小鼠睾丸生精细胞凋亡相关基因mTSARG3的克隆

从在小鼠隐睾和正常睾丸对照中表达量有明显差异的EST片段 (BE6 4 4 5 37)出发 ,利用GeneScan软件分析该片段所在染色体基因组序列 ,获得一个包含该EST的新基因序列。设计该基因特异性引物从小鼠睾丸cDNA文库中进行PCR扩增 ,分离出小鼠睾丸生精细胞凋亡相关基因mTSARG3(GenBank登录号为AF4 192 92 )。该基因定位于小鼠 7号染色体 7E1 E2区带 ,全长为 11kb ,cDNA全长为 132 8bp ,包含 8个外显子 ,编码由 316个氨基酸组成的、分子量为 36kD的蛋白质。该蛋白质含有DnaJ区和DnaJ- c区 ,与热激蛋白 4 0家族多种蛋白质有较高相似性 ,其中与小鼠DJB4 - MOUSE在 336aa的范围内有 4 6 %的相似性 ,属热激蛋白 4 0家族新成员。多组织RT PCR和Northern印迹结果显示 ,该基因在小鼠睾丸组织高表达 ,转录本大小约为 1.35kb ;Southern杂交结果显示 ,该基因在小鼠正常睾丸和隐睾组织无缺失和重排。实验结果证明成功克隆到了一个小鼠睾丸生精细胞凋亡相关基因mT SARG3。     

小鼠睾丸凋亡基因MSRG-11的人类同源基因SPATA17的克隆

利用生物信息学方法结合实验手段克隆了一个在睾丸组织中特异高表达的小鼠生精细胞凋亡相关基因Spata17的人类同源基因SPATA17（GenBank登录号为AY963797）。应用生物信息学分析显示该基因定位在染色体1q41,包含11个外显子,内含子和外显子交界区均符合gt—ag规则;该基因开放阅读框为1083bp编码一个由361个氨基酸组成的、分子量为43．49kD、等电点为9．71、含有三个保守IQ功能域的蛋白;对SPATA17编码蛋白质进行生物信息学分析,无跨膜区,无信号肽序列,推测为一非分泌性蛋白。多组织和Northern blot结果显示该基因只在睾丸组织中特异高表达,转录本大小为2．0kb。总之,研究表明SPATA17在睾丸组织生精细胞凋亡起重要作用。     

小鼠生精细胞凋亡相关基因的分子克隆

利用手术隐睾的方法建立小鼠生精细胞凋亡模型,通过光镜、电镜以及原位末端标记法（TUNEL）证实手术隐睾可成功诱导小鼠生精细胞凋亡;在此基础上应用抑制消减杂交法（suppression subtractive hybridization,SSH)对隐睾和对侧睾丸组织的基因表达进行研究,在隐睾组织中分离得到24个高表达cDNA片段,经克隆、PCR和酶切鉴定、测序及匹配分析,证实24个cDNA片段均为新的ESTs,已被GenBank接受并给予新序列编号。任选其中3个cDNA片段作为探针进行Northern印迹杂交,证实它们在隐睾和对侧睾丸组织有差异表达。上述结果提示手术隐睾是研究生精功能降低和睾丸组织凋亡过程中基因表达的适合实验模型,所分离的差异表达cDNA序列可能与生精细胞凋亡密切相关。     

运用数字差异展示方法克隆一个人类新的锌指蛋白基因ZNF474

运用数字差异展示方法,克隆一个与生精相关的睾丸高表达基因。借助公共ESTs数据库,利用DDD软件比较分析各种睾丸文库与其他组织或细胞系文库有差异表达的ESTs,成功克隆到一个在人类睾丸中高表达的新基因。结合实验获得新基因cDNA全长,该基因被国际人类基因命名委员会命名为ZNF474(GeneBank登陆号AY461732)。ZNF474的cDNA全长为1 972 bp,定位在5 q23.2。通过RT-PCR及测序验证,其开放阅读框的位置在377 bp~1 471 bp处,编码364个氨基酸,在氨基酸水平与小鼠同源基因有66%的一致性,而与其他已知蛋白质无明显同源性。Northern杂交分析显示ZNF474在成体睾丸组织特异高表达,卵巢组织弱表达,在多种其他组织中不表达,为单一转录本。原位杂交显示ZNF474基因在正常成人睾丸组织各级生精细胞、隐睾组织以及精原细胞癌组织中均有较高表达。综上考虑,推测ZNF474作为生殖细胞中特异的转录因子,对人类的精子发生和卵母细胞的发育可能起重要作用。     

雷公藤多甙对小鼠生精功能相关基因Herc4、Ipo11和Mrto4表达的影响

文章从影响生精功能相关基因的角度探讨雷公藤多甙抑制小鼠生殖功能的机理,将小鼠随机分为对照组、雷公藤多甙组,应用雷公藤多甙灌胃造成雄性小鼠生殖功能障碍,通过与雌鼠(1:2)合笼观察怀孕率和睾丸组织变化,并采用基因芯片技术观察小鼠睾丸组织的基因表达.结果发现雷公藤多甙组小鼠较对照组怀孕率明显下降,尤其是在8周后怀孕率为0.睾丸曲细精管管壁上生精细胞数量减少,曲细精管内生精细胞部分或全部脱落,阻塞于管腔内,并发现有1932条基因表达出现异常,与生殖相关基因354条,上调112条,下调242条.其中有已经公认的与生殖密切相关的基因Herc4、Ipoll和Mrto4等的表达异常.提示雷公藤多甙引起的小鼠生殖功能障碍与其致生精相关基因的表达异常有关.     

小鼠睾丸特异表达基因TSEG-1的克隆及序列分析

从表达序列标签(expressed sequence tags, ESTs)数据库ZooDDD中获得小鼠正常睾丸表达的EST, 通过dbEST数据库检索出与其高度同源的EST序列, 构建EST叠加群(contigs), Biolign软件拼接, GeneScan软件预测contigs对应的基因组序列中的外显子、内含子; 针对开放阅读框设计引物序列, 采用RT-PCR从小鼠睾丸组织中克隆新基因的cDNA, 分析该基因在小鼠各脏器中的mRNA表达, 并对测序结果进行生物信息学分析。结果表明: 在小鼠X染色体的1 668~2 011 kb间克隆出一新基因TSEG-1, 全长为510 bp, 开放阅读框为336 bp, 编码111氨基酸, 分子量12.84258 kDa, 等电点11.4000。RT-PCR证实该基因开放阅读框正确, 在小鼠睾丸组织中特异性表达, 且与小鼠其他cDNA 无同源性, 获得GenBank 登录号EU079024。功能区分析发现TSEG-1蛋白可能为一种跨膜蛋白, 跨膜区位于第41~61氨基酸残基。TSEG-1基因与人类睾丸特异性组蛋白2a变异体基因有较高同源性, 在TSEG-1基因5′-端非编码侧翼预测发现存在1个启动子区域, 范围为680 bp。 TSEG-1蛋白可能有4个抗原性位点, 2个特异性蛋白激酶的磷酸化位点, 其亚细胞定位可能位于线粒体。小鼠睾丸特异性基因TSEG-1的克隆为进一步研究其生物学功能和表达调控奠定了基础。     

Fancm基因敲除小鼠构建及其表型分析

目的构建范可尼贫血通路Fancm基因敲除小鼠,研究Fancm基因缺失对小鼠生理功能,特别是雄性生殖器官的影响。方法采用CRISPR/Cas9技术,获得Fancm基因敲除小鼠。分析FANCM蛋白在野生型和Fancm^-/-小鼠睾丸组织中的表达。统计Fancm^-/-小鼠的出生率、体重、性别比例及子代生育情况,分析血液常规指标。组织形态学研究雄性Fancm^-/-小鼠睾丸生理病理表型。结果敲除Fancm基因ATG区域,获得稳定遗传的C57BL/6背景Fancm^-/-小鼠。Fancm^-/-小鼠睾丸中FANCM蛋白表达完全丢失。Fancm^-/-小鼠无明显的胚胎致死现象,但雌性Fancm-/-小鼠数目显著少于雄性Fancm^-/-小鼠。同窝Fancm^-/-小鼠比较野生型体重无明显区别,部分血常规指标有显著性差异。Fancm^-/-小鼠有明显的生殖能力缺陷。雄性Fancm^-/-小鼠睾丸有显著的发育缺陷,其生精细胞凋亡增加、细胞周期阻滞,影响睾丸发育与精子的生成。结论成功获得稳定遗传C57BL/6背景Fancm^-/-小鼠,Fancm基因参与小鼠的生长发育,特别是雄性生殖器官功能的维持及调控。     

一个灵长类种属特异基因——XAGE-3转基因

目的分析XAGE-3基因在灵长类和啮齿类动物的基因组中的同源性,通过转基因研究XAGE-3基因在小鼠中的功能及生物学意义。方法根据Homologene及Taxplot数据库,通过Blast比对方法分析XAGE-3在两类动物基因组中的同源性;从人胎盘组织克隆XAGE-3基因,转入真核表达载体pCDNA3.1(+),显微注射方法得到转基因动物,基因组PCR鉴定基因型,反转录PCR分析基因的表达;Brdu标记3周龄动物显示睾丸内细胞的增殖。结果XAGE-3在人、黑猩猩和猕猴中存在高度同源基因,而在小鼠和大鼠中无同源区域;在基因型鉴定阳性的5个首建系中3个品系睾丸组织目的基因表达较高,在传代的两个品系中,在小肠,胸腺,睾丸等组织中目的基因均有表达;睾丸组织Brdu标记显示XAGE-3转基因动物有更多的发育晚期的精细胞被标记。结论XAGE-3作为灵长类种属特有基因在转基因小鼠中影响了精细胞发育。     

大鼠睾丸特异表达基因Ube1的分离鉴定及生物学特征

本研究采用抑制性消减杂交(suppression subtracfive hybridization, SSH)和cDNA快速扩增(rapid amplification of cDNA ends, RACE)技术从大鼠A型精原细胞和粗线期精母细胞中成功克隆出大鼠泛素激活酶(ubiquitin-activating enzyme)基因Ube1 (GenBank登录号EF690356).该基因序列全长3433 bp,其中开放阅读框有3171 bp,编码一个含1057个氨基酸的蛋白质.Blast比对显示,Ube1与小鼠泛素激活酶基因Ubely1的同源性为93%,与人泛素激活酶基因UBE1的同源性为82%.Ube1基因编码的蛋白质含泛素激活酶信号位点和泛素激活酶活化位点,这些位点也存在于人类和小鼠的泛素激活酶1中.RT-PCR分析显示,Ube1在睾丸中大量表达,而在心、肝、脾、肺、肾、肌肉、脑、卵巢中没有表达.荧光定量PCR分析不同生精细胞中Ube1的表达,显示Ube1在A型精原细胞中大量表达,在粗线期精母细胞、圆形精子细胞和支持细胞中微弱表达.以上结果提示,Ube1是大鼠睾丸特异表达基因,可能通过参与泛素/蛋白酶体途径来影响精子发生.     

生精细胞凋亡相关基因

细胞凋亡(apoptosis)是一种基因控制的细胞生理性自杀行为,用以维持细胞数量的相对恒定,可由某种刺激或抑制剂的移除而激活。在哺乳动物精子发生过程中,各级生精细胞都会发生相应的凋亡,通过严格调控以确保成熟精子生成的数量和质量。生精细胞的凋亡是一个许多基因参与的复杂的不可逆过程,其中Bcl-2/Bax基因族、p53基因、Fas-Fasl基因、C-myc基因、CREM基因、HSP基因族、c-Kit/SCF基因、Insl3基因、iNOS基因、BMP8B基因、TR基因和存活蛋白(survivin)基因等发挥了重要作用。研究哺乳动物睾丸生精细胞凋亡相关基因,有利于了解生精细胞凋亡机制,为进一步阐明精子发生的调控机制,预防和治疗精子发生相关疾病提供重要的理论依据。     

小鼠睾丸生精细胞凋亡相关基因SRG2的分子克隆及其在隐睾中的表达特征

从已获得的在隐睾和正常睾丸对照中表达量有明显差异的EST片段(BE644542)入手,利用网上生物信息学克隆了SRG2基因全长,GenBank登录号为AF395083。从小鼠睾丸cDNA文库中分离出该基因完整阅读框cDNA,SRG2基因的cDNA全长为1088bp,为编码295个氨基酸、分子量为33579kD、等电点为9．64的蛋白质,与人类同源基因TSARG2相似性为78％,而与其他已知蛋白质无明显同源性。RT-PCR结果表明：该基因只在睾丸中有高表达。应用新型的分子信标检测该基因在不同时期隐睾中的mRNA表达水平,发现该基因呈明显上调,证明该基因在隐睾的发生发展中具重要作用。     

人类生精相关基因TSARG4的cDNA克隆

为了探索精子生成的分子机制 ,从人精子外部致密纤维蛋白相关基因SPAG4(spermantigen 4)和小鼠精母细胞中表达的AK0 0 62 2 5基因出发 ,找到两个人类EST ,BG72 0 5 64和AI70 0 45 4,其中BG72 0 5 64在人睾丸中表达。运用“间隙填充法”填平这两个EST之间的间隙 ,从人睾丸文库中快速克隆了同源于SPAG4和AK0 0 62 2 5基因的人类TSARG4基因 (testisandspermatogenesisrelatedgene 4) (GenBank登录号为AF40 13 5 0 ) ,并用RT PCR对该基因阅读框进行验证。TSARG4基因全长 12 5 2bp ,开放阅读框为 94～ 12 3 3bp ,定位于 2 0q11.2 ,推定编码 3 79个氨基酸 ,预计分子量为 43 0 81.45 ,等电点为 8.61,该基因与小鼠精母细胞基因AK0 0 62 2 5编码的氨基酸序列同源性 74% ,与人类SPAG4基因编码的氨基酸序列同源性 45 %。RT PCR表明人类TSARG4基因在多个组织中均有表达 ,而同源的小鼠AK0 0 62 2 5基因仅在睾丸中表达     

一个人类精子发生相关新基因TSARG7的克隆和初步功能研究

精子发生是一个多基因参与的复杂的生理过程,虽然人们克隆了一些与精子发生相关的基因,但迄今为止,人们对精子发生的分子机制了解有限,因而克隆相关的新基因,并研究其在理论上和实践上的功能仍然十分重要。该文从人类睾丸cDNA文库出发,以小鼠精子发生相关基因mTSARG7基因为电子探针,得到1个与人类的精子发生相关的新基因TSARG7（GenBank登录号为AY513610）,该基因的cDNA全长为2463bp,含有12个外显子和11个内含子,定位在人类8号染色体8p11.21上。TSARG7编码的蛋白质含有456个氨基酸,分子量为56．295kDa,等电点为9．13,为胞浆中非分泌性蛋白,具有磷酸酰基转移酶（Hsc）的结构域,属于酰基转移酶家族的新成员,该家族成员具有脂质合成的功能。TSARG7和mTSARG7,TSARG7和Au041707分别具有97％的同源性。该基因在睾丸中特异表达,亚细胞定位在胞浆中表达。TSARG7 mRNA在13岁的睾丸中开始表达,并且随着精子的发生和性成熟而稳定增加,热应急实验显示该基因的表达与温度相关。综上所述,该文克隆了人的1个新基因,该基因与精子的发生和性成熟相关。     

Molecular Cloning and Preliminary Function Study of a Novel Human Gene, TSARG7, Related to Spermatogenesis

A novel human gene TSARG7 (GenBank accession No. AY513610) was identified from a human testis cDNA library by using the m TSARG7 gene (GenBank accession No. AY489184) as an electronic probe. The gene whose full cDNA length is 2 463 bp containing 12 exons and 11 introns is located in the human chromosome 8p11.21. The predicted protein encoded by this gene contains 456 amino acids with a theoretical molecular weight of 56 295 dalton and isoelectric point of 9.13. It is a new member of the acyltransferase family since its sequence possesses the highly conserved PlsC domain existing in all acyltransferase-like proteins. Two groups, the TSARG7 and mTSARG7, the TSARG7 and Au041707, share 97% identity in the 456 amino acids. Expression of the TSARG7 gene is restricted to the testis. Subcellular localization studies show that the EGFP-tagged TSARG7 protein was localized in the cytoplasm of GC-1 cells. The TSARG7 mRNA expression was initiated in the testis of a 13-year-old boy, and its level increased steadily along with spermatogenesis and sexual maturation of the human. The results of heat stress experiment demonstrate that TSARG7 expression has a relation with temperature. In conclusion, our study suggests that we have cloned a novel human gene and this gene may play an important role in human spermatogenesis and sexual maturation.     

小鼠植入前胚胎紧密化相关基因Crg1的克隆

从已获得的运用抑制消减杂交技术(Suppression Subtractive Hybridization,SSH)分离、克隆和筛选代表8-细胞早期胚胎和紧密化8-细胞胚胎差别表达基因的ESTs片段(GenBank登录号：BQ740263、BQ740251)入手,经比较二者的同源性发现这两个EST末端反向互补,拼接成一个cDNA片段,经分析此序列包含一个完整的阅读框,提交给GenBank,登录号为AY134859。根据此序列设计引物从小鼠8-细胞紧密化胚胎cDNA中经PCR扩增出目的片段,克隆入pUCm—T载体后测序而获得全长cDNA,为小鼠植入前胚胎紧密化相关基因Crg1,分析比较证明Crg1基因与AY134859基本吻合。Crg1基因的cDNA全长为810bp,只有一个外显子,编码由150个氨基酸组成,分子量理论值为17．67kD的蛋白质。与最新的小鼠基因组工作草图进行电子杂交,该基因被定位在小鼠的14号染色体上。RT—PCR实验证明在小鼠植入前各个时期的胚胎、小鼠胚胎干细胞中均有表达,在小鼠胚胎成纤维细胞中没有表达。半定量RT—PCR实验证明Crg1基因在紧密化胚胎中表达较8—细胞胚胎高。采用Northern—blot手段分析Crg1基因在成年小鼠的8种组织中的表达情况,结果表明该基因只在小鼠卵巢中有微弱的表达,转录本大小为1．2kh,而在成年小鼠的脑、心脏、肾、睾丸、肝脏、肺、脾等中没有表达。研究表明,Crg1基因可能与小鼠胚胎紧密化及保持细胞的全能性相关。