骨髓间充质干细胞为载体的基因增强组织工程研究进展

缺血性心脏病因其发病率和死亡率高严重威胁着人类健康.不可逆性功能心肌细胞数量的减少最终造成心肌收缩功能降低,发展成为心力衰竭.目前常规的药物治疗、介入治疗及冠状动脉旁路移植术虽然可以在一定程度上改善患者症状,提高生活质量,但不能修复死亡或濒死的心肌.以细胞移植为基础的组织工程学的兴起,为缺血性心脏病的治疗带来了新曙光[1].     

西伯利亚蓼钙调蛋白基因的克隆及其在盐胁迫下的表达

已从西伯利亚蓼叶中cDNA文库中获得的钙调蛋白EST序列,采用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆了具有完整编码区的钙调蛋白基因的cDNA序列（GenBank登录号GQ988382）,命名为PsCaM。该基因全长615bp,编码区为450bp,编码149个氨基酸,5＇非翻译区为63bp,3＇非翻译区为102bp。同源性分析表明,该蛋白与其他植物钙调蛋白高度保守,氨基酸同源性高达98%。用实时荧光定量PCR研究3%NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼基因表达的结果显示,自然条件下,该基因在叶中表达量最高,地下茎次之,茎中最低;盐胁迫下CaM在西伯利亚蓼的地下茎、茎和叶中均有表达,表达模式不同。     

麻疯树MIPS基因启动子的分离及在烟草原生质体中瞬时表达活性分析

根据麻疯树MIPS基因序列,设计特异性的巢式引物,运用TAIL-PCR法两次步移得到MIPS基因5＇端侧翼序列,序列分析显示含有多个胁迫应答相关元件,如ABRE、HSE等。以该序列为基础,PCR扩增得到5个5＇端不同长度的缺失片段,分别插入pBI221载体置换CaMV35S启动子,构建的表达载体在PEG介导下转入烟草叶片原生质体进行瞬时表达,检测GUS报告基因的活性。经GUS活性荧光定量检测发现,分离到的MIPS基因侧翼序列5＇端不同缺失片段都能启动GUS报告基因表达,启动活性最高的是WQ1区（-565bp）,核心区位于-565～-449bp。在100μmol·L-1ABA诱导下启动活性增强,但不同区段的增长幅度不同。WQ1区增长幅度最大,比未处理时提高41.4%。     

利用农杆菌介导的瞬时表达系统研究CYC类TCP蛋白的亚细胞定位

CYCLOIDEA（CYC）类TCP基因在豆科与玄参科植物中都参与了两侧对称花型的发育,但它们的具体功能有明显的差异。通过在豌豆花瓣中建立农杆菌EHA105介导的瞬时表达系统,观察到豆科植物百脉根和玄参科植物金鱼草的CYC类TCP蛋白亚细胞定位有明显区别。     

家蚕小热激蛋白家族成员Hsp23.7基因的克隆与分析

Hsp23.7基因是小热激蛋白家族的成员,本文研究了家蚕BombyxmoriL.的Hsp23.7基因,并对其进行了原核表达,获得了相应分子量的表达产物。推导的开放阅读框编码210个氨基酸,分子量为23.7ku,等电点为5.17。同时,利用实时定量PCR技术对Hsp23.7基因在家蚕不同组织的表达谱进行了鉴定。结果显示Hsp23.7基因在5龄幼虫时期的各组织中都有表达,在卵巢中表达量最高,达到3.64×107拷贝数/μg,其次在脂肪体,翅原基,马氏管中表达量也较高,在血淋巴中表达量最低,仅为7.11×103拷贝数/μg。     

家蚕谷胱甘肽-S-转移酶基因BmGSTz1的克隆、序列分析及组织表达特征

谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)是一个功能广泛的超基因家族, 其中Zeta家族在动物、植物和细菌中均有分布。在哺乳动物中, Zeta GSTs具有马来酰乙酰乙酸异构酶（MAAI）活性, 参与苯丙氨酸/酪氨酸的代谢过程。本研究对家蚕Bombyx mori基因组中预测的GST基因（BmGSTz1）进行了表达序列标签的搜索, 经拼接后获得一条含有3′和5′非翻译区在内的长度为1 239 bp 的cDNA序列, 其3′端含有AATAAA加尾信号。BmGSTz1基因含有4个内含子, 外显子/内含子边界均符合GT-AG 规则。经TA克隆证实, BmGSTz1基因编码区序列全长648 bp, 共编码215个氨基酸。BmGSTz1推定的分子量为24.8 kD, 等电点pI为8.06。BmGSTz1与其他昆虫和哺乳动物GSTz1的氨基酸序列高度保守, 进化分析表明家蚕BmGSTz1与黑腹果蝇Drosophila melanogaster、冈比亚按蚊Anopheles gambiae、意大利蜜蜂Apis mellifera和赤拟谷盗Tribolium castaneum的GSTz1形成1∶1∶1∶1∶1的直系同源关系。RT-PCR和基因芯片数据表明BmGSTz1在家蚕5龄第3天幼虫各组织中都有表达。序列和组织表达特征分析结果提示家蚕BmGSTz1可能具有MAAI活性, 这将为进一步深入研究BmGSTz1基因的功能提供参考。     

家蚕细胞色素P450基因Bmcyp6u1的克隆、序列分析与表达谱

细胞色素P450第6亚家族基因为昆虫所特有,与抗性相关。为了检测家蚕Bombyx mori cyp6u1基因是否与耐氟性相关,首先克隆了cyp6u1基因。采用生物信息学方法获得与黑腹果蝇Drosophila melanogaster cyp6u1基因同源的家蚕B. mori cyp6u1基因序列, 预测该序列的开放阅读框（ORF）为1 476 bp, 编码491个氨基酸, 推定的蛋白质分子质量为56.15 kD, 等电点为9.23。以家蚕5龄第3天幼虫精巢cDNA为模板, 设计特异引物PCR扩增出一条约1 500 bp的条带, 大小与家蚕cyp6u1序列的ORF预测值接近, 命名为Bmcyp6u1基因（GenBank登录号：HM130560）。同源性分析表明, Bmcyp6u1基因与蜜蜂Apis mellifera的同源基因cyp6AS13的相似性为56%, 与拟南芥Arabidopsis thaliana的cyp72A82的相似性为48%, 与人Homo sapiens的cyp3A7基因的相似性为50%。芯片数据分析表明, Bmcyp6u1基因在家蚕5龄第3天幼虫各组织表达量很低, 只在精巢组织(5龄第3天)稍有表达, 推测该基因具有组织特异性。     

豌豆蚜基因组P450基因家族的分析

细胞色素P450在各种内源和外源物质代谢中起着非常重要的作用。利用豌豆蚜Acyrthosiphon pisum基因组mRNA和氨基酸数据库研究P450基因功能的进化规律。通过生物信息学方法对豌豆蚜全基因组P450进行分析, 结果显示: 在豌豆蚜基因组中发现69个P450基因, 它们分别属于13个P450家族和18个亚家族, 是一个典型的多基因家族。进一步将这些基因与豌豆蚜ESTs数据库进行了比对分析, 其中39个候选基因有EST证据, 证明了这些P450基因在转录水平的真实性。以氨基酸相似度大于60%为标准对豌豆蚜基因组中P450基因进行分组, 69个P450基因中, 除18个基因序列因差异太大, 不能被归入任何一组, 其余51个可归入10个组, 其中8个组(包含47条序列)适合于正选择和基因转换分析。正选择和基因转换分析结果表明: 仅有1个组(含9个基因)显著受到正选择压力作用, 正选择概率大于95%的氨基酸位点分别是20T和27N, 20T位于底物识别位点SRS1, 27N位于D. helix; 有3个组(包含8个基因）显示显著的基因转换事件。 参与基因转换的基因均为CYP4家族成员, 分别是CYP4C, CYP4G和CYP4V亚家族。 参与基因转换的成员之间的蛋白相似度较高（70％~95％）, 且XM_001944991与XM_001951794同存在于SCAFFOLD12542上, XM_001945510与XM_001944057同存在于SCAFFOLD7010上。这可能暗示豌豆蚜P450基因通过基因复制, 然后通过基因转换使P450获得新的功能, 以适应多变的生存环境。此外, 鉴定出20个不同的基序, 其中有5条基序在90％以上的基因中出现。      

中华蜜蜂化学感受蛋白基因Acer-CSP1克隆与表达特征分析

化学感受蛋白(chemosensory proteins, CSPs)是昆虫化学感受系统中重要的组成部分之一。本研究克隆了中华蜜蜂Apis cerana cerana化学感受蛋白基因Acer-CSP1, 其核苷酸全长351 bp （GenBank登录号为FJ157352）, 编码116个氨基酸残基, 预测蛋白分子量为13.85 kD, 等电点为4.89, 且含有4个保守的半胱氨酸残基, 均符合昆虫CSPs的一般特征, 且与意蜂CSP1基因具有99.1%的相似性, 与其他昆虫也有45.3%~68.0%的相似性。利用2^-ΔΔCt法及绝对定量法的real-time PCR技术对Acer-CSP1在中蜂不同器官表达特征进行了研究, 得出的一致结论为Acer-CSP1显著水平地高丰度表达于中华蜜蜂触角, 其次大量表达于头部。由于触角为中华蜜蜂最主要的嗅觉器官, 而头部则具有发达的感觉神经系统和味觉系统, 这也提示Acer-CSP1极有可能参与中华蜜蜂的嗅觉以及其他化学感受功能。     

非侵入性基因治疗在中枢神经系统疾病中的应用

非侵入性地将具有治疗作用的基因通过血脑屏障输送至脑内,以治疗中枢神经系统疾病,是生物学领域研究的难点和热点,而应用适宜的转运载体是解决这一难题的有效途径。使用病毒载体或非病毒载体,已成功进行非侵入性基因治疗的中枢神经系统疾病有实验性运动神经疾病、脑部肿瘤和帕金森病等。随着对脑微血管内皮细胞上的受体的研究和新型载体的开发,应用非侵入性基因治疗中枢神经系统疾病将会更为广泛。