亨廷顿病的基因诊断

为了简单高效检测HD基因开放阅读框5’端(CAG)ｎ三核苷酸重复序列,建立快速准确的亨廷顿病(Huntington disease, HD)基因诊断方法,应用TaKaRa LA Taq DNA聚合酶配合GC buffer扩增HD基因包含(CAG)ｎ重复序列的目的片段,非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测后回收(CAG)ｎ拷贝数异常增多的目的片段,再次PCR扩增后将产物连接至T载体,进行DNA测序确定CAG的拷贝数。应用该方法对一个HD家系的3名成员以及20名正常人进行基因诊断,结果显示该HD家系3名成员的一条染色体上的(CAG)ｎ拷贝数在正常范围内,而另一条染色体上的(CAG)ｎ拷贝数异常增多,分别为39、40、41,而20例正常人(CAG)ｎ拷贝数均在正常范围内,正常和HD等位基因之间的(CAG)ｎ拷贝数不相重叠。因此,应用该方法可以对HD进行准确的基因诊断,结果同时也证明HD基因的动态突变是导致中国人亨廷顿病的遗传基础。     

Pib启动子中茉莉酸和乙烯响应元件的转基因分析

水稻Pib基因的表达受茉莉酸、乙烯等激素诱导, 为了确定该基因启动子响应茉莉酸和乙烯诱导的必需区域, 进一步阐明茉莉酸和乙烯响应分子元件, 文章用PCR制备了Pib全长启动子-3 572~2 bp及3个5′端有不同长度缺失的Pib启动子片段-2 692~2 bp、-1 335~2 bp、-761~2 bp。4个不同长度Pib启动子分别置换掉双元质粒中gus基因上游的35S构建为重组质粒, 经农杆菌介导转入水稻获得转基因植株。转基因水稻中gus活性的蛋白质水平和mRNA水平的定性和定量分析结果表明, 全长Pib启动子(-3 572~2 bp, pNAR901)启动活性最强, 茉莉酸或乙烯诱导6 h后, 其驱动gus基因在转基因植株各部组织中的表达量明显上升。而-3 572~-2 692 bp区段序列缺失后不但Pib启动子启动活性显著降低而且也丧失了对茉莉酸和乙烯的诱导活性。pNAR902(-2 692~2 bp),pNAR903(-1 335~2 bp)和pNAR904(-761~2 bp)中的Pib启动子序列的缺失长度相差达2倍和3倍以上, 但其对茉莉酸和乙烯的诱导响应没有区别。这些结果显示3个Pib启动子缺失体构建中, 其共同缺失序列即-3 572~-2 692 bp区域是Pib启动子茉莉酸和乙烯诱导响应的必需区域。软件检索证实, Pib启动子序列中只在上述共同缺失区段之内的-2 722 bp处有一个GCCGCC基序。文章报道的转基因实验表明GCCGCC基序可能是Pib基因中有关茉莉酸和乙烯诱导响应的顺式分子元件。     

竹节花黄斑驳病毒启动子的缺失分析及功能

竹节花黄斑驳病毒(CoYMV)是侵染单子叶植物竹节花的一 种双链环状DNA病毒,它的启动子可介导外源基因在烟草韧皮部特异表达。为了研究其组织 特异性表达的最佳启动子区域,对CoYMV启动子进行了5′端五种不同长度的缺失分析,用不同长度的启动子片段与GUS基因及NOS3′端转录中止序列构建了全长启动子及5 个缺失启动子序列的六个嵌合GUS基因植物表达载体。利用农杆菌将上述嵌合基因转化烟草 外植体后,每种表达载体都获得了一批转基因烟草植株。转化再生烟草植株的PCR分析、GUS 酶活测定及GUS组织染色的结果表明六种类型的嵌合基因已整合到烟草染色体中,并有五种 表达出GUS活性。缺失到870bp的启动子比全长启动子(1040bp)的活性约高78%,870bp比585bp启动子介导的GUS活性略高但差别不明显,缺失到447和232时GUS活性有明显下 降,但仍具有韧皮部特异表达的特性。当缺失到TATA box附近的44bp时启动子丧失组织特 异性,GUS活性也降低到测不出来的水平。以上结果表明CoYMV启动子从转录起始位点上游 870bp～230bp及232bp下游区分别与启动子的活性和韧皮部组织特异性密切相关,870bp上游可能存在一个负调控序列,所以该启动子的活性和组织特异性的最佳调控区应在87 0bp或585bp的下游区。CoYMV启动子与35S启动子驱动GUS基因在烟草中表达的活性相比, 前者为后者的70%左右,考虑到前者仅在韧皮部细胞表达而后者为组成型表达,所以CoYMV启 动子在韧皮部的活性可能与35S启动子相当或更高。CoYMV启动子在其它转基因植物中驱动外 源基因表达的特点正在研究中。     

产黄青霉工业生产菌种基因报告系统的构建及启动子效率的评价

本研究以四种不同物种来源,不同代谢途径功能基因的启动子为材料,分别构建了以产黄青霉异青霉素N合成酶(IPNS)基因pcbC的启动子Pipns、构巢曲霉3-磷酸甘油醛脱氢酶基因gpdA的启动子PgpdA、构巢曲霉色氨酸合成基因trpC的启动子PtrpC、粗糙脉胞霉氨基酸合成交叉途径控制基因cpc的启动子Pcpc为启动子,腐草霉素(phleomycin)抗性基因为报告基因,构巢曲霉色氨酸合成基因trpC的终止子TtrpC为终止信号的丝状真菌转基因质粒,建立了产黄青霉工业生产菌种启动子筛选、评价体系,调查了这四种启动子的强弱。结果表明选择性标记基因受强启动子驱动可以提高产黄青霉工业生产菌种的转基因效率。研究也显示这四种启动子的强弱的顺序为PgpdA、Pcpc、Pipns和PtrpC。     

基质结合区与转基因动物的基因表达

基质结合区(MAR)在稳定转染的细胞系中的研究结果显示,能缓冲在其侧翼的染色质某些拮抗作用.这为外源基因在染色体中随机整合的转基因动物研究提供了新的方向.文章对其在转基因动物中的探索性研究及可能的机理进行综述.指出在转基因动物中,MAR的应用能导致建立独立的基因活性结构域.它对基因高效表达无疑具有重要作用.MAR可能是一种新的顺式作用元件,与增强子、启动子协同作用调节基因的表达.     

一种快速检测启动子特异性的方法

非洲爪蟾的受精卵体积大,易于操作,与转基因鼠比较,转基因爪蟾操作更是快速、经济、简便,是一种深受欢迎的脊椎动物模型。利用绿色荧光蛋白（GFP）的特性,与不同的基因启动子连接,并运用显微注射技术制备转基因蟾,根据GFP表达情况,可以初步判断启动子的特异性。     

Hsp22对SCA3/MJD转基因果蝇的神经保护作用研究

为了探讨Hsp22在SCA3/MJD发病机制中的作用．选用GMR-GAL4和elav-GAL4驱动子,利用经典的GAL4-UAS系统,将含有78个CAG重复扩增的ataxin-3蛋白片段(MJDtr-Q78)分别在果蝇眼睛和神经系统选择性表达,构建GMR-GAL4/UAS和elav-GAL4/UAS系统SCA3/MJD转基因果蝇模型, 然后利用遗传学方法和热休克反应使Hsp22在SCA3/ MJD转基因果蝇眼睛和神经系统以不同水平过表达．结果表明,Hsp22过表达显著抑制了MJDtr-Q78蛋白的神经毒性,果蝇眼睛视网膜光感受神经元变性明显缓解,果蝇存活能力也显著提高．Hsp22对SCA3/MJD具有保护作用,增强Hsp22表达对SCA3/MJD可能是一种潜在的治疗方法．     

杜氏盐藻DCA1启动子内GT重复序列在盐诱导调控中的作用

为了研究杜氏盐藻双拷贝碳酸酐酶（DCA1）启动子中高度重复的GT序列在盐诱导表达时的调控作用,设计不同的引物,通过PCR法获得6条不同长度的DCA1启动子片段,分别与gus报告基因融合后构建6个表达载体;电击法转化杜氏盐藻细胞。组织化学染色和荧光定量法检测GUS在不同盐浓度下的瞬时表达。结果显示,DCA1启动子内高度重复的GT序列无论与其上游、下游或上下游片段同时结合均能驱动gus基因的表达,并且其表达受氯化钠浓度调控,其中和上下游均结合时活性最强;无GT重复序列的融合片段及GT 重复的下游片段也能驱动gus基因的表达,但其表达不受氯化钠浓度调控;而GT重复的上游片段不能驱动gus基因的表达。结果提示:盐藻DCA1启动子中高度重复的GT序列在盐诱导调控中起重要作用,可能为一种新型的盐诱导元件。     

水稻受盐抑制基因OsZFP1的转基因分析

OsZFP1(水稻锌指蛋白1)基因编码的蛋白含有3个推测的Cys2/Cys2-型锌指结构域,它的表达受盐胁迫负调控。构建了以35S为启动子的OsZFP1基因的植物表达载体,并将其转入拟南芥(ArabidopsisthalianaL.)植物和水稻(OryzasativaL.)愈伤组织中以过量表达OsZFP1基因。转基因的拟南芥植株和水稻愈伤组织对盐处理的敏感性都比野生型要高。这一结果表明OsZFP1基因可能编码一种负调控蛋白,它可能抑制某些盐诱导基因的表达。在ABA处理下,转基因拟南芥植株比野生型植株抽苔晚,说明OsZFP1基因的作用可能受ABA调节。     

植物转基因沉默研究进展

随着转基因技术在植物中的广泛应用,转基因沉默受到越来越多的重视。转基因沉默可发生在转录和转录后两种水平,其基本特征就是依赖于同源的重复序列。转基因的重复拷贝间,转基因与同源的内源基因间及RNA病毒与同源转基因间都会发生基因沉默。可能有不同的机制导致转基因沉默,本文综述了转基因沉默的机理研究及转基因沉默在植物抗病基因工程和植物功能基因组学方面的应用 。     

苏云金芽胞杆菌Sigma54和CcpA共同调控的基因鉴定

【目的】通过综合分析苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)HD73菌株Sigma54缺失突变体的转录组数据和蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)ATCC 14579菌株CcpA缺失突变体的转录组数据,并进行启动子与CcpA蛋白的体外结合验证,明确Bt HD73菌株中Sigma54和CcpA共同调控的基因,丰富了对微生物的代谢调控网络的认识。【方法】以转录组测序结果为基础,通过基因同源性的比对在Bt HD73菌株中寻找受Sigma54和CcpA共同调控的基因,在这些基因中找到具有cre序列的启动子,通过凝胶阻滞验证这些启动子与CcpA蛋白的结合。【结果】Bt HD73菌株中有31个基因受Sigma54和CcpA共同调控,其中14个基因的启动子序列包含cre序列,这些启动子都可以与CcpA蛋白发生体外结合。【结论】Bt HD73菌株中有14个基因直接受CcpA的调控,同时其转录受Sigma54的控制。     

植物转基因沉默研究进展

随着转基因技术在植物中的广泛应用,转基因沉默受到越来越多的重视。转基因沉默可发生在转录和转录后两种水平,其基本特征就是依赖于同源的重复序列。转基因的重复拷贝间,转基因与同源的同源基因间及RNA病毒与同源转基因间都会发生基因沉默。可能有不同的机制导致转基因沉默。本文综述了转基因沉默的机理研究及转基因沉默在植物抗病基因工程和植物功能基因组方面的应用。     

采用玉米Ubi-1启动子获得低拷贝转基因玉米植株

通过基因枪粒子轰击和草丁膦（PPT）选择获得可育的玉米转基因植株,并分析了外源基因在转化体中的拷贝数与启动子之间的关系。用玉米Ubi-1启动子驱动外源基因,玉米转化体中外源基因的拷贝数较低;可能的原因为Ubi-1启动子通过与其内部同源序列发生重组而被定点整合进玉米基因组,共转化的两种质粒DNA在整合至玉米染色体DNA之前已重构成为一个整体。结果显示使用某一植物自身基因的启动子可以降低外源基因在该物种转基因个体中的拷贝数,进而避免基因沉默现象的发生。目前已得到第二代转基因玉米种子。     

水稻受盐抑制基因OsZFP1的转基因分析

OsZFP1(水稻锌指蛋白1)基因编码的蛋白含有3个推测的Cys2/Cys2-型锌指结构域,它的表达受盐胁迫负调控.构建了以35S为启动子的OsZFP1基因的植物表达载体,并将其转入拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)植物和水稻(Oryza sativa L.)愈伤组织中以过量表达OsZFP1基因.转基因的拟南芥植株和水稻愈伤组织对盐处理的敏感性都比野生型要高.这一结果表明OsZFP1基因可能编码一种负调控蛋白,它可能抑制某些盐诱导基因的表达.在ABA处理下,转基因拟南芥植株比野生型植株抽苔晚,说明OsZFP1基因的作用可能受ABA调节.     

拟南芥AHAl基因启动子的表达特性分析

从拟南芥中分离到编码质膜H^＋-ATPase的AHA1基因启动子序列813bp,并构建了此种启动子与GUS嵌合的重组载体,通过农杆菌介导转化拟南芥,得到转基因拟南芥。用组织化学方法分析AHA1基因启动子驱动GUS转基因拟南芥的结果表明,GUS基因在转基因的拟南芥根、茎、叶、花和荚的维管组织中均有表达,且不同发育时间内GUS基因表达也不同。以上研究表明拟南芥AHA1基因可能参与植物的生长发育与抗逆胁迫反应。     

特异性检测胰腺组织表达Cre重组酶转基因小鼠的方法

利用组织特异性分子标志物启动子调控Cre重组酶,研制了6种在不同组织中特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠.这些转基因小鼠的基因型鉴定均使用设计在Cre基因编码区的通用引物.为了特异性检测胰腺组织表达Cre重组酶的转基因小鼠,在大鼠胰岛素RIP启动子上和Cre基因上设计1对引物进行PCR扩增,并通过凝胶电泳进行分析.PCR结果显示,设计在Cre基因上的通用引物可以从6种不同组织特异性Cre重组酶转基因小鼠基因组DNA中扩增获得480 bp产物;利用本研究设计的特异性引物可以从胰腺组织表达Cre重组酶转基因小鼠基因组DNA中扩增200 bp的目的条带.这一结果表明,利用特异性引物进行PCR反应,可有效地将胰腺组织表达Cre重组酶转基因小鼠与其他多种组织的Cm重组酶转基因小鼠鉴别开来.     

一个光合组织特异表达强启动子的分离及功能分析

用接头PCR技术克隆了长度为1415 bp的PNZIP基因启动子, 该启动子具有真核生物启动子的典型特征, 引物延伸实验证明转录起始位点位于翻译起始位点上游122 bp处. 根据PNZIP基因启动子的序列特征, 利用PCR技术对该启动子进行了有目的的缺失, 将5个长度不同的启动子片段分别与报告基因GUS相连接, 构建植物表达载体, 转化烟草. 荧光定量检测结果表明: 5个不同长度的PNZIP启动子均能驱动GUS基因在光合组织中专一表达, 它们的活性随着启动子5′端的逐步缺失而不断地下降; 在叶片组织中长度为1415 bp的PNZIP启动子活性比35S启动子高9倍; PNZIP启动子中存在2个可能与光合组织特异表达有关的新的顺式作用元件, 即GAAATA和GATACT, GATACT元件可能决定基因的光合组织特异性表达, 而GAAATA可能作为增强子提高基因在光合组织的表达强度.     

转基因植物中外源基因沉默机制及防止对策

系统论述了诱发转基因沉默的因素、植物转基因沉默发生水平并提出了基因沉默的防止对策,基因沉默现象是导致外源基因不能在转化植物中正常表达的重要原因。甲基化、重复序列、反式失活和共抑制是基因沉默的主要诱因。其作用水平主要有三种：位置效应、转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默,避免基因间的同源性、避免重复序列的出现、消除甲基化的影响、使用MAR以及使用诱导型启动子,可以提高外源基因的表达水平,有效防止基因沉默。     

拟南芥鼠李糖合成酶基因AtRHM1启动子区葡萄糖应答调控元件的鉴定

植物中,UDP-L-鼠李糖是细胞壁骨架的主要成分,由鼠李糖合成酶催化底物UDP-α<,-D->葡萄糖合成.本实验从拟南芥基因组中分离了鼠李糖合成酶基因AtRHM1 1058bp的启动子序列并对启动子5'端进行了不同长度的缺失.将全长启动子及不同缺失启动子与GUS报告基因进行融合后转化野生型拟南芥,获得了一系列转基因植株.启动子缺失分析结果表明,AtRHM1基因在转录水平上受葡萄糖的诱导,参与葡萄糖应答反应的顺式调控元件位于启动子的-931 bp～-752bp区域.     

不同转录频率的酵母基因启动子序列结构差异性分析

不同基因的转录效率一般会有差异,启动子序列的组织结构可能是造成差异的原因之一。本文分别基于出现频率、Markov模型以及加权Markov模型计算出所有6碱基片段(6-mer)在不同转录频率的酵母基因启动子序列中的分布,然后利用最大最小贴近度方法分析这些基因启动子序列结构的差异情况。结果表明,酵母基因的转录频率与启动子序列结构的确有关联,转录频率相差较大的基因,它们的启动子序列结构差异一般也较大。统计分析还表明,高阶(3阶和4阶)加权Markov模型可以更有效地反映基因启动子序列的结构特征。