斑马鱼一个IFIT 家族基因的鉴定及启动子分析

IFIT 家族由一类受干扰素诱导表达并具有TPR 结构域的蛋白组成, 但是在鱼类关于IFIT 基因的研究还很少。研究利用哺乳类IFIT 家族基因IFI56 的序列搜索斑马鱼基因组数据库鉴定出一个未知基因, 该基因具有哺乳类IFIT 家族保守的基因组结构, 编码蛋白具有保守的TPR 结构域, 暂命名为IFIT-A。RT-PCR 分析表明, Poly I:C 能够诱导IFIT-A 基因转录水平上调。与哺乳类IFIT 家族基因相似, 斑马鱼IFIT-A 启动子存在ISG 基因特有的典型ISRE 结构域。荧光素酶活性实验揭示Poly I:C 和重组IFN 蛋白能激活斑马鱼IFIT-A 启动子活性。此外, 过量表达IFN 调控因子IRF3 和IRF7 能诱导斑马鱼IFIT-A 启动子活性。实验结果证明IFIT-A基因是斑马鱼IFIT 家族成员, IRF3 和IRF7 在其诱导表中具有重要调控作用。       

鱼类培养细胞抗病毒基因差减cDNA文库的构建

紫外线灭活的草鱼出血病病毒（GCHV）能诱导鲫囊胚培养细胞（CAB）产生高滴度的干扰素,从而诱导宿主细胞基因表达的改变并处于抗病毒状态。提取灭活病毒诱导未经病毒诱导的CAB细胞mRNA,利用抑制性差减杂交技术,成功构建了鱼类培养细胞抗病毒基因差减cDNA文库。以鲫管家基因α－tubulin和β－actin作为差减指标,检测差减cDNA文库的差减效率分别高达2^15和2^7倍,表明经过病毒诱导后的细胞中,某些差异表达基因的富集效率也接近2^15倍。鱼类抗病毒基因差减cDNA文库的建立对快速分离、克隆鱼类抗病毒相关基因和认识鱼类细胞抗病毒免疫的分子机理有重要意义。     

新基因Restin的克隆及比较生物学分析

采用PCR介导的减法杂交技术,从全反式维甲酸诱导的HL-60细胞中克隆得到一新基因,该基因编码219个氨基酸.借助生物信息学分析技术,发现该基因表达蛋白与神经细胞生长抑制因子(Necdin)的功能结构域高度同源(49%),均为碱性蛋白,命名为Restin(细胞静息相关蛋白).更有意义的是,同源搜索发现Restin,Necdin和Mages(黑色素瘤相关抗原家族)为同一蛋白家族,提示Restin和Mages是两类具有某种联系而功能又不同的蛋白质. 对所有这些蛋白进行综合分析发现,它们分别属于两个不同的亚家族,碱性蛋白家族和酸性蛋白家族,其中Restin,Necdin和Mage D1含有碱性同源结构域(理论pI为8.6～10.1), 主要在终末分化细胞中表达,在肿瘤组织极少表达或不表达,实验结果表明,Necdin可以与转录因子(E2F1)及p53相互作用,从而抑制细胞增殖,推测此类蛋白可能与细胞静息状态相关;而Mage A,C等表现为酸性同源结构域(理论pI为4.2～4.9),主要在肿瘤组织和胎儿组织中表达,推测此类蛋白可能与细胞增值有关.这两类蛋白是否构成一对与细胞周期调控相关的正负系统值得进一步深入研究.     

CaPKR-like在鲫鱼与草鱼组织中的表达特性分析

摘要：PKR是由干扰素诱导的最重要的抗病毒蛋白之一,能抑制细胞和病毒蛋白的合成。鲫鱼PKR基因(CaPKR-like)是鱼类第一个,也是非哺乳类脊椎动物第一个报道的PKR全长cDNA序列。本研究制备了CaPKR-like N-端包含Za结构域的多克隆抗体,采用Western blots检验PKR-like在鲫鱼和草鱼组织中的表达特性。Western blots显示在未诱导的鲫鱼和草鱼中该基因表达水平非常低,但是经Poly I:C免疫一周后,在鲫鱼和草鱼等8种组织中有较强的PKR-like蛋白产生。结果暗示：CaPKR-like与哺乳类PKR有相同的组织表达特性。。     

大黄鱼HIF-1α基因的克隆鉴定与表达分析

为研究低氧诱导因子1α(Hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)在鱼类免疫应答中的作用, 研究克隆得到了大黄鱼(Larimichthys crocea)HIF-1α基因(LcHIF-1α)的cDNA序列, 其开放阅读框全长2256个核苷酸, 编码一个751个氨基酸的蛋白。通过氨基酸序列比对发现, LcHIF-1α蛋白具有5个典型的功能结构域, 包括1个helix-loop-helix(HLH)结构域, 2个PAS结构域, 1个DNA结合结构域(HIF-1)和1个羧基端反式激活结构域(HIF-1a_CTAD)。系统进化分析显示, LcHIF-1α和其他硬骨鱼类HIF-1α聚成一支, 与两栖类、鸟类和哺乳类HIF-1α的亲缘关系相对较远。序列分析结果表明, LcHIF-1α具有保守的特征结构域, 预示着其功能可能与哺乳动物HIF-1α类似。荧光定量PCR结果显示, LcHIF-1α在所检测的健康大黄鱼各个组织中都有表达, 在溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)感染后, 大黄鱼脾脏和头肾组织中的LcHIF-1α表达水平显著上调, 达到峰值时分别上升了6.8倍和2.9倍。此外, LcHIF-1α在大黄鱼的3种免疫细胞(中性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞)中也都有表达, 在中性粒细胞和巨噬细胞中的表达量相对较高; 在脂多糖(LPS)诱导后, 中性粒细胞和巨噬细胞中LcHIF-1α的表达量显著增加, 峰值分别是对照组的2.6倍和1.8倍, 这些结果表明LcHIF-1α可能参与调控大黄鱼抗细菌免疫应答。     

融合蛋白CBD-SPA“Z”基因的构建、表达与活性鉴定

针对金黄色葡萄球菌蛋白A(SPA)层析柱的应用问题,将SPA的Z结构域基因与纤维素结合结构域(CBD)重组,并在Z结构域C端引入1个半胱氨酸(Cys),构建并表达出一种新型免疫亲和材料。利用基因工程技术将质粒pEZZ18中的Z基因插入到含有CBD的质粒pET35b(+)质粒中,构建出原核表达载体pET35b(+)-ZCys,经IPTG诱导表达,获得CBD-Protein Z融合表达蛋白。pET35b(+)-Z-Cys在E.coli BL21中正确表达,所表达的融合蛋白具有与哺乳动物IgG抗体结合的生物学活性和与纤维素结合的活性。结果证明CBD-Protein Z蛋白具有Z结构域与CBD结构域的活性,预计能在免疫亲和层析中用于IgG抗体的纯化。     

香菇C_(91-3)转录本Unigene8290基因结构域片段的克隆表达及其抗肿瘤活性初步研究

目的通过对香菇C91-3转录组进行筛选,并克隆表达含RCC1(染色体浓缩调控蛋白)和ANK(锚蛋白)结构域的Unigene8290基因,研究其抗肿瘤活性。方法从香菇C91-3菌丝体中提取总RNA,反转录合成cDNA,并利用Rapid Amplification of cDNA Ends(RACE)技术获得基因全长。生物信息学分析其结构域。设计特有引物,采用PCR技术扩增该结构域,将其克隆产物与pET-32a(+)载体连接,热转化至E.coil Rosetta-gami(DE3)中诱导表达,纯化、复性后,通过MTT法研究其抗肿瘤活性。结果生物信息学显示Unigene8290基因具有RCC1和ANK结构域,琼脂糖凝胶电泳与测序结果显示Unigene8290基因的结构域片段与pET-32a(+)载体重组成功,SDS-PAGE与Western blot结果显示Unigene8290蛋白成功表达,MTT结果显示该重组融合蛋白对HepG2细胞生长具有明显的抑制作用,并且其抑制作用存在一定的时间和浓度依赖性。结论成功诱导Unigene8290的RCC1和ANK结构域蛋白表达,并初步鉴定其具有抑制HepG2肿瘤细胞增殖活性的功能。     

草鱼Noxa基因克隆及其应答GCRV入侵的表达响应

研究通过获得草鱼Noxa基因(Cinoxa)全长cDNA, 进行序列分析和进化树构建, 使用定量PCR (qPCR)的方法研究其在GCRV刺激下的表达模式。研究发现, 草鱼Noxa基因的蛋白序列与斑马鱼Noxa基因具有高度相似性。通过分析草鱼和斑马鱼的Noxa基因的蛋白三维结构(3D)模型, 研究发现两者具有高度一致的蛋白三维结构模式, 该模型与高等哺乳类中的Bcl-2家族蛋白中C端结构域同源。对Cinoxa在GCRV刺激下的表达模式的研究表明, Cinoxa在GCRV感染后中肾、脾脏和头肾中表达发生显著性变化, 攻毒后24h和120h出现显著上调表达。研究表明草鱼Noxa为斑马鱼Noxa的同源基因, 并且参与了草鱼对GCRV入侵的应答反应, 为深入研究鱼类Noxa应答病毒入侵的功能和转录调控机制奠定了基础。     

同源异形基因浅说

同源异形基因是决定果蝇体节形成的发育基因,其同源异形盒子编码同源异形结构域蛋白,在进化上极为保守,从低等到高等动物的基因组中都有存在。其表达具严格的时、空特异性,可控制细胞的分化状态及表型,推测可能是通过对其他基因的调节而发挥作用。最近表明线虫及哺乳类细胞中的转录因子也具有同源异形蛋白,初步证明它们也是转录因子,这对解释同源异形蛋白的功能、探索基因表达的调节机制有重要意义。     

家蝇变应原Tropomyosin基因的克隆、序列分析及诱导表达

对家蝇变应原原肌球蛋白(Tropomyosin)基因进行同源克隆,序列分析;构建原核表达载体并在大肠杆菌中表达。从家蝇幼虫cDNA文库中筛选获得Tropomyosin基因。以该基因的cDNA文库质粒为模板,进行PCR扩增,获得家蝇Tropomyosin完整编码序列。运用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、信号肽、二级结构、三级结构、抗原表位和亚细胞定位等方面进行预测和分析。构建pEASY-E1-Tropomyosin重组质粒,转化到大肠杆菌OrigamiB(DE3)中进行诱导表达。Tropomyosin基因ORF全长828 bp,编码275个氨基酸,理论分子量31.6 kD;等电点为4.65,具有Tropomyosin家族的蛋白保守结构域。成功构建重组原核表达pEASY-E1-Tropomyosin并诱导表达重组蛋白。     

Subcellular localization and functional characterization of a fish IRF9 from crucian carp Carassius auratus

Mammalian interferon (IFN) regulatory factor 9 (IRF-9) has long been recognized as the DNA sequence recognition subunit of IFN-stimulated gene factor 3 (ISGF3) complex, which is critical for type I IFN to induce the expression of IFN-stimulated genes (ISGs) against viral infection. Recent studies have shown that fish IFN exerts antiviral effects by induction of a number of ISGs and also of itself; however, little is known about the role of fish IRF9 in IFN signaling. Here we identify a fish IRF9 orthologue (CaIRF9) from IFN-producing cell line, crucian carp Carassius auratus blastulae embryonic (CAB) cells. Analysis of subcellular distribution of CaIRF9-green fluorescent protein indicates that CaIRF9 is constitutively present in the nucleus, which is driven by two nuclear localization signals (NLS), one locating within DNA-binding domain (DBD) of CaIRF9 and the other immediately behind DBD, although human IRF9 contains only one NLS analogous to the former of CaIRF9. Overexpression of CaIRF9 together with CaSTAT2 not only activates ISRE-containing promoter but also upregulates the expression of fish ISGs. Strikingly, CaIRF9 together with CaSTAT2 also exhibits an ability to activate crucian carp IFN promoter, and blockade of cellular CaIRF9 attenuates IFN itself-induced activation of crucian carp IFN promoter. Taken together, these data suggest that crucian carp IFN induces the expression of ISGs and also of itself possibly by the JAK-STAT signaling pathway that is conserved from fish to mammals.     

Identification and characterization of two homologues of interferon-stimulated gene ISG15 in crucian carp

ISG15 is one of the most strongly induced genes upon viral infection, interferon (IFN) stimulation, and lipopolysaccharide (LPS) stimulation, and only one copy has been found in mammals so far. Here two fish ISG15 genes, termed CaISG15-1 and CaISG15-2, have been cloned and sequenced from UV-inactivated GCHV (grass carp haemorrhagic virus)-infected and IFN-produced CAB cells (crucian carp Carassius auratus blastulae embryonic cells) by suppression subtractive hybridization. The full-length cDNA sequences of two crucian carp ISG15 encode a 155-amino-acid protein and a 161-amino-acid protein, both of which show 78.9% identity overall and possess the characteristic structures of mammalian ISG15 proteins including two tandem ubiquitin-like domains and the C-terminal canonical LRLRGG motif. In CAB cells treated with different stimuli including active virus, UV-inactivated GCHV and IFN containing supernatant (ICS), the expression of both CaISG15-1 and CaISG15-2 was upregulated but displayed different kinetics. Poly I:C and LPS were also able to induce an increase in mRNA for both genes. In CAB cells responsive to active GCHV, UV-inactivated GCHV, CAB ICS, Poly I:C and LPS, CaISG15-1 was upregulated more significantly than CaISG15-2. These results suggest that there are two ISG15 homologues in crucian carp, both of which might play distinct roles in innate immunity against viral and bacterial infection.     

银鲫apelin基因的克隆、组织表达谱和摄食关系的初步研究

apelin是一种参与哺乳动物和鱼类摄食调控的重要神经肽。为了更好地研究apelin在银鲫(Carassius auratus gibelio)上的摄食调控作用,本试验采用RACE技术首次获得了银鲫apelin的cDNA全长序列,并通过实时荧光定量PCR(RT-PCR)技术检测了apelin基因在各组织的表达情况以及餐前餐后和禁食对其表达量的影响。结果显示银鲫apelin全长cDNA序列长度为1082 bp,其中5’非编码区(5’-UTR)的长度为114 bp,3’非编码区(3’-UTR)的长度为734 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)的长度为234 bp。银鲫apelin基因的ORF区编码77个氨基酸,前22个氨基酸为信号肽。apelin基因在银鲫21个组织中普遍表达,特别是在下丘脑中表达量最高。在餐前餐后的试验中,银鲫下丘脑apelin基因在餐后表达量显著下降(p<0.05);在禁食试验中,禁食组下丘脑apelin基因的表达量在第5天显著升高(p<0.05),第7天极显著升高(p<0.01),复投喂后,apelin基因的表达量在第9天、第11天、第14天极显著降低(p<0.01)。综上所述,apelin基因可能是银鲫的诱食因子,在其摄食调控起到一定的作用。     

银鲫与彩鲫卵母细胞cDNA文库构建及周期蛋白A1的cDNA克隆

分别取行天然雌核发育繁殖的银鲫和两性生殖的彩鲫的卵母细胞为材料,提取总RNA,分离mRNA,进而反转录合成cDNA并定向插入λgtll Sfi-Not克隆载体,经体外包装构建了银鲫与彩鲫卵母细胞的表达型cDNA文库。测试结果表明库容量分别达到3.1×106(银鲫)和1.6×106(彩鲫)。进一步人工合成Cyclin A1保守引物,采用PCR扩增文库的方法,克隆了银鲫(1616bp)与彩鲫(1626bp)的Cyclin A1全长cDNA。序列分析结果表明:两种鱼编码区长度均为1173bp,起始于一个包含在脊椎动物起始密码子ANNATG基元内ATG的单一开放读码框,编码391个氨基酸;5'-端非编码区长度也同为70bp,3-'端非编码区长度略有不同,银鲫为373bp,而彩鲫则为383bp;二者3'-端均带有AATAAA的Poly(A)加尾信号以及24bp(银鲫)和27bp(彩鲫)的Poly(A)尾巴。比较银鲫、彩鲫和金鱼与人、爪蟾Cyclin A1氨基酸序列同源性的结果表明,Cyclin A1在人、爪蟾与鱼类之间具有较高同源性;而在银鲫、彩鲫和金鱼之间,Cyclin A1仅在周期蛋白框外存在5个氨基酸的差异,且这些差异均是由个别碱基的变异造成的。       

Differential gene expression in fully-grown oocytes between gynogenetic and gonochoristic crucian carps.

Silver crucian carp (Carassius auratus gibelio) is a unique triploid bisexual species that can reproduce by gynogenesis. As all other gynogenetic animals, it keeps its chromosome integrity by inhibiting the first meiosis division (no extrusion of the first pole body). To understand the molecular events governing this reproduction mode, suppression subtractive hybridization was used to identify the genes differentially expressed in fully-grown oocytes of the gynogenetic and gonochoristic crucian carp (gyno-carp and gono-carp). From two specific subtractive cDNA libraries, the clones screened out by dot blots and virtual Northern blots were chosen to clone full-length cDNA by RACE. Four differentially expressed genes were obtained. Two are novel genes and are expressed specifically in the oocytes. The gyno-carp stores much more mRNA of cyclin A2, a new member of the fish A-type cyclin gene, in its fully-grown oocyte than in the gono-carp. The last gene is histone H2A. The histone H2As of these two closely related crucian carps are quite different in the C-terminus. Preliminary characterization of the four genes has been analyzed by nucleotide and deduced amino acid sequence and Northern analysis.