DNA足纹步移作图法

一种以PCR介导的、可对任意长度靶DNA片段上的核蛋白结合位点进行DNA足纹作图分析的新方法.原理是：采用被随机降解靶DNA分子作为模板,用标记的跨越整个模板的足够多条特异性引物进行单链扩增.首先,利用某种化学试剂或酶如DNaseⅠ对已与蛋白质结合或未结合的双链靶DNA进行随机降解,在一定条件下使每一个DNA分子恰好只有一个位点被切割.然后,这些被随机降解DNA分子即可作为模板,用同位素标记的跨越整个模板的足够多条特异性引物（正向或反向）进行单链扩增.最后,扩增的单链产物通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和放射自显影形成DNA片段梯队,而被蛋白质保护的位点则在DNA片段梯队中形成位置缺口,从而确定DNA与蛋白质相结合的精确位点.该方法被应用对人干细胞因子基因5′旁侧－1190～－273区域的DNA足纹部分作图.     

Reverse ChIP:研究DNA-蛋白质相互作用的新方法

反向染色质免疫共沉淀技术(reverse chromatin immunoprecipitation assay,Reverse ChIP)是一种在体内状态下分析DNA-蛋白质相互作用的新方法.它用特异的核酸探针捕获靶DNA片段及与其相结合的蛋白质,蛋白质用质谱仪检测,以达到确定靶DNA位点全部相关蛋白质的目的.其可对靶DNA位点相关蛋白质进行全面、系统地鉴定,特别是寻找已知DNA元件相应的调节蛋白.在发现、鉴定靶DNA位点相关蛋白质和研究DNA-蛋白质相互作用中有重要应用价值.     

基因表达调控中的核因子作用

利用病毒和动物系统对基因表达调控进行了广泛和深入的研究,发现了顺式作用调节序列,鉴定了序列专一的DNA结合蛋白,DNA与蛋白质相互识别、结合及蛋白质与蛋白质相互作用中起作用的蛋白质结构域,并且对调节蛋白基因的克隆和序列进行了分析．基因表达调控领域又由于植物基因调控机制取得的发展而得到了补充,文章着重介绍植物基因中的DNA与蛋白质间的作用;植物调节蛋白基因的分离;这一领域的今后研究方向及展望．     

新基因Nischarin生物信息学分析及初步验证

目的:对新基因Nischarin进行生物信息学分析,探索其新功能特征,并通过实验进行初步验证。方法:用生物信息学方法对Nischarin进行初步分析,阐明了它的基因结构、染色体定位、编码蛋白质的理化性质、相互作用基因、相互作用蛋白、亚细胞定位、蛋白质功能域等信息。最后采用细胞免疫荧光对其DNA结合位点进行初步验证。结果:对新基因Nischarin的上述性质进行了有效的预测,分析表明该基因结构复杂,相互作用基因或蛋白多,亚细胞分布预测复杂。验证了Nishcarin存在的DNA结合位点。结论:通过生物信息学分析,表明新基因Nischarin是一个复杂的基因,可能存在的多种蛋白表达形式、这些不同的蛋白可能存在不同的亚细胞分布,且该蛋白可能与多种蛋白存在相互作用,上述基因和蛋白特性可能是Ⅰ型咪唑啉受体(Imidazoline-1 receptor,I1R)复杂药理学作用的分子基础。     

植物MYB蛋白与其靶定DNA结合位点之间的相互作用

MYB转录因子是植物转录因子中最大的家族之一,在植物生长发育和对环境胁迫的应激反应中发挥重要作用。MYB蛋白通过识别和结合特定的DNA序列调控靶基因的表达,进而发挥其多样性的作用。近几十年来,MYB蛋白与其靶定DNA结合位点之间的相互作用研究取得了很大的进展。主要综述了植物MYB蛋白与DNA的结合特性及其DNA结合位点的序列特异性,并对检测蛋白质与DNA之间相互作用的新兴技术做了简要阐述。     

人Ha-ras基因中蛋白质特异结合DNA位点的鉴定

利用迁移率改变法和DNaseⅠ足纹法观察了Ha-ras癌基因5’端上游序列与特异结合蛋白的相互作用。用限制性内切酶XmaⅠ消化6.6kb Ha-ras基因得到约10个片段,进行3’-末端标记,与T24细胞核提取液反应,经低离子强度聚丙烯酰胺凝胶电泳,发现与蛋白质特异结合的416bp片段,位于Ha-ras基因5’-端上游1230—1646区域内,靠近转录起始点1660bp处(CAP位置)。另一个与蛋白质特异结合的389bp片段,位于转录起始点上游162—551处。     

启动子分析方法的研究进展

启动子是基因表达调控的重要顺式元件,其结构与功能的研究是分子生物学的研究热点之一。对启动子与DNA结合蛋白的研究能从转录水平上阐明基因表达的调控机制,从而为更好地构建基因表达调控网络奠定基础,而且启动子与结合蛋白的研究能够帮助我们寻找新的蛋白质。近年来,启动子的研究方法日益增多,大多是借助于DNA和蛋白质相互作用的特性。本文从原核和真核启动子的基本结构、分类入手,对常用的和改进的几种启动子分析方法进行介绍。如生物信息学分析方法、酵母单杂交(Y1H)技术、瞬时转染法(Transient Transfection)、染色质免疫共沉淀(Ch IP)技术、凝胶阻滞分析(EMSA)试验和DNA足纹(DNase I footprinting)分析法等,从原理、优缺点和最新应用等方面的研究进展进行了综述。对近年来出现的新技术新方法的应用前景作了展望,为启动子的结构与功能研究提供借鉴。     

染色质免疫共沉淀实验方法

染色质免疫共沉淀(ChIP)技术是一种检测蛋白质与DNA结合的实验技术。该方法可以先进行样品交联, 然后将蛋白质与DNA复合物进行随机DNA切断, 再借助免疫学方法特异性富集与目的蛋白相结合的DNA片段, 从而检测转录因子等目的蛋白质与DNA的结合情况, 鉴定基因启动子或其它DNA结合位点。该方法同时也可应用于研究基因组特定位点的组蛋白修饰情况。该文介绍了依赖交联固定的常规免疫共沉淀(X-ChIP), 以及适用于10³细胞级别微量实验材料的基于微球菌核酸酶非交联免疫共沉淀(ULI-NChIP)具体操作过程和注意事项。     

染色质免疫共沉淀实验方法

染色质免疫共沉淀(ChIP)技术是一种检测蛋白质与DNA结合的实验技术。该方法可以先进行样品交联,然后将蛋白质与DNA复合物进行随机DNA切断,再借助免疫学方法特异性富集与目的蛋白相结合的DNA片段,从而检测转录因子等目的蛋白质与DNA的结合情况,鉴定基因启动子或其它DNA结合位点。该方法同时也可应用于研究基因组特定位点的组蛋白修饰情况。该文介绍了依赖交联固定的常规免疫共沉淀(X-ChIP),以及适用于10~3细胞级别微量实验材料的基于微球菌核酸酶非交联免疫共沉淀(ULI-NChIP)具体操作过程和注意事项。     

体外翻译系统在分子生物学研究中的应用

体外翻译系统又称无细胞蛋白质合成系统,是分子生物学中一种常规的表达系统,该系统可用于蛋白质快速分析鉴定,基因转录和翻译的调控机理的研究以及分子间的相互作用的研究,如蛋白质和蛋白质的相互作用,蛋白质与DNA的相互作用,蛋白质与RNA的相互作用等。     

核酸-蛋白质结合能在剪切位点识别中的应用

把最大信息原理应用到核酸序列的保守位点分析中。利用最大信息原理,推导出了核酸和蛋白质特异性结合时的结合能表达式,并且估计了和蛋白质发生相互作用的核酸序列上的位点范围。为了检验此理论是否较为成功地反映了核酸和蛋白质结合时的实际情况,把它应用到基因内含子剪切位点的识别中,识别结果达到了较高的敏感性和特异性,这说明利用最大信息原理推导结合能表达式及估计核酸序列上参与反应的位点范围的理论是较为成功的。此研究结果一方面有助于核酸和蛋白质相互作用的理解,另一方面,也有助于和蛋白质发生相互作用的各种核酸序列的计算机识别研究。     

利用序列比较寻找胰岛素基因表达启动区与DNA结合蛋白的结合位点

NDFl、IPFl和HNF4是与胰岛素基因表达有关的DNA结合蛋白,通过比较SWISSPROT蛋白质数据库中人类、小鼠、大鼠这三种核蛋白氨基酸一级序列、模体和结构域,发现其结构十分相似,根据蛋白质结构和功能的关系,推测这些DNA结合蛋白与胰岛素基因结合的核苷酸序列相似;从GenBanl(核酸数据库中获得人类、小鼠、大鼠胰岛素DNA序列,用ClustalW比较三者Promoter区的核苷酸序列,显示有一段核苷酸序列较为相似,同时搜索TRANSFAC基因转录数据库中NDFl、IPFl和NHF4蛋白核苷酸结合位点,发现核酸比对保守的部分序列与TRANSFAC数据库中这三个转录因子的DNA结合位点一致,另外一些核酸保守序列可能为其他未知DNA结合蛋白的结合位点。这种核酸序列比对设计为分子生物学实验寻找和验证胰岛素DNA结合蛋白与核苷酸的结合位点提供了简单而实用的方法。     

小鼠XBP1基因RNA干扰慢病毒载体的构建及筛选

目的:构建小鼠XBP1基因RNA干扰(RNA interference,RNAi)慢病毒载体,筛选具有较好干扰效率的小鼠XBP1 siRNA靶序列.方法:针对小鼠XBP1基因特异性序列,设计4个RNAi靶序列及1个阴性对照序列,合成含有正义和反义Oligo DNA的互补DNA序列,退火形成双链DNA,并克隆到经Age Ⅰ和EcoR Ⅰ酶切后的pGCL-GFP载体连接产生短发卡RNA(shRNA)慢病毒载体,PCR筛选阳性克隆,DNA测序鉴定.由病毒包装系统进行包装,经滴度测定后感染NIH3T3细胞,应用Real-time PCR鉴定干扰效率.结果:PCR鉴定与DNA测序证实合成的寡核苷酸链插入正确,293T细胞测定病毒滴度为1×108TU/ml.Real-timePCR证实XBP1-siRNA-3靶点的干扰效率最高,其干扰效率达到95%以上.结论:成功构建并筛选了小鼠XBP1基因RNAi慢病毒载体,为研究XBP1在巨噬细胞免疫功能调控中的作用奠定了基础.     

β珠蛋白基因5′远端新沉默子的结构和功能

通过凝胶滞留分析和荧光素酶报告基因检测系统,鉴定出人类β珠蛋白基因5′旁侧远端帽位上游－2132－－1822bp间存在一个活性沉默子片段（310bp）。通过DNA足迹分析,对其DNA序列与从Hela细胞核中提取的DNA结合蛋白（核蛋白）的相互作用进行了研究,结果显示该DNA片段中存在两个相邻的核蛋白结合位点,分别为帽位上游－2017－2011bp间序列“CTTCCCGC”和－2006－－1997bp间序列“CACTTTATTT”。采用人工设计的突变引物,分别将上述两段序列定点诱变为“CTTAAGC”和CACTTAAGTT”,从而形成两种突变型310bp片段,经竞争性凝胶滞留分析,显示这两种突变型片段以及它们分别经限制酶BspTI消化产生的4个小片段均丧失了与野生型310bp片段探针竞争核蛋白的能力;而采用人工合成包含正常“CTTCCGC”和“CACTTTATTT”序列的双链寡核苷酸片段进行性凝胶滞留分析,结果显示它具有与野生型310bp片段探针竞争DNA结合蛋白的能力,从而验证了这两段序列是存在着相互作用的核蛋白结合位点。与此同时,采用DNA结合蛋白纯化试剂盒,对Hela细胞核蛋白提取物中的特异性DNA结合蛋白进行亲和素磁性分离纯化,经蛋白质SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳结合银染鉴定,结果显示确实存在两种DNA结合蛋白分别与此沉默子的活性片段,它们的分子量分别为37kD和81kD,而它们的特性和作用机理用待进一步深入研究。     

蛋白质－DNA相互作用与真核基因转录

结合最近几年对真核转录调节因子和DNA的结构与机能研究,概述了蛋白质-蛋白质及蛋白质-DNA相互作用方式以及介导相互作用的分子结构基础,论述了转录因于之间、转录因子与DNA之间相互作用过程中的协同与拮抗作用、发生机制及其在真核基因转录调节中的普遍性和重要意义.     

利用串联亲和纯化的方法筛选耻垢分枝杆菌中MutM的相互作用蛋白

Mut M(formamidopyrimidine-DNA glycosylase,Fpg)是原核生物碱基切除修复系统(BER)中同时具有DNA糖苷酶和脱嘌呤/脱嘧啶AP裂解酶活性的一种双功能酶,不但可以识别DNA损伤,而且能切除损伤的碱基,从而参与到许多种损伤的修复过程.除了高致突变率的8-羟基鸟嘌呤(8-oxoguanine,8-oxo G)外,Mut M在其他损伤修复中具体作用机制还不清楚.本研究主要以耻垢分枝杆菌(M.smegmatis)为研究对象,利用串联亲和纯化技术和质谱相结合的方法对可能与Mut M相互作用的蛋白因子进行发现和鉴定,并于体外用Far-western和GST pull-down方法对鉴定出的蛋白DEAD-box rna helicase、Rps C、Uvr A与Mut M的相互作用进行了验证.实验结果表明,利用串联亲和纯化方法来发现Mut M相互作用的蛋白是切实可行的.本研究为进一步深入研究Mut M在其参与的损伤修复中的具体机制提供了切入点.     

用酵母单杂交系统筛选与人ε—珠蛋白基因表达相关的基因

人体胚胎型ε－珠蛋白基因5‘旁侧一个沉默子（－392－－177bp）对关闭该基因在胎儿期的表达起重要作用。DNaseⅠ足谠法分析已表明在沉默子区内存在着一个明显的蛋白质因子结合位点（－278－－235bp）。为了筛选与沉默子DNA特异结合的蛋白质因子,将该保护区域的DNA序列作为靶序列,采用酵母单杂交系统对人胎儿肝cDNA表达文库进行筛选,并对获得的克隆进行序列分析。初步的结果表明,已分离到了人核糖体大亚基蛋白3(ribosomal protein L3,RPL3）的全长cDNA克隆。体外凝胶电泳阻抑分析及竞争实验亦证明该蛋白质与沉默子DNA存在相互作用。提示RPL3可能通过与沉默子DNA的结合参与调节ε－珠蛋白基因的关闭。     

核酸类物质脱嘌呤的反应特性、机制及影响因素

核酸的脱嘌呤反应是指核酸链上核糖与嘌呤之间的糖苷键断裂,从而产生游离嘌呤和无嘌呤位点的过程。脱嘌呤过程与基因突变和细胞老化等过程都有着密切的关系。文章主要叙述了酸性和生理条件下核酸脱嘌呤的反应特点及影响因素,并对脱嘌呤的机理进行了描述。同时,总结了致癌物对于脱嘌呤的促进作用并揭示了脱嘌呤与癌症等疾病的密切关系。此外,糖苷酶对于核酸脱嘌呤的催化作用也在文中进行了探讨。对于核酸脱嘌呤的系统研究可以为基因变异、核酸代谢等研究提供一定的理论基础,并且有助于癌症和痛风等疾病的研究。     

番茄红素环化酶基因shRNA真核表达质粒的构建及鉴定

目的利用RNA干扰技术,构建靶向番茄红素环化酶基因(CarR)的干扰质粒,为选择性抑制番茄红素环化酶活性以提高番茄红素产量,奠定基础。方法用DNA重组技术将针对三孢布拉氏霉菌CarR的不同部位所设计的3对shRNA序列克隆到真核表达质粒mU6 pro中,构建CarR shRNA表达质粒重组体mU6 CarR shRNA1、2、3,转化DH5а菌株扩增。提取质粒行酶切鉴定后,进行测序分析。结果3个CarR shRNA表达载体mU6 CarR shRNA1、2、3经限制性酶切及部分序列分析证明基因插入正确。结论成功构建了CarR shRNA表达载体mU6 CarR shRNA,重组体的成功构建为研究CarR靶向RNA干扰番茄红素的环化打下基础。     

下调TSG101基因对人急性髓性白血病细胞的调节作用

构建肿瘤易感基因101(TSG101)基因的小干扰RNA载体并将其转导入HL-60细胞,获得稳定转染的阳性克隆后,应用RT-PCR和Western印迹进行鉴定;MTT法和流式细胞仪检测细胞转染前后生长速度和细胞周期的变化;DNA梯带(ladder)法和流式细胞仪检测细胞对顺铂诱导的凋亡的变化;Western印迹检测耐药相关蛋白P-gp和MRP的表达变化。结果表明,成功构建了TSG101的小干扰RNA载体;经蛋白质水平检测证实成功建立了稳定的TSG101低表达的白血病细胞模型;转染TSG101小干扰RNA后的细胞生长速度显著减慢,出现G1期阻滞;对顺铂的敏感性明显增强,形成DNA条带,且低表达P-gp。因此,下调TSG101基因能抑制HL-60细胞生长,增加细胞对化疗药物的敏感性,并提示该基因具有进行白血病基因治疗的可行性。