SSH法分离早期发育相关基因片段

目的:分离和鉴定与小鼠合子基因组激活(ZGA) 以及母源调控向胚胎调控(MZT) 过渡事件 相关的基因片段,为进一步认识ZGA 和MZT 发生的分子机制奠定基础。方法:利用单个植入前 胚胎抑制性消减杂交(SPE2SSH) 的方法,对单个小鼠MⅡ卵母细胞和22细胞期胚胎进行双向消减 杂交;利用cDNA array 对获得的基因片段作进一步的鉴定。结果:从构建的消减杂交库中随机挑 取得31 个克隆,经cDNA array 鉴定发现其中有5 个MⅡ期特异表达的基因片段和9 个22细胞期 特异表达的基因片段,Genbank 检索发现其中10 个片段是首次报道在植入前发育阶段表达。结 论:这些基因片段具有明显的期特异性表达的特点,可能在ZGA、MZT 和胚胎植入前发育过程中 起着重要的作用。     

兔移核重构胚再程序化相关基因片段的分离与鉴定

用单个植入前胚胎mRNA差别显示方法（Single Preimplantation Embryonic mRNA Differential Display Reverse Polymerase Reaction,SPEDDRTPCR）,以家兔移核重构发育至2细胞、8细胞时期的胚胎及囊胚作为起始材料。研究家兔移核重构胚再程序化相关基因的表达。获得了25个与再程序化相关的基因片段,完成了对所有片段的克隆、序列分析,其中5个反向Northern证实的片段在从MⅡ到囊胚的发育阶段中呈现特异性表达的特点。这项研究为再程序化相关基因全长的分离以及功能研究奠定了良好的基础。     

单个植入前胚胎mRNA差异显示方法的建立

在已有的研究基础上,优化和建立了单个植入前胚胎的mRNA差异显示（single preimplantation embryo differential display polymerase chain raction,SPEDDRT-PCR）.以小鼠单个成熟的卵母细胞和单个的2细胞期胚胎作为起始材料,比较二者之间基因的表达差异.选择在卵母细胞中不表达而在2细胞期表达的差异片段.进行GenBank检索和表达序列标签(EST)库电子克隆.与多胚研究方法一样,由线粒体编码的和2细胞特异表达的NADH脱氢酶亚单位2和ATPase 6证实了SPEDDRT-PCR方法是可行而且可靠的,是一种需要材料极少、应用广泛而有效的基因分离方法.     

兔单个植入前克隆胚胎cDNA文库的构建

人与小鼠和牛在正常胚胎植入前发育过程中基因活化的研究已经取得了长足的进展 ,但是还没有对同期克隆胚胎相关研究的报道 .利用单个家兔植入前移核重构胚胎成功地构建了MⅡ卵母细胞及发育至 4 、8 细胞期的胚胎和囊胚的特异性cDNA文库 .并用 β肌动蛋白和LAPTM4α证实这类文库是可靠的 .以 8 细胞期移核重构胚cDNA文库为例 ,随机挑取克隆进行测序分析 :其中 2 3的基因EST片段可以在GenBank或EST库中找到同源序列 ,约 1 3的EST片段属于未知的新片段 ,表明这是一类重要的新兴基因资源库 (期特异性EST库 ) .这种利用单胚胎构建cDNA文库的方法 ,解决了胚胎研究材料受限的问题 ,在时间上更加精确 ,更符合胚胎发育的规律 ,也能够更加准确地反映出一些克隆胚胎的异常表型 ,是研究早期胚胎发育基因表达以及克隆胚胎再程序化基因表达的一种有效手段 .     

小鼠2-细胞胚胎ATP合成酶6基因特异表达分析及鉴定

合子基因组活化是小鼠胚胎早期发育由细胞质调控向核调控转变的关键 .小鼠合子基因组活化发生在 2 细胞胚胎阶段 ,通过对 2 细胞胚胎阶段特异性表达基因的分析 ,可以从分子水平上揭示早期小鼠胚胎的发育机理 .用DD RTPCR技术 ,从单个小鼠 2 细胞胚胎与成熟卵母细胞 (MII细胞 )中分离了 2个差异片段 ,片段 2同小鼠睾丸中表达的一个未知片段具有高度同源性 .经过cDNA文库构建、筛选 ,分离到其全长cDNA .序列分析结果表明 ,该基因为小鼠ATP合成酶亚单位 6基因 .ATP合成酶亚单位 6基因由线粒体DNA编码 ,与细胞内ATP的合成相关 .小鼠 2 细胞胚胎特异表达的ATP合成酶亚单位 6基因可能与胚胎正常发育相关     

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。     

兔植入前移核胚中发育相关基因的差异表达分析

与早期胚胎发育相关的一些重要基因异常表达致使克隆胚细胞核的再程序化过程受阻,是导致动物克隆失败的重要原因.为了分离鉴定再程序化相关基因,我们改进了mRNA差异显示技术,成功地建立了单胚差示技术体系.以不同发育时期的兔克隆胚（MⅡ卵、2细胞、4细胞、8～16细胞克隆胚胎）为材料进行单胚差示, 分离了80个差异片段.经反向RNA印迹验证、亚克隆、序列分析及NCBI GenBank数据库检索, 结果表明：A028片段与CstF3基因有93％的同源性, 在早期胚胎发育过程中的表达有阶段特异性, 该基因在兔克隆胚的早期发育过程中起重要作用.RNA印迹显示：该基因在所检测的组织中,只在卵巢中有表达.这项研究为再程序化相关基因全长的克隆及功能研究奠定了良好的基础.     

兔胚胎时期特异性基因相关新片段的克隆

阶段特异性基因的表达是早期胚胎发育过程中的重要事件,对植入前胚胎基因表达模式的研究是进一步研究植入前胚胎发育调控机制的前提。本实验利用mRNA差异显示技术来研究兔(Oryctolagus cuniculus domestica)植入前各期胚胎的基因表达差异。在获得的42个阳性阶段特异性表达的基因中,有5个在NCBI和EMBL数据库中没有同源序列,登录EMBL,申请了登录号。这些新基因片段都是桑葚期特异表达的基因,而且在以后的囊胚期也有表达。兔由母源型调控向合子型调控的过渡是在8～16细胞期开始的,在桑葚期开始表达的这些基因片段应该是兔胚胎时期特异性基因。这些基因的克隆将为进一步研究兔的植入前胚胎发育模式奠定基础。     

筛选代表小鼠植入前胚胎紧密化相关基因的EST

分别收集181及241枚昆明白小鼠8细胞早期胚胎及8细胞紧密化胚胎,采用SMART PCR方法直接合成胚胎双链cDNA.进而运用抑制消减杂交技术(SSH)对8细胞早期胚胎及8细胞紧密化胚胎的基因表达进行研究,并将所获得的差异表达产物按片段大小分段分离纯化后克隆入pUCm-T载体中,经PCR鉴定后挑选阳性克隆进行测序,筛选出27个代表8细胞早期胚胎和紧密化8细胞胚胎差别表达基因的cDNA片段;经与GenBank中收录的序列进行同源性匹配分析,证实其中17个eDNA片段为新的EST,提交GenBank后被接受并给予了新序列编号.这1 7个片段均可能为与紧密化密切相关的新基因的表达片段,为今后进一步克隆新的紧密化相关基因的全长cDNA及后续新基因的结构和功能研究打下基础.通过采用不同长度大小片段分别克隆的方法,可获得较长片段的EST,避免差异表达大片段的丢失.     

斜带石斑鱼囊胚期胚胎和尾芽期胚胎差异表达基因的筛选及克隆

以斜带石斑鱼囊胚期胚胎和尾芽期胚胎分别作为检验组和驱动组，构建了石斑鱼囊胚期胚胎和尾芽期胚胎的抑制性差减杂交cDNA文库。以α-tubulin作为检测指标，显示差减效率分别高达2 ⁸和2 ⁷。分别取囊胚期胚胎和尾芽期胚胎各192和960个PCR阳性克隆进行斑点杂交，得到15个囊胚期和131个尾芽期的斑点杂交阳性克隆。测序和数据库比对分析表明，囊胚期15个阳性克隆中有11个已知基因的cDNA片段和没有同源性的4个cDNA片段；而在尾芽期的131个阳性克隆中，有123个已知基因的cDNA片段和8个没有同源性的cDNA片段。用半定量RT-PCR技术分析了部分基因片段在胚胎发育过程中的表达规律和和组织分布情况。这些差异表达片段的呈现为进一步揭示石斑鱼胚胎发育、早期性别决定和性腺分化的分子机制奠定了基础。     

用DDRT-PCR技术克隆小鼠早期胚胎发育相关基因

mRNA差异显示 (DDRT PCR)技术在哺乳动物早期胚胎发育相关基因研究中的应用 ,因获得足够量的早期胚胎材料困难而受到限制 .通过对DDRT PCR技术各种条件参数进行优化组合 ,并对某些环节进行改良 ,以小鼠的MⅡ卵、2 细胞胚胎和 4 细胞胚胎为材料进行差异显示 ,仅以相当于5 0个卵细胞的量为起始材料 ,便得到了理想的差示结果 .从差异条带中挑取感兴趣的差异条带进行回收、阳性鉴定、亚克隆、序列分析、并在反向Northern杂交基础上设计了鉴定实验 .结果发现 ,有一个片段差异显著且是阶段性特异表达 .经GenBank检索 ,发现该片段仅有同源的EST ,其全长及功能尚不清楚 ,是一个功能未知基因 ,将该片段命名为ed1.反向Northern杂交结果表明 ,ed1在 2 细胞期胚胎中有表达 ,而在MⅡ卵及 4 细胞胚胎中均不表达 .     

Gene expression in mouse oocytes and preimplantation embryos: use of suppression subtractive hybridization to identify oocyte- and embryo-specific genes

The paucity of biological material has inhibited identifying genes that are differentially expressed during mammalian oogenesis and preimplantation development. We report here the linear amplification of mRNA from small numbers of mouse oocytes and preimplantation embryos to generate amounts of sense RNA that are sufficient for suppression subtractive hybridization. The resulting oocyte-specific and 8-cell-specific cDNA libraries were partially characterized, and the known oocyte-specific ZP1, ZP2, GDF-9, BMP15, and H1(oo) genes were found in the oocyte-specific cDNA library but not in the 8-cell-specific library. Further characterization of the subtracted oocyte and 8-cell embryo cDNA libraries should furnish a trove of information regarding temporal changes in gene expression during oogenesis and preimplantation development in the mouse.     

Annealing control primer system identifies differentially expressed genes in blastocyst-stage porcine parthenotes

There is very little information available on stage-specific gene expression during early embryo development, particularly in the pig. Here, we accurately identified the genes that are specifically or prominently expressed in parthenogenetic porcine blastocysts as compared with 2-cell stage embryos. We accomplished this by using a PCR technology regulated by annealing control primers (ACPs). By utilizing 120 ACPs, a total of 46 expressed sequence tags (ESTs) of genes that are differentially expressed in blastocysts as compared with 2-cell stage embryos were cloned and sequenced. The cloned genes or ESTs all exhibited significant sequence similarity with known genes or ESTs of other species. Of the known genes, six genes [renin-binding protein (RNBP), BMDP, solute carrier family 25 (SLC25A6), MTHFD1, TRK-fused gene (TFG), spermidine synthase (SRM)] were selected and their stage-specific expression levels in porcine parthenotes were determined by real-time quantitative polymerase chain reaction at the 1-, 2-, 4-cell, morula and blastocyst stages. While RNBP, BMDP, SLC25A6, MTGFD1 and SRM were highly expressed only at the blastocyst stage, TFG was highly expressed at the 1-cell stage, then declined after genomic activation, high levels of expression being again detected at the morula and blastocyst stages. This analysis suggests that the ACP system is an effective tool for use in the identification of stage-specific genes in small numbers of porcine parthenotes. Examination of the genes differentially expressed in the blastocyst, which we have identified here, will provide insight into the molecular basis of preimplantation development.