酵母单杂交的原理与实例

许多诱导型基因的表达,都受特定的转录因子和顺式元件调控。要阐明各种信号传递途径与基因表达调控的机理,克隆和鉴定转录因子是关键。近年来酵母单杂交方法被广泛应用于克隆和鉴定各种动植物的转录因子,本文以拟南芥DREB转录因子的克隆为例,介绍酵母单杂交方法的原理和具体应用。     

一种快速准确构建酵母单杂交系统报道子的方法

酵母单杂交系统是根据DNA结合蛋白 (即转录因子 )与DNA顺式作用元件结合调控报道基因表达的原理来克隆编码目的转录因子的基因 ,其中构建带有不同DNA顺式作用元件的报道子是该系统的重要环节。目前 ,构建酵母单杂交系统报道子主要采用随机串联的方法 ,由于串联的顺式作用元件的个数和方向不能控制 ,所以筛选报道子费时费力。尝试采用同尾酶定向克隆的方法 ,将顺式作用元件按相同方向和所需的个数串联起来 ,减少了筛选报道子所需的时间和费用。     

拟南芥CKI1基因上游转录调控因子筛选及鉴定

拟南芥CKI1(cytokininindependent 1)是双组分信号系统中一个组氨酸激酶蛋白,通过作用于下游组氨酸磷酸转移蛋白激活双组分信号通路,在调控胚囊中央细胞命运分化和发育过程中具有重要作用。然而目前对于CKI1基因上游转录调控因子还知之甚少。本研究分析了不同长度的CKI1启动子在拟南芥胚囊中的活性,并利用酵母单杂交技术对CKI1上游转录调控因子进行了筛选和鉴定。结果表明,位于内含子区域中的F5/R2片段表现出与CKI1启动子全长相一致的表达活性。进一步选取3个串联重复的F5/R2片段用于构建诱饵表达载体,同时,选取拟南芥雌蕊构建cDNA文库,通过酵母单杂交筛选获得226个阳性克隆。去除低质量及冗余重复的序列后共获得66条可读序列,其中8条序列对应的基因编码具有DNA结合功能的蛋白。研究结果为进一步揭示CKI1基因的转录调控机制提供了重要参考信息。     

酚类化合物代谢中受UV-C辐照调控的转录因子的筛选

SlPAL5基因是酚类化合物代谢的关键基因。UV-C辐照可以有效提高番茄果实中酚类化合物的含量。因此研究调控SlPAL5基因表达的转录因子,对于进一步阐明UV-C诱导番茄果实酚类化合物合成的调控机制具有重要意义。文中通过构建番茄酵母单杂交文库,利用酵母单杂交技术筛选调控酚类化合物合成关键基因SlPAL5表达的转录因子。通过测序和Blast同源性分析得到转录因子SlERF7,并证实SlERF7可以与SlPAL5的启动子相互作用。另外,UV-C辐照可以显著提高SlERF7的表达水平。结果表明受UV-C辐照诱导的SlERF7可能参与了SlPAL5的转录调控,为研究UV-C诱导番茄果实酚类化合物合成的调控机制提供了基础。     

酵母单杂交系统在植物抗渗透胁迫转录因子研究中的应用

酵母单杂交系统是由酵母双杂交系统衍生来的研究DNA与蛋白质之间相互作用的新型系统。该论文系统阐述了单杂交系统的基本原理和技术路线,详细综述了其在植物抗渗透胁迫转录因子各个研究领域的应用进展,即克隆抗渗透胁迫类转录因子基因,确定已知DNA-蛋白质的相互作用,定位已证实的具有相互作用的DNA结合结构域以及验证转录激活作用;并分析了当前该系统在植物抗渗透胁迫转录因子研究中存在的问题,进而结合自己的研究对解决问题的途径进行了探讨。     

植物转录因子与DNA互作研究技术

转录通过调控下游基因的时空特异性表达影响植物生长发育。在转录调控机制的解析过程中, 转录因子与DNA的相互作用是关键的一环。近年来, 研究者利用酵母单杂交(Y1H)和凝胶阻滞迁移率实验(EMSA)检测转录因子能否直接结合DNA; 而瞬时表达技术则是一种检测转录因子对下游基因调控作用的便捷方式。该文对Y1H、EMSA和瞬时表达技术的原理、实验方法和相关注意事项进行详细阐述, 以期为转录因子与DNA的互作研究提供参考方法。     

植物转录因子与DNA互作研究技术

转录通过调控下游基因的时空特异性表达影响植物生长发育。在转录调控机制的解析过程中,转录因子与DNA的相互作用是关键的一环。近年来,研究者利用酵母单杂交(Y1H)和凝胶阻滞迁移率实验(EMSA)检测转录因子能否直接结合DNA;而瞬时表达技术则是一种检测转录因子对下游基因调控作用的便捷方式。该文对Y1H、EMSA和瞬时表达技术的原理、实验方法和相关注意事项进行详细阐述,以期为转录因子与DNA的互作研究提供参考方法。     

与AtGA20ox1启动子结合的转录因子筛选分析

赤霉素(gibberellin,GA)在植物生长发育的各个时期发挥重要作用。GA20-氧化酶(Gibberellin20-oxidase,GA20ox)是赤霉素生物合成途径中关键的限速酶,因此研究调控GA20ox基因表达的转录因子对进一步阐述赤霉素生物合成及其调控具有重要意义。本研究通过酵母单杂交技术利用AtGA20ox1启动子筛选拟南芥转录因子库,筛选获得转录因子RAP2.4f;酵母单杂交和X-gal显色结果进一步证实RAP2.4能与AtGA20ox1启动子结合;CPRG定量分析发现RAP2.4f与AtGA20ox1启动子结合作用强;双荧光素酶检测结果显示RAP2.4f对AtGA20ox1的启动子活性具有抑制作用。这些研究结果表明,RAP2.4f可能参与调控AtGA20ox1的转录。     

水稻转录因子OsBP-73靶基因的初步筛选

OsBP-73是用酵母单杂交系统,以水稻蜡质基因(Wx)的顺式作用元件为诱饵,从水稻cDNA表达文库中筛选获得的转录因子。本文以OsBP-73基因为例介绍了用"下拉"(pull-down)方法筛选转录因子靶基因的一般步骤。将含有该基因DNA结合功能域的cDNA片段构建到原核表达载体上,并在大肠杆菌中诱导表达获得其蛋白p73。用纯化后的p73蛋白通过"下拉"实验对OsBP-73靶基因进行初步筛选,获得了22个阳性克隆,为进一步研究转录因子OsBP-73参与的水稻转录调控网络提供依据。     

DREB1A类转录调控域中对转录激活功能起关键作用的氨基酸

从烟草品种k326中克隆到2个干旱应答元件结合蛋白类(DREB-Like)转录因子基因,命名为NtDREBI和NtDREB1A.序列分析发现,NtDREBI和NtDREB1A编码的蛋白质具有典型的AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚族A类特征.酵母单杂交结果显示,NtDREBI具有激活功能, 而NtDREB1A不能激活下游基因,但可以与DRE元件结合.将NtDREBI、NtDREB1A与其它AP2/EREBP类转录因子序列比对,发现在C末端第148位氨基酸有显著差别.采用定点突变方法进一步研究表明,DREB1A类转录因子的第148位氨基酸残基与其邻近氨基酸残基的相互作用对调控转录激活功能起关键作用.     

植物基因转录的组合控制

植物基因的转录调控是以组合控制方式进行的。本文以不同类型启动子中顺式元件与反式作用因子为例来说明植物基因转录的组合调控机制。     

POMP与SuFu相互作用调控Hedgehog信号通路的活性

Hedgehog信号通路在胚胎发育、组织再生中发挥重要的作用,且与癌症发生发展密切相关. 其胞内调控组分Suppressor of Fused（SuFu）蛋白通过结合转录因子Gli(s),负调控该信号通路,但其作用的分子机制仍不甚清楚. 在本项研究中,以人SuFu作为诱饵蛋白,利用酵母双杂交技术成功地筛选到1个新的相互作用因子-蛋白酶体成熟蛋白（POMP）. 通过免疫共沉淀、体外GST pull-down和免疫细胞化学实验验证其相互作用. 为了探究POMP与SuFu的相互作用对Hedgehog信号通路的影响,构建了POMP的过表达质粒和干扰质粒（miR-RNAi）以及转录因子Gli活性检测系统,即荧光素酶报告基因法,结果显示,过表达SuFu蛋白时POMP正调控Hedgehog信号通路,而下调POMP的表达则抑制Gli的活性. 该研究结果揭示了POMP新的生物学功能,为阐明Hedgehog信号通路的具体分子机制提供了新的线索.