来源于线虫Caenorhabditis briggssae 的ω-3脂肪酸去饱和酶基因的合成及其功能分析

ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3PUFAs)是一类被广泛研究和关注的脂肪酸,对人类及其他哺乳动物的正常发育和保持良好的健康状况极其重要,并且对于人类的多种疾病的预防和治疗亦有着明显的作用。在人和哺乳动物体内,ω-3PUFAs的含量与ω-6PUFAs(其代谢方式和功能与前者不同,通常其作用也相反)相比很低。而对于人体,无论ω-3PUFAs的过低还是ω-6PUFAs的过高都会带来极为不利的影响。所以人们一直在努力寻求提高人体中ω-3PUFAs含量的途径或者大量生产ω-3PUFAs的方法。本研究经过密码子优化后,用化学合成的方法获得了C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1,并构建了哺乳动物细胞表达载体pcDNA3.1-sFat1-EGFP,通过脂质体转染了CHO细胞系并对其进行抗性筛选获得稳定转染细胞株。对稳定转染sFat-1细胞株的RT-PCR分析及脂肪酸组成的GC-MS分析表明,sFat1基因完全能够在CHO细胞中表达和发挥其ω-3去饱和酶的作用,即促使ω-6系列不饱和脂肪酸转变为相应的ω-3系列不饱和脂肪酸(从十八碳到二十二碳)。ω-6不饱和脂肪酸总量从48.97%下降到35.29%,而ω-3不饱和脂肪酸总量则相应地从7.86%上升到24.02%。ω-6多不饱和脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸的比值从正常细胞中的6.23下降到转染细胞中的1.47。这说明C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1的合成是成功的,试验所获得的结果为今后的进一步的研究或应用其大量生产ω-3PUFAs奠定了基础。     

用三步法纯化重组人促红细胞生成素

在生物反应器中培养中国仓鼠卵巢细胞—促红细胞生成素(CHO-EPO)C2细胞株,培养上清液中重组人促红细胞生成素(rHuEPO)表达水平达2000～3000U/ml。培养上清经过三步纯化:第一步为反相柱色谱,可将样品浓缩约96.7％,其收集液经充分透析后进行第二步的DEAE-离子交换色谱,最后进行分子筛色谱,总回收率为30％以上,经纯化的rHuEPO比活性为1.5×10~8U/g蛋白,SDSPAGE一条带,扫描测试纯度达98％以上。     

人尿激酶原突变体的构建及其特性的研究

由于人尿激酶原（pro-UK）存在凝血酶和纤溶酶原激活剂抑制剂（PAI-1）的作用位点,在生产和治疗过程中容易失去活性。采用PCR介导的定点突变技术对pro-UK基因进行了突变,构建了3种人pro-UK突变体, 分别将蛋白序列中的凝血酶作用位点Arg¹⁵⁶突变成His¹⁵⁶,构建成pro-UKM1;将PAI-1的作用位点Arg¹⁷⁸、Arg¹⁷⁹、Arg¹⁸¹突变为Lys¹⁷⁸、Lys¹⁷⁹、His¹⁸¹构建成pro-UKM2;同时将凝血酶和PAI-1的作用位点突变构建成pro-UKM3。分别在CHO细胞中获得稳定表达。并对3种突变体进行了SDS-PAGE纤维蛋白自显影和Western blot分析,证明3种细胞表达的pro-UKM与天然尿激酶原带型一致,绝大多数为单链。体外溶栓试验表明,pro-UKM1对凝血酶有抵抗性,pro-UKM2对PAI有抵抗性,pro-Ukm3能有效抵抗凝血酶和PAI的活性抑制。特别是pro-UKM3具有开发成新型溶血栓药物的潜力     

山羊精子结合和内化外源DNA的特征及影响因素

外源DNA与精子相互作用后的定位及内化率是精子载体法制备转基因动物的关键环节.实验以标记的DNA片段为示踪材料,就精子与外源DNA相互作用的基本特征及影响因素进行了研究.结果表明:山羊精子可自发性结合外源DNA,外源DNA最初结合于顶体后区质膜外表面,随后部分内化进入细胞内.精子对外源DNA的结合和内化能力随供体的不同而差异明显,在实验所检查的35只公羊中,结合率(DNaseⅠ消化前)波动于4.6%～62.4%,内化率(DNaseⅠ消化后)波动于2.1%～53.8%,个体间差异显著(P<0.01).对于同一供体的精子而言,阻止DNA结合的最主要因素是精浆,与射出的原精液相比,洗涤后精子的结合率和内化率分别提高了3倍和5倍;其次精子获能也将导致结合率和内化率降低(P<0.01).死精子不能完成外源DNA的内化过程,但反复冻融导致质膜破裂的死精子具有更高的结合率,而且阳性率与动物个体无关.上述结果提示,筛选合适的精子供体,采用优化的转染处理方法是提高精子载体方法效率的前提和保证.     

用构建的新型BmNPV载体在家蚕高效表达人β-干扰素

家蚕核多角体病毒(Bombyx mori Nuclear Polyhedrosis Virus.BmNPV)和家蚕细胞已成功地用来大量生产具有生物活性的重组蛋白。但是BmNPV的通用载体的类型较少。因此,本实验构建了BmNPV新型载体pBm92,该载体将多角体蛋白基因的起始密码ATG改变为ATT,然后在多角体蛋白基因的 12位外连接有5个外源基因的克隆位点。将HuIFN-β基因克隆在多角体蛋白基因的 12位后,构建了pBmIFN 12;同时构建HuIFN-β克隆在-3位后的转移栽体pBmIFN-3。将两种转移载体DNA分别与BmNPV基因组DNA共转染Bm-N细胞。利用重组病毒不产生多角体蛋白的特征,筛选重组病毒。用HuIFN-β基因探针与重组病毒DNA进行杂交鉴定。重组病毒BmIFN 12感染Bm-N细胞,其上清IFN活性最高时可达2.0×10~6IU/ml,将BmIFN 12注射5龄家蚕虫体,表达水平为50×10~7IU/ml,是HuIFN-β基因克隆在多角体蛋白基因的-3位后获得的重组病毒的表达量的2～4倍。家蚕体生产的rHulFN-β为糖基化蛋白具有天然HuIFN-β的抗原性。     

染色质免疫沉淀法筛选转录因子Nanog调控的目的基因

目的：利用染色质免疫沉淀法筛选转录因子Nanog调控的目的基因。方法：用甲醛固定胚胎干细胞,利用超声将其染色质随机断裂成0.5～1.0kb的染色质片段,通过免疫沉淀富集与Nanog结合的DNA片段,回复交联后分离纯化DNA片段,最终用凝胶迁移阻滞实验验证Nanog与DNA片段的结合。结果：我们发现fzr为Nanog调控的目的基因,并通过电泳迁移率变动分析证明了二者的结合。结论：Fzr在细胞周期调控中发挥重要作用,这为阐明Nanog的作用机理奠定基础。     

应用PCR-酶切连接法合成全长sFat1基因

人工合成基因在生命科学研究中有着重要的意义, 因此基因合成是一项常用技术。长片段基因的合成比较困难, 常常因为合成中碱基序列的错配、突变等原因而导致失败。研究者们所熟知的几种现行的方法仍然难以解决该问题。本研究在作者自身的工作经验中建立了一种新的基因合成方法, 即PCR-酶切连接法。应用该方法成功地将化学合成的27个寡聚核苷酸片段(每个片段长60～68 bp)拼接组装起来, 获得了完整的总长为1 226 bp的基因sFat-1。整个过程仅采用3轮PCR(共7个反应)、2轮的酶切连接(3个反应), 而且未曾出现任何偏离预期基因序列的差错。该方法步骤较少, 技术简单, 出错极少, 是合成长基因序列很好的选择。     

精子结合外源DNA的特征及影响因素

外源DNA与精子相互作用后的定位及内化率是精子载体法制备转基因动物的关键环节。实验以标记的DNA片段为示踪材料,就精子与外源DNA相互作用的基本特征及影响因素进行了研究。结果表明：山羊精子可自发性结合外源DNA,外源DNA最初结合于顶体后区质膜外表面,随后部分内化进入细胞内。精子对外源DNA的结合和内化能力随供体的不同而差异明显,在实验所检查的35只公羊中,结合率（DNaseⅠ消化前）波动于4.6% ~ 62.4%,内化率（DNaseⅠ消化后）波动于2.1% ~ 53.8%,个体间差异显著（P<0.01）。对于同一供体的精子而言,阻止DNA结合的最主要因素是精浆,与射出的原精液相比,洗涤后精子的结合率和内化率分别提高了3倍和5倍;其次精子获能也将导致结合率和内化率降低（P<0.01）。死精子不能完成外源DNA的内化过程,但反复冻融导致质膜破裂的死精子具有更高的结合率,而且阳性率与动物个体无关。上述结果提示,筛选合适的精子供体,采用优化的转染处理方法是提高精子载体方法效率的前提和保证。     

来源于线虫Caenorhabditis briggssae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因

ω-3多不饱和脂肪酸（ω-3 PUFAs）是一类被广泛研究和关注的脂肪酸,对人类及其他哺乳动物的正常发育和保持良好的健康状况极其重要,并且对于人类的多种疾病的预防和治疗亦有着明显的作用。在人和哺乳动物体内,ω-3 PUFAs的含量与ω-6 PUFAs（其代谢方式和功能与前者不同,通常其作用也相反）相比很低。而对于人体,无论ω-3 PUFAs的过低还是ω-6 PUFAs的过高都会带来极为不利的影响。所以人们一直在努力寻求提高人体中ω-3 PUFAs含量的途径或者大量生产ω-PUFAs的方法。本研究经过密码子优化后,用化学合成的方法获得了C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1,并构建了哺乳动物细胞表达载体pcDNA31-sFat1-EGFP,通过脂质体转染了CHO细胞系并对其进行抗性筛选获得稳定转染细胞株。对稳定转染sFat-1细胞株的RT-PCR分析及脂肪酸组成的GC-MS分析表明,sFat1基因完全能够在CHO细胞中表达和发挥其ω-3去饱和酶的作用,即促使ω-6系列不饱和脂肪酸转变为相应的ω-3系列不饱和脂肪酸（从十八碳到二十二碳）。Ω-6不饱和脂肪酸总量从48.97%下降到35.29%,而ω-3不饱和脂肪酸总量则相应地从7.86%上升到24.02%。Ω-6多不饱和脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸的比值从正常细胞中的6.23下降到转染细胞中的1.47。这说明C.briggsae的ω-3脂肪酸去饱和酶基因sFat-1的合成是成功的,试验所获得的结果为今后的进一步的研究或应用其大量生产ω-3PUFAs奠定了基础。     

无血清培养基生产重组人红细胞生成素的纯化

用无血清培养基在生物反应器中培养CHO-EPO C2细胞株,培养上清中重组人红细胞生成素表达水平达10～21 mg/L.培养上清经过三步纯化后纯度可达到98%以上,比活性约为1.5×10⁵ U/mg.纯化第一步使用反相柱层析,可将样品体积浓缩约30倍.取其收集液进行DEAE-离子交换柱层析,最后进行分子筛层析,全过程回收率为40%左右.SDS-PAGE表明,所制备终产品分子质量为35～40 ku,等电聚焦方法测其等电点在3.75～4.15之间,均属文献报道范围;ELISA和蛋白质印迹实验结果证明其具有天然红细胞生成素抗原性;采用溴化氰裂解方法做肽谱电泳,结果与理论推测相符.该纯化路线简单、迅速、高效,重复性好,可用于规模化生产临床使用重组人红细胞生成素.