脑组织特异性基因/脑胶质瘤抑瘤基因LRRC4的功能研究进展

LRRC4是一个脑组织相对特异性表达基因,是采用表达序列标签(EST)介导的定位-候选克隆策略结合5′-RACE技术从染色体7q31～32区域克隆出来的一个富亮氨酸重复(LRR)超家族的新成员.LRRC4是神经系统发育与轴突生长的功能基因.LRRC4的表达与胶质瘤的级别进展呈负相关,其表达缺失参与脑胶质瘤进展的晚期事件.LRRC4能够下调一系列神经生长因子或受体(如IGF,EGF,PDGF,CNTF,bFGF,GDNF和BDNF等)的表达,通过调控多种信号转导通路(K-Ras/c-Raf/ERK/MAPK,PI-3K/AKT/NF-κB,p70S6/PKC,STAT3以及JNK2/c-Jun/mp53等)将U251细胞阻滞在G1晚期,抑制脑胶质瘤细胞的增殖和侵袭,而且这种抑制作用依赖于它的LRR结构域.LRRC4不能诱导胶质瘤细胞的凋亡,而是诱导胶质瘤细胞向胶质样细胞分化.     

棉花类LRR抗病蛋白(GhLRR-RL)基因的克隆及表达分析

从棉花胚株的cDNA－AFLP片段中,选取一个与拟南芥类LRR抗病原因（LRR－RL）序列相似的片段,用RACE方法延伸其3′和5′未知序列,得到一个棉花类LRR抗病蛋白的全长cDNA序列（GenBank登录号：AY040532）。该cDNA长1259bp,包含一个987bp的开放阅读框,具有Poly（A）加尾信号。推测蛋白质包含329个氨基酸,其中大部分是LRR区,其序列符合膜外LRR的共有序列LXXLXXLXXLXLXXNXGXIPXX。序列和结构比例分析表明：该棉花LRR－RL蛋白与拟南芥的两个类LRR抗病蛋白高度同源,而与植物的其他LRR蛋白结构不同,推测LRR－RL蛋白属于一类新的LRR蛋白。斑点杂交和3′RACE扩增表明,棉花LRR－RL基因具有组成性表达的特点。     

LRRC4通过LRR结构域抑制脑胶质母细胞瘤U251细胞的生长和侵袭

LRRC4基因是候选的脑胶质瘤抑制基因,其细胞外区域含有一个保守的LRR和一个IgC2 结构域.本研究结合生物信息学分析,通过一步PCR法构建了不同结构域缺失的突变体（pc ΔLRR, pcΔIgC2或pcΔTm）.并将全长LRRC4（pcLRRC4）和各突变体转染至U251细胞,构建了稳定表达的U251细胞系.通过MTT,软琼脂集落形成及Transwell体外侵袭模型检测发现,全长LRRC4能够抑制U251细胞的生长和侵袭;LRR结构域缺失的突变体不再抑制U251细胞的生长和侵袭;而IgC2或Tm区缺失的突变体仍然可以抑制U251细胞的生长和侵袭.该结果表明,LRRC4抑制U251细胞的生长和侵袭依赖于它的LRR结构域,而不是IgC2或Tm结构域.     

一个新鼻咽癌抑瘤候选基因的克隆及其功能初步分析

从cDNA 代表差异分析法（cDNA representational difference analysis, cDNA RDA）分离的新cDNA片段入手,进一步采用RT-PCR验证,其中发现AF152605片段在74%鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)活检组织中表达下调和缺失,DNA印迹显示其代表一转录本为2.1 kb的基因,结合生物信息学,运用文库筛选克隆该基因,命名为NAG4基因,GenBank登录号AF179285,定位于6q22.1～22.33,至少含有两个外显子,并在第一外显子的上游有TATA盒样序列,编码一个508个氨基酸组成的、分子质量为57.4 ku的蛋白质;功能预测NAG4基因产物与小鼠溴区蛋白BP75有84%同源,是含有多个磷酸化位点和溴区结构域的核内转录因子;突变分析表明NAG4基因在HeLa细胞株中发生整码突变.以上结果说明NAG4基因是鼻咽癌抑瘤基因的良好候选者,其表达的下调参与了鼻咽癌的发生.     

一个鼻咽癌相关EST的鉴定及其全长cDNA序列分析

鼻咽癌是我国南方及东南亚地区常见的恶性肿瘤之一.通过对鼻咽癌染色体高频率杂合性丢失区域3p21的表达序列标签(expressedsequencetag,EST)进行同源性比较分析,运用逆转录聚合酶链式反应的方法,筛选到一个在41.18%(14/34)的鼻咽癌活检组织及20.0%(1/5)的鼻咽癌细胞系中表达下调的ESTBG772301;并用Northern杂交方法,检测了该EST在多种正常成人组织中的表达状况及其所代表基因的转录本大小.在此基础上,对该EST来源的cDNA克隆(IMAGE:4839190)进行直接测序,获得了一个全长为2377bp的新cDNA序列;经生物信息学分析,发现它与已知基因序列无明显同源性,属于一个新基因,定位于染色体3p21.3,被命名为鼻咽癌表达下调基因(NPCEDRG,GenBank登录号:AF538150).其编码的蛋白质含169个氨基酸,与一个已报道的在进化上相对保守、功能未知的人类蛋白Nicolin1(简称NICN1)N端170个氨基酸残基的序列同源性为97%,但缺少NICN1蛋白C端43个氨基酸残基,可能是nicolin1基因不同剪接本的编码产物.     

玉米果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶基因的全长cDNA克隆及表达

以来自“掖单4号”的玉米果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶（F2KP）基因cDNA片段（AF007582）为基础,运用RT-PCR和RACE技术,从“紫玉糯1号”中获得了1个2469bp的玉米F2KP基因cDNA克隆,命名为mF2KP,GenBank登录号为AF334143。该cDNA包含1个2226bp的开放阅读框,编码741个氨基酸。序列分析表明,两个玉米品种的F2KP基因存在一定差异,mF2KP基因的3′端非编码区比AF007582序列短38bp;在mF2KP的1592、1593和1605位置上,分别比AF007582序列多出1个碱基,导致阅读框在一个小范围内发生了移位,North-ern杂交表明,不同玉米组织中mF2KP的表达差异明显。在茎中mF2KP的表达水平比叶片,苞叶以及雄花序中的表达水平低,但比未成熟种子中的表达水平高,在未成熟种子中,仅能检测到很弱的mF2KP基因表达。     

牛催乳素基因组及其cDNA全长序列的分子克隆和分析

通过LongPCR等技术首次克隆得到全长9388bp的牛催乳素（bPRL)基因组序列（GenBank登录号AF426315）,其中包括bPRL基因全部5个外显子和4个内含子,5′端854bp的上游调控区以及3′端69bp的UTR,AF426315基因编码的蛋白质在GenBank中的序号为AAL28075,由229个氨基酸残基组成,1-30位氨基酸残基为信号肽序列,成熟的多肽含有199个氨基酸残基,将bPRL基因组DNA真核表达载体转染COS-7细胞后通过RT-PCR得到长度为804bp的bPRLcDNA序列,该序列涵盖了bPRL基因的全部ORF区,证明本研究所获得的bPRL基因组DNA具有转录的生物学功能,Blast搜索结果显示,GenBank数据库中收集有多条bPRL基因的mRNA和EST序列,各序列间存在多个SNP位点,主要分布于下游编码区和3′端的UTR,这些位点均未改变相应的氨基酸残基的性质,此外,5′端编码信号肽序列的区域呈现高度保守性。     

水稻snoRNA47基因簇的初步鉴定

通过生物信息学分析 ,在水稻染色体中发现一个新的C/D框snoRNA基因簇。此基因簇含有 3个C/D框snoRNA基因 ,它们都具有典型的C框和D框保守元件 ;末端能形成茎环结构 ;含有一段相同的 1 2nt“引导”序列 ,此序列能与水稻 1 8SrRNA中第 6 2 1位到 6 32位的序列互补配对。通过实验证明 ,这 3种snoRNA的确存在于水稻细胞核内 ,并确定出它们各自 5′端的位置。进一步对此snoRNA基因簇的表达进行研究发现 ,此基因簇中的 3个snoRNA基因共同转录成为一个多顺反子的前体。将这 3种新发现的水稻snoRNA分别命名为OSsnR4 7.1 ,OSsnR4 7.2和OSsnR4 7.3。编码它们的基因已被GenBank收录 ,其登录号分别为 :AF4 5 35 0 4 ,AF4 5 35 0 3和AF4 5 35 0 2     

鼻咽癌相关基因NAP1的克隆及鉴定

从UniGene库中选取编号为BG231197,来自人鼻咽组织的EST序列.利用Blast检索GenBank的nr数据库和EST数据库,构建EST重叠群.利用人类基因组草图搜索法从成人正常鼻咽组织中PCR扩增获得该基因全长cDNA,命名为NAP1,GenBank登录号为AY190326.NAP1基因cDNA序列全长为573 bp,编码由85个氨基酸组成,相对分子质量为9 700的多肽.用α-³²P-dCTP标记NAP1基因片段,与含15种正常成人组织的多组织RNA印迹膜杂交,结果表明NAP1基因在淋巴结和气管中高表达,转录本大小约为0.6 kb,在其他组织中不表达.NAP1蛋白质与滤泡树突状细胞（follicular dendritic cell, FDC）的一种分泌肽前体（FDC -SP）（AF435080）同源,与其他已知蛋白质无明显同源性.NAP1基因定位在染色体4q13,基因组跨越9 179 bp,含5个外显子和4个内含子.采用差异RT-PCR检测了40例经病理诊断为低分化鳞状上皮癌的鼻咽活检组织及其对侧相应部位的正常鼻咽组织中该基因的表达差异.在40例鼻咽癌中,NAP1基因表达下调的有17例（42.5%）,表达上调的有6例（15%）,无明显表达差异的有17例（42.5%）.原位杂交和免疫组化结果显示该基因在正常鼻咽和鼻咽癌组织间质中的树突状细胞中表达,在其他间质细胞和鼻咽上皮中均不表达.以上结果表明,NAP1为树突状细胞的一种新的多肽,该基因在鼻咽癌组织中表达下调的原因,及其与鼻咽癌发生、发展的关系值得进一步探讨.     

利用巢式PCR技术和人类基因组草图搜索法快速获得人类睾丸生精细胞凋亡相关基因TSARG2

从已获得的在隐睾和正常睾丸对照中表达量有明显差异的EST片段 (BE6 44 5 42 )入手 ,设计了基因特异性引物和载体特异性引物进行巢式PCR扩增 ,结合人类基因组草图搜索法 ,从睾丸cDNA文库中快速分离出人类睾丸凋亡相关基因TSARG2的 5′末端而获得全长cDNA ,GenBank登录号为AY0 40 2 0 4(保密期为 1年 ) ,同时应用生物信息学的方法克隆了该基因在小鼠中的同源基因 ,GenBank登录号为AF395 0 83。TSARG2基因的cDNA全长为 12 33bp ,包含 6个外显子 ,基因组跨越 115kb ,编码由 30 5个氨基酸组成的、分子量为 34 75 1的蛋白质 ,与已知蛋白质无明显同源性。查询最新的人类基因组工作草图 ,该基因定位在染色体 4q33～ 34 .1。     

心脏特异新基因Lrrc10的分子克隆与特性分析

采用表达序列标签(EST)介导的基因克隆和表达谱分析,从小鼠心脏克隆了一个心脏特异新基因Lrrc10（GenBank Acc No. AF527781）.该基因cDNA全长为1 410 bp,定位于小鼠染色体10D2,在基因组中无内含子.Lrrc10的最大开放阅读框编码的假想蛋白由274个氨基酸组成,含有7个亮氨酸重复基序.同源性检索未发现有整体同源性的已知基因.EST数据库中支持该基因cDNA序列的全部18条EST均来自小鼠心脏组织.对小鼠的不同组织cDNA的RT-PCR检测证实该基因主要在心脏中强表达,在肺低表达,而在其他组织中不表达或表达很弱.因此该基因是心脏特异的富亮氨酸重复超家族新成员.     

Leucine-rich repeat C4 protein is involved in nervous tissue development and neurite outgrowth, and induction of glioma cell differentiation

LRRC4, leucine-rich repeat C4 protein, has been identified in human （GenBank accession No. AF196976）, mouse （GenBank accession No. DQ177325）, rat （GenBank accession No. DQ119102） and bovine （GenBank accession No. DQ 164537） with identical domains. In terms of their similarity, the genes encoding LRRC4 in these four mammalian species are orthogs and therefore correspond to the same gene entity. Based on previous research, and using in situ hybridization, we found that LRRC4 had the strongest expression in hippocampal CA1 and CA2, the granule cells of the dentate gyrus region, the mediodoral thalamic nucleus, and cerebella Purkinje cell layers. Using a P19 cell model, we also found that LRRC4 participates in the differentiation of neuron and glia cells. In addition, extracellular proteins containing both an LRR cassette and immunoglobulin domains have been shown to participate in axon guidance. Our data from neurite outgrowth assays indicated that LRRC4 promoted neurite extension of hippocampal neurons, and induced differentiation of glioblastoma U251 cells into astrocyte-like cells, confirmed by morphology observation and glial fibrillary acidic protein expression.     

LRRC4融合蛋白的构建与表达研究

在前期工作中,采用EST介导的定位候选克隆策略,克隆了一个在脑瘤中表达下调的脑特异表达新基因LRRC4,为进一步研究其结构与功能的关系,构建了含LRRC4基因全长编码区的pGEM-T Easy质粒,在此基础上通过亚克隆构建了LRRC4融合蛋白的绿色荧光蛋白（pEGFP-C1）表达质粒,瞬时转染哺乳动物细胞,结果发现表达的LRRC4融合蛋白定位于活细胞的细胞膜上.同时,构建了LRRC4全长和截短型原核表达pGEX-4T-2质粒,成功而高效地在大肠杆菌BL21 中表达LRRC4融合蛋白.上述工作为制备多抗,深入研究LRRC4基因的功能奠定了基础.     

Molecular cloning of a novel NF2/ERM/4.1 superfamily gene, ehm2, that is expressed in high-metastatic K1735 murine melanoma cells

We have cloned a novel gene, Ehm2, that is expressed in high-metastatic but not in low-metastatic K-1735 murine melanoma cells. The Ehm2 gene encodes a protein of 527 amino acid residues, showing up to 41% amino acid identity with the FERM domain of NF2/ERM/4.1 superfamily proteins, which have the function of connecting cell surface transmembrane proteins to cytoskeletal molecules. The Ehm2 gene was mapped to chromosome 4 and was expressed in the liver, lung, kidney, and testis and in 7- to 17-day embryos. The highest level of homology was observed with NBL4, which is a new subfamily protein of the NF2/ERM/4.1 superfamily. A human homologue of the mouse Ehm2 gene, showing significant homology (83% identity), was identified in the genomic DNA and EST databases. Furthermore, seven rat EST clones and one pig EST clone in the GenBank EST database were identified as having 83-92% sequence homology with the cDNA sequence of the mouse Ehm2 gene. Thus, Ehm2 is a highly conserved gene that encodes a novel member of the NF2/ERM/4.1 superfamily proteins.     

球毛壳菌组蛋白H3基因克隆与特性分析

构建了球毛壳菌菌丝的cDNA文库,并获得了1410条ESTs序列,用里氏木霉(Hypocrea jecorina,AAM76068)和粗糙脉胞菌(Neurospora crassa,CAA25761)的组蛋白H3基因(Histone H3)蛋白序列对球毛壳菌(Chaetomium globosum)ESTs序列本地数据库进行tBlastn检索,获得了球毛壳菌组蛋白H3cDNA序列。cDNA序列全长739bp,开放阅读框411bp,编码136个氨基酸组成的多肽,蛋白分子量为15.4kD。BlastP同源性分析表明该基因与里氏木霉同源性最高为100%;与地钱(Marchantia polymorpha)同源性最低为95%。三级结构预测表明,该蛋白C端为球状结构域,而N端结构对其发挥调控作用起重要作用。该基因的cDNA序列及推测的氨基酸序列在GenBank登录(登录号分别为AY669068,AAT74576)。     

Molecular cloning and characterization of a novel human gene (NESCA) which encodes a putative adapter protein containing SH3

A full-length cDNA encoding a novel protein was isolated and sequenced from a human placental cDNA library. This cDNA consists of 1990 bp and has a predicted open reading frame encoding 433 amino acids. It possesses an Src homology 3 (SH3) motif, a leucine zipper motif and no catalytic domain, suggesting that it seems to be an adapter protein. PCR-based mapping with both a monochromosomal hybrid panel and radiation hybrid cell panels placed the gene to human chromosome 1q21-22.     

The chitinase gene of the silkworm, Bombyx mori, contains a novel Tc-like transposable element

We have determined the cDNA sequence and the genomic organization of the chitinase gene of the silkworm, Bombyx mori. The cDNA encodes 544 amino acids having 83% amino acid homology to the chitinase of the tobacoo hornworm, Manduca sexta. The total length of the gene is larger than 25 kilobase pairs, and it is separated into 11 exons. The intron-exon boundaries are all in accordance with the GT-AG rule. Also, the TATA box sequence was found in the 5' upstream region of the gene, and the gene is mapped on the seventh chromosome. A novel DNA type transposon that shows similarity to the Tc-like element was found in the third intron in some strains of B. mori; other strains, however, lack this element in the same intron. This element has long terminal inverted repeats, presumably encodes a transposase of about 340 amino acids with a DDE motif, and has an amino-terminal domain with a strong nuclear localization function. Seven other transposable elements with homologous but distinct sequences were isolated from the B. mori genome. Together with plaque hybridization results, our findings suggest that these novel elements exist in multiple copies constituting a new Tc-like transposable element family in the silkworm genome.     

定位于染色体9p21-22的一个新基因UBAP1的克隆测序及在鼻咽癌中的表达分析

 在染色体 9p2 1 2 2鼻咽癌杂合性丢失 (lossofheterozygosity,LOH)高频区 ,应用EST介导的定位 侯选克隆策略 ,用RT PCR及Northern杂交检测了 2 2个表达序列标记 (expressedsequencetag ,EST)在鼻咽癌细胞株HNE1和原代培养的正常鼻咽上皮细胞中的表达差异 ,并对其中一个在鼻咽癌细胞株HNE1中表达下调的EST检测了在鼻咽癌活检组织中的表达 .用生物信息学方法获得其全长cDNA序列 ,GenBank登录号AF2 2 2 0 4 3.该基因cDNA全长 2 70 1bp ,其开放阅读框 (openreadingframe ,ORF)编码一个含 50 2个氨基酸、分子量为 55kD的碱性蛋白质 ,在蛋白羧基端含有 2个连续的重要UBA功能域 (ubiquitinassociateddomain) ,属于遍在蛋白相关蛋白家族的一个新成员 ,经国际人类基因命名委员会同意 ,将其命名为UBAP1 (ubiquitinassociatedprotein 1 ) .Northern表达分析显示UBAP1在所检测的人组织中广泛表达 ,但在人的心脏、骨骼肌及肝脏中的表达较强 .UBAP1基因在63 2 % ( 1 2 1 9)的鼻咽癌活检组织中表达下调 .UBAP1基因作为一个遍在蛋白相关蛋白家族的新成员 ,结合其在 9p的重要定位信息 ,有必要进一步研究其表达下调参与鼻咽癌发生发展的可能机制 .