细粒棘球蚴EgG1Y162基因进化分析、表达及鉴定

目的:克隆和鉴定细粒棘球蚴的Eg G1Y162基因,分析其蛋白表达和适应性进化并鉴定抗原性。方法:根据em Y162基因序列设计引物,分别从细粒棘球绦虫原头蚴、囊壁生发层、成虫和虫卵四个发育阶段,提取基因组DNA和总RNA,mRNA反转录为c DNA,利用PCR的方法以基因组DNA和c DNA为模板扩增Eg G1Y162基因;构建PUCm-T/Eg G1Y162重组质粒,经PCR、酶切及测序鉴定后,测序确定其正确性。利用DNAman软件与MEGA4软件对Eg G1Y162基因特点进行分析并构建Eg G1Y162核酸序列的进化树进一步探讨其同源性。荧光定量PCR检测Eg G1Y162基因在细粒棘球绦虫原头蚴、囊壁生发层、成虫和虫卵四个不同发育阶段的表达情况。利用定向克隆技术将Eg G1Y162抗原基因片段克隆至原核表达质粒PET-41a上,通过酶切分析和PCR鉴定筛选出阳性克隆,测序确定序列。IPTG初步诱导和表达Eg G1Y162-GST重组蛋白,通过SDS-PAGE电泳和Western blot试验分析鉴定。结果:从细粒棘球绦虫的两个不同发育阶段均克隆出Eg G1Y162基因,从总DNA克隆得到片段长度1 680bp,从c DNA克隆得到片段长度459bp。相似性比较表明,Eg G1Y162基因序列与em Y162相似性为91%,而Eg G1Y162基因c DNA与em Y162相似性为95%。进一步分析显示,Eg G1Y162基因序列由3个外显子和2个内含子组成,外显子区域分别为1~70,1 064~1 380和1 577~1 648。位于疏水端1~16位氨基酸构成Eg G1Y162信号肽序列,35~115位氨基酸形成一个大的纤黏连蛋白剪接体FN3,133~152位氨基酸构成羧基端跨膜区域。测序结果显示Eg G1Y162抗原基因长度为360bp,编码120个氨基酸。通过荧光定量PCR检测,发现Eg G1Y162在成虫、生发层阶段、原头蚴和虫卵阶段均有不同程度的表达。但是Eg G1Y162在成虫中的表达量最多,相对值为19.526,差异有统计学意义(P<0.01),其次生发层阶段,为5.122,再次在原头蚴阶段,相对值为5.083,而在虫卵阶段最少,为1.6588。构建的PET-41a/Eg G1Y162原核表达质粒,经IPTG诱导后,SDS-PAGE检测表明Eg G1Y162-GST重组蛋白得到成功表达,在相对分子量为44k Da处有表达条带。Western blot分析显示阳性印迹条带,分子量为44k Da,Eg G1Y162重组蛋白能与细粒棘球蚴感染40天后犬的血清发生反应;与包虫病患者血清也有阳性反应。结论:成功克隆Eg G1Y162抗原基因,序列对比分析显示Eg G1Y162的c DNA与em Y162的c DNA具有很高的相似性,基因的差异性主要存在于内含子区域,Eg G1Y162抗原基因是一种新的基因。Eg G1Y162在成虫中的表达量最多。成功诱导表达出Eg G1Y162重组蛋白,并且Eg G1Y162重组蛋白具有很好的抗原性。

Analysis of Gene Evolution,Protein Expression and Identification of Echinococcus granulosus EgG1Y162