与剪接、翻译偶联的PRT—mRNA NMD降解机制

最新研究发现，真核细胞前体mRNA剪接不仅仅是前体mRNA的加工步骤，而且在翻译过程中也起到重要的监控作用，通过剪接，外显子－外显子连接点复合物结合于mRNA剪接位点上游20bp处，如果mRNA剪接位点上游大于50－55bp处出现无义突变，则这种翻译提前终止密码子mRNA将会在最后的翻译过程中通过外显子－外显子连接点复合物，Upf蛋白以及帽结合蛋白之间的相互作用，被引入脱帽，降解过程。     

合作猪SLA-DQA基因第4外显子多态性分析

合作猪的MHC-DQA基因的适应性变异,其抗原识别区域(即外显子4)通过PCR扩增和随后的单链构象多态性(SSCP)和序列分析,结果显示在439个合作猪个体,SLA-DQA第4外显子检出4个等位基因和6个基因型(AA、BB、DD、AB、AC和AD),其中A等位基因和AA基因型的频率最高,为优势基因和优势基因型。对不同型的PCR-SSCP条带测序分析,发现7个突变位点(5 068 bp T→C,5 109 bp和5 149 bp处缺失C,5 131 bp A→G导致丝氨酸变为甘氨酸,5 135 bp C→T,5 234 bp G→A,5 136 bp处插入A)。遗传学分析发现,合作猪多态信息含量(PIC)为0.240 1,属于低度多态,各种基因型的分布不显著。研究结果证实,合作猪SLA—DQA基因第4外显子为低度多态。     

甘肃河西地区西门塔尔杂交类群NGB基因第3外显子的遗传变异研究

旨在对甘肃河西的临泽、甘州、武威、金昌、高台5个地区283头西门塔尔杂交类群NGB基因第3外显子的遗传多态性及变异特征进行系统分析,采用PCR-SSCP方法检测了283头西门塔尔杂交类群NGB基因第3外显子和部分内含子的多态性,且对群体内各等位基因进行了测序。结果显示,5个地区西门塔尔杂交类群共检测出5个等位基因(A、B、C、D、E),表现为5种基因型(AA、AB、AC、AD、AE)。其中甘州、武威、金昌西门塔尔杂交类群NGB基因均只检测到AA、AB 2种基因型,高台西门塔尔杂交类群检测到AA、AE 2种基因型,临泽西门塔尔杂交类群检测到AA、AB、AC、AD 4种基因型。A等位基因和AA基因型的频率在5个群体中最高,为优势基因和优势基因型。对不同SSCP带型的对应片段进行测序分析,共发现6个核苷酸突变位点(75 bp C→T,78 bp C→G,128 bp G→A,214 bp G→A,232 bp C→T,233 bp G→A),其中第75 bp和第78 bp处的突变位点位于内含子区域,其余4处突变位点均位于外显子区域。第214 bp处的核苷酸突变导致甘氨酸(Gly)突变为丝氨酸(Ser),第232 bp处核苷酸突变导致精氨酸(Arg)突变为色氨酸(Trp),第233 bp处核苷酸突变导致精氨酸(Arg)突变为谷氨酰胺(Gln),经χ2检验结果显示,5个地区的西门塔尔杂交类群在此3个突变位点上都处于Hardy-Weinberg平衡状态(P0.05)。群体遗传学分析结果表明,临泽、甘州、武威、金昌、高台西门塔尔杂交类群的多态信息含量(PIC)分别为0.0582、0.0196、0.0196、0.0161、0.0159,均属于低度多态(PIC0.25)。     

拟南芥SDIR1基因转录的选择性剪接

采用PCR及RT-PCR法分别克隆了拟南芥SDIR1基因的DNA和cDNA序列。根据序列比对分析结果,发现了3种不同的转录本,提示SDIR1基因的转录中存在选择性剪接。3种转录本的长度分别为822bp、691bp和666bp,依次命名为：SDIR1-822、SDIR1-691、SDIR1-666。与SDIR1基因的DNA序列及已报道的SDIR1cDNA序列比较,除转录本SDIR1-822包含了完整的编码序列外,其余2种转录本的编码序列都存在不同长度的缺失。其中,SDIR1-691缺失了131bp的片段：第2外显子3′端缺失33bp,第3外显子53bp全部缺失,第4外显子5′端缺失45bp;转录本SDIR1-666缺失了156bp的片段：第3外显子3′端缺失18bp,第4外显子5′端缺失138bp。进而随机挑取101个克隆子对三种转录本的表达比例进行初步分析,结果表明3种分子的比值为SDIR1-822：SDIR1-691：SDIR1-666=26.00：1.33：1.00,反映出SDIR1基因不同转录本在拟南芥中的相对表达量。     

RHD mRNA替代剪接区域研究

目的2007年国内报道一例弱D型个体存在第4—9外显子选择性剪接的转录子,我们探讨正常Rh（D）阳性个体的RHD基因mRNA的选择性剪接区域。方法随机选择3名Rh（D）阳性个体,从新鲜全血中提取总RNA,通过特异性引物,采用“一步法”逆转录-PCR（1iT—PCR）,扩增RHDmRNA第1～7外显子区域,以及第6-10外显子区域,然后cDNA琼脂糖凝胶电泳和成像分析。结果未发现第1～7外显子区域存在mRNA的选择性剪接条带,仅存在由特异性引物所扩增的第1—7外显子全长的序列条带;而第6～10外显子区域观察到5种替代剪切条带,序列分析显示分别为无缺失片段,以及完整缺失第7、第9、第7和9、第7—9外显子5种RHD转录子。结论正常Rh（D）抗原阳性个体的RHD基因mRNA的选择性剪接仅存在于第7～9外显子区域。     

HLA-B*2736等位基因的序列分析

使用FLOW-SSO、PCR-SSP以及测序等分型技术, 发现一个与HLA-B*270401基因相关的未知基因。设计基因特异性引物单独扩增B*27基因的外显子2-5, 包括内含子2-4, 并进行双向测序, 分析与B*270401基因序列的差异。该基因的扩增产物为1 815 bp。与B*270401相比在外显子3和4共有10个碱基的改变, 从而使相应氨基酸发生错义或同义突变。碱基634 A→C (密码子130丝氨酸→精氨酸); 670 A→T (密码子142苏氨酸→丝氨酸); 683 G→T (密码子146色氨酸→亮氨酸); 698 A→T (密码子151谷氨酸→缬氨酸); 774 G→C (密码子176谷氨酸→天冬氨酸); 776 C→A (密码子177苏氨酸→赖氨酸); 781 C→G (密码子179谷氨酰胺→谷氨酸); 789 G→T (密码子181丙氨酸同义突变); 1 438 C→T (密码子206甘氨酸同义突变); 1 449 G→C (密码子210甘氨酸→丙氨酸)。在IMGT/HLA数据库中B*27组只有3个基因（B*270502 / 2706 / 2732）提交了内含子序列。该未知基因的内含子2序列与B*2706相同, 显示了与B*27组基因的同源性, 但其同源性在内含子3、4均未得到支持, 与B*27组基因相比, 内含子3的第106个碱基C→G, 碱基168缺失, 碱基179 G→A, 碱基536 G→A; 内含子4中碱基82 T→C。但其内含子3、4序列却与B*070201完全相同。该基因序列已提交GenBank, 编号为被DQ915176, 被WHO确认为HLA-B*2736等位基因。     

Goosecoid基因突变与先天性小耳畸形的关系

目的:对收集的43例先天性小耳畸形患者进行遗传因素分析,对Goosecoid(GSC)基因测序,探讨GSC基因与先天性小耳畸形的关系。方法:采集43例小耳畸形患者的外周血提取基因组DNA,对GSC基因的三个外显子分别设计引物,经PCR扩增纯化后直接测序。结果:6例患者在第二外显子的第197bp处发生了C→T的同义突变,编码氨基酸仍为酪氨酸;2例患者在第三外显子的第125bp处发生了A→G的错义突变,编码氨基酸由谷氨酸变成谷氨酰胺。结论:在先天性小耳畸形的患者中发现了GSC基因的突变。     

粘多糖贮积症Ⅱ型患者IDS基因的2个新突变

为了研究粘多糖贮积症II型(MPS Ⅱ)患者发病的分子遗传学机制, 采用PCR扩增艾杜糖-2-硫酸酯酶(IDS)基因突变热点区(外显子2、3、5、7、8和9)、DNA测序分析和限制性内切酶图谱分析的方法, 对2个粘多糖贮积症Ⅱ型家系进行了遗传突变分析。结果表明, 2个家系患者的IDS 基因分别出现IVS 6-1g→a和c.1587~1588 ins T 2个新突变。前者属于单碱基替换, 位于内含子6的3′端剪接位点, 导致跨外显子剪接; 后者属于插入突变, 插入点位于外显子9的cDNA 1,587和1,588碱基之间, 是迄今为止报道的人类IDS基因插入突变中最接近肽链末端的突变, 导致移码突变和转录提前终止。经限制性酶切分析, 证实2个家系中的患者母亲是突变基因的携带者, 符合该病X染色体隐性遗传的规律。另外,在对随机抽取的50名正常人及另外6名不相关的粘多糖病人的测序分析中, 未检测到这2个突变, 说明不是多态性。对于筛查所得的2个新突变是否是患者的致病原因, 尚需进一步证实。     

乙型肝炎病毒前S基因区缺失突变发生机制的探讨

检测慢性乙型肝炎病毒(HBV)携带者和患者外周血内HBV前S区基因缺失突变的分子结构特点,探讨其发生机理.用聚合酶链反应方法从慢性乙肝患者和携带者血清中扩增出前S区基因片段,克隆、测序,分析缺失发生的结构特点,从而推测这些前S区基因缺失突变的产生机制.从262例慢性乙肝患者和103例无症状HBV携带者体内扩增出前S区片段,共在30例患者和携带者中检测出多种前S区基因缺失突变,主要集中于前S1区的3′端和前S2区的5′端.其中有9例患者和携带者体内存在完全一样的nt3019～nt3201 183bp的缺失突变,该缺失突变符合真核细胞mRNA剪接机制,在此位置上各基因型的序列高度保守.同时有另外两种缺失突变,即nt3019～nt3147 129bp缺失、nt3019～nt3109 91bp缺失也符合该剪接机制.有23种缺失突变部分于重复序列之间,符合逆转录过程中的模板转换机制所导致的缺失.根据前基因组RNA预测出二级结构,仅部分缺失突变在RNA二级结构中对应于局部的结构.此结果表明:HBV在外界因素mRNA的剪接机制和内在因素聚合酶蛋白的功能特点的共同作用下,产生各种突变,不同的机制将导致不同类型的缺失突变.除真核细胞mRNA剪接机制外,逆转录过程中的模板转换是主要机制之一.     

人类间隙连接蛋白β-5基因的克隆、表达及突变分析

利用同源筛选与巢式PCR的方法克隆了编码人类间隙连接蛋白b -5的基因GJB5,确定了基因组结构,FISH将其定位于1p33-p35.经RT-PCR分析,GJB5在胎儿皮肤、成人皮肤、胎盘中有表达.采用直接测序的方法对142个感觉神经性听力下降患者及36个其他遗传性疾病家系(5个变异性红皮肤角化病家系,13个Charcot-Marie-Tooth病家系,4个上睑下垂家系和14个视网膜色素变性伴耳聋家系)患者进行了GJB5的突变分析.在两个感觉神经性耳聋患者(M1883,M1589)中发现了两种错义突变(686A→G,H229R;25C→T,L9F);在3个遗传性听力下降的耳聋家系中发现了一种位于内含子剪接受体位点的18 bp的杂合缺失,其中一个家系(娄底家系)中伴有一种错义改变(R265P),18 bp的杂合缺失和错义改变在家系中均不与突变共分离.对缺失携带者进行RT-PCR分析,未能在皮肤组织中发现任何异常的mRNA,mRNA的表达量也未见明显异常.群体分析时发现,199个正常人中有两例此18 bp缺失的携带者.     

奶牛β-Lg基因第1外显子PCR-SSCP多态性与泌乳性能的相关性

采用PCR-SSCP技术并结合测序对233头奶牛β乳球蛋白(β-Lg)基因5’端部分序列和外显子1全部序列进行了多态性研究,分析了该基因与奶牛泌乳性状的相关性。结果表明:β-Lg基因5’端和外显子1共存在2个等位基因3种基因型,BB型为优势基因型,B为优势等位基因。该群体在这一位点上偏离Hardy-Weinberg平衡状态,多态信息含量(PIC)为0.3548。测序结果显示,与普通牛该基因序列(X14710)相比,B等位基因在2073 bp、2202 bp和2206 bp处发生了G→C、C→T和A→G的碱基突变,其中2202 bp处的C→T突变导致第11位氨基酸由苏氨酸变为异亮氨酸,而A等位基因在3个位点上与X14710相同。最小二乘法分析表明,BB型305 d乳蛋白量显著高于AA型和AB型(P<0.05);AB型305 d乳脂量显著高于AA型(P<0.05),BB型与AB型之间差异不显著(P>0.05);等位基因B为高乳蛋白量和乳脂量的优势基因,可作为奶牛选育的分子遗传标记。     

Nav1.5/SCN5A基因新的变构体编码人脑组织Nav1.5 Na+通道

河豚毒-抵抗性(TTX-R)Nav1.5 Na 通道是心肌的特异性Na 通道,虽然研究发现神经元中也存在河豚毒-抵抗性Na 电流及Nav1.5/SCN5A mRNA的表达,但其确切的cDNA序列尚不清楚.采用RT-PCR法对人脑组织Nav1.5/SCN5A基因cDNA进行克隆发现:人脑组织Nav1.5/SCN5A基因cDNA有2种变构体,hB1和hB2(accession number EF629346,EF629347),其中hB1全长6201个碱基,其开放读码框架(ORF)参与编码2016个氨基酸,和人心肌Nav1.5 Na 通道氨基酸序列相同率高达98%,共有28个不同的氨基酸,其中7个集中位于第6A外显子与第6外显子编码区.与人心肌Nav1.5/SCN5A基因cDNA不同的是,在对人脑组织Nav1.5/SCN5A基因cDNA的克隆中未发现该基因第18外显子的选择性剪接,但却发现其第24外显子的选择性剪接,2种选择性剪接体(hB1和hB2)在脑组织中基本同时表达,表达比率接近1∶1,但在心脏中二者的表达比率却与年龄有关.人Nav1.5/SCN5A基因的第24外显子定位于染色体3P21区,共有54个碱基,参与编码18个氨基酸.RT-PCR法证实第24外显子的选择性剪接也可发生在大鼠心脑之外的其他组织中,竞争性PCR法证明,不同组织中2种选择性剪接体的表达比率不同,且随着周龄的增加,2种选择性剪接体在各组织中表达的变化趋势不同.此外,RT-PCR法还发现Wistar大鼠全身16种组织中均可检测到Nav1.5/SCN5A mRNA的表达.上述实验结果说明,Nav1.5 Na 通道在全身组织中分布广泛,但编码人脑组织Nav1.5 Na 通道与心肌组织该离子通道的cDNA序列不同,是Nav1.5/SCN5A基因的2种变构体,这为深入研究不同组织中Nav1.5 Na 通道的功能提供了基础.     

kitl非编码区突变导致RNA剪切异常的小鼠

本文主要采用RT-RCR技术从kitl1-bao纯合子和正常C57BL/6(B6)小鼠总RNA中扩增出kitl基因片段,测序后与GenBank(登录号:NM.013598)序列比对,找到mRNA上突变部位。PCR扩增kitl基因组DNA上对应部位进一步测序验证。结果发现kitl1-bao突变纯合子kitl基因mRNA缺少第8号外显子。在基因组DNA上kitl基因第8号内含子第2个碱基由T转换为C,是引起mRNA剪接错误的原因     

小鼠Mater基因选择性剪接变异体的鉴定和分析

位于小鼠第7号常染色体的Mater(Maternal antigen that embryos require)编码一个卵母细胞特异的自身抗原,与小鼠自免疫性卵巢退化疾病密切相关。在发现Mater基因存在选择性前切现象的基础上,通过RT．PCR技术,在3个近交品系小鼠(CBA／J、SWR／J、B6)中发现并初步验证了Mater基因mRNA的4种选择性剪接变异体,分别命名为B、E、F、G型。其中B型与以前报道的一致,具有Mater mRNA的全部外显子,E、F、G为新发现的剪接变异体,其选择性剪接位点都位于阅读框内。E变异体缺失了外显子6,F变异体保留了部分内含子8并且缺失了外显子10,G变异体缺失了部分外显子14,它们所有的内含子与外显子结合处的DNA序列都遵循“GT-AG”剪接规则。B、E、F在B6、CBA／J和SWR／J小鼠品系中均存在,G仅存在于SWR／J。根据新发现的3种剪接变异体的cDNA序列推导出对应的预期蛋白异形体的氨基酸序列,并对这些蛋白产物的可能功能进行预测。     

甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因外显子多态性分析

采用PCR-SSCP方法检测50头甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因3个外显子的遗传多态性,并对群体内各等位基因进行测序,旨为探讨西门塔尔牛MSTN基因与肉质性状关联等方面的研究提供理论依据。结果显示,甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因3个外显子中,外显子2受B、C等位基因控制,形成BB、CC和BC 3种基因型,基因型频率分别为0.22(11/50)、0.64(32/50)、0.14(7/50);外显子1和外显子3分别受A等位基因与D等位基因控制,形成AA和DD基因型,基因型频率均为1(50/50)。序列分析表明,甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因3个外显子中,外显子2在第41 bp处发生了C→T的突变,但并没有导致氨基酸发生改变,属于同义突变;外显子1和3均无突变。统计结果表明,甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因3个外显子中,外显子2为中度多态,其余均无变化。     

人端粒保护蛋白hPot1的一种新选择性剪接体的克隆及鉴定

hPot1是端粒单链结合蛋白,在维持染色体末端的稳定性中发挥着重要作用。从前列腺癌细胞C4-2中提取总RNA,以反转录得到的cDNA为模板,扩增全长的hPot1 cDNA,发现hPot1基因的一种新的剪接形式。这种新的剪接形式缺失了野生型hPot1基因的第2个外显子,并且造成了读码框架的改变,使翻译提前终止,表达出一段有45个氨基酸残基的短肽。进一步检测表明,这一hPot1 mRNA新剪接体广泛存在于多种组织来源的细胞中,提示这一剪接形式可能是细胞调控hPot1功能的一种调节机制。     

催乳素受体基因外显子10多态性及其与济宁青山羊高繁殖力关系的研究

设计5对引物, 采用PCR-SSCP技术检测催乳素受体(prolactin receptor, PRLR)基因外显子10及部分3′非翻译区在高繁殖力山羊品种(济宁青山羊)和低繁殖力山羊品种(辽宁绒山羊、波尔山羊和安哥拉山羊)中的单核苷酸多态性, 同时研究该基因对济宁青山羊高繁殖力的影响。结果表明: 首次拼接出的山羊PRLR基因外显子10及部分3′非翻译区的核苷酸序列长度为1,118 bp, 与已公布的绵羊、牛、人PRLR基因mRNA相应序列的同源性分别为98.33%、93.92%、74.52%, 与已公布的羊驼PRLR基因部分序列的同源性为78.29%。引物P1、P2与P4扩增片段具有多态性, 其余2对引物的扩增片段不存在多态性。对于P1扩增片段, 在济宁青山羊和辽宁绒山羊中检测到AA型和AB型, 在安哥拉山羊中检测到AA型和AC型, 在波尔山羊中只检测到AA型; 克隆测序表明AB型与AA型相比有两处突变(186G→A和220T→C), 分别导致氨基酸由天冬氨酸变为天冬酰胺、亮氨酸变为脯氨酸; AC型与AA型相比有1处突变(140A→G), 该突变没有导致氨基酸变化; 济宁青山羊AA和AB基因型之间产羔数的最小二乘均值差异不显著(P>0.05)。对于P2扩增片段, 在济宁青山羊、辽宁绒山羊和波尔山羊中都检测到DD型和DE型, 而在安哥拉山羊中只检测到DD型; 克隆测序表明DE型和DD型相比有两处突变(52G→A和122G→A), 其中122 bp处的突变导致氨基酸由精氨酸变为甘氨酸; 济宁青山羊DD和DE基因型之间产羔数的最小二乘均值差异不显著(P>0.05)。对于P4扩增片段, 在济宁青山羊中检测到FF型和FG型, 在辽宁绒山羊中检测到FF型和GG型, 在波尔山羊中只检测到FF型, 在安哥拉山羊中检测到FF型、FG型和GG型; 克隆测序表明GG型和FF型相比在扩增片段的143 bp处发生1处碱基突变(A→G), 并导致氨基酸由蛋氨酸变为缬氨酸; FG基因型济宁青山羊产羔数最小二乘均值比FF基因型的多0.76只(P<0.05)。研究结果初步表明: PRLR基因可能是控制济宁青山羊多胎性能的一个主效基因或是与之存在紧密遗传连锁的一个标记。     

POLG1外显子1、3、4、7突变与弱精子症的相关性及其对mtDNA和4977bp缺失的影响

为了探索POLG1外显子1、3、4、7突变与弱精子症的相关性及对mtDNA序列突变和4977bp缺失的影响,按WHO标准收集了120例弱精子症和101例精子活力正常的精液标本,经PCR测序分析POLG1外显子1、3、4、7突变,继而测序检测9例外显子4c．948G〉A突变的弱精子症标本、9例无C．948G〉A突变的弱精子症标本和9例正常对照标本的mtDNA全序列,利用巢式PCR技术分析94Pie．948G〉A突变标本、9例无C．948G〉A突变的弱精子症标本和9例对照标本的4977bp缺失。结果显示：在120例弱精子症中发现P说G,外显子4c．948G〉A突变9例（7．5％）,显著高于对照组（0％,P〈0．05）。c．948G〉A突变组mtDNA全序中突变率与对照组比无统计学差异俨〉0．05）。作者关注的两组中,突变数有差异的位点累积突变频次突变组显著高于对照组俨〈0．05）,但与无C．948G〉A突变的弱精子症标本的累积突变频次比较无统计学意义;突变组mtDNA4977bp缺失率（7／9,77．8％）显著高于对照组（2／9,22．2％,P〈0．05）和无c．948G〉A突变的弱精子症组（2／9,22．2％,P〈0．05）。以上结果提示,弱精子症的发生可能与POLG,c．948G〉A突变有相关性,弱精子症线粒体DNA某些位点的累积突变率增高,但可能不是POLGlc．948G〉A突变引起;c．948G〉A突变可能会增加mtDNA4977bp缺失,从而影响精子线粒体功能,导致精子活动力下降。     

DNA池快速筛查牛STAM1基因SNPs及估算等位基因频率

目的:旨在对不同牛种STAM1基因进行SNPs筛查,为地方牛种选种选育提供一定理论依据.方法:选取生长发育性状明显差异的务川黑牛和贵州荷斯坦奶牛2个牛种构建DNA池,设计1对引物分别扩增2个牛种STAM1基因第14外显子序列总长898bp.切胶回收后对PCR产物进行双向测序.结果:在牛STAM1基因中快速筛查到5个SNPs:A33C、C66G、C356T、T523A、T652C,其中A33C(Tyr→Ser)、C66G(Pro→Arg)、C356T(Glu→Lys)为错义突变,T523A为同义突变,T652C位于内含子区.贵州荷斯坦奶牛在T523A和T652C两个位点基因频率为1.0000,而务川黑牛分别为0.6730和0.8106.生物信息学分析表明:突变前后STAM1的RNA二级结构和蛋白质二级、三级结构均有明显改变.结论:DNA池结合测序技术可快速筛选SNP位点,检测到STAM1基因第14外显子5个SNPs.     

五指山猪GH、IGFBP3基因SNPs检测及与生长性状的关联分析

以五指山猪为试验材料,采用PCR-SSCP和测序相结合技术,对GH基因和IGFBP3基因进行多态性检测,并分析其与生长性状(体质量,体高,体长和胸围)的相关性。结果表明,GH基因第2外显子存在一处G→A转换,属沉默突变,该位点与生长性状关联分析显示,BB基因型的体重显著高于AA基因型和AB基因型;IGFBP3基因第2外显子存在一处G→C颠换,属沉默突变,该位点与生长性状关联分析显示,AA基因型的体高显著高于BB基因型;IGFBP3基因第4内含子存在一处碱基C缺失,该位点与生长性状关联分析显示,AA基因型体重显著高于AB基因型和BB基因型。研究将为五指山猪生长发育规律、系统选育及矮小机制等方面研究提供了遗传学依据。