斑马鱼核纤层蛋白Lamins的生物信息学分析

目的了解斑马鱼核纤层蛋白(lamins)的重要遗传信息。方法在UCSC、Vega及Ensemble数据库上收集了不同物种核纤层蛋白家族相关蛋白质序列,利用Clustal X工具进行分析,并用MEGA 4.0软件绘制进化树;通过NCBI网站上BLAST工具将斑马鱼核纤层蛋白的蛋白质序列与不同物种的相对应的蛋白质序列进行对比,最后将人类、小鼠及斑马鱼的lamins基因信息,进行共线性分析。结果对核纤层蛋白相关基因进行生物信息学分析后显示斑马鱼的核纤层蛋白与人类的相似程度高,推断lmna、lmnb1和lmnb2基因在进化过程中高度保守。结论编码斑马鱼lamins的基因lmna、lmnb1和lmnb2等可能是人类LMNA、LMNB1和LMNB2等基因的直向同源物。     

斑马鱼长链非编码RNA的研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)通常被定义为长度在200 nt以上、无蛋白质编码功能的RNA分子,在基因表达调控中起着关键作用。但近几年研究发现,部分lncRNA也具有编码多肽或蛋白质的能力。研究表明,斑马鱼lncRNA的异常表达会引起其神经系统、免疫系统和循环系统功能的显著变化。现从lncRNA的调控机制与生物学功能、斑马鱼lncRNA在不同发育阶段和不同组织中的表达差异,及其与斑马鱼生理功能的关系等方面进行综述,旨在为斑马鱼长链非编码RNA的研究提供参考。     

斑马鱼TATA结合蛋白的生物信息学分析

斑马鱼TATA结合蛋白(TBP)是转录过程中的重要起始因子。利用生物信息学方法对斑马鱼TBP的理化性质、物种间同源性、保守结构域、跨膜区、亲水性/疏水性、蛋白质二级结构、蛋白质三级结构、蛋白质相互作用进行预测分析。分析表明,斑马鱼TBP全长302个氨基酸,等电点9.8,属于TATA结合蛋白超家族,不含跨膜区,属于亲水蛋白;二级结构以无规则卷曲为主,含5个α螺旋区和8个β折叠区,三维建模空间结构可信度98.9%,进一步分析建模结果可靠;与斑马鱼TBP相互作用的蛋白质均为转录因子或TFⅡD复合物组分。分析结果对于深入研究斑马鱼TBP在基因转录中的作用具有一定的理论指导意义。     

斑马鱼cdk7和cyclin H基因的原核表达及多克隆抗体的制备与鉴定

构建了两个表达斑马鱼cdk7(基因片段)和cyclinH(基因全长)的重组质粒,分别转化大肠杆菌BL21进行原核表达,所得的CDK7和cyclinH两个融合蛋白均以包涵体形式存在。经SDS-PAGE分离,切下含有目的蛋白条带的凝胶冻成干粉,分别免疫新西兰大耳兔,制备并纯化了分别抗CDK7和抗cyclinH的两个多克隆抗体。经酶联免疫吸附测定、蛋白质印迹分析检测,确定获得了两种具有较高效价的特异性多克隆抗体。免疫荧光组织化学结果显示,CDK7和cyclinH这两个蛋白质均普遍存在于斑马鱼胚胎动物极的各个细胞中。     

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)参与调节斑马鱼卵母细胞第一次减数分裂的恢复

旨在阐明MAPK的激活在斑马鱼(Danio rerio)卵母细胞第一次减数分裂恢复中的作用。用17α,20β双羟孕酮(17α,20β-DHP)单独作用及17α,20β-DHP与U0126(MAPK上游信号MEK阻断剂)共同作用两种方法,分别培养斑马鱼卵母细胞。采集不同培养时间的卵母细胞,经裂解变性后利用SDS-PAGE电泳和Western Blot蛋白质免疫印迹技术,检测MAPK磷酸化变化,并且观察生发泡破裂(GVBD)发生情况。结果表明,斑马鱼卵母细胞在17α,20β-DHP诱发下6h基本发生GVBD,MAPK活性在2h明显升高,一直到6h都保持在较高水平。而加入U0126后,斑马鱼卵母细胞MAPK活性受到明显抑制,同一时间GVBD发生率均低于对照组斑马鱼卵母细胞。以上结果表明,MAPK参与调节斑马鱼卵母细胞第一次减数分裂的恢复,是斑马鱼卵母细胞GVBD正常发生所必需的。     

基于Cytoscape下斑马鱼衰老基因-蛋白质的模块化分析

近20年来,斑马鱼逐渐成为研究人类基因功能的重要模型动物。同时,通过对斑马鱼参考基因组序列和10 000多个蛋白编码基因的鉴定,表明斑马鱼至少与人类基因有75%的同源性,进一步验证了斑马鱼基因组序列可以作为衰老的研究模型。此外,其良好保守的分子和细胞生理学的广泛特征使斑马鱼成为揭示衰老、疾病和修复的潜在机制的极好模型。但是斑马鱼衰老的分子机制很少发生分子间的相互作用,因此蛋白质-蛋白相互作用(PPI)网络是非常可取的。本实验描述了斑马鱼这种生物衰老机制的模型,其涵盖了与衰老相关的87种蛋白质之间的767种相互作用。这不仅包含准确预测的PPI,还包含从文献收集以及实验所得的那些分子相互作用。同时,将这些分子相互作用模块化,形成模块化,找到11个中心基因,分析预测其衰老过程。希望能帮助研究斑马鱼的学者研究其衰老过程,提供一些假说和帮助。     

斑马鱼基因和蛋白质命名规则简介

本文简要介绍斑马鱼(Danio rerio)基因和蛋白质的命名规则,内容主要译自《ZFIN斑马鱼命名指南》中的相应部分(https://wiki.zfin.org/display/general/ZFIN+Zebrafish+Nomenclature+Guidelines),并对其组织与行文进行了整理,还更新了其中的示例。     

组蛋白精氨酸甲基化与斑马鱼早期发育

发育是由基因的特定时空表达模式来调控的,其表观遗传机制已越来越受到关注。组蛋白精氨酸甲基化是一种重要的翻译后修饰,由蛋白质精氨酸甲基化酶催化产生,对染色体的结构与功能具有重要调控作用。不同位点的精氨酸甲基化与其相邻位点的翻译后修饰具有复杂的对话机制,并可招募或阻碍相关效应分子的结合,进而导致转录激活或抑制。斑马鱼作为一种重要的发育生物学研究模式动物,已为蛋白质精氨酸甲基化酶在早期发育过程中的生理功能的研究提供了大量资料。该文对组蛋白精氨酸甲基化的产生、对话调控机制及其对斑马鱼早期发育调控功能的研究进行综述。     

斑马鱼模型在孤独症谱系障碍研究中应用进展

斑马鱼(Danio rerio,zebra fish)是一种新型脊椎动物模型,由于具有与人类同源性高、价格低廉、生长周期短、透明度高等优点,已应用于人类疾病研究。该文分析对比了斑马鱼12个已通过测量目标mRNA或蛋白质水平证明功能丧失的ASD风险基因与人类基因的同源性百分比,从基因组靶向诱变方面介绍了9个斑马鱼功能敲低或敲除且有显著ASD行为的ASD模型,从药物环境诱导方面介绍了丙戊酸钠、戊四唑等环境因素诱导的斑马鱼ASD模型,以及对应的ASD行为表现。斑马鱼对于孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)的机理研究、药物治疗与筛选等研究具有独特的优势,在人类疾病的研究中将会带来极大的研究前景和应用价值。     

斑马鱼过氧化物还原酶的生物信息学分析

[目的]利用生物信息学方法分析斑马鱼过氧化物还原酶Peroxiredoxin(Prx)家族的结构和功能。[方法]基于NCBI数据库中的BLAST程序,搜索斑马鱼Prx序列,从蛋白质氨基酸序列比对、系统发育、信号肽、跨膜区、二级结构、高级结构及蛋白质相互作用等方面进行解析。[结果]斑马鱼Prx家族有6个成员(Prx1-Prx6),均含有抗氧化活性半胱氨酸Cys,不含有跨膜结构域,仅Prx4含有信号肽。Prx1-Prx4序列同源性大于50%,有共同的祖先。Prx1-Prx5可与硫氧还蛋白相互作用,Prx6可与谷胱甘肽相互作用。脯氨酸、苏氨酸和精氨酸在空间结构上与斑马鱼Prx活性半胱氨酸接近,有利于Prx抗氧化活性发挥。[结论]斑马鱼Prx蛋白结构具有脊椎动物Prx特点,具有潜在的抗氧化生物学活性。     

斑马鱼对铜、铅和镍的生物富集动力学研究

以斑马鱼为实验对象,应用双箱动力学模型模拟了其暴露在不同浓度的3种重金属（Cu、Pb、Ni）养殖水中,考察其在富集与排出过程中的生物富集规律,利用电感耦合等离子体质谱法（ICP MS）对斑马鱼体内重金属含量进行动态监测,并对结果进行非线性拟合,得到斑马鱼富集重金属的动力学参数。对模型拟合度检验表明双箱动力学模型拟合程度良好,可用于描述Cu、Pb和Ni在斑马鱼体内的生物富集规律。结果表明：斑马鱼对水中重金属的富集能力与暴露浓度呈正相关,而其对不同重金属的富集具有选择性,对3种重金属生物富集能力由强到弱排序为Cu>Pb>Ni,其中斑马鱼对Cu的富集能力极强。此外,斑马鱼对3种重金属的排出速率系数与生物半衰期均与暴露浓度无明显相关性,不同种类的重金属在斑马鱼体内的生物半衰期按时间长短排序为Ni>Pb>Cu,但排出阶段结束后,斑马鱼体内的重金属浓度依然高于初始浓度数倍甚至数十倍。     

借助斑马鱼EST数据库从鲤鱼微卫星序列中寻找蛋白编码基因(英文）

应用 in silico的方法,利用Blastn 和Blastx 搜索引擎,将鲤鱼微卫星序列与GenBank数据库进行同源序列比对。利用Blastn,将侧翼序列长度>50 bp的875个鲤鱼微卫星序列与斑马鱼的EST数据库首先进行比对,结果找到了121个同源序列。随后采用Blastx搜索蛋白质数据库,有94个微卫星位点存在同源蛋白。除了33个假定和3个未知蛋白外,剩余的58个微卫星位点被成功地进行了功能注释,而且其中的7个位点已经定位在了鲤鱼连锁图谱上。另外,通过PCR-SSCP的方法,将两个与鲤鱼微卫星侧翼序列相匹配的斑马鱼EST序列开发成鲤鱼的STS标记,并将其中的一个标记HLJZe33定位到鲤鱼连锁图谱上。以上研究结果表明,通过比较基因组研究,模式生物斑马鱼的很多遗传和基因组资源都可以被利用到鲤鱼的基因组研究中。     

流式细胞仪分选转基因斑马鱼胚胎荧光标记细胞的一种快速方法

荧光蛋白在特异组织和器官表达的转基因斑马鱼已经在发育生物学和疾病模型研究中得到了广泛的应用。这些转基因系有助于追踪和分析数量较少的细胞群。但是如果要分离得到这些细胞来定量分析mRNA或蛋白质的表达情况比较困难。利用流式细胞仪分选这些荧光标记细胞是一种解决办法。此方法在不同的实验室中被广泛地应用。也有相关流程的介绍。但是流程一般较为繁琐,操作比较困难。该文以从转基因斑马鱼Tg（Kdrl：EGFP）中分选绿色荧光蛋白阳性的血管内皮细胞为例,介绍利用流式细胞仪分选转基因斑马鱼荧光标记细胞的实验流程和技术要点。该文作者在前人工作的基础上结合大量的实验经验．发展并优化了一套操作简便、效率较高的流程来分选这些细胞,在此做详细的介绍给大家以供参考。     

借助斑马鱼EST数据库从鲤鱼微卫星序列中寻找蛋白编码基因

应用in sifico的方法,利用Blastu和Blastx搜索引擎,将鲤鱼微卫星序列与GenBank数据库进行同源序列比对.利用Blastn,将侧翼序列长度＞50bp的875个鲤鱼微卫星序列与斑马鱼的EST数据库首先进行比对,结果找到了121个同源序列.随后采用Blastx搜索蛋白质数据库,有94个微卫星位点存在同源蛋白.除了33个假定和3个未知蛋白外,剩余的58个微卫星位点被成功地进行了功能注释,而且其中的7个位点已经定位在了鲤鱼连锁图谱上.另外,通过PCR-SSCP的方法,将两个与鲤鱼微卫星侧翼序列相匹配的斑马鱼EST序列开发成鲤鱼的STS标记,并将其中的一个标记HLJZe33定位到鲤鱼连锁图谱上.以上研究结果表明,通过比较基因组研究,模式生物斑马鱼的很多遗传和基因组资源都可以被利用到鲤鱼的基因组研究中.     

1-苯基-2-硫脲对斑马鱼胚胎发育与黑色素生成的影响

目的1-苯基-2-硫脲（PTU）可抑制斑马鱼胚胎黑色素的产生,保持斑马鱼透明,便于形态观察和信号检测。本文研究了PTU对斑马鱼胚胎发育的影响和抑制斑马鱼胚胎黑色素生成,保持斑马鱼透明性的最佳浓度。方法用不同浓度PTU处理23hpf（受精后,hourspostfertilization,hpf）斑马鱼胚胎,作用57h后观察80hpf斑马鱼的形态学、生理学改变,计算死亡率和孵化率,测量心率和静脉窦-动脉球之间的距离。结果浓度为0．197mmo]／L、0．296mmol／LPTU可以有效抑制黑色素生成,保持斑马鱼整体透明,对斑马鱼心血管系统结构和生理功能无影响,且不影响斑马鱼正常孵化过程。随着PTU浓度的增加,斑马鱼死亡率增加,孵化率下降,出现心包水肿,心脏畸形等改变,心率下降,静脉窦-动脉球之间的距离增大。结论浓度不高于0．296mmol／L的PTU溶液能有效抑制斑马鱼黑色素生成,对斑马鱼心血管毒性研究无影响。     

猪卵泡抑素基因接拼形式克隆、表达及分析

猪卵泡抑素基因（Follistatin,FS）具有调控动物生殖活动和肌肉生长的生物功能,但对猪的研究报道很少。本研究克隆了猪卵泡抑素基因两种接拼形式、比较分析其蛋白结构特征、进化关系和组织表达特性。研究结果表明,通过两对引物成功克隆了猪卵泡抑素基因的1045bp（FS—L）和964bp（FS-L）的两种接拼形式;与Genbank中的序列比对表明FS-L和FS-L的CDS序列与人、牛、家鼠、沟鼠、斑马鱼的卵泡抑素基因序列相似性在80％以上。对两种蛋白质结构域的比较发现,FS-L蛋白相比FS-L蛋白而言缺失了一个FS结构域。同源性分析表明,猪与牛的亲缘关系较近,与人、小鼠、沟鼠和斑马鱼的关系相对较远。组织表达分析表明,两种拼接形式在梅山猪不同组织中的表达存在差异,FS-L基因在梅山猪肌肉及生殖系统等组织中均有表达,而FS-L基因则主要在生殖系统中表达。表明FS-L在肌肉生长中发挥作用,而FS-L主要调控动物的生殖功能。     

综述: 糖基化对斑马鱼发育及再生作用的研究进展

对有机体发育和再生的研究一直是生命科学领域探索热点之一,斑马鱼由于具有发育速度快、胚胎透明便于观察以及其尾鳍、心脏、神经系统等组织器官可以再生等众多优点,已经成为应用最为广泛的模式生物之一．在斑马鱼发育及再生过程中,细胞发生增殖、分化、形态建成等代谢活动,而对其中调控机制的研究尚未完全明确,对其深入探究的意义不言而喻,可以为很多疾病的认识治疗、组织工程的发展奠定理论基础．研究已经表明,在此过程中,有很多蛋白质参与发育及再生的调节,而蛋白质糖基化是重要的蛋白质翻译后修饰,糖基化的变化会影响细胞识别、黏附、信号传导等,从而导致炎症、肿瘤等恶性疾病的发生．近年来,糖组学的发展为发育生物学和再生医学提供了新的思路和研究成果,本文就糖基化变化在斑马鱼的发育过程中发挥的作用做一综述,并对今后它对再生过程的作用进行展望．     

两种密码子优化的Cas9编码基因在斑马鱼胚胎中基因敲除效率的比较

为在斑马鱼中获得特异且高效的基因敲除,多个实验室独立人工合成了序列彼此不一的Cas9 cDNA序列,并克隆入不同的体外转录载体。本文选取两种斑马鱼密码子优化的Cas9编码序列(zCas9_bz和zCas9_wc),对斑马鱼胚胎中的7个基因(外源egfp及内源chd、hbegfa、th、eef1a1b、tyr、tcf7l1a)分别进行敲除,通过PCR产物测序、克隆测序和表型分析比较了两种Cas9的敲除效率。结果发现,zCas9_wc在各种情况下都显现出较高的敲除效率,而zCas9_bz的效率相对较低。     

斑马鱼资源的开发保藏与国家斑马鱼资源中心

斑马鱼是一种新兴的脊椎模式动物。在过去的30年中,斑马鱼已被广泛应用于生命科学、健康科学、环境农业等诸多科研领域。为了满足不同的科研需要,研究人员开发和利用各种技术创建了大量的斑马鱼基因突变和转基因品系,这些品系已成为开展相关科学研究的宝贵资源。为了更好地保藏和利用这些资源,在全球范围内建设有多个规模不一的斑马鱼资源库。2012年,我国的国家斑马鱼资源中心（http：//zfish.cn）在中国科学院水生生物研究所正式成立。本文将重点介绍全球斑马鱼资源的开发和保藏情况,以及我国国家斑马鱼资源中心的最新建设进展。     

斑马鱼IRF11基因的鉴定、亚细胞定位及表达特征

早期的研究表明IRF11是鱼类特有的IRF家族成员。查询最近解析的斑马鱼第九版基因组时,发现斑马鱼IRF1和IRF11命名出现了混乱。通过对脊椎动物IRF1和IRF11基因位点进行同线型分析表明,IRF11与IRF1是两个不同的基因,不宜命名为IRF1b和IRF1a。系统进化树分析发现,在脊椎动物中IRF11基因比IRF1起源更早;两栖类以后的脊椎动物基因组只有IRF1,没有IRF11,其中原因可能是因为基因丢失。斑马鱼IRF11与脊椎动物IRF1一样,其表达蛋白定位在细胞核中。缺失分析揭示斑马鱼IRF11的DBD有一个能引导蛋白定位进入细胞核的序列。表达分析发现poly（I:C）能诱导斑马鱼IRF11的表达,但其表达水平低于IRF1。