鼻咽癌侯选抑瘤基因BRD7原核表达载体的构建及其表达

BRD7基因是一个鼻咽癌侯选抑瘤基因,为了构建BRD7基因的原核表达载体并使其在大肠杆菌得到表达,设计了带有SalⅠ,NotⅠ酶切位点的引物,以已构建好的质粒pGEM-T Easy/BRD7为模板,用PCR扩增出BRD7基因的完整阅读框架,并用SalⅠ,NotⅠ酶切PCR产物和原核表达载体PGEX-4T-2,然后用T4 DNA连接酶将其连接,得到重组表达质粒PGEX-4T-2/BRD7,经双酶切鉴定和测序验证,表达载体构建正确.重组表达质粒转化感受态大肠杆菌Jm105后用IPTG诱导,成功表达了一分子质量约为90 ku的融合蛋白;37℃诱导4 h后,SDS-聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳后,经扫描分析该融合蛋白产量占菌体蛋白总量28.48%, 蛋白质印迹(Western-blot)证实了该融合蛋白的表达获得成功.这为BRD7基因的蛋白纯化及抗体制备,进一步开展其功能研究奠定了基础.     

候选抑瘤基因 BRD7 及家族蛋白的功能研究进展

溴区结构(bromodomain)是近年来发现的广泛分布于多种生物中的一种高度保守的结构域,溴区结构蛋白通过参与信号依赖性的基因转录调控而广泛参与细胞内重要的生命活动.BRD7基因是1999年克隆的一个新的bromodomain基因,GenBank登录号为AF152604或AF152605.eMotif分析表明,BRD7蛋白包含多个磷酸化位点和一个保守bromodomain功能域,Blast显示BRD7蛋白与人的Celtix-1及鼠的bromodomain蛋白BP75具有高度的同源性.利用转基因技术已证实,在鼻咽癌细胞系HNE1中过表达BRD7基因可以抑制其细胞生长和细胞周期G1-S的进程,并部分逆转鼻咽癌细胞HNE1的恶性表型.为了全面地揭示BRD7基因的细胞内生物学功能,深入了解BRD7基因的细胞内整体信息流向,中南大学肿瘤研究所细胞遗传室已从上、中、下游三个不同层面对BRD7基因的功能研究展开了初步的探索.     

候选抑瘤基因 BRD7 及家族蛋白的功能研究进展

溴区结构（bromodomain）是近年来发现的广泛分布于多种生物中的一种高度保守的结构域,溴区结构蛋白通过参与信号依赖性的基因转录调控而广泛参与细胞内重要的生命活动．BRD7基因是1999年克隆的一个新的bromodomain基因,GenBank登录号为AF152604或AF152605．eMotif分析表明,BRD7蛋白包含多个磷酸化位点和一个保守bromodomain功能域,Blast显示BRD7蛋白与人的Celtix-1及鼠的bromodomain蛋白BP75具有高度的同源性．利用转基因技术已证实,在鼻咽癌细胞系HNEl中过表达BRD7基因可以抑制其细胞生长和细胞周期G1-S的进程,并部分逆转鼻咽痛细胞HNE1的恶性表型．为了全面地揭示BRD7基因的细胞内生物学功能,深入了解BRD7基因的细胞内整体信息流向,中南大学肿瘤研究所细胞遗传室已从上、中、下游三个不同层面对BRD7基因的功能研究展开了初步的探索．     

BRD7单核苷酸多态性及鼻咽癌易感性分析

为了探讨BRD7基因的遗传变异在鼻咽癌发生的作用,采用PCR-SSCP和直接测序方法对BRD7 基因的编码区进行单核苷酸多态性（coding-region single nucleotide polymorphism, cSNP）分析,并对两个鼻咽癌家系的高危成员、57个散发性鼻咽癌病人和50个正常人进行了BRD7等位基因分型.在BRD7基因的编码区发现了3个cSNP（C450T、A538C和A737G）,其中A538C颠换导致其编码蛋白的第162个氨基酸由Asp变为Ala;C450T改变与同义的A737C多态性偶联发生在87.7%的鼻咽癌活检组织和配对的外周血、所有的鼻咽癌家系的患者及8个易感成员,但是仅存在于22%的正常人血标本中.C450T多态性变化可以导致其编码蛋白在第133位氨基酸的翻译终止（G133Ter）.以上结果说明,C450T和A737C偶联的多态性改变是鼻咽癌发生和发展的重要遗传易感风险因子之一（P＜0.01）;BRD7基因有两种翻译方式,G133Ter可以导致另一种截断的翻译本（truncated isoform）.     

BRD7单核苷酸多态性及鼻咽癌易感性分析

为了探讨BRD7基因的遗传变异在鼻咽癌发生的作用,采用PCR-SSCP和直接测序方法对BRD7基因的编码区进行单核苷酸多态性（coding-region single nucleotide polymorphism,cSNP）分析,并对两个鼻咽癌家系的高危成员、57个散发性鼻咽癌病人和50个正常人进行了BRD7等位基因分型.在BRD7基因的编码区发现了3个cSNP（C450T、A538C和A737G）,其中A538C颠换导致其编码蛋白的第162个氨基酸由Asp变为Ala;C450T改变与同义的A737C多态性偶联发生在87.7%的鼻咽癌活检组织和配对的外周血、所有的鼻咽癌家系的患者及8个易感成员,但是仅存在于22%的正常人血标本中.C450T多态性变化可以导致其编码蛋白在第133位氨基酸的翻译终止（G133Ter）.以上结果说明,C450T和A737C偶联的多态性改变是鼻咽癌发生和发展的重要遗传易感风险因子之一（P＜0.01）;BRD7基因有两种翻译方式,G133Ter可以导致另一种截断的翻译本（truncated     

鼻咽癌相关基因 BRD7 对鼻咽癌细胞CNE1的影响

为了研究BRD7基因对鼻咽癌细胞CNE1的影响,通过脂质体转染方法,将BRD7基因导入NPC细胞株CNE1细胞中.通过细胞生长曲线发现该基因能够抑制CNE1细胞的生长.为了探讨可能的作用机制,进而采用蛋白质组技术研究该基因对鼻咽癌蛋白质表达谱的影响,从而研究该基因在CNE1中的地位和作用.通过对过表达BRD7基因后鼻咽癌细胞系CNE1的蛋白质表达谱改变的研究,鉴定出19个差异表达蛋白,这些蛋白质包括:BCCIP (BRCA2 and CDKN1A(p21(Waf1/Cipl)),FHL2(four and a half LIM domains 2),Chloride channel regulatory protein;Hin-1(high-in-normal-1),WISP-1(connective tissue growth factor related protein),SREC-4(scavenger receptor expressed by endothelial cells-2),folate receptor.这些差异蛋白涉及到基因表达调控、细胞黏附等众多的事件.从另一个侧面研究了BRD7基因与鼻咽癌的关系,扩展了BRD7基因的研究范围,并进一步充实了该基因做为鼻咽癌候选抑瘤基因的证据.     

新基因BRD7对鼻咽癌蛋白质表达谱影响的初步研究

BRD7基因是与鼻咽癌相关的候选抑瘤基因.为了进一步研究该基因的作用机制,将pcDNA3.1(+)/BRD7的表达质粒经脂质体导入HNE1细胞,RNA斑点杂交筛选出阳性克隆,通过双向电泳分离过表达BRD7的HNE1细胞内蛋白质,筛选出差异表达的蛋白质点,并进行质谱分析鉴定.鉴定出10种表达上调的蛋白质点,包括精氨(基)琥珀酸裂解酶,TSA(thio-specific antioxdant), Proteaseome activator28 beta subunit(PA28),金属蛋白酶抑制因子-2前体等,这些蛋白质涉及细胞生长,细胞代谢等很多相关事件.这些结果说明BRD7基因可能通过多种途径影响鼻咽癌的发生发展.     

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.     

BRD7基因调控区的克隆与功能研究

BRD7基因是采用cDNA代表性差异分析法克隆得到的一个新的Bromodomain基因(GenBank登录号AF152604).它在鼻咽癌细胞和组织中表达明显下调,过表达BRD7基因能部分逆转鼻咽癌细胞的恶性表型.为了揭示BRD7基因在鼻咽癌细胞和组织中表达下调的分子机制,利用生物信息学技术已预测出其启动子区.荧光素酶活性检测结果表明该区域具有强启动子活性;转录因子Sp1特异性地结合于BRD7该启动子区;Sp1特异性阻断剂mithramycinA能明显地抑制BRD7启动子的活性和BRD7基因的表达.     

MK表达载体的构建及在大肠杆菌中的表达

MK是属于肝素结合因子家族的一种多肽,仅在胚胎中期和成年期肾脏表达,在某些肿瘤细胞中也有异常表达.MK能够促进细胞特别是神经细胞的生长和分化,并抑制某些肿瘤细胞的生长.通过RT-PCR从胚胎肾脏中获得了MK成熟肽DNA编码序列,克隆入载体pBV221中,并转入大肠杆菌,建立了重组MK的高表达菌株.     

肥胖基因的分离及其在大肠杆菌中的表达

利用PCR技术自外周血白细胞染色体DNA中扩增获取了肥胖基因(ob基因)的外显子2和3序列.经过拼接,获得了全长的ob基因编码序列. 测序结果表明,获得的序列与文献报道完全一致.利用PCR技术扩增出成熟蛋白的编码序列,克隆至表达载体pBV220中获得了表达菌株,并对表达产物进行了初步纯化,为进一步研究ob基因产物的功能与应用奠定了基础.     

棉花GhVHA A基因的原核表达及其重组大肠杆菌的抗逆性分析

为进一步验证棉花GhVHA-A基因的功能,该研究将棉花GhVHA-A基因构建到原核表达载体pET28a上,利用IPTG诱导其在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,同时对重组大肠杆菌BL21(pET28a-GhVHA-A)进行抗逆性分析。结果表明:(1)半定量RT-PCR分析发现,棉花幼苗液泡膜H+-ATPase基因(GhVHA-A)表达水平受脱水和高盐胁迫诱导。(2)将1 872bp长的编码区序列连接至原核表达载体pET28a上,成功构建了原核表达载体pET28a-GhVHA-A;SDS-PAGE电泳检测结果表明,在70kD左右处有1条特异表达的蛋白质条带,与预期的目的产物大小一致。(3)重组菌BL21(pET28a-GhVHA-A)的抗逆性分析发现,重组菌对PEG6000(20%)和NaCl(0.5mol/L)的抗性明显高于对照菌株BL21(pET28a),表明GhVHA-A基因在大肠杆菌中表达后能够增强菌株的抗性。本研究结果为GhVHA-A基因在植物抗逆基因工程中的应用提供了理论依据。     

影响大肠杆菌中外源基因表达的因素

大肠杆菌已经被广泛地应用于表达各种外源基因,但是,不同的外源基因在表达效率上却有很大的差异,文章综述了影响大肠杆菌中外源基因表达的因素,这将有助于认识大肠杆菌中外源基因表达的规律,以便采取有效的方法提高外源基因在大肠杆菌中的表达效率．     

BRD7的亚细胞定位及其假定核输出信号序列的分离与鉴

BRD7被鉴定为一个鼻咽癌密切相关新基因和潜在的核转录调节因子．通过绿色荧光蛋白(GFP)介导的亚细胞定位方法,系统研究BRD7在非洲绿猴肾COS7细胞、人宫颈癌HeLa细胞以及人鼻咽癌HNE1细胞中的亚细胞定位,发现BRD7主要定位在细胞核,呈细点状或条梭状分布,3株细胞中没有明显的细胞类型差异．通过对BRD7编码蛋白氨基酸序列进行比对分析,发现了1个具有亮氨酸富集特征的假定核输出信号序列pNES,该区域具有类似核输出信号特征序列“ L-x(2,3)-［LIVFM］-x(2,3)-L-x-［LI］ "（X代表任意氨基酸）的结构;通过功能分析,发现它不具有介导异源蛋白GFP胞浆定位的功能,且其亚细胞定位或胞浆/胞核分布比例不受细霉素B(leptomycin B)干预的影响,说明这个pNES不具核输出信号结构域的功能,不是BRD7的核输出信号．     

人心肌肌钙蛋白I-C融合蛋白在大肠杆菌中的可溶性表达及纯化

提取人心肌组织总RNA,RT-PCR扩增出人心肌肌钙蛋白I（cardiac troponin I,cTnI）和肌钙蛋白C（TnC）基因,利用人工合成的可编码19个中性氨基酸残基为主的DNA序列（Linker）,将cTnI和TnC基因连接,插入到质粒pET15b中,将鉴定正确的重组pET15b质粒转化入大肠杆菌BL21(DE3)pLysS中,用异丙基-β-D–硫代半乳糖苷（IPTG）诱导蛋白质表达.结果在大肠杆菌中成功实现了全长cTnI-C融合蛋白（cTnI-linker-TnC）的稳定可溶性高表达,在摇瓶中表达量可达21 mg/L.利用目的蛋白N端的组氨酸“标签”（His-tag）,经一步Ni²⁺-Sepharose柱亲和层析纯化,得到了聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)纯蛋白质.经初步研究,cTnI-C具有较好的免疫原性和稳定性,有望成为cTnI测定系统可溯源的候选参考物质,推进cTnI检测的标准化进程.