牦牛CAPN2基因的电子克隆及生物信息学分析

目的:对牦牛CAPN2基因进行电子克隆和序列分析,以期为进一步研究牦牛该基因与其肉质性状相关性以及基因结构和表达奠定理论基础。方法:利用人的CAPNA2基因cDNA序列为探针,在EST数据库进行同源性筛选,运用CAP3进行拼接得到完整序列并结合生物信息学进行序列分析。结果:牦牛CAPN2基因全长3 200bp,包含一个2 103bp的开放阅读框,共编码700个氨基酸;牦牛CAPN2的核苷酸序列与普通牛、羊、马、猪、小鼠、鸡、人相应序列间的一致性分别为99%、97%、90%、87%、85%、79%、90%。经聚类分析,牦牛首先与普通牛聚在一起,然后与羊、猪聚为一类;人与小鼠聚为一类;这两类相聚为一大类后,再依次与马、鸡相聚,其结果与以往的生物学分类结果一致。牦牛CAPN2基因编码蛋白的分子式为C3569H5503N255O1082S26,相对分子质量为79 935.2,理论等电点PI为4.86。结论:牦牛与普通牛、羊、马、猪、小鼠、鸡、人在CAPN2基因的编码序列具有较高有一致性。该基因编码的蛋白为位于细胞质中的水溶性蛋白。     

牦牛HSP72蛋白的生物信息学分析

利用一系列的生物信息学软件分析了牦牛HSP72蛋白的氨基酸组成、等电点、亚细胞定位、跨膜区、疏水,亲水区、结构域、特征位点、二级结构等蛋白质性质,并同普通牛、猪和人的蛋白作了对比。结果表明：牦牛的HSP72蛋白共有641个氨基酸;在所分析的指标中,牦牛的HSP72蛋白与普通牛、猪、人相比存在着一定差异,这些差异是否与它们的分布和适应性有关,还有待于进一步研究。     

牦牛MC1R基因的克隆测序及其分析研究

以麦洼牦牛、斯布牦牛、天祝牦牛和九龙牦牛为研究对象,对黑色素皮质素受体1(Melanocortin receptor I,MCIR)基因编码区进行了克隆测序及分析.结果表明,牦牛的MC1R基因编码区全长954 bp,编码317个氨基酸:4个牦牛品种间及与普通牛间在MC1R基因的编码区内共有13个碱基差异,无碱基的插入和缺失现象,编码蛋白共有9个氨基酸差异.MC1R蛋白为亲水性蛋白,无信号肽,有糖基化位点和7个跨膜区.系统进化分析显示,麦洼牦牛与斯布牦牛的MC1R基因相似性最近.本研究结果时今后开展MC1R基因与牦牛毛色性状的相关性分析以及牦牛的毛色遗传机理、基因定位、基因表达调控等研究具有重要的意义.     

基于RNA-Seq高通量测序技术的牦牛卵巢转录组研究:进一步完善牦牛基因结构及挖掘与繁殖相关新基因

RNA-Seq作为近年来新发展起来的高通量转录组测序技术,为大规模转录组学研究提供了一种全新的且更为有效的方法.目前该技术已广泛应用于转录组学中多方面的研究,尤其近年来,该技术在进一步完善基因结构信息及挖掘新转录本及新基因方面的功能也逐渐受到关注.本研究以牦牛卵巢组织作为研究对象,应用RNA-Seq技术对其进行高通量转录组测序分析,经测序后得到了一个包含26826516条过滤后测序读数,4828772880 bp的卵巢测序文库,比对分析显示,有16992条牦牛基因发生表达,其中3734条基因存在不同类型的可变剪接.功能分析表明,这些表达基因涉及多种GO分类及KEGG通路.进一步分析转录组数据发现,共有7340个基因的5′或3′端在原有基因组的位置基础上发生了延伸,同时还发现了6321个新转录本,定位回基因组预测显示,外显子数量为1~84个,其中2267个新转录本预测具有编码蛋白的能力.比对分析显示,共有1200~4993条新转录本分别与Nt数据库、Nr数据库及SwissProt数据库中的基因比对上,其中与牛相似性基因最多(41.4%),其次为野牦牛(33.0%)、绵羊(6.3%)、人类(2.8%)及小鼠(1.6%)等其他物种.进一步对新转录本进行GO分类注释,结果显示,与繁殖发育相关的GO分类占有较大比例,其中繁殖类别(reproduction)所涉及的新转录本最多.本研究结果为描绘牦牛卵巢正常转录组图谱及进一步探析牦牛繁殖性能提供了基础,同时证实RNA-Seq高通量转录组技术在完善基因结构及挖掘新转录本及新基因方面的具有强大的优势,为进一步完善牦牛基因组结构信息及挖掘潜在的新基因提供了丰富数据.     

端粒和端粒酶在癌症中的研究进展及意义

端粒是位于染色体末端的DNA串联重复序列,对基因组稳定性和完整性起保护作用。端粒的长度与细胞周期密切相关。其长度变化机制分为依赖端粒酶活性和端粒重组两类,氧化应激和铅(Pb)与端粒酶的功能蛋白相结合抑制其活性,致使端粒缩短,硒(Se)与二者具有拮抗作用,延缓衰老。相关数据表明85%肿瘤细胞与端粒酶活性成正相关,以端粒酶活性作为肿瘤治疗靶标称为当代热点之一。主要对肺癌、乳腺癌等恶性肿瘤与端粒的相关性进行了综述,以期为端粒和端粒酶在癌症治疗研究提供参考依据。     

牦牛miR-378前体克隆及组织表达分析

旨在克隆牦牛miR-378的前体序列,阐明其组织表达规律,结合bta-miR-378靶基因的生物信息学预测和分析,探讨miR-378在牦牛生长发育过程中的调控功能。采用PCR方法成功克隆类乌齐牦牛miR-378前体序列,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测miR-378-3p在各组织中的表达模式,结合生物信息学软件TargetScan、DAVID以及数据库NCBI、miRbase等对miR-378进行保守性分析、靶基因预测及其生物学功能分析。结果表明,miR-378在各物种间高度保守,且miR-378-3p在各组织中广泛表达,其中在臀大肌中表达水平最高,显著高于其他组织(P<0.01),在臀脂中的表达高于卵巢、大脑、乳腺和肝脏。获得的272个靶基因主要参与细胞分化、细胞发育、大分子代谢等多个生物学过程,涉及孕酮介导的卵母细胞成熟、促性腺激素释放激素(GnRH)信号通路等,由此推测,miR-378可能在卵泡发育、卵母细胞成熟过程中起关键作用,进而影响母牦牛的繁殖性能。     

牦牛HYOU1基因克隆及组织表达分析

为探究HYOU1基因在牦牛中的组织表达谱,通过对西藏牦牛HYOU1基因的CDS区进行克隆测序,分析该基因的结构和功能,采用RT-PCR技术检测黄牛和牦牛肺脏、心脏、肝脏、乳腺、大脑及肌肉中HYOU1基因的相对表达量。结果表明:(1)HYOU1基因CDS区长度为3 006 bp,其中A、G、C和T含量分别为25.0%、31.1%、26.7%和17.1%,存在一定碱基偏好性;发现1个(ACG→ACA)SNP位点,为同义突变。(2)生物信息学分析表明该蛋白呈中性,为较不稳定、亲水性分泌信号蛋白;存在一个跨膜螺旋(TMhelix)区位于13-35氨基酸位置;二、三级蛋白结构分析发现其主要的空间构象为:无规则卷曲及α-螺旋。(3)聚类分析显示,西藏牦牛与野牦牛的遗传距离最近,与瘤牛及普通牛的遗传距离次之,与水牛最远。(4)RT-PCR结果显示HYOU1基因在黄牛和牦牛肝脏、乳腺、肺脏、大脑、心脏、肌肉6个组织中均有表达,且相对表达量依次递减;在相同组织中,黄牛组织的表达量均显著高于牦牛组织中的表达量(P0.05),其中黄牛肝脏组织的表达量为牦牛表达量的4.4倍。     

密码子偏性及其应用

密码子偏性(codon bias)是指生物体中同义密码子非均衡使用的现象.研究密码子偏性可以使人们更好地理解分子进化、翻译调控等生命过程.在介绍密码子偏性的基础上,概述了影响其形成的各生物学基础,并指出其应用和发展前景.     

牦牛分子遗传多样性研究进展

遗传多样性研究可有效地揭示牦牛的遗传变异, 是牦牛群体遗传学研究的主要内容之一。自20世纪70年代以来, 人们已对牦牛的体形外貌特征、染色体核型(带型)、生理生化特性和DNA序列变异等进行了较为深入地研究。随着分子遗传学和DNA测序技术的迅猛发展, 近年来的研究主要集中在牦牛的分子遗传多样性。文章对近15年来牦牛mtDNA和核基因组分子标记及侯选基因多样性的研究现状进行了综述, 对前景进行展望, 以期为牦牛群体基因组学等研究提供依据。