羊驼线粒体12srRNA/tRNA-Val/16rRNA 基因序列测定及分子进化研究

对GaneBank中登录的部分骆驼科动物线粒体12 srRNA/tRNA-Val/16 rRNA基因序列进行同源性比较,并借助DNAstar软件设计引物,扩增并进行序列分析,旨在揭示其遗传变异的规律。PCR条件优化后成功扩增出长度为1 014 bp的DNA片段,b lastn分析显示,该片断与骆驼科动物的同源性高于95%,所获得片断包括30bp的12 srRNA基因部分序列,71 bp的tRNA-Val基因全序列和913 bp的16 srRNA基因部分序列。利用RNA-structure 4.2 RNA分析软件绘制了部分骆驼科动物的线粒体tRNA-Val推导性二级结构图,比较结果显示,羊驼线粒体tRNA-Val氨基酸臂和反密码子环呈属间特异性遗传。     

羊驼皮肤cDNA文库构建及鉴定

采用原核表达载体pet-32-a 构建了羊驼皮肤组织cDNA文库。双链cDNA采用Universal Ribo Clonec DNA Synthesis System合成,并经过琼脂糖分级胶回收,去除了小于400 bp的片断;通过酶切载体的去磷酸化和插入片断的磷酸化,提高了重组率,蓝白斑筛选结果全部为阳性;库扩增后检测容量达2.25×107。随机挑取阳性克隆进行单引物测序分析,七个测序样品中获得两个与毛发生长相关的EST(expression sequence tag),分别为S100钙离子结合蛋白A3基因(S100 calcium binding protein A3,S100A3)的部分序列和高硫角蛋白关联蛋白基因(high sulfur keratin-associated protein,KRTAP3-3)的部分序列,说明所构建的文库具有较高的代表性。     

催乳素受体基因与羊驼繁殖性能关系的初探

通过氯仿/异戊醇法制备羊驼血液基因组DNA,采用PCR方法首次扩增出羊驼催乳素受体基因(prolactin receptor gene,PRLR)exon8-exon9序列(GenBank登录号为DQ198164),该片段长度为622bp。通过NCBI blast(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)比较,结果表明:该序列包括exon8的82bp、intron8全序列472bp和exon9的68bp。同源性比较发现,羊驼PRLR基因exon8和exon9核苷酸序列与其它哺乳动物的相应区域的同源性特高,均≥92%;同时还发现羊驼exon8引物后第19个碱基为G,而其它哺乳动物(猪除外)均为A,猪则是在羊驼exon8引物后的第34个碱基处由G变为A,通过推导氨基酸序列分析发现,这种单碱基的突变使得羊驼与其它哺乳动物相比,该处的氨基酸由亮氨酸取代了异亮氨酸;在羊驼exon9引物前第22个碱基处也发生了A-G碱基替换现象,但这个碱基的突变发生在密码子的第3个碱基上,编码的氨基酸均为脯氨酸。在这些动物中只有羊驼为单胎动物,羊驼exon8核苷酸序列中A-G的碱基替换并引起编码氨基酸序列发生改变是否与羊驼繁殖性能有关还有待进一步研究。     

FGF5在青年羊驼背部和耳部皮肤中的表达和定位

羊驼是毛用型经济动物,其耳部和背部的毛发品质和生长周期存在差异. 据研究成纤维细胞生长因子5（fibroblast growth factor 5, FGF5）在多种哺乳动物中影响毛发长度. FGF5基因的突变导致小鼠、狗和猫隐性的长发表型,其也参与了家兔绒毛长度的变异. 本实验旨在研究FGF5在青年羊驼皮肤中的表达和定位,以及在羊驼背部和耳部皮肤中的差异比较,探讨其在羊驼毛发生长发育过程中的作用及其相关机制. 实验采用实时荧光定量PCR、Western印迹和免疫组织化学等技术,对FGF5在青年羊驼背部和耳部皮肤中的mRNA、蛋白表达水平和定位进行了研究. 实时荧光定量PCR结果显示,FGF5在青年羊驼耳部皮肤组织中相对基因表达量是羊驼背部皮肤组织的25265倍(P<001); Western印迹结果显示,羊驼皮肤组织粗蛋白提取物中存在与兔抗FGF5多克隆抗体发生免疫阳性反应的蛋白条带,羊驼耳部皮肤平均蛋白表达量显著高于背部;免疫组织化学结果显示,FGF5在羊驼皮肤的毛根鞘,毛母质细胞和毛髓质等部位均表达,根据光密度值得出,该蛋白在羊驼背部和耳部皮肤中的表达差异极显著（P<001）. 试验结果提示FGF5可能抑制了羊驼毛发的生长.     

黑色素瘤细胞单域抗体文库的构建及鉴定

黑色素瘤作为一种多发于皮肤部位的恶性肿瘤,严重危害着动物和人们的健康。与传统抗体比较,单域抗体具有结构简单、分子量小、免疫原性弱等特点,使其在疾病的诊断及治疗方面具有广阔的应用空间。本研究以B16-F10细胞蛋白质为研究对象,通过反复冻融与超声破碎相结合的方式获得B16-F10蛋白质作为抗原,免疫成年雄性羊驼。采用噬菌体单域抗体展示技术,构建了质量优良的B16-F10细胞蛋白质单域抗体免疫文库,其库容为5.76 × 10¹⁰,VHH重组率为96%,文库丰度为3.00 × 10¹⁰个/mL。该结果为研究黑色素瘤的生物学特性提供了新思路,同时也为后续筛选B16-F10单域抗体奠定了基础。     

羊驼皮肤中核糖体蛋白L34（RPL34）基因表达的分析

从羊驼皮肤eDNA文库中筛选到冗P￡34的克隆,经PCR鉴定并测序得知：一种克隆的大小为270bp（命名为尺P躬4,）,另一种克隆的大小为470bp（命名为RPL34Ⅱ）。序列分析发现,RPL34Ⅰ和Ⅱ在核苷酸水平上,5’UTR区不具有同源性,3’UTR区具有同源性;在氨基酸水平上,部分具有高度同源性;分子进化树分析表明二者具有不同的进化速率。此外,RPL34Ⅰ和Ⅱ对应于不同的转录本。通过以上结果分析,认为RPL34Ⅰ和RPL34Ⅱ二者同时在羊驼皮肤中表达,可能是RPIJ34的两个剪接体,发挥不同的生物学功能。     

人KRT2促进体外培养的羊驼皮肤黑色素细胞的黑色素生成北大核心CSCD

基因表达谱显示,绵羊角蛋白2(keratin2,Krt2)的mRNA在不同毛色皮肤的表达不同,暗示Krt2基因可能对皮肤黑色素生成有一定的影响。为探索角蛋白2对体外培养的羊驼皮肤黑色素细胞黑色素生成的影响,首先采用PCR扩增产物测序,结合DNAMAN软件比对分析发现,羊驼Krt2编码序列(c DNA)与NCBI公布的人KRT2高度同源(91%);将人KRT2添加于培养的羊驼皮肤黑色素细胞,观察人KRT2对羊驼皮肤黑色素细胞黑色素的生成作用。免疫组织化学显示,外源性的人KRT2处理羊驼皮肤黑色素细胞72 h后,黑色素细胞的细胞质中Krt2表达增强。实时定量PCR及Western印迹实验揭示,与胎牛血清清蛋白处理的羊驼皮肤黑色素细胞比较,1 ng/m L、10 ng/m L和100 ng/m L人KTR2处理的羊驼皮肤黑色素细胞酪氨酸酶(Tyr)、酪氨酸相关蛋白-1(Tyrp1)、小眼畸形相关转录因子(Mitf)基因表达明显上调(P<0.05);尤其在添加10 ng/m L KTR2的细胞中,3个基因的mRNA相对表达水平升高尤其显著,分别是对照细胞的4倍、10倍和12.9倍(P<0.01),蛋白质相对表达水平分别是对照细胞的2倍、2.1倍和1.7倍(P<0.01)。分光光度法测量A490结果证明,1 ng/m L、10 ng/m L和100 ng/m L人KTR2处理的羊驼皮肤黑色素细胞产生的黑色素含量分别是对照细胞的1.3倍(P<0.05)、1.8倍(P<0.01)和1.5倍(P<0.05)。上述结果说明,人KTR2处理可通过刺激羊驼皮肤黑色素细胞黑色素合成相关信号通路,促进黑色素的合成。     

驼源天然单域重链抗体库的构建与鉴定

从未经主动免疫的健康羊驼(Lama pacos)外周血淋巴细胞中提取总RNA,反转录后作为第一轮PCR的模板。根据重链抗体保守区域设计引物,经巢式PCR法扩增获得了全套重链抗体可变区基因,将其克隆至噬菌粒pHEN1,电转化大肠杆菌TG1得到初级抗体库NAL,含有2×10⁷个独立克隆,菌落PCR和Hinf I酶切分析结果显示,克隆效率大于97%,文库的多样性良好。辅助噬菌体救援后,得到噬菌体展示文库命名为NA-PDL,滴度达10¹³CFU/ml。以真菌毒素人工抗原DON-MBSA为目标抗原,对NA-PDL进行了淘选,第二轮洗脱物中,阳性克隆率达36.4%,提示针对目标抗原的噬菌体颗粒得到了有效富集,文库NA-PDL多样性较好,为后续淘选针对特定抗原的单域重链抗体奠定了基础。     

MicroRNA-411a-3p靶向钙/钙调素依赖蛋白激酶4调控羊驼黑色素细胞中的黑色素生成

羊驼是重要的毛用型经济动物,具有22种天然色。毛色由皮肤中黑色素细胞产生的黑色素颗粒的分布和转运所决定的。然而,羊驼色素形成或毛色形成的分子机制复杂,由多个基因、miRNA 和lncRNA调控。但是,miR-411a-3p 对羊驼色素形成起调控作用未见报道。为研究miR-411a-3p在黑色素产生过程中的调控作用,本文将构建的miR-411a-3p载体转染到羊驼黑色素细胞中,并对毛色基因的表达进行研究。经生物信息学预测,钙/钙调素依赖蛋白激酶4(calcium-calmodulin dependent protein kinase 4, CaMK4)可能是miR-411a-3p的靶基因之一。双荧光素酶报告基因结果显示,与对照组相比,双荧光报告酶活性下降（34.78 ± 16.09）%(P<0.01),其下降趋势明显,说明CaMK4可能是miR-411a-3p的靶基因之一。miR-411a-3p通过结合CaMK4的3′ untranslated region (3′-UTR)直接调控CaMK4的表达。在羊驼黑色素细胞中转染miR-411a-3p后,CaMK4、CDK5和TYRP1在转录水平的表达量与NC组相比具有显著下降趋势,其中TYRP1下降趋势尤为显著（53.66 ± 2.11）%（P<0.01）。Western印迹检测CaMK4、CDK5、TYRP1、p-CREB在蛋白质水平的表达与NC组相比下降趋势明显,尤其是CDK5和p-CREB基因下降极为显著,分别为（70.26 ± 4.84）%（P<0.01）和（70.11 ±9.05）%（P<0.01）。Masson-Fontana法检测黑色素颗粒,结果显示,miR-411a-3p抑制黑色素细胞产生黑色素颗粒。通过紫外分光度法检测真黑素（eumelanin,EM）和褐黑素（phenomelanin,PM）显示,EM和PM的含量均被下调。结果表明,miR-411a-3p靶向抑制CaMK4表达,从而改变CREB的表达以控制黑色素的产生,此研究结果对哺乳动物毛色形成机制有重要意义。