人细胞差异表达基因cDNA消减杂交体系的建立

为克隆肺腺癌分化相关基因, 采用诱导分化与消减杂交相结合的策略, 建立了全反式维甲酸(RA)诱导前后人肺腺癌细胞系的cDNA消减文库, 得到124个cDNA消减克隆. 经加减法杂交差异筛选、DNA和RNA印迹、cDNA全序列测定和生物学功能分析, 分离到3个在人肺腺癌细胞系分化过程中由RA激活而特异表达的新的cDNA序列这一策略和技术路线适用于分离细胞中呈过量表达或表达抑制基因的cDNA克隆, 并具有反映细胞分化过程中基因表达动态变化特征和相对简便适用的特点.     

RAI——一候选的人肺腺癌分化相关基因

通过进一步分析采用全反式维甲酸(all trans retinoic acid,ATRA)诱导人肺腺癌GLC-82细胞,经cDNA文库消减杂交构建的cDNA消减文库,得到一在ATRA诱导GLC-82细胞分化过程中激活表达(retinoic acid induced,RAI)的基因的cDNA片段,应用菌落原位杂交技术在胎脑cDNA文库中进行筛选,克隆RAI的全长cDNA序列并测序.RT-PCR分析表明,RAI在多种胎儿组织中表达.结果表明,RAI可能与细胞分化有关,并在细胞基本生命活动中发挥重要作用.     

肾癌相关基因克隆——肾癌cDNA消减文库的构建

应用抑制性消减杂交技术,构建人肾癌与正常肾差异表达的cDNA消减文库.分别从肾癌及正常肾细胞系中提取poly(A)⁺RNA,依次合成单链及双链cDNA,经酶切成平均大小为400～600 bp的片段,将肾癌cDNA分为两组,分别与两种不同的接头衔接,再与正常肾cDNA进行两次消减杂交及两次抑制性PCR后,将产物与T/A载体连接构建成功cDNA消减文库,并转染大肠杆菌进行文库扩增.构建成功具有高消减效率的人肾癌cDNA消减文库,非特异性cDNA片段被有效地消减,特异表达的cDNA得到富集.文库扩增后得到6 500个克隆,随机挑取350个制备质粒,酶切分析均得到400～600 bp插入片段.所构建的人肾癌cDNA消减文库为进一步大批量筛选、克隆肾癌特异性表达的未知新基因奠定了基础.     

人参植物与皂苷生物合成相关的差减cDNA文库构建及基因差异表达分析

应用抑制差减杂交技术,分别以源于4年和1年生人参根组织cDNA群体作为检测子(tester)与驱赶子(driver),成功构建了与人参植物皂苷生物合成相关的差减cDNA文库,并时从中筛选的阳性cDNA克隆进行DNA测序及其序列分析、PCR及Northern印迹杂交鉴定．结果显示,获得的13个克隆为新基因序列．其中6个差减克隆系人参植物根生长发育阶段差异表达基因．目前,6个差异表达新基因的结构与功能仍在进一步研究中．     

柔嫩艾美耳球虫孢子发育阶段虫体抑制性消减文库的构建

为了分离鉴定柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)孢子发育阶段虫体的差异表达基因,分别以柔嫩艾美耳球虫未孢子化卵囊和孢子化卵囊为驱动组、子孢子为实验组,或未孢子化卵囊为驱动组、孢子化卵囊为实验组,利用抑制性消减杂交(SSH)技术,构建了2个子孢子cDNA消减文库和1个孢子化卵囊cDNA消减文库。随机从3个cDNA消减文库中分别挑取50个克隆,经PCR鉴定2个子孢子cDNA消减文库的重组率都为96%,孢子化卵囊cDNA消减文库的重组率为98%。从每个文库中随机挑取50个克隆测序,并进行同源性比较分析,结果显示:从孢子化卵囊cDNA消减文库中获得了13个单一有效序列,其中8个EST与已知蛋白同源性很高;从2个子孢子cDNA消减文库中共获得了40个单一有效序列,其中9个EST与已知蛋白同源,其余可能为柔嫩艾美耳球虫的新基因。这些结果为分离柔嫩艾美耳球虫新功能基因和进一步探索防治球虫病的方法提供了理论基础。     

应用抑制消减杂交分离雌、雄鸡胚性分化早期的差异表达基因

分离不同性别的鸡胚性分化早期差异表达基因,可为禽类性别决定和性分化机制研究提供基本信息。本研究分别以孵化3.5-6d的雌、雄鸡胚性腺为材料,利用抑制性消减杂交技术成功构建了雌-雄鸡胚间正、反向消减cDNA文库,并利用斑点印迹杂交从中筛选出了39个性别差异表达的阳性cDNA克隆。以持家基因GAPDH为参照指标检测消减文库的消减效率,结果发现两个文库的消减效率均高达25倍。插入片段PCR鉴定结果显示,消减文库中cDNA插入片段的长度主要分布于250-750bp之间。分别对雌、雄鸡胚消减文库中的252和168个cDNA克隆进行斑点杂交筛选,再随机从两个消减文库中共抽取39个阳性差异表达克隆进行序列测定及序列比对分析。结果表明:这39个cDNA克隆分别代表了定位于鸡不同染色体上的18个已知功能的基因和11个假定基因;参照哺乳动物同源基因的功能,所得的18个已知差异基因可能参与多种生物反应过程。用半定量RT-PCR方法对雌、雄鸡胚消减文库中各5个基因的表达情况进行进一步验证,发现除雌性库中的一个基因外其它9个基因均有较明显的性别差异表达。这些性别差异表达基因的获得为进一步研究鸡胚性腺发育中的基因表达调控奠定了基础     

应用抑制性消减杂交分析全反式维甲酸和1,25-二羟维生素D_3诱导结肠癌细胞的相关基因

 为探讨结肠癌细胞诱导分化的机制 ,采用抑制性消减杂交 (suppression subtractivehybridization,SSH)研究联合使用全反式维甲酸和 1 ,2 5-二羟维生素 D3诱导分化结肠癌 Lo Vo细胞前、后差异表达的基因 .经比较消减 c DNA文库的序列与基因库的序列 ,发现 :有 1个基因的序列与正常鳞状上皮细胞中的 1个表达序列标签 (expressed sequence tag,EST)高度同源 ,同时发现6个新 EST (基因库登录号为 AW2 66492、AW2 66493、AW2 66494、AW58751 8、AW58751 9和AW58752 0 ) .说明诱导分化涉及到多个基因的表达 ,结肠癌的发生是多基因综合作用的结果 .进一步研究这些基因和 EST的功能对于结肠癌的防治将有重要意义 .     

黄瓜芽黄突变体抑制消减杂交文库的构建及初步分析

利用抑制消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH)分离了黄瓜芽黄突变体及其野生型之间差异表达的cDNA片段.以突变体和野生型分别作检测子和驱赶子,建立正向和反向两个消减杂交cDNA文库;经阳性克隆鉴定,在正向文库中获得特异表达的阳性克隆有133个,在反向文库中得到的阳性克隆有73个.测序后将所得到的159条非重复且非黄瓜的ESTs(登录号:GH270133～GH270291)进行序列同源性比对分析,发现这些ESTs分别与叶绿素合成、光合系统、信号转导、转录因子、氨基酸代谢、糖类代谢、脂类代谢等相关酶及蛋白基因高度同源.     

柔嫩艾美耳球虫孢子发育阶段虫体抑制性消减文库的构建

为了分离鉴定柔嫩艾美耳球虫（Eimeria tenella）孢子发育阶段虫体的差异表达基因,分别以柔嫩艾美耳球虫未孢子化卵囊和孢子化卵囊为驱动组、子孢子为实验组,或未孢子化卵囊为驱动组、孢子化卵囊为实验组,利用抑制性消减杂交（SSH）技术,构建了2个子孢子cDNA消减文库和1个孢子化卵囊cDNA消减文库。随机从3个cDNA消减文库中分别挑取50个克隆,经PCR鉴定2个子孢子cDNA消减文库的重组率都为96%,孢子化卵囊cDNA消减文库的重组率为98%。从每个文库中随机挑取50个克隆测序,并进行同源性比较分析,结果显示：从孢子化卵囊cDNA消减文库中获得了13个单一有效序列,其中8个EST与已知蛋白同源性很高;从2个子孢子cDNA消减文库中共获得了40个单一有效序列,其中9个EST与已知蛋白同源,其余可能为柔嫩艾美耳球虫的新基因。这些结果为分离柔嫩艾美耳球虫新功能基因和进一步探索防治球虫病的方法提供了理论基础。     

牛生长激素cDNA的分子克隆

我们克隆了与牛生长激素Poly(A)⁺RNA互补的DNA(cDNA)。首先从小牛垂体中提纯总的Pply(A)⁺RNA,用AMV逆转录酶合成单链cDNA,以单链cDNA为模板合成双链cDNA,用多聚G及多聚c谱尾法将双链cDNA克隆到pBR322质粒的Pst I位点上,构建成牛垂体PoIy(A)⁺RNA的cDNA文库。以牛生长激素基因为探针,筛选出7个阳性菌落,经电泳鉴定有两个菌落(1号和2号)含有大于500bp的插入片段。1号克隆经酶切图谱、southeTn blot 杂交及序列分析证实含有牛生长激素的编码序列。     

东方山羊豆盐诱导抑制差减杂交文库构建及其表达序列标签分析

为筛选东方山羊豆盐诱导差异性基因,以250 mmol/L NaCl处理的东方山羊豆cDNA为实验组,未经诱导刺激的为驱动组,利用抑制性消减杂交技术(SSH)构建消减文库并对其部分阳性克隆进行了ESTs序列分析。该消减文库克隆的重组率为92%,插入片段大部分集中在0.2～1kb之间。随机挑取500个克隆进行测序及同源性分析,获得258个cleanESTs,经聚类、拼接,去除冗余序列,共获得132个Unigene,其中含有32个contigs和100个singlets,该文库的冗余度为24%。对其进行功能预测及分类,得到大量参与信号转导、转录调控、渗透和代谢调节、机体防御以及光作用等过程的相关基因。随机选择非重复的4个差异表达的序列设计引物,以半定量PCR方法验证其消减效率,结果显示,诱导组的表达量显著高于非诱导组,表明该文库有较高质量,且所采用的技术手段有助于快速发现东方山羊豆新功能基因。     

受褐飞虱取食的水稻幼苗的抑制消减cDNA文库的构建及筛选

采用抑制消减杂交方法,以褐飞虱取食32h的水稻幼苗及未受褐飞虱取食的水稻幼苗为作为对比材料构建了消减cDNA文库,以分离水稻幼苗中褐飞虱应答基因。随机从消减cDNA文库中挑选16个白色菌落提取质粒,进行PCR扩增,发现插入片段的长度位于100～900bp之间。以在受褐飞虱取食的水稻幼苗中特异表达的基因(BpHi008A)为探针,通过斑点印迹分析发现在抑制消减后的cDNA池中,目的基因得到有效富集。利用反向总RNA斑点印迹分析和Northern杂交验证,从消减cDNA文库中筛选到了25个基因受褐飞虱取食的诱导。其中有17个克隆与编码已知功能蛋白的基因有显著的同源性,它们分别参与蛋白质的折叠与降解、蛋白质与蛋白质的相互作用及信号传递、脂类代谢、胁迫反应、物质运输和细胞生长等。总体上,参与胁迫反应和衰老的基因在褐飞虱取食后表达增强。     

cDNA文库与RACE方法结合克隆一个马铃薯病程相关蛋白基因cDNA

为克隆马铃薯晚疫病抗性相关基因,深入研究马铃薯晚疫病抗性机制,应用SMART LD—PCR技术,以晚疫病菌混合小种诱导48h的水平抗性马铃薯(Solanum tuberosum L．)(R—gene—free)叶片为材料,构建了一个富集晚疫病抗性相关基因的cDNA文库。为提高克隆全长cDNA的效率,将cDNA文库与RACE技术结合,依据本实验室得到的病原诱导表达片段测序结果,在其内部设计两个特异引物,与文库载体臂上的通用引物配对,以文库噬菌体DNA为模板,用高保真PCR分别扩增出cDNA5′端与3′端,从而简便、快捷地得到全长cDNA序列。采用此方法,在马铃薯中克隆了一个受晚疫病菌诱导表达的cDNA,该cDNA长904bp,5′端有29bp的非翻译区,3′端具有完整的polyA尾,包含一个678bp的完整开放阅读框架,编码226个氨基酸(GenBank登录号：AY 185207)。BLAST检索发现其氨基酸序列与烟草一个新的病程相关蛋白基因NtPRp27具有90％的同源性,在马铃薯中尚未发现与之同源的已知基因。Northern杂交结果表明,水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、机械伤害和渗透胁迫都能诱导该基因表达。该基因可能是马铃薯一个新的病程相关蛋白基因。     

人癌胚抗原单链抗体基因的构建和筛选

从分泌抗癌胚抗原(carcinoembryoni antigen, CEA)单抗的杂交瘤细胞株C50中提取总RNA, 逆转录成cDNA, PCR扩增分别得到抗体轻、重链可变区基因, 再利用两对PCR引物合成和扩增得到全单链抗体基因. 将含轻、重链可变区序列的DNA片段克隆于含噬菌体基因Ⅲ的噬菌粒pCANTAB5. 重组克隆在噬菌体表面表达基因Ⅲ与单链抗体的融合蛋白. 表达具抗原结合活性的单链抗体的重组噬菌体可以通过亲和筛选的方法筛选得到并富集. 利用该方法我们可以从许多分泌不同抗体的杂交瘤细胞RNA中快速克隆和筛选功能性抗体可变区基因.     

条锈菌诱导的小麦抗病与感病近等基因系SSH文库构建及分析

为分析条锈菌诱导下的小麦抗病与感病近等基因系之间差异表达的基因,以接种小麦条锈菌CY26小种的抗病近等基因系Yr4/6×Taichung 29幼苗叶片cDNA作为实验方,接种CY26的感病亲本Taichung 29幼苗叶片cDNA为驱动方,利用抑制消减杂交(SSH)技术构建了一个包含1 300余克隆的消减文库。对文库中600个克隆进行了反向Northern点杂交筛选,对获得的阳性克隆进一步进行了Northern杂交验证,获得显著差异的克隆12个。经测序和BlastX分析,其中6个差异表达序列的推测产物分别为亮氨酸重复序列蛋白、过氧化氢酶、硫氧还蛋白、RNA结合蛋白、抗坏血酸过氧化物酶和热激蛋白。除亮氨酸重复序列为信号传导类蛋白外、其他几个均为抗病防御类蛋白。     

SSH技术筛选β干扰素真核表达载体转染细胞的下调基因

筛选β-干扰素质粒转染下调相关基因.以β-干扰素表达质粒pcDNA3.1(-)-IFN β转染HepG2细胞,同时以空载体pcDNA3.1(-)为对照;制备转染后的细胞裂解液,从中提取mRNA并合成cDNA,经RsaI酶切后将来自pcDNA3.1(-)转染的cDNA分成两组,分别与两种不同的接头adaptor1和adaptor2衔接,再与来自pcDNA3.1(-)-IFNβ转染的cDNA进行两次消减杂交及两次抑制性PCR,将产物与T/A载体连接,构建cDNA消减文库,并转染大肠杆菌进行文库扩增,随机挑选克隆PCR后进行测序及同源性分析.成功构建人β-干扰素质粒转染下调相关基因差异表达的cDNA.所获得的50个克隆中,随机挑选37个克隆均含有插入片段,将这些克隆进行序列测定,并通过生物信息学分析获得其全长基因序列,结果共获得22种编码基因,其中3种为未知功能的基因.筛选到的cDNA序列,包括与细胞生长调节、物质代谢和细胞凋亡密切相关的一些蛋白编码基因.     

SSH技术筛选β干扰素真核表达载体转染细胞的下调基因

筛选β-干扰素质粒转染下调相关基因。以β-干扰素表达质粒pcDNA3.1(-)-IFNβ转染HepG2细胞,同时以空载体pcDNA3.1(-)为对照;制备转染后的细胞裂解液,从中提取mRNA并合成cDNA,经RsaI酶切后将来自pcDNA3.1(-)转染的cDNA分成两组,分别与两种不同的接头adaptor1和adaptor2衔接,再与来自pcDNA3.1(-)-IFNβ转染的cDNA进行两次消减杂交及两次抑制性PCR,将产物与T/A载体连接,构建cDNA消减文库,并转染大肠杆菌进行文库扩增,随机挑选克隆PCR后进行测序及同源性分析。成功构建人β-干扰素质粒转染下调相关基因差异表达的cDNA。所获得的50个克隆中,随机挑选37个克隆均含有插入片段,将这些克隆进行序列测定,并通过生物信息学分析获得其全长基因序列,结果共获得22种编码基因,其中3种为未知功能的基因。筛选到的cDNA序列,包括与细胞生长调节、物质代谢和细胞凋亡密切相关的一些蛋白编码基因。     

人MGMT基因Cdna的克隆表达及表达蛋白修复功能的鉴定

克隆了Hela细胞O6 甲基鸟嘌呤 DNA 甲基转移酶 (MGMT)基因的cDNA序列 ,该序列与国外发表的cDNA完全一致。将此cDNA插入原核表达载体pET 2 1a后转化大肠杆菌BL2 1(DE3)获得表达的重组菌株pET 2 1a MGMT E .coliBL2 1(DE3) ,经IPTG诱导后产生分子量为 2 4kD的蛋白质。烷化类诱变剂致死突变实验表明 ,MGMT蛋白的表达能修复受体菌DNA分子因烷化类诱变剂导致的突变。     

人胃癌组织cDNA文库的建立

本文直接从一例人低分化胃腺癌组织中提取RNA和分离poly(A)~+RNA,进而合成双链cDNA。再以λgt10作为克隆载体和大肠杆菌C600hfl作为受体菌,构建了人胃癌cDNA文库。该文库中含有1.10×10~5重组子,重组率约为68.8％,克隆效率为2.21×10~6克隆/μgcDNA。     

早期胃腺癌原代细胞适配子的筛选与鉴定

胃腺癌是消化道最常见的恶性肿瘤之一,由于没有针对早期胃腺癌有效的诊断方法,目前胃腺癌手术治疗还主要针对中晚期患者,预后差. 本文应用cell-SELEX技术,筛选早期胃腺癌原代细胞的适配子,为早期胃腺癌的诊断提供新的思路. 从早期胃腺癌组织中分离得到早期胃腺癌原代细胞,应用体外合成全长88 bp中间含52 bp随机序列的单链DNA文库,通过对PCR扩增条件的优化,借助生物素-链霉亲和素磁珠系统,经cell-SELEX反复筛选,可获得针对早期胃腺癌原代细胞的特异性适配子.经12轮cell-SELEX筛选,ssDNA文库与早期胃腺癌原代细胞的亲和力由1 560上升到4 336,表明亲和力较高的适配子得到逐步富集. 经克隆和测序,应用软件分析可知,30个克隆子中编号为C17和C27的2个序列完全一致,具同源性,二级结构预测可知单链DNA形成不同的茎环结构可能是适配子与早期胃腺癌原代细胞作用的结构基础. 特异性分析显示,胃腺癌原代细胞组与正常胃粘膜上皮细胞、空白对照组之间荧光强度值差异非常显著（P＜001）;正常胃粘膜上皮细胞组与空白对照组之间差异不显著（P＞005）. 经亲和力测定,各适配子与早期胃腺癌原代细胞的解离系数达到nmol/L,具有很高的亲和力.利用cell-SELEX技术成功筛选到早期胃腺癌原代细胞的适配子,为胃腺癌的早期诊断与治疗药物靶点方面的研究奠定了实验基础.