绵羊BTG1基因的半定量RT-PCR及生物信息学分析

B细胞易位基因1(BTG1基因)是BTG/TOB基因家族的成员之一,在动物细胞的增殖和分化中起重要的作用．利用牛BTG1基因的mRNA序列与绵羊的EST数据库进行Blast检索,并通过序列拼接和逆转录RT-PCR方法首次获得绵羊BTG1基因的部分cDNA序列（GenBank登录号FJ444829）,其片段长度为1 358 bp,包括完整的开放阅读框516 bp,编码171个氨基酸．半定量PCR研究结果表明：BTG1基因在小尾寒羊和陶赛特羊的10种组织中均表达,并具有一致的表达趋势．同源分析结果表明,绵羊BTG1蛋白的氨基酸序列中存在BTG/TOB的保守结构域,并且该蛋白在不同物种间具有很高的保守性．通过生物信息学预测BTG1蛋白功能,发现绵羊BTG1蛋白存在1个跨膜结构域、8个磷酸化位点和1个特异性蛋白激酶磷酸化位点．蛋白质结构同源建模分析表明,绵羊BTG1蛋白具有BTG/TOB蛋白家族的典型空间结构．     

BRCA1蛋白的序列及空间结构的分析

查询人的BRCA1蛋白的氨基酸序列,利用生物信息学的方法进行相似性搜索,获得一系列BRCA1蛋白的氨基酸序列。选择了其中的11条序列,对BRCA1蛋白进行了多重序列分析和进化分析,对BRCA1蛋白的BRCT结构域进行三维同源模型的构建与比较分析。分析结果表明:BRCA1中某些特定部位的氨基酸序列高度保守;确定氨基酸的保守位点并联合进化分析可对基因错义突变的致病性做初步地猜测;相近物种来源的BRCA1具有较近的亲缘关系,而且具有极其相似的三维空间结构。这些为研究BRCA1蛋白的结构与功能关系提供指导意义。     

鸡akirin同源基因的克隆与组织表达分析

Akirin是最近被发现的,在果蝇和小鼠的免疫炎症反应和调控肌肉 发生再生中起着重要作用的新基因．本实验采用电子克隆技术成功克隆获 得了海兰褐鸡Akirin基因的全长编码序列.利用生物信息学方法对Akirin 基因进行序列分析和预测,并利用半定量RT-PCR技术对雏鸡和成鸡的 Akirin基因进行组织表达谱分析．结果表明,鸡Akirin同源基因可读框长 576 bp,进化保守高,编码蛋白的氨基酸序列存在PFAM、RGS、TOP1Bc、 UTG、HMG和low complexity sequence几种结构域,和蛋白激酶C磷酸化位 点、酪氨酸激酶磷酸化位点和 N端豆蔻酰化位点3个功能位点,同时在鸡 Akirin的3′ 非翻译区预测到1个microRNA靶位点．Akirin在鸡的心、脾、 脑等多种组织中广泛表达,推测鸡Akirin基因是一个可能具有多种功能作 用的新基因．本研究将为深入研究鸡Akirin基因功能作用奠定基础．     

小鼠Neto2基因克隆及生物信息学分析

[目的]克隆并生物信息学分析小鼠Neto2基因。[方法]]通过RT-PCR方法从小鼠脑组织中克隆Neto2基因,利用生物信息学工具对其理化性质、蛋白结构和系统进化进行分析。[结果]成功构建载体pMD19T-m Neto2。小鼠Neto2基因CDS全长1 662 bp,编码553个氨基酸,该蛋白分子式为C2776H4312N762O826S32,相对分子质量62.6 k Da,等电点为7.18。结构分析显示,小鼠Neto2蛋白二级结构以无规卷曲为主(54.25%),该蛋白有两个跨膜区域及磷酸化修饰位点,无信号肽。小鼠Neto2与Grik2、Necab3、Kars、Grip1等蛋白存在相互作用。[结论]小鼠Neto2蛋白是含553个氨基酸残基的亲水蛋白,含62个磷酸化位点,参与调节神经生长发育、兴奋性神经递质传递、学习记忆等生物学功能。     

小鼠p16^INK4a基因位点的结构和功能研究

p16^INK4a基因的失活与多种肿瘤的发生和发展有联系。通过筛选小鼠基因组文库,获得长度为14.5kb的p16^INK4a基因组DNA片段。对上述14.5kbDNA 测序后进行生物信号学分析表明：该片段包含3个外显子,编码1个由168个氨基酸残基组成的多肽,其相对分子质量的理论计算值为17941,有7个可能的磷酸化位点,说明p16^INK4a蛋白的功能可能受到磷酸化的调控。该DNA片段的非编码区分布着大量短散布元件、长散布元件和简单重复序列,这样的结构为转座和同源重组提供了结构基因,提示了部分肿瘤细胞中p16^INK4a基因缺失的可能原因。对第一外显子离列与巳发表的相应序列比较发现其DNA序列和所编码的多肽存在多态性。     

一个人类新基因ZNF322的研究初报

利用果蝇心脏发育基因zfh-1的cDNA序列和计算机克隆方法,在9号染色体上发现了一个新的人类同源基因,经国际基因全程委员会批准,命名为ZNF322。该基因总长度约为2.8kb,为一个连续的序列,编码一个402个氨基酸的蛋白质,与小鼠zfp-25编码的蛋白质最相似（同源度为51.4%）。该基因在人体肾、脑、结肠、胚胎心脏及黑色素瘤等多种组织中广泛表达,其功能有等深入研究。     

犬冠状病毒南京株M基因的同源重组分析

对来自腹泻犬粪样的犬冠状病毒(CCV)南京株NJ17株及参考株171的M基因进行了克隆、测序,并与GenBank中所有已知CCV毒株及同亚群的猪冠状病毒(TGEV)和猫冠状病毒(FCoV)代表株的M基因进行了同源性比较和系统进化分析,同时对M蛋白的结构和功能进行了预测分析。结果表明,CCV171与近年在中国分离到的CCV毒株V1、V2及大熊猫源的毒株具有98.9%～99.5%的同源性,说明这些毒株可能是来自同一毒株的准种。NJ17与其他中国分离株及国外分离株的同源性为87.0%～91.9%,显示国内可能存在一个相对独立进化的CCV毒株。序列比较发现,所有CCV毒株在可能的同源重组“热点”区内都有一个CTTTAG序列,与鸡传染性支气管炎病毒同源重组模板交换位点附近的特征序列相似。CCVNJ17株M蛋白在N端50氨基酸序列与FCoV791683同源性高,而在后212氨基酸序列与TGEV同源性高,提示该毒株可能在M基因上曾经发生过不同病毒的同源重组。CCVM蛋白的结构及功能预测表明,所有毒株都具有分泌型信号肽,有4个螺旋跨膜区,N末端和C末端均位于膜内。M蛋白的两末端具有较强的抗原性,M蛋白上存在多种功能性氨基酸修饰位点且相对保守。N末端的氨基酸变异很大,但是功能性修饰位点相对保守,提示N末端的功能可能与构象有关。     

棉铃虫单核衣壳核多角体病毒组织蛋白酶基因的序列分析和进化研究

对棉铃虫单核衣壳核多角体病毒(HaSNPV)的组织蛋白酶(ν-cath)基因进行了序列分析,此基因编码区长1098bp,预计编码一个366个氨基酸的蛋白产物.序列分析表明,HaSNPV的V-CATH蛋白与其它杆状病毒的同源蛋白具有相似的保守结构并保留有相同的酶活性位点,根据已知的杆状病毒组织蛋白酶序列构建了ν-cath基因的进化树,发现HaSNPV的ν-cath位于NPV组中一个单独的分枝,结合ν-cath基因在棉铃虫病毒基因组中的位置与其它NPV有较大不同,推测HaSNPV的ν-cath基因可能拥有特殊的进化历程.     

棉铃虫单核衣壳核多角体病毒组织蛋白酶基因的序列分析和进化研究

对棉铃虫单核衣壳核多角体病毒（HaSNPV)的组织蛋白酶（v-cath）基因进行了序列分析,此基因编码区长1098bp,预防编码一个366个氨基酸的蛋白产物,序列分析表明,HaSNPV的V－CATH蛋白与共它杆状病毒的同源蛋白具有相似的保守结构并保留有相同的酶活性位点,根据已知的杆状病毒组织蛋白酶序列构建了v-cath基因的进化树,发现HaSNPV的v-cath位于NPV组中一个单独的分枝,结合v-cath基因在棉铃虫病毒基因组中的位置与其它NPV有较大不同,推测HaSNPV的v-cath基因可能拥有特殊的进化历程。     

中华大蟾蜍Mest基因的cDNA克隆和表达分析

Mest基因是一种印记基因,在人、小鼠以及其他的哺乳动物和有花植物中都有研究报道。为了更好地研究该基因的功能和进化特点,利用RACE法获得了中华大蟾蜍Mest基因(BgMest)的cDNA全长序列(1 325 bp),它包含一个完整的ORF,可编码326个氨基酸的多肽(GenBank登陆号:ABQ10905)。多肽链中包含一个典型的α/β水解酶折叠结构域,其在氨基酸水平上与热带爪蟾和一些哺乳动物分别存在86%和70%～80%的相似性。进化树分析显示Mest基因为单系起源。RT-PCR显示,BgMest基因在精巢、卵巢、肝、肾、脑、胃和肺中都有表达,并且该基因在序列、表达模式以及蛋白产物的高级结构的高度保守性都说明它在两栖类生物中是保守的。但是在对哺乳动物以及一些脊椎动物的印记基因进行进化分析时,发现它们具有不同的起源。     

犬冠状病毒南京株M基因的同源重组分析

对来自腹泻犬粪样的犬冠状病毒(CCV)南京株NJ17株及参考株1-71的M基因进行了克隆、测序,并与GenBank中所有已知CCV毒株及同亚群的猪冠状病毒(TGEV)和猫冠状病毒(FCoV)代表株的M基因进行了同源性比较和系统进化分析,同时对M蛋白的结构和功能进行了预测分析.结果表明,CCV1-71与近年在中国分离到的CCV毒株V1、V2及大熊猫源的毒株具有98.9%～99.5%的同源性,说明这些毒株可能是来自同一毒株的准种.NJ17与其他中国分离株及国外分离株的同源性为87.0%～91.9%,显示国内可能存在一个相对独立进化的CCV毒株.序列比较发现,所有CCV毒株在可能的同源重组"热点"区内都有一个CTTTAG序列,与鸡传染性支气管炎病毒同源重组模板交换位点附近的特征序列相似.CCV NJ17株M蛋白在N端50氨基酸序列与FCoV 79-1683同源性高,而在后212氨基酸序列与TGEV同源性高,提示该毒株可能在M基因上曾经发生过不同病毒的同源重组.CCV M蛋白的结构及功能预测表明,所有毒株都具有分泌型信号肽,有4个螺旋跨膜区,N末端和C末端均位于膜内.M蛋白的两末端具有较强的抗原性,M蛋白上存在多种功能性氨基酸修饰位点且相对保守.N末端的氨基酸变异很大,但是功能性修饰位点相对保守,提示N末端的功能可能与构象有关.     

小鼠p16~(INK4a)基因位点的结构和功能研究

p1 6INK4a基因的失活与多种肿瘤的发生和发展有联系。通过筛选小鼠基因组文库 ,获得长度为 1 4.5kb的p1 6INK4a基因组DNA片段。对上述 1 4.5kbDNA测序后进行生物信息学分析表明 :该片段包含 3个外显子 ,编码 1个由 1 68个氨基酸残基组成的多肽 ,其相对分子质量的理论计算值为 1 7941 ,有 7个可能的磷酸化位点 ,说明p1 6INK4a蛋白的功能可能受到磷酸化的调控。该DNA片段的非编码区分布着大量短散布元件、长散布元件和简单重复序列 ,这样的结构为转座和同源重组提供了结构基础 ,提示了部分肿瘤细胞中p1 6INK4a基因缺失的可能原因。对第一外显子序列与已发表的相应序列比较发现其DNA序列和所编码的多肽存在多态性     

中华大蟾蜍Mest基因的cDNA克隆和表达分析(英文）

Mest基因是一种印记基因,在人、小鼠以及其他的哺乳动物和有花植物中都有研究报道。为了更好地研究该基因的功能和进化特点,利用RACE法获得了中华大蟾蜍Mest基因（BgMest）的cDNA全长序列（1 325 bp）,它包含一个完整的ORF,可编码326个氨基酸的多肽（GenBank登陆号：ABQ10905）。多肽链中包含一个典型的α/β水解酶折叠结构域,其在氨基酸水平上与热带爪蟾和一些哺乳动物分别存在86%和70%～80%的相似性。进化树分析显示Mest基因为单系起源。RT-PCR显示,BgMest基因在精巢、卵巢、肝、肾、脑、胃和肺中都有表达,并且该基因在序列、表达模式以及蛋白产物的高级结构的高度保守性都说明它在两栖类生物中是保守的。但是在对哺乳动物以及一些脊椎动物的印记基因进行进化分析时,发现它们具有不同的起源。     

鸡Tmem9B同源基因的克隆与序列分析

溶酶体跨膜蛋白9B (TMEM9B,c11orf15)是最近被发现的炎症信号通路中的关键因子,在NF-κB和MAPK信号途径起重要调控作用.本实验采用克隆技术成功获得了海兰褐鸡Tmem9B基因的全长编码序列,并利用生物信息学方法对Tmem9B进行序列分析和测序.结果表明,鸡Tmem9B同源基因编码序列全长570bp,进化高度保守,编码189个氨基酸的蛋白,序列上存在信号肽、Tmemb_9和跨膜序列等几种结构域,并含N端豆蔻酰化位点、N端糖基化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶II磷酸化位点等3种修饰位点.同时,在鸡Tmem9B基因的开放阅读框内预测到5个microRNA靶位点,Tmem9B在鸡的骨骼肌、肾、脑等多种组织中广泛表达,推测鸡Tmem9B基因可能具有多种功能.本研究将为深入研究鸡Tmem9B基因的功能奠定基础.     

一个小麦ω-醇溶蛋白基因同源序列的分离与序列分析

通过基因组PCR克隆了小麦济南177的一个ω-醇溶蛋白基因同源序列（ω1236）,该序列包括部分5′、3′ 侧翼序列和全部可能的编码序列,没有内含子,但在第87、117、125、160、198、313、357和365氨基酸残基处有终止密码子,所有8个终止密码的形成都是碱基转换的结果。比较分析发现,该序列与一个ω-醇溶蛋白基因序列（AB059812）有98%的同源性。推导的氨基酸序列表明该基因符合禾谷类醇溶蛋白的特点。系统进化分析表明,该序列与小麦ω醇溶蛋白在进化上亲缘关系较近,与α-,β-,γ-醇溶蛋白基因关系较远。ω1236推导的氨基酸序列编码了一个可能的47.2 kDa的蛋白质。转化大肠杆菌发现,在IPTG诱导后最初2 h,有小肽段产生,这说明在该基因序列中可能存在终止密码,这与测序结果是一致的。该研究为用PCR技术克隆ω醇溶蛋白基因和进一步研究ω醇溶蛋白基因的结构和功能积累了资料。     

番茄中Rpi-blb2同源基因的挖掘与鉴定

番茄晚疫病是番茄生产中的主要病害之一,经常会造成较大的经济损失。晚疫病生理小种的变异和进化常会导致番茄品种原有的遗传抗性丧失,因此不断挖掘新的抗性基因,改良番茄晚疫病抗性是番茄抗病育种的长期任务。该研究采用BLAST同源比对的方法,以马铃薯野生近缘种的晚疫病抗性蛋白序列Rpi-blb2为种子序列,在NCBI蛋白质序列数据库中检索得到11条番茄蛋白质序列,这些序列与种子序列相似性为78%~83%,属于番茄疾病抗性蛋白家族,并对该家族成员进行了基因结构、基因定位、序列保守结构域和进化关系等分析。结果表明:该家族中10条序列分布在第Ⅵ条染色体上,1条分布在第Ⅴ染色体上;6号染色体上的10序列呈现2个抗病基因簇分布,在染色体上分别占据2个和3个基因位点;10条同源蛋白是Rpi-blb2的共同垂直同源蛋白,但不具有平行同源关系,大多数成员定位于细胞质。按照蛋白质保守结构域和基因定位的不同可分为三类,第一类共4条系列,包含有DUF3542和NB-ARC两个保守结构域特征序列;第二类共6条序列,与马铃薯Rpi-blb2蛋白一样,仅包含NB-ARC保守结构域特征序列,在这2类蛋白序列的NB-ARC结构域均位于序列中部;第三类(仅包含XP_004239406.1)虽然也具有与第一类蛋白相似的DUF3542和NB-ARC结构域,但在结构域两端的非保守区序列较短,且位于5号染色体上,因此将其单独归为1类。前两类蛋白成员相应的基因具有1~2个内含子,第3类蛋白不含内含子。该研究结果为利用生物技术选育番茄抗性品种提供了理论基础。     

小鼠一个新基因mLPTS的克隆、表达及亚细胞定位

利用EST拼接技术,RT－PCR及DNA序列测定,首次成功克隆了小鼠新基因mLPTS。获得的mLPTS基因片段长1244bp,编剧了一个由332个氨基酸组成的蛋白质。该蛋白质与人的LPTS蛋白有78％的同源性,LPTS基因是本实验室通过定位候选克隆策略获得的一个新的肝癌相关基因。它在肝癌组织中不表达或低表达,并参与细胞生长的负调控。小鼠mLPTS基因在小鼠的各个组织中都有表达,与人LPTS基因的表达组织分布相同。分析比较了LPTS蛋白在不同物种间的序列同源性,发现LPTS在进化上是高度保守的,是一个具有重要功能的基因。将mLPTS基因与绿色荧光蛋白EGFP融合构建真核表达载体,在中国仓鼠卵CHO细胞中表达,发现mLPTS基因表达产物位于细胞核仁中,为进一步研究该基因的功能及作用途径提供了重要信息。     

番茄RGA4蛋白与马铃薯Rpi-blb1蛋白的同源比较分析

为获得番茄抗晚疫病广谱性基因信息,采用同源电子克隆法,基于番茄蛋白序列数据库,以马铃薯晚疫病广谱抗性蛋白Rpi-blb1为种子序列,获得番茄疾病抗性蛋白RGA4,并进行基因电子定位和基因结构、模体、二级结构、基因进化及基因电子表达等分析,以证明两者的进化关系。结果表明:番茄RGA4蛋白(XP_004245923.1)序列具有NB-ARC和LRR8两个保守结构域,定位于第8条染色体SL2.40区间,相应基因位于8号染色体序列的57228847-57232935 bp区间,长度为4 089 bp,由2个外显子和1个内含子组成,编码988个氨基酸序列,该蛋白为不稳定分泌球形蛋白;番茄RGA4蛋白和马铃薯Rpi-blb1蛋白在二级结构分布、基因序列组成、基因定位等方面相似性较高,可确定两者为垂直同源关系,但在基因进化和模体组成方面存在差异,可能导致两者功能上的不同。研究结果可为番茄晚疫病广谱抗性基因克隆及其利用提供理论依据。     

肺炎克雷伯菌Hfq蛋白特性及对耐药的影响

Hfq(host factor for RNA phage QB replicase)蛋白是一个全局性调节因子,广泛参与细菌生长、趋化、毒力、耐药及应对外界选择压力等方面的调节,但在肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,KP)中的功能尚不清楚。本研究从临床病例中分离到59株KP,将其hfq基因与11例常见临床感染菌株hfq基因〔从美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information, NCBI)数据库下载〕进行了比较。所有hfq基因经EMBOSS Transeq翻译成氨基酸序列,用MAFFT软件进行多序列比对,并通过NCBI数据库中的保守结构域预测Hfq蛋白结构域。分别采用ESPript3.0、Phyre2分析Hfq蛋白的二、三级结构。59株KP中仅3株hfq基因的5个密码子位点存在差异,而其蛋白质氨基酸序列完全一致。KP与大肠埃希菌、阴沟肠杆菌、痢疾志贺菌之间,Hfq蛋白的氨基酸序列相似度较高,主要区别在C末端上;与金黄色葡萄球菌、产单核细胞李斯特菌相比,KP Hfq蛋白在N末端和C末端上差别较大;所有菌株C末端均呈酸性。三级结构预测提示68(66.67%)个氨基酸与模板序列一致, 较为保守的功能结构为54-VYKHAI-59序列。采用CRISPR/Cas9同源重组技术敲除KP的hfq基因,并对其进行药物敏感性测试,结果显示,基因敲除菌株对抗生素的耐药性较野生株有显著下降(P<0.05),差异有统计学意义,提示KP的Hfq蛋白氨基酸序列非常保守,可能参与了KP的耐药调节。     

心脏特异表达基因ASBIO的克隆及表达

从人类心脏文库中成功克隆了一个新的含有锚蛋白重复序列及SOCS盒结构域蛋白（ Ankyrin repeat and SOCS box protein, ASB）的家族成员ASBIO。该基因定位于染色体7q36．1,开放阅读框包含1329个核苷酸,由7个锚蛋白重复序列和1个SOCS盒组成,编码452个氨基酸,分子量大约是49．5kD。物种间的进化型分析比较表明该基因是非常保守的,人的ASB10基因和小鼠的Asb10基因有84．8％的同源性。半定量RT-PCR实验结果证明Asb10基因在成年小鼠的心脏和肌肉组织中高表达,提示其可能与心脏和肌肉组织的发育有关。亚细胞定位显示ASB10蛋白在细胞质和细胞核均有表达,为进一步研究奠定了基础。