表皮葡萄球菌SarA对atlE、lipA和zinC基因表达调控的研究

表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermids)是一种条件致病菌,SarA(StaphylococcalaccessoryregulatorA)是该菌中一个全局性调控因子,它控制着细胞中许多与毒性相关的基因表达.报道了SarA在转录水平直接调控atlE、lipA和zinC基因的表达.RT-PCR和lacZ报告基因的分析结果显示,在表皮葡萄球菌ATCC35984中,SarA对atlE(自溶酶基因)表达起负调控作用,而对lipA(脂肪酶基因)和zinC(膜相关锌金属蛋白酶基因)的表达则有正调控作用.生物信息学分析表明,SarA控制atlE,lipA和zinC3种基因表达可能是通过与被调控基因上游的特定DNA序列的结合来实现的,该DNA结合区保守并富含AT碱基.根据已报道的金黄色葡萄球菌中SarA的结合位点序列,利用Omiga软件分析并推测了SarA结合atlE,lipA和zinC的可能区域.基于SarA是一种多功能的毒素相关调控因子,结果提示,SarA能调控众多因子,可以作为防治表皮葡萄球菌感染的一个药物筛选靶点.     

逆病毒载体介导双耐药基因在脐血CD34+细胞中的表达和抗性研究

为探讨转染醛脱氢酶基因(ALDHl)和多药耐药基因(MDRl)的人脐血CD34+细胞能否同时增强对活性环磷酰胺(4-HC)和MDRl基因靶药的抗性,构建了同时含ALDHl和MDRl双耐药基因的逆转录病毒表达质粒GlNa-ALDHl-IRES-MDRl,经LipofectAMINE介导转染GP+E86和PA317包装细胞,采用含长春新碱(VCR)和4-HC的培养基克隆选择后收集重组病毒上清于单向型GP+E86与双嗜型PA317包装细胞行乒乓交互感染,获得PA317重组病毒生产细胞(最高滴度达5.6×105CFU／ml),将含ALDHl和MDRl双耐药基因重组病毒的上清在细胞生长因子刺激下重复感染人脐血CD34+细胞,用PCR、RT-PCR、Southernblot、Northernblot、FACS和MTT等方法检测外源ALDHl与MDRl基因在CD34+细胞中的转移和表达。结果显示逆转录病毒载体介导的双耐药基因已经整合人转染靶细胞基因组并获得有效表达,同时传递不同的耐药表型。经双耐药基因修饰的脐血CD34+细胞对4-HC和VCR药物同时产生抗性,其IC50值分别比未转染细胞高4倍和7.2倍,本研究为开展肿瘤基因治疗的临床研究奠定了实验基础。     

典型对虾养殖水体中参与硝化与反硝化过程的微生物群落结构

【目的】本研究旨在分析典型虾塘养殖水体中参与氮循环关键过程的菌群多样性,为指导实际对虾养殖水体中NH 4+和NO 2-的微生物降解、水体氮素污染控制以及虾塘养殖氮素循环的有效管理提供科学依据。【方法】使用聚合酶链式反应及变性梯度凝胶电泳技术(Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient GelElectrophoresis,PCR-DGGE)从8个不同地点的虾塘水样中确定代表性水样,以此为典型水样进行研究,构建了氨单加氧酶基因(amoA)、亚硝酸盐氧化还原酶基因(nxrA)、亚硝酸盐还原酶基因(nirS)的克隆文库。利用限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)技术将克隆文库进行酶切分析。【结果】通过序列多态性分析,表明amoA基因克隆文库中所有序列都属于变形杆菌门β亚纲(β-Proteobacteria),分别为亚硝化单细胞菌属(Nitrosomonas)(81%)和亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira)(19%)2个属。nxrA基因克隆文库检测到α-Proteobacteria和δ-Proteobacteria两个亚纲,其中硝化杆菌属(Nitrobacter)是优势菌群,占整个文库的92%,仅有一个类群属于δ亚纲的脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae)(8%)。nirS基因文库群落结构相对于amoA和nxrA基因文库较复杂,分别为α-Proteobacteria、β-Proteobacteria亚纲和Actinobacteria,序列分析表明,25%的类群为固氮弧菌属(Azoarcus),25%的类群为(Polymorphum),20%的类群为需氧去氮菌属(Thauera),10%的类群为(Sophophora),10%的的类群为链霉菌属(Streptomyces),5%的类群为(Brachymonas),5%的类群为(Ruegeria)。【结论】典型虾塘养殖水环境中氮素循环关键过程的菌群多样性丰富,其中亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化杆菌属(Nitrobacter)分别是此环境中主要的氨氧化作用推动者和亚硝酸盐氧化作用推动者,而在反硝化重要环节中,固氮弧菌属等多种菌群都起着推动作用。     

肌肉抑制素基因及在食用肉类生产中的应用前景

肌肉抑制素(Mstn)基因是TGF-β超家族的一种新基因,仅在骨骼肌特异表达并作为肌肉生长的负调控因子.由于该基因为单一开关基因,其缺失即导致肌肉量增加,同时Mstn基因天然敲除的肌肉加倍良种牛的存在,说明这种基因操作不会扰乱其他生长调控系统并带来不正常病理变化,因而Mstn基因是提高肉用动物肌肉产量的理想靶基因.     

噬藻体PaV-LD主要衣壳蛋白、穿孔素和内肽酶基因的克隆及表达分析

最近阐明了水华蓝藻噬藻体PaV-LD (Planktothrix agardhii Virus isolated from Lake Donghu)的全基因组序列, 这是一个含有142个ORF的双链DNA噬藻体。在此, 我们对其主要衣壳蛋白基因073R, 内肽酶和穿孔素基因123L-124L(PaV-LD基因组中两个相邻的ORF)进行了基因克隆与表达分析。将073R克隆后构建原核表达质粒pET-32a-073R, 并用IPTG进行诱导表达, 073R融合蛋白经纯化后, 进行免疫小鼠制备抗体; 通过Western blot检测经噬藻体感染宿主细胞后073R的表达时序, 结果显示在宿主细胞裂解之初, 即PaV-LD感染48h以后073R开始表达, 表明073R是一个晚期基因; 同时073R推导的氨基酸序列与34株噬藻(菌)体及2株藻病毒(感染真核藻的病毒)的主要衣壳蛋白的氨基酸序列进行序列比对, 显示073R与无尾的藻病毒衣壳蛋白亲缘关系更近。PCR扩增内肽酶和穿孔素基因123L-124L, 并构建质粒pOP123L-124L, 将其转入模式藻集胞藻PCC6803细胞中, 质粒pOP123L-124L与藻集胞藻PCC6803基因组发生重组, 形成重组藻; 测定了重组藻与野生藻的生长速率, 并绘制生长曲线; 制备超薄切片, 进一步比较和观察重组藻与野生藻的超微结构的变化。结果显示重组藻与野生藻存在生长速率与超微形态的显著差异。       

棉蚜体内感染沃尔巴克氏体（Wolbachia）的分子检测

Wolbachia是存在于节肢动物体内的一类呈母系遗传的细胞内共生细菌 ,这类细菌可以通过卵的细胞质传播并参与调控寄主的生殖活动。通过对Wolbachia外膜蛋白质的wsp基因进行特异性扩增 ,证实了寄生于不同植物的棉蚜 (AphisgossypiiGlover)体内均有感染 ,说明Wolbachia可能广泛存在于棉蚜体内 ,扩增出的Wolbachia目的片段为 5 90bp左右。通过对棉蚜体内感染的Wolbachia的wsp基因序列进行分子检测 ,为进一步研究棉蚜的孤雌生殖与Wolbachia的相关关系等奠定基础。     

应用GSEA和WGCNA方法分析细菌性败血症宿主关键差异基因及意义

【目的】采用生物信息学方法分析公共数据库来源的细菌性败血症患者全血转录组学表达谱,探讨细菌败血症相关的宿主关键差异基因及意义。【方法】基于GEO数据库中GSE80496和GSE72829全血转录组基因数据集,采用GEO2R、基因集富集分析(GSEA)联用加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选细菌性败血症患者相比健康人群显著改变的差异基因,通过R软件对交集基因进行GO功能分析和KEGG富集分析。同时,通过String 11.0和Cytoscape分析枢纽基因,验证枢纽基因在数据集GSE72809(Health组52例,Definedsepsis组52例)全血标本中的表达情况,并探讨婴儿性别、月(胎)龄、出生体重、是否接触抗生素等因素与靶基因表达谱间的关系。【结果】分析GSE80496和GSE72829数据集分别筛选得到932个基因和319个基因,联合WGCNA枢纽模块交集得到与细菌性败血症发病相关的10个枢纽基因(MMP9、ITGAM、CSTD、GAPDH、PGLYRP1、FOLR3、OSCAR、TLR5、IL1RN和TIMP1);GSEA分析获得关键通路(氨基酸糖类-核糖代谢、PPAR信号通路、聚糖生物合成通路、自噬调控通路、补体、凝血因子级联反应、尼古丁和烟酰胺代谢、不饱和脂肪酸生物合成和阿尔兹海默症通路)及生物学过程(类固醇激素分泌、腺苷酸环化酶的激活、细胞外基质降解和金属离子运输)。【结论】本项研究通过GEO2R、GSEA联用WGCNA分析,筛选出与细菌性败血症发病相关的2个枢纽模块、10个枢纽基因以及一些关键信号通路和生物学过程,可为后续深入研究细菌性败血症致病机制奠定理论依据。     

爬行动物MHC基因研究进展

主要组织相容性复合体(MHC)是有颌脊椎动物中发现的编码免疫球蛋白受体的高度多态的基因群,因其在免疫系统中的重要作用而备受关注。脊椎动物不同支系间MHC的结构和演化差异较大。尽管MHC基因特征在哺乳类、鸟类、两栖类和鱼类中已被较好地描述,但对爬行动物MHC的了解仍较少。鉴于爬行动物对于理解MHC基因的演化占据很重要的系统发育位置,研究其MHC具有重要意义。本文就近年来爬行动物MHC的分子结构、多态性维持机制、功能和主要应用的研究现状进行了系统地回顾和总结,并展望了其研究前景。     

携带污染物降解基因的可移动基因元件及其介导的生物修复

可移动基因元件(mobile genetic elements,MGEs)在环境微生物群落中的水平转移是细菌基因组进化和适应特定环境压力的重要机制.在污染土壤和水体中接种携带具有降解基因MGEs的菌株后,随着MGEs的水平基因转移,可使降解基因转移至具有竞争性的土著微生物中并在其中表达,从而不必考虑供体菌在环境中是否能够长期存活.这种由可移动降解基因元件水平转移介导的生物修复为探索新的生物修复途径提供了可行性.本文重点综述了环境样品中携带降解基因MGEs的多样性及其在促进污染物降解过程中的重要作用,介绍了从环境样品中分离代谢MGEs的方法,并列举了在污染土壤、活性污泥、其他生物反应器等生态系统中MGEs水平转移的几个实例.     

格尔德霉素生物合成的调控基因

从吸水链霉菌17997中克隆了格尔德霉素(Geldanamycin, Gdm)生物合成酶基因簇, 通过生物信息学分析发现两个LAL(Large ATP-binding regulators of the LuxR family)家族的调控基因gdmRI和gdmRII, 基因阻断和基因回复实验证实这两个基因产物都正调控Gdm的生物合成。     

格尔德霉素生物合成的调控基因

从吸水链霉菌17997中克隆了格尔德霉素(Geldanamycin, Gdm)生物合成酶基因簇, 通过生物信息学分析发现两个LAL(Large ATP-binding regulators of the LuxR family)家族的调控基因gdmRI和gdmRII, 基因阻断和基因回复实验证实这两个基因产物都正调控Gdm的生物合成。     

VIGS技术鉴定药用菊花皇菊中的DFR基因功能研究

从药用菊花皇菊中克隆二氢黄酮醇还原酶(dihydroflavonol 4-reductase, DFR)基因片段,插入病毒诱导载体中来抑制菊花内源性基因的表达,用于其基因功能分析。根据已报道的菊花DFR基因序列(GenBank登录号GU324979)设计引物,克隆部分基因序列,应用生物信息学方法对其氨基酸序列进行分析。采用病毒诱导基因沉默技术(VIGS),以菊花的扦插苗生长到第3～4片叶期的菊花植株为实验材料,沉默菊花的DFR基因,用半定量和荧光定量PCR检测病毒诱导沉默后DFR基因的表达。克隆得到黄菊DFR基因的最大开放阅读框为1 029 bp,共编码342个氨基酸,等电点是6.03,分子量是41 089.36,与同一科属植物之间同源性达到80%以上,说明DFR蛋白氨基酸序列在同一科属间具有高度保守性。根据DFR基因全长设计构建病毒诱导载体的引物得到453 bp的目的基因,命名为NbDFR。构建病毒载体(TRV)并利用携带目的基因的TRV重组载体病毒感染菊花幼苗,10 d后可以看出菊花出现发育迟缓且叶片皱缩干枯的现象,检测DFR基因发现基因表达下调约20%,但未达到显著性。DFR基因是否被成功沉默还进一步验证。病毒诱导的基因沉默技术可在药用菊花中初步快速鉴定相关基因的功能。     

用基因芯片检测DPYD等位基因在受试人群中的发生频率

二氢嘧啶脱氢酶基因(DPYD基因)所编码的二氢嘧啶脱氢酶(DPD酶)是氟化嘧啶类抗肿瘤药物代谢的主要限速酶,其活性存在显著的个体差异,并因此影响药物的疗效和毒副作用.大部分编码低/无活性酶的突变型等位基因是由于基因中的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)造成的,检测这些SNPs是预测患者对药物的反应和实现个体化给药方案的基础.制备并优化了用于检测DPYD基因中6个已知SNPs所编码的等位基因(DPYD*2,*3,*4,*5,*9,*12)的基因芯片,建立了该芯片的基因分型标准.并利用该芯片检测了肿瘤患者(112例)、肾病患者(83例)和健康者(45例)中DPYD突变型等位基因的发生频率.在受试人群中,突变型等位基因DPYD*5和DPYD*9平均发生率分别为32.08%和11.25%,未发现DPYD*2,*3,*4,*12突变型等位基因.而且以上单碱基突变的发生率在肿瘤患者、肾病患者和健康者间以及男性、女性肿瘤患者间无显著性差异,表明其与疾病的发生或性别无显著性关联.对20例标本的基因分型结果采用直接测序法进行验证,19例基因芯片分型结果与直接测序法结果相一致.DPYD*5、DPYD*9突变型等位基因在受试人群中具有较高的发生率.利用基因芯片能够对其实现快速准确的检测.     

含抑制素重组质粒的减毒猪霍乱沙门氏菌C500遗传稳定性研究

为了分析研究含抑制素重组质粒pVAX-IS-asd(以下简写为pXAIS)的crp(cAMP受体蛋白)和asd(天冬氨酸β-半乳搪脱氢酶)基因双缺失猪霍乱沙门氏菌C500菌株的遗传稳定性.方法:将现有的无抗性抑制素重组表达质粒pXAIS转化入crp和asd基因双缺失猪霍乱沙门氏菌C500菌株(简称"空质粒株")中,得"含质粒株".将"含质粒株"细菌在无选择压力条件下传代培养50代.利用酶切鉴定方法,分析"含质粒株"细菌中抑制素pXA/S质粒的稳定性;利用PCR方法扩增菌株("含质粒株"和"空质粒株")保守序列中invA基因,分析各代细菌的invA基因稳定性;通过比较传代培养后各代细菌的生长图型,分析"含质粒株"细菌传代后的生长规律.结果表明,"含质粒株"细菌连续传代50次后,仍能检出pXAIS质粒和invA基因,而且生长规律与"空质粒株"没有明显差异.说明含pXAIS质粒的猪霍乱沙门氏菌crp和asd基因双缺失株具有良好的遗传稳定性.     

苹果Co基因的SSR标记定位(简报)

柱型苹果,其特征是节间高度短缩,腋芽萌发为大量的短枝,很少或无侧生延长新梢,呈自然单干形。柱型苹果几乎不需要修剪,非常适合于高密度栽植,可以极大地提高土地利用率。因此,柱型苹果是苹果株型育种的一个重要基因资源。然而,苹果是一类主要通过无性繁殖、基因组高度杂合、遗传背景十分复杂、童期漫长、且自交高度不育的多年生木本植物,通过常规的杂交育种来改良性状,不仅存在周期长、效率低的问题,而且会不可避免地将一些不利性状带到后代中去,增大了选择的难度。那么,若将分子标记辅助选择技术用于常规的杂交育种中,就可以有效地解决这些问题。筛选与性状紧密连锁的标记是实施这一方案的首要条件。同时,近距离分子标记的获得也是进行基因定位的工具,对最终实现基因的分离有重要意义。     

基于生物信息学分析的非小细胞肺癌诊断预后相关基因的筛选

为了从基因层面探讨非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)发生发展的内在机制,筛选与NSCLC诊断、预后相关的基因,为NSCLC分子机制的进一步研究提供生物信息学依据,利用生物信息学方法对GEO数据库和TCGA数据库的数据集进行合并分析,筛选NSCLC组织与正常肺组织之间的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),并对所取交集的DEGs进行基因集富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA)、基因本体论(gene ontology, GO)分析、KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析、蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)分析、ROC曲线诊断效能分析及LASSO生存分析。文中共筛选出240个DEGs,主要涉及核分裂、染色体分离等生物学过程。GSEA分析结果显示,富集的通路主要涉及DNA修复和细胞周期。从PPI网络中筛选出20个hub基因, ROC结果显示, UBE2C (AUC=0.939)、TOP2A(AUC=0.927)、RRM2 (AUC=0.927)、CCNB1 (AUC=0.928)、MKI67 (AUC=0.930)、AURKA (AUC=0.931)、MELK(AUC=0.950)相对具有较高的诊断价值, LASSO COX回归结果则显示IL6、KIAA0101、MKI67、TPX2、AURKA、CDKN3及CDCA5与NSCLC患者的预后强相关。本研究结果表明, ZWINT、KIF2C、MELK、CDCA5可能在NSCLC中发挥着重要的作用,为阐明NSCLC的分子机制提供了新思路。     

癌症相关microRNA与靶基因的生物信息学分析

MicroRNAs(miRNAs)是一类长度约为22nt的内源性非编码RNA,通过与靶基因转录本互补结合调控基因的表达。近年来,研究发现miRNA与癌症发生密切相关,miRNA可以直接充当癌基因或者抑癌基因而影响肿瘤的发生和生长。为更进一步揭示癌症相关miRNA的特征及靶基因的功能,文章通过数据库搜索及文献检索,在人类基因组中发现了475个癌症相关miRNA,系统地比较了癌症相关miRNA与非癌症miRNA以及基因内和基因间区癌症相关miRNA在保守性、SNP位点分布、癌谱及转录调控等特性。研究发现,癌症相关miRNA比非癌症miRNA保守性要强,发生SNP概率比较低,同时发现miRNA所涉及癌症数目与保守性成正相关。基因组定位分析发现,癌症相关miRNA比非癌症miRNA更倾向于成簇存在。进一步对宿主基因、癌症相关miRNA及作用的靶基因与癌症发生进行关联分析,发现一些非癌症miRNA的宿主基因倾向于被癌症miRNA作用。本研究结果为深入理解miRNA与癌症之间的关系,以及进一步为miRNA作为癌症诊断指示物提供理论依据。     

逆转录病毒载体介导MGMT和MDR1基因增强人脐血CD34+细胞对联合化疗抗性的研究

为探讨转染六氧甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶基因(MGMT)和多药耐药基因(MDR1)的人脐血CD34+细胞能否同时增强对卡氮芥(BCNU)和MDR1基因靶药的抗性,应用逆转录一聚合酶链反应(RT-PCR)从人肝组织中获得编码六氧甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶(MGMT)cDNA,构建双顺反子逆转录病毒载体G1Na-MGMT-IRES-MDR1,以电穿孔介导的基因转移法导入GP+E86和PA317病毒包装细胞,采用含BCNU和长春新碱(VCR)的培养基克隆选择后收集重组病毒上清于单向型GP+E86与双嗜型PA317包装细胞行乒乓交互感染,将含MGMT和MDR1双耐药基因重组病毒的上清在细胞生长因子刺激下重复感染经免疫磁珠分离系统(MACS)分离纯化后的人脐血CD34+细胞,用PCR,RT-PCR,Southern blot,Northern blot,FACS和MTT等方法检测外源MGMT与MDR1基因在CD34+细胞中的转移和表达.结果显示,DNA测序及酶切鉴定证实MGMTcDNA克隆和双顺反子逆转录病毒载体构建的正确性,MACS分离纯化后的人脐血CD34+细胞纯度平均达92%,回收率为75%,含双耐药基因重组病毒的上清最高滴度为5.8×105 cfu/ml,逆转录病毒载体介导的双耐药基因已整合入转染靶细胞中基因组并获得有效表达,同时传递不同的耐药表型,应用集落计数、PCR方法测定基因转导效率分别为18%和20%,巢式PCR及补救分析均未检测到辅助病毒存在,经双耐药基因修饰的脐血CD34+细胞对BCNU的IC50较对照组提高4.5倍,对VCR,柔红霉素(DNR)和秋水仙碱(COL)的IC50较未转染细胞分别高7.8,6.6和5.5倍.本研究对降低联合化疗骨髓毒性作用的肿瘤临床研究奠定了实验基础.     

Adiponectin 基因剔除LacZ基因敲入小鼠模型的建立

adiponectin是脂肪细胞特异分泌的一种活性蛋白质,具有增加胰岛素敏感性、抗炎及抗动脉硬化等活性.建立adiponectin基因剔除β-半乳糖苷酶基因(LacZ)敲入小鼠模型,可为整体动物水平研究adiponectin基因功能及其表达调控机制等提供理想工具.根据生物信息学方法获得adiponectin基因组序列,设计基因剔除及敲入策略,在adiponectin基因第2和第3号外显子剔除的同时,在其ATG和信号肽序列后顺接LacZ基因完整编码序列,构建完成了Adipo-LacZ-XpPNT基因剔除质粒.通过电穿孔将打靶质粒转入ES细胞,以G418和ganciclovir进行药物筛选,获得药物抗性的ES细胞克隆,PCR和DNA印迹鉴定出正确同源重组克隆.将同源重组的ES细胞克隆注入小鼠囊胚得到嵌合体小鼠,嵌合体小鼠与C57BL/6J小鼠交配产生杂合子小鼠,杂合子间交配获得adiponectin基因剔除LacZ基因敲入纯合子小鼠.经RT-PCR、RNA印迹和ELISA检测证实纯合子小鼠脂肪和血清中adiponectin基因表达呈阴性.RT-PCR、RNA印迹及蛋白质印迹检测发现,LacZ基因在突变小鼠脂肪组织中有特异性表达,其表达谱与内源性adiponectin基因的表达谱一致.但在脂肪组织及外周血中未能检测到LacZ活性,且血清中LacZ蛋白亦呈阴性.由此成功建立了adiponectin基因完全灭活及LacZ基因以内源性adiponectin基因表达谱表达的小鼠模型,为进一步研究该基因功能及其表达调控创造了有利条件.