf和55 hpf时期MSTN基因在脑中表达。MSTN基因过表达结果显示, 胚胎在体节发生期出现前-后轴拉长, 背-腹轴变短; 脊索发生扭曲, 强烈抑制体节发育而导致不分化等现象。研究为后续团头鲂MSTN基因的功能研究及团头鲂分子育种提供相关参考依据。     

岩原鲤促性腺激素基因的克隆和组织表达差异

通过RT-PCR技术从岩原鲤(Procypris rabaudi)卵巢组织中克隆了促性腺激素GtHα、FSHβ、LHβ3个亚基的mRNA序列。GtHα亚基开放阅读框长357 bp,编码118个氨基酸残基,第1～23个氨基酸为信号肽。FSHβ亚基开放阅读框长393 bp,编码130个氨基酸残基,第1～22个氨基酸为信号肽。LHβ亚基开放阅读框长444 bp,编码147个氨基酸残基,第1～28个氨基酸为信号肽。氨基酸序列比对结果表明,GtHα亚基在近缘物种间比较保守,其氨基酸序列的相似性要高于FSHβ和LHβ亚基。通过Real-time fluorescent quantitative PCR(FQ-PCR)分析发现,GtHα亚基在检测的6种组织中均有表达,卵巢中的表达量极高,肝、脑、心、垂体和肌肉中表达量依次降低;FSHβ亚基在除肌肉外的其余5种组织中均有表达,卵巢中的表达量最高,脑和心中表达量次之,肝和垂体的表达量明显偏低;LHβ亚基只在卵巢和垂体中表达,卵巢中的表达量要明显高于垂体。     

大黄鱼肌肉生长抑制素-1前肽原核表达、多克隆抗体制备和功能验证

肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)在动物肌肉的生长和发育过程中起着重要作用。该研究通过RT-PCR从大黄鱼(Larimichthys crocea)肌肉组织中克隆肌肉生长抑制素-1前肽基因(MSTN-1pros),构建了表达大黄鱼生长抑制素前肽的重组质粒,并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达,获得了大黄鱼MSTN-1pros融合蛋白。用分离的重组蛋白免疫大白兔,制备了抗大黄鱼MSTN-1pros的多克隆抗体。经蛋白免疫印迹法检测,确定获得的抗体具有较高的特异性。通过对大黄鱼幼鱼的注射实验,发现注射过MSTN-1pros抗体的大黄鱼增重率比对照组降低了20.71%(P0.05),证明MSTN前肽抗体对大黄鱼的生长具有抑制作用。实验结果表明,MSTN前肽蛋白可以用于养殖鱼类的生长调控。     

鲤鱼中Sox9b基因的克隆和表达

Sox9基因是一个重要的转录调控因子,参与性别决定及软骨等多种组织和器官的发育过程。本研究利用简并引物扩增鲤鱼基因组DNA,首次发现在鲤鱼中存在两种形式的Sox9基因。二者在保守盒区编码的氨基酸序列相同,并都存在一个内含子,但内含子序列差异很大,分别长704bp和616bp。在此基础上采用RACE技术克隆了鲤鱼Sox9b基因的5’端和3’端,通过拼接获得了2447bp 的全长cDNA序列,编码428个氨基酸。其中96-174位共79个氨基酸为HMG保守盒。将鲤鱼Sox9b基因与三刺鱼等九种动物的氨基酸序列相比较发现,它们的同源性高达75%以上,显示Sox9 基因在进化中较保守。应用半定量RT-PCR技术对成体鲤鱼不同组织中Sox9b基因的表达进行了分析,结果表明该基因广泛表达,尤以脑及精巢中表达最为丰富。     

鲤鱼肝胰脏cDNA 文库的表达序列标签分析及Lb-Fabp mRNA的特征

本文构建了鲤鱼肝胰脏cDNA 文库,共获得了1016条有效的表达序列标签。拼接组装成115 个contigs和282 个singletons。其中215个拼接序列在GenBank公共数据库中寻找到相对应的基因。对它们进行功能性分类和比较分析为鲤鱼肝胰脏的研究提供了基因表达信息的基础。文库中1016条表达序列标签有11条代表了鲤鱼肝基本型脂肪酸结合蛋白(Lb-FABP)。通过序列比较我们获得了两个具有相同开放阅读框长度的Lb-Fabp cDNAs。开放阅读框全长381bp,编码126个氨基酸。半定量RT-PCR结合Southern blot技术研究了Lb-Fabp mRNA 在成鱼不同组织以及早期发育不同时期的表达图式。结果表明,Lb-Fabp mRNA 在肝胰脏、中肠和后肠中表达量较高。同时在精巢和皮肤中有低水平的表达。脑、肌肉、卵巢、肾脏、脾脏、鳃和心脏等组织中其表达量更低。而在脂肪和前肠中则没有检测到Lb-FabpmRNA表达。Lb-Fabp mRNA 最早在胚体形成期检测到有低水平表达,随后的发育阶段中表达量逐渐升高。鲤鱼Lb-Fabp基因的表达图式提示在肝脏和肠等器官开始发育后,它可能在脂肪代谢中具有重要作用。     

尼罗罗非鱼生长激素及其受体的cDNA克隆与mRNA表达的雌雄差异

尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)雌雄鱼生长差异明显,为了探讨其原因,本文采用RT-PCR方法克隆了尼罗罗非鱼生长激素(Growthhormone,GH)及其受体(Growth hormone receptor,GHR)的cDNA序列,并应用半定量RT-PCR方法比较了雌、雄尼罗罗非鱼垂体GHmRNA、肝脏GHRmRNA、肌肉GHRmRNA的表达差异。序列分析表明:GH开放阅读框为615bp,共编码204个氨基酸;GHR开放阅读框为1908bp,共编码635个氨基酸。以RT-PCR方法研究了GH、GHR在各组织的分布情况,结果表明:GH仅在垂体中检测到有表达,而GHR在所检测的18种组织中均有表达,其中以肝脏、肌肉、性腺、下丘脑、胸腺表达量较高。以半定量RT-PCR方法进一步比较了雌、雄尼罗罗非鱼垂体GHmRNA、肝脏GHRmRNA、肌肉GHRmRNA的表达量,结果表明:雄鱼垂体GHmRNA和肝脏GHRmRNA的表达量均显著高于雌鱼,肌肉GHRmRNA的表达量则无显著差异,推测垂体GHmRNA和肝脏GHRmRNA表达的雌雄差异是尼罗罗非鱼雌雄生长差异的主要原因之一。     

团头鲂生长相关基因在不同发育时期生长轴组织的表达分析

为了探讨生长相关基因对团头鲂生长发育的调控, 研究采用Real-time PCR的方法定量分析了团头鲂6个生长相关基因在其不同生长发育阶段(3、6、12月龄)相关组织(脑、肝脏、肌肉)的表达情况, 并比较了这些基因在生长快和慢两个群体的表达差异. 结果显示: GHRs基因在肝脏与肌肉中的表达量高于脑, 在6月龄表达量高于3月龄与12月龄, 生长快群体中的表达量高于生长慢群体(P0.05); IGFs基因在三个组织中均有表达, 肝脏表达量最高, 生长快群体中的表达量高于生长慢群体(P0.05). MSTN a与MSTN b基因在组织中表达模式存在差异, MSTN a在肌肉中高表达, MSTN b主要在脑与肝脏中表达. HCL聚类结果表明: 除了MSTN a基因外, 其他5个基因在生长差异的两个群体中表达量均分别聚为一支. 不同时期组织表达聚类结果表明, 除了3月龄肝脏与12月龄肌肉组织, 6个生长相关基因在不同时期的同一组织中的表达模式存在相似性. Pearson相关分析显示: GHRs与IGFs呈正相关, MSTN a基因与GHR 2、IGFs基因呈负相关, 相同基因在两个群体中呈极显著相关(P0.01).       

Temporal and spatial expression pattern of the myostatin gene during larval and juvenile stages of the Chilean flounder (Paralichthys adspersus)

The full length cDNA sequence of the myostatin gene was cloned from a teleostean fish, the Chilean flounder (Paralichthys adspersus) through RT-PCR amplification coupled with the RACE approach to complete the 5'- and 3'-region. The deduced amino acid sequence encodes a protein of 377 amino acid residues, including the structural domains responsible for its biological activity. Amino acid sequence comparison revealed high sequence conservation, and confirmed that the isolated sequence corresponds to the MSTN1 gene. Gene expression analysis showed that cfMSTN mRNA is present in a wide variety of tissues in juvenile fish. In addition, we assessed the spatial expression pattern of the MSTN mRNA during embryos and larval stages through whole mount in situ hybridization. No expression was observed in embryos, whereas in larvae of 8 and 9 days post fertilization, the notochord, somites, intestine and some discrete territories in the head, such as brain and eye, were positive for MSTN mRNA. Our results contribute to the knowledge of the MSTN system in larval and juvenile stages; in particular the strong expression observed in the notochord suggests that MSTN, in synchronization with positive growth signals, may play an important role in the control of the development of larvae somites.     

Characterization of a myostatin-like gene from the bay scallop, Argopecten irradians

A complete cDNA was cloned from the bay scallop (Argopecten irradians) that codes for a 382-amino-acid myostatin-like protein (sMSTN). The sMSTN sequence is most similar to mammalian myostatin (MSTN), containing a conserved proteolytic cleavage site (RXXR) and conserved cysteine residues in the C-terminus. Based on quantitative RT-PCR, the sMSTN gene is predominantly expressed in the adductor muscle, with limited expression in other tissues. Using the sMSTN sequence, a Ciona MSTN-like gene was also identified from the Ciona intestinalis genome. These findings indicate that the MSTN gene has been conserved throughout evolution and suggests that MSTN could play a major role in muscle growth and development in invertebrates, as it does in mammals.     

草鱼生肌因子5基因的克隆及其组织表达谱分析

目的:获得草鱼生肌因子5(Myf-5)基因序列,分析其在草鱼不同组织和不同发育阶段中的表达规律。方法:根据鲤鱼Myf-5基因序列设计引物,用草鱼肌肉组织总RNA,经RT-PCR扩增其Myf-5基因序列;利用半定量RT-PCR分析草鱼Myf-5基因在草鱼不同组织和不同发育阶段的mRNA表达特性。结果:获得了草鱼Myf-5基因开放读框序列723 bp,GenBank登录号为GU290227;该基因编码由240个氨基酸残基组成的蛋白,具有MyoD家族基因的典型性碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)结构,其氨基酸序列与斑马鱼、鲤鱼、虹鳟、大西洋鲑等的同源性较高(74%~97%),与哺乳动物和禽类如人、小鼠、大鼠、猪、牛和鸡的同源性较低(56%~60%);在草鱼红肌、白肌、肝胰脏、肾脏、脑和肠中均检测到Myf-5基因的表达,红肌、白肌和脑组织中Myf-5基因mRNA的表达量显著高于其他组织(P<0.05);草鱼Myf-5基因的表达随着其生长发育呈下降趋势,在较大规格试验鱼(500 g)中的表达显著低于其他2种规格(50~60 g、120~130 g)的试验鱼(P<0.05)。结论:获得了草鱼Myf-5基因序列,其在红肌、白肌和脑组织中的表达量显著高于其他组织,并随生长发育呈下降趋势,为研究Myf-5在草鱼肌肉发育过程中的作用提供了基础资料。     

草鱼和翘嘴鲌fgfrhl-1基因的克隆和表达分析

成纤维细胞生长因子受体同源类似物1(fgfrhl-1)基因是目前仅在鱼类基因组中检测到的fgfr基因家族成员, 该序列在鱼类进化过程中高度保守。为研究fgfrhl-1基因的表达情况和具体的功能, 在亲缘关系较远的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)和翘嘴鲌(Culter alburnus Basilewsky)中克隆了fgfrhl-1的cDNA序列, 并通过半定量RT-PCR和冰冻切片原位杂交分析了该基因在成体不同组织中的表达情况。克隆结果的序列分析表明: 草鱼fgfrhl-1 cDNA序列全长为1472 bp, 5′-UTR长213 bp, 3′-UTR长56 bp, 开放阅读框长1203 bp; 翘嘴鲌fgfrhl-1 cDNA序列全长为1886 bp, 5′-UTR长298 bp, 3′-UTR长385 bp, 开放阅读框长1203 bp。在两种鱼类中该基因都编码400个氨基酸, 其预测的氨基酸序列同源性高达95.5%。蛋白二级结构预测表明Fgfrhl-1具有FGFRs家族蛋白的胞内酪氨酸激酶区, 跨膜的螺旋区和胞外配体识别结合区, 但其胞外区比FGFRs缺少了3个免疫球蛋白样结构域。通过RT-PCR方法在两种鱼类的心脏、鳃、肝、脾、尾鳍以及肌肉组织的肌间隔中均检测到了fgfrhl-1表达, 但在肌纤维中均没有检测到其表达。对这两种鱼类的肌肉组织、肝脏和脾脏进行的组织切片原位杂交表明fgfrhl-1只在这些组织和器官的结缔组织及导管中表达, 不在间质细胞结构中表达。这些结果说明: fgfrhl-1的成体组织特异性表达模式在不同鱼类中基本一致, fgfrhl-1在鱼类各组织和器官的结缔组织和导管的细胞中表达, 不在间质细胞中表达。因此, fgfrhl-1可能在鱼类结缔组织及导管分化调控或功能维持中有独特作用。     

Characterization and expression pattern of a novel β-defensin in common carp (Cyprinus carpio L.): implications for its role in mucosal immunity

β-defensins are a group of cysteine-rich cationic antimicrobial peptides that play antibacterial and antiviral roles in immune systems of vertebrates. Here, we report the cloning and identification of a β-defensin 3 cDNA sequence from the common carp (Cyprinus carpio L.). Sequence alignment and phylogenetic analysis indicated that this β-defensin 3 belonged to the BD-2 group of fish. Real-time PCR showed that the β-defensin 3 mRNA was expressed in all the tissues of normal common carp that we examined and was highly expressed in the spleen and gills. When challenged with Vibrio anguillarum, the expression level of common carp β-defensin 3 mRNA was quickly upregulated in various tissues. Our results indicate that the β-defensin 3 showed markedly high constitutive expression in the gills, and significantly upregulated expression in the hindgut of the common carp after infection, suggesting it plays an important role in the innate and mucosal immunity of common carp.     

Molecular cloning and sequence analysis of stearoyl-CoA desaturase in milkfish, Chanos chanos

Stearoyl-CoA desaturase (EC 1.14.99.5) is a key enzyme in the biosynthesis of polyunsaturated fatty acids and the maintenance of the homeoviscous fluidity of biological membranes. The stearoyl-CoA desaturase cDNA in milkfish (Chanos chanos) was cloned by RT-PCR and RACE, and it was compared with the stearoyl-CoA desaturase in cold-tolerant teleosts, common carp and grass carp. Nucleotide sequence analysis revealed that the cDNA clone has a 972-bp open reading frame encoding 323 amino acid residues. Alignments of the deduced amino acid sequence showed that the milkfish stearoyl-CoA desaturase shares 79% and 75% identity with common carp and grass carp, and 63%–64% with other vertebrates such as sheep, hamsters, rats, mice, and humans. Like common carp and grass carp, the deduced amino acid sequence in milkfish well conserves three histidine cluster motifs (one HXXXXH and two HXXHH) that are essential for catalysis of stearoyl-CoA desaturase activity. However, RT-PCR analysis showed that stearoyl-CoA desaturase expression in milkfish is detected in the tissues of liver, muscle, kidney, brain, and gill, and more expression sites were found in milkfish than in common carp and grass carp. Phylogenic relationships among the deduced stearoyl-CoA desaturase amino acid sequence in milkfish and those in other vertebrates showed that the milkfish stearoyl-CoA desaturase amino acid sequence is phylogenetically closer to those of common carp and grass carp than to other higher vertebrates.     

Isolation and characterization of Argonaute 2: a key gene of the RNA interference pathway in the rare minnow, Gobiocypris rarus

Argonaute 2 gene plays a pivotal role in RNAi in many species. Herein is the first report of the cloning and characterization of Argonaute 2 gene in fish. The full-length cDNA of Gobiocypris rarus Argonaute 2 (GrAgo2) consisted of 3073 nucleotides encoding 869 amino acid residues with a calculated molecular weight of 98.499 kDa and an estimated isoelectric point of 9.18. Analysis of the deduced amino acid sequence showed the presence of two signature domains, PAZ and Piwi. RT-PCR analysis indicated that GrAgo2 mRNA expression could be detected in widespread tissues. After infection with grass carp reovirus, GrAgo2 expression was up-regulated from 12 h post-injection (p < 0.05) and returned to control levels at 48 h post-injection (p > 0.05). These data imply that GrAgo2 is involved in antiviral defense in rare minnow.     

彩鲫hira基因片段的克隆及表达分析

hir／hira基因最先作为组蛋白基因表达的一种负调节因子从酵母中被鉴定出来。现已证实,HIRA包含一组保守的蛋白家族,广泛存在于低等真核生物、无脊椎动物和脊椎动物等多种生物体当中,为生命发育所必需。关于hira基因在动物发育过程中的具体作用研究还不是很多,为了进一步探讨hira基因在鱼类发育过程中的作用,作者根据已知hira基因保守序列设计一对简并引物,分别以彩鲫基因组DNA和卵巢cDNA为模板克隆了彩鲫hira基因（Cahira）片段,该片段基因组序列为2181bp,基因组片段含有6个内含子,长度分别为118bp、275bp、372bp、84bp、472bp、86bp;cDNA序列为759bp,编码253个氨基酸,具有5个WD结构域。对其氨基酸序列进行比较,结果表明,彩鲫hira基因的氨基酸序列与河鲍、爪蟾、鸡、小鼠、人的hira基因氨基酸序列具有非常高的同源性,分别高达92％、89％、89％、87％和88％。组织特异性表达分析表明,所检测的彩鲫组织除了精巢和肌肉中未检测到hira基因表达外,其余组织均有表达。其中卵巢和肝脏中表达很强,而在脑、心、脾、肾中表达较弱,说明该基因可能在维持卵巢和肝脏组织的功能方面起一定作用。