非洲爪蟾BAFF及其信号通路相关基因的比较生物信息学分析

目的:对非洲爪蟾BAFF和BAFF信号通路相关基因进行了分析.方法:采用生物信息学方法对两栖类重要的模式生物-非洲爪蟾的基因组和EST数据库进行分析.结果:非洲爪蟾BAFF cDNA全长为557 bp,编码218个氨基酸.与人BAFF序列相似性为37.5％.该文一共得到了14个BAFF信号通路相关基因.通过与人BAFF信号通路进行比较,对非洲爪蟾这14个BAFF信号通路相关基因进行了分析.结论:BAFF和BAFF信号通路在进化过程中较为保守,这为进一步研究低等脊椎动物BAFF功能和信号通路具有重要的指导作用.     

非洲爪蟾短型肽聚糖识别蛋白基因的克隆与鉴定

采用生物信息学方法首次对非洲爪蟾短型肽聚糖识别蛋白(xePGRP-S)基因进行了克隆,并对其在胚胎发育和成年爪蟾各组织中的表达状况进行了分析。xePGRP-ScDNA全长720bp,开放阅读框为549bp,编码182个氨基酸。序列比对显示xePGRP-S与其他物种PGRP-S的序列相似性在42.4%-50.5%之间。RT-PCR显示在非洲爪蟾胚胎发育至3d时可以明显检测到xePGRP-S的表达,之后呈持续性表达,且在所检测的心、肝、脾、肺、肾、肠和胃这7种组织器官中呈组成型表达。       

非洲爪蟾IL-6基因的克隆及生物信息学分析

生物信息学作为一门新兴学科,已经应用到生命科学、临床医药、工农业等方面。白细胞介素-6(IL-6)是机体重要的免疫因子,但在两栖类中未见报道。采用生物信息学方法对两栖类模式动物非洲爪蟾IL-6进行分析。以人IL-6基因对非洲爪蟾数据库进行搜索、分析,并采用RT-PCR方法对所得序列进行验证。结果表明,非洲爪蟾IL-6基因位于scaffold_52基因架上,具有保守的IL-6家族基序。采用生物信息新方法进行不同物种的免疫基因挖掘、克隆,是一种有效的方法。     

拟穴青蟹两种新C-型凝集素基因的克隆与表达分析

为研究拟穴青蟹(Scylla paramamosain)中C-型凝集素(C-lectin)的功能, 从其肝胰腺中克隆获得全长858 bp和598 bp的两个C-型凝集素分子, 分别命名为Sp-lectin3和Sp-lectin4, 其推导的氨基酸序列含有信号肽和一个CRD, 其中Sp-lectin4还具有糖类结合的特征性基序QPD。Sp-lectin3和Sp-lectin4的开放阅读框分别由5个和4个外显子编码。在正常养殖青蟹的肝胰腺中该两个基因表达量最高, 其次是射精管(Sp-lectin3)或肠(Sp-lectin4); 除脑和储精囊外的所检测组织/器官中, Sp-lectin4表达量均高于Sp-lectin3。随着胚胎的发育, 该两个基因表达量逐渐升高, 峰期为溞状幼体, 而大眼幼体期的表达量急剧下降, 仔蟹期再回升; 在胚胎发育阶段除囊胚期外, Sp-lectin4表达量极显著高于Sp-lectin3(P0.01), 相反, 在胚后发育阶段除大眼幼体II期外, Sp-lectin3表达量却极显著高于Sp-lectin4(P0.01)。副溶血弧菌(Vibrio parahemolyticus) 人工感染, 可诱导Sp-lectin3在储精囊和射精管中的表达, 分别在感染后12h和6h显著上调(P0.05); 同时, 可诱导Sp-lectin4在肝胰腺中的表达, 并在感染后12h和18h显著上调(P0.05)。结果表明, Sp-lectin3和Sp-lectin4可能参与拟穴青蟹的抗细菌感染免疫反应, Sp-lectin3侧重于生殖系统如射精管和储精囊中发挥作用, 而Sp-lectin4侧重于在肝胰腺。       

日本鳗鲡TLR21基因的鉴定、免疫应答与启动子分析

为研究TLR21（Toll like receptor 21）在低等脊椎动物中的功能及表达调控机制,我们扩增获得了日本鳗鲡TLR21（AjTLR21）cDNA序列,其编码的蛋白具有TLR家族的共同特征。AjTLR21基因结构与其他鱼类和两栖类TLR21相同,由单个外显子编码。荧光定量结果显示,AjTLR21在血液、鳃、脾脏、中肾等11个组织/器官中转录表达,其中在血液中表达量最高。经Poly I:C诱导后8h,AjTLR21在脾脏和中肾中的表达量显著性上调;诱导后16h,AjTLR21在血液、鳃、肠和脾脏中的表达量显著性上调（P < 0.05）。双荧光素酶报告基因结果显示,在AjTLR21 5'上游调控序列-1179 bp到+117 bp存在Poly I:C调节的正调控元件。经Edwardsiella tarda诱导后16h和72h,AjTLR21分别在血液和中肾组织的表达量显著性上调,表明AjTLR21同时也参与了抗细菌免疫应答,其在机体免疫系统中的功能具有多样性。研究对于理解日本鳗鲡AjTLR21的免疫学功能具有重要的理论意义和应用价值。     

白氏文昌鱼FADD的克隆及功能研究

Fas死亡结构域相关蛋白(Fas-associated death domain protein,FADD)是死亡信号转导通路中的连接蛋白,在脊椎动物中其结构和功能都很保守.本文首次克隆了头索动物白氏文昌鱼(Branchiostoma belched)FADD(bbFADD)的cDNA和基因组DNA序列.bbFADD cDNA全长1239 bp,编码217个氨基酸.与脊椎动物的FADD一样,bbFADD含有N端的死亡效应结构域(Death Effector Domain,DED)和C端的死亡结构域(Death Domain,DD).bbFADD氨基酸序列的第33位氨基酸苯丙氨酸在进化过程中相对保守,此苯丙氨酸在FADD自我相互作用中具有重要作用.哺乳类的FADD基因编码区含有两个外显子,而bbFADD基因含有3个外显子.一般认为头索动物处在无脊椎动物进化到脊椎动物的中间过渡阶段,但基于FADD氨基酸序列的系统进化树和同源性分析显示,文昌鱼与海胆的亲缘关系更近.bbFADD在HeLa细胞中超表达能够引起HeLa细胞的凋亡,暗示bbFADD可能能够在人类细胞凋亡通路中起作用,推测凋亡系统在生物进化过程中相当保守.     

日本鳗鲡肝脏表达抗菌肽2基因的克隆与表达

为探讨鱼类抗菌肽基因的生物学功能,研究应用RACE方法克隆获得了日本鳗鲡 (Anguilla japonica) 肝脏表达抗菌肽2基因 (Liver-Expressed Antimicrobial Peptide 2,LEAP-2),即AJLEAP-2的cDNA序列,全长为450 bp,开放阅读框编码89个氨基酸。其成熟肽含有LEAP-2保守基序C-X5-C-X4-C-X4-C。AJLEAP-2基因组结构与其他脊椎动物LEAP-2相同,都包含有三个外显子。利用荧光定量PCR检测了AJLEAP-2在日本鳗鲡不同组织/器官中的表达,发现其转录子在肝脏中表达量最高,是内参基因 (-actin) 的6倍; 其次是肠道,但其表达量仅为肝脏的1/130。此外,还检测了AJLEAP-2在日本鳗鲡玻璃鳗(Glass eel)阶段的转录表达水平,结果显示,玻璃鳗中AJLEAP-2的转录表达量仅低于黑仔期的肝脏,为黑仔鳗肠道表达量的2倍。LPS和迟缓爱德华菌 (Edwardsiella tarda) 刺激能显著上调鳗鲡血液中AJLEAP-2的转录表达,刺激16h后上调倍数最高,分别为对照组的86倍和12倍。此外,LPS刺激72h和E. tarda 刺激8h后,肠道中AJLEAP-2显著上调表达(P0.05),为对照组的8倍。Poly I:C刺激24h后,血液中AJLEAP-2转录表达显著下调。结果表明,AJLEAP-2在日本鳗鲡抗细菌感染过程中起重要的作用。     

日本鳗鲡IFN-γ基因的鉴定、表达模式及启动子活性分析

为揭示鱼类IFN-γ的生物学功能, 研究从日本鳗鲡(Anguilla japonica)中克隆获得了IFN-γ基因, 命名为AjIFN-γ。AjIFN-γ具有脊椎动物IFN-γ的典型特征: 包括4外显子/3内含子的基因结构、C端的IFN-γ特征性氨基酸基序和1个核定位信号, 以及6个α-螺旋反向平行构成的二级结构。AjIFN-γ在日本鳗鲡所有组织中均低水平转录表达, 其中肝脏中表达量最高, 其次是皮肤和头肾。Poly I:C刺激和迟缓爱德华氏菌感染均可显著诱导AjIFN-γ在鳃、头肾、体肾和(或)脾脏中的转录表达, 表明AjIFN-γ能够参与日本鳗鲡抗菌和抗病毒的免疫过程。此外, 研究还克隆了AjIFN-γ基因的5′调控区序列共1536 bp, 并构建了一系列Aj IFN-γ 5′调控区删节突变体, 分析其启动子活性, 结果表明, 上游–240/+136区域中含有起始AjIFN-γ转录的关键启动子调控元件, –1062/–814区域存在转录的正调控元件, 而–1252/–1062区域存在转录的负调控元件。上述结果进一步丰富了鱼类IFN-γ的基础知识。     

非洲爪蟾干扰素-1基因的原核表达

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日本鳗鲡的C-型和G-型溶菌酶研究

研究以日本鳗鲡(Anguilla japonica Temminck et Schlegel)为研究对象, 根据其基因组数据库, 预测并扩增出2类, 共5个溶菌酶基因, 包括1个C-型溶菌酶和4个G-型溶菌酶, 分别命名为AJLysC、AJLysG1、AJLysG2、AJLysG3和AJLysG4。它们的cDNA全长分别为811、749、1352、1175和733 bp, 编码143、193、185、185和187个氨基酸。SignalP预测表明, AJLysC和AJLysG1的N-端分别包括15和19氨基酸的信号肽, 另外3种溶菌酶没有信号肽。基因组分析显示, AJLysC、AJLysG2、AJLysG3和AJLysG4的基因结构与其他鱼类的同类溶菌酶的基因结构相似, C-型溶菌酶具有4个外显子, G-型则具有5个。但是, AJLysG1的基因结构与其他鱼类G-型溶菌酶不同, 具有6个外显子, 与其他鱼类溶菌酶的蛋白序列比较, 发现AJLysG1缺失其他G-型溶菌酶存在的第2个酶活性位点氨基酸, 即天冬氨酸Asp。AJLysC与其他很多物种的C-型溶菌酶具有较高的同一性, 如与牙鲆的同一性为72.7%。G-型溶菌酶中AJLysG2、AJLysG3、AJLysG4彼此之间以及与其他物种G-型溶菌酶的同一性相对较高; 而AJLysG1与其他物种以及与其他3种G-型溶菌酶的同一性均不高, 且都在50%以下。组织表达分析显示, 所有5个溶菌酶基因在12种检测的组织中均有表达。C-型溶菌酶在胃及免疫相关组织的表达量较高; G-型溶菌酶在各组织/器官中的表达则差异较大, AJLysG1在皮肤和肌肉中的表达量最高, AJLysG2在免疫组织/器官如血液、头肾、体肾和鳃中表达量较高。经迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)刺激48h后, 这5个溶菌酶基因在组织/器官中的表达量均有上调, 其中在血液、肠道和头肾等的上调较为显著。此外, 研究尝试重组表达这些抗菌肽, 获得了AJLysG2、AJLysG3和AJLysG4基因在鲤上皮瘤细胞(Epithelioma papulosum cyprinid, EPC)细胞中的表达, 重组蛋白表现出对溶壁微球菌(Micrococcus lyso-deikticus)生长的明显抑制作用。文章较全面地研究了日本鳗鲡溶菌酶基因的组成和类型及其表达变化, 并重组表达了部分基因, 这为进一步研究这些溶菌酶的功能, 特别是对病原微生物的作用奠定了基础。