鸡Apo-AI基因g.-163 A>T单核苷酸多态性的功能性分析

鸡Apo-AI基因g.-163 A>T单核苷酸多态性(SNP)与鸡腹脂重和腹脂率显著相关. 生物信息分析显示,该SNP位于鸡Apo AI基因转录起始位点,提示它可能是一个功能性SNP. 为确定该SNP的功能性, 本研究分别构建了含该SNP位点A和T等位基因的启动子报告基因载体,分别在DF1细胞和HepG2细胞中比较这2个等位基因对鸡Apo AI基因启动子活性的影响. 研究发现,T等位基因的启动子报告基因活性及报告基因mRNA表达水平均显著高于A等位基因（P<0.05）,表明该SNP影响基因表达,是1个功能性SNP. 本研究结果提示,鸡Apo-AI基因g.-163 A>T有望作为优质鸡育种的功能性分子标记.     

鸡miR-17-92基因簇靶基因ZFPM2的鉴定及功能分析

miR-17-92基因簇在哺乳动物的许多生理和病理过程中发挥重要作用。本实验室前期研究发现,miR-17-92基因簇促进鸡前脂肪细胞的增殖,但其作用机制尚不清楚。为了揭示miR-17-92基因簇促进鸡前脂肪细胞增殖的作用机制,本研究采用CCK-8细胞增殖检测方法分析干扰ZFPM2对前脂肪细胞的影响,结果发现,干扰ZFPM2能显著促进鸡前脂肪细胞的增殖(P<0.01);与CCK-8分析结果相一致,干扰ZFPM2可致使细胞增殖标志基因PCNA、Ki67、Cyclin D1的mRNA表达量明显升高(P<0.01或P<0.05)。进一步对鸡ZFPM2基因进行生物信息学分析,发现该基因mRNA的3′UTR有两个区域存在miR-17-92基因簇4个成员(miR-17-5p、miR-20a、miR-19a及miR-19b)的潜在结合位点。为验证miR-17-92基因簇是否靶作用于鸡ZFPM2基因,构建了鸡ZFPM2基因3′UTR区的荧光素酶报告基因载体(野生型)(psi-CHECK2-ZFPM2-3′UTR-WT)及其突变型的荧光素酶报告基因载体(psi-CHECK2-ZFPM2-3′UTR-MUT)。报告基因活性分析显示,过表达mi-17-92基因簇能极显著地抑制野生型ZFPM2的报告基因活性(P<0.01);转染miR-17-5p、miR-20a及miR-19a的抑制剂均能显著地提高野生型ZFPM2报告基因的活性(P<0.01或 P<0.05),但这些抑制剂对突变型ZFPM2报告基因的活性无明显影响。qRT-PCR分析发现,miR-17-5p、miR-19a及miR-20a的抑制剂能显著提高内源性ZFPM2基因mRNA的表达水平(P<0.01或P<0.05)。共转染分析发现,尽管差异不显著,但miR-17-5p和miR-19a的抑制剂均倾向于降低ZFPM2干扰片段的促细胞增殖作用。本研究结果表明：miR-17-92基因簇成员miR-17-5p、miR-20a、miR-19a及miR-19b靶作用于ZFPM2;miR-17-92基因簇至少部分通过抑制ZFPM2基因表达从而促进鸡前脂肪细胞的增殖。     

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。     

鸡6个功能基因microRNA靶标区域SNP的生物信息学预测

GDF-8、IGF-I、IGF-III、IGF2R、IGFBP2和GHR是鸡的重要经济性状候选基因。利用miRanda和Targetscan软件预测6个基因3′UTR潜在的microRNA靶标, 并发掘靶标区域SNP位点。结果表明: 在6个基因的26个microRNA靶标区域, 共检测到125个SNP位点, 在靶标及其5′和3′邻接等长侧翼区分别检测到47个、44个和35个SNPs位点, 其中12个SNP定位于靶标种子序列互补区。种子序列互补区及其3′侧翼区的SNP位点可能会影响microRNA的调控, 导致家禽的表型变异     

大鼠Cacnb1报告基因载体构建及miR-16靶向验证

子宫平滑肌过度收缩可导致原发性痛经。钙通道在子宫平滑肌收缩过程中起关键作用,钙通道电压依赖性β1蛋白(voltage-dependent L-type calcium channel subunit beta-1,CACNB1)是其主要组成部分。为探讨mi R-16在子宫平滑肌细胞收缩过程中的调控功能,需验证大鼠Cacnb1基因是否为mi R-16的靶基因。首先,设计特异性引物,扩增大鼠Cacnb1基因3′UTR序列,将扩增片段克隆到pmi R-RB-REPORTTM双荧光素酶报告基因载体,同时构建大鼠Cacnb1基因3′UTR突变的载体;随后,包含正常Cacnb1基因3′UTR序列的载体和突变后的载体分别与mi R-16 mimics共转染293T细胞,检测相对荧光素酶活性变化。结果发现,mi R-16 mimics能够通过结合大鼠Cacnb1基因3′UTR序列显著抑制荧光素酶活性(n=3,P0.001),而对大鼠Cacnb1基因3′UTR突变后的荧光素酶活性无抑制作用。因此,mi R-16能够负向调控大鼠Cacnb1基因的表达,故大鼠Cacnb1基因是mi R-16的靶基因。     

更正

<正>于莹莹,等.鸡IGFBP2基因3′UTR区1196CA单核苷酸多态性的功能性鉴定及分析.生物化学与生物物理进展,2014,41(11):1163-1172因编辑部工作失误造成上述论文图3的部分内容在印刷版中缺失,现将正确的图3刊登如下,并就此向作者及广大读者致歉!     

PLOD3基因3′调控区的人类特异突变改变miR-124a对PLOD3的调控

microRNAs(miRNAs)是一类在转录后水平调控基因表达的不编码蛋白质的小RNA(长度20—24个碱基)。其中,miR-124a是一个在哺乳动物中枢神经系统高度表达的miRNA,在神经前体细胞向神经元分化的过程中起着举足轻重的作用。由于miRNAs特异性地识别靶基因的3′端调控区(3′UTR)的靶序列,因此,在人类起源过程中基因3′UTR的单核苷酸序列变异有可能导致miRNA调控的改变。通过靶基因预测和3′UTR区在哺乳动物代表物种间的同源序列比较,我们发现miR-124a的靶基因中有一个基因(PLOD3)3′UTR的靶位点中存在人类特异突变位点。利用体外报告基因系统,发现PLOD3基因3′UTR靶位点中所含的一个人类特异的突变导致miR-124a对PLOD3的调控效率降低。研究表明,miRNAs靶基因3′UTR的序列变异具有功能效应,它有可能是人类中枢神经系统在起源和演化中发挥关键作用的重要遗传机制之一。     

miR-181a调控骨髓间充质干细胞中OPG水平及对破骨细胞活性的影响

该研究预测并验证骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)中mi R-181a对靶分子骨保护素(osteoprotegerin,OPG)m RNA水平的调控作用,探讨其在骨质疏松发病过程中对破骨细胞活性的影响。通过生物信息学预测mi R-181a可能调控的靶基因OPG,构建含mi R-181a结合位点的OPG m RNA 3′UTR(3′untranslated regions)荧光素酶报告载体。通过双荧光素酶载体系统检测mi R-181a与OPG m RNA 3′UTR相互作用对荧光素酶活性的影响;转染mi R-181a进入BMMSCs并与破骨细胞共培养,TRAP(tartrate resistant acid phosphatase)染色检测共培养体系中破骨细胞数目的改变。结果表明,双荧光素酶报告提示,mi R-181a的靶分子为OPG m RNA,上调mi R-181a(mimics组)水平后,破骨细胞数目较对照组显著增多(P0.05);下调mi R-181a(inhibitor组)水平后,破骨细胞数目较对照组显著降低(P0.05)。研究结果显示,mi R-181a可以负调控OPG的蛋白水平,进而影响破骨细胞活性。     

miR-181b-5p调控TIMP3对apoE~(-/-)鼠动脉粥样硬化炎症影响及相关因子检验

为探究mi R-181b-5p靶向调控TIMP3对apo E~(-/-)鼠动脉粥样硬化炎症的影响,本研究基于生物信息学预测筛选,并采用双荧光素酶报告基因系统验证mi R-181b-5p靶基因。同时在ox-LDL刺激THP-1巨噬细胞及apo E~(-/-)动脉粥样硬化模型小鼠中检测mi R-181b-5p靶基因m RNA及蛋白水平的表达情况,并且检测转染mi R-181b-5p后细胞水平和动物体内炎症因子TNF-α、INF-γ、IL-1β、IL-18、CCL2的表达变化。此外,通过病理切片方法检测转染mi R-181b-5p后小鼠主动脉窦处病变情况。研究通过双荧光素酶报告基因系统验证TIMP3为mi R-181b-5p靶基因,并在ox-LDL刺激THP-1巨噬细胞及apo E~(-/-)动脉粥样硬化模型小鼠中证明了mi R-181b-5p可以降低TIMP3转录水平从而降低其蛋白水平表达,同时研究发现mi R-181b-5p在细胞水平和动物体内均会增强炎症因子TNF-α、INF-γ、IL-1β、IL-18、CCL2的表达,并可以增加小鼠主动脉窦处病变面积。研究认为在动脉粥样硬化发生中,mi R-181b-5p可以增加病变面积并且提升相关炎症因子的表达、分泌,其作用机理很可能是通过抑制靶基因TIMP3表达,进而降低TIMP3蛋白水平实现的,为研究动脉粥样硬化机制提供了理论依据。     

过表达鸡Gata2或Gata3基因抑制Pparγ基因的转录

脂肪细胞分化是脂肪组织发育的一个重要过程. 目前,鸡脂肪细胞分化的分子调控机制还不十分清楚. 哺乳动物的研究结果表明,转录因子GATA结合蛋白2(Gata2)和GATA结合蛋白3(Gata3)具有抑制脂肪细胞分化的功能,它们在白色脂肪组织和棕色脂肪组织中的表达模式不同. 鸡没有棕色脂肪组织,目前还没有关于Gata2 和Gata3作用于鸡脂肪细胞分化的研究报道. 本研究利用半定量RT PCR的方法分析了Gata2和Gata3基因在鸡腹部脂肪组织和前脂肪细胞中的表达规律,发现鸡腹部脂肪组织中高水平表达Gata2 基因,低水平表达Gata3基因|鸡前脂肪细胞中Gata2 基因的表达水平远高于Gata3基因的表达水平,油酸诱导分化后的鸡前脂肪细胞Gata2基因的表达水平明显下调.此外,鸡过氧化物酶体增殖体激活受体γ(Pparγ)启动子（－1985/－89）报告基因荧光素活性分析和半定量RT PCP发现,在DF1细胞中过表达Gata2 或Gata3抑制鸡PPARγ基因的转录. 本研究结果为进一步研究鸡脂肪细胞分化的分子调控机制和Gata2和Gata3基因的生物学功能提供了参考.