中华绒螯蟹性腺特异表达蛋白EsSOX21b-like的原核表达与抗体制备

Sox(SRY-related HMG-box)基因编码一类重要的转录因子,其产物都具有一个HMG基序保守区。之前我们在中华绒螯蟹分离鉴定了一个只在性腺中特异表达转录本Es Sox21b-like,为了验证EsSOX21b-like蛋白是否也在中华绒螯蟹性腺中特异表达,本研究原核表达了EsSOX21b-like蛋白,即将EsSox21b-like基因序列克隆到pGEX-2T表达载体,构建重组表达质粒pGEX-2T-Es Sox21b-like,转化大肠杆菌BL21,IPTG诱导融合表达,经SDS-PAGE分析表明,融合蛋白主要以包涵体形式存在,分子量约为54 k D。利用Ni柱亲和纯化融合蛋白后免疫家兔,制备了多克隆抗体,Western blotting检测表明该抗体能特异地识别性腺组织中EsSOX21b-like蛋白,而在其他组织未检测到其表达,目的蛋白分子量约为28 k D,在精巢组织中的表达量比在卵巢中高,该结果暗示Es SOX21b-like可能在性腺发育过程中起重要调控作用。     

利用细菌表达dsRNA介导黄粉虫抗冻蛋白基因的RNA干扰

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是研究基因功能的一种重要工具。为了利用RNAi技术对黄粉虫抗冻蛋白(Antifreeze protein,AFP)基因的非抗冻功能进行验证,将黄粉虫抗冻蛋白基因Tmafp433的相应干扰片段构建至L4440干扰载体并转化大肠杆菌HT115(DE3)菌株,利用IPTG诱导表达特异的afp基因相应dsRNA,纯化后注射黄粉虫幼虫,通过实时荧光定量PCR检测afp基因在mRNA水平的变化。结果显示含有L4440-Tmafp重组质粒的HT115菌株可以表达干扰afp基因的dsRNA,命名为Tmafp-dsRNA。用Tmafp-dsRNA注射黄粉虫24 h后,Tmafps的表达受到显著抑制,相比对照下降了60.8%。本研究表明通过注射dsRNA可有效抑制黄粉虫afp基因的表达。     

东亚三角涡虫DjPreb基因干扰载体的构建及干扰效果鉴定

以含有东亚三角涡虫DjPreb基因的pcDNA3-DjPreb重组质粒为模板,经PCR扩增目的片段,将其克隆到干扰载体L4440上,构建重组质粒L4440-DjPreb后转化入大肠杆菌HT115感受态细胞中,IPTG诱导表达dsRNA后喂食涡虫.显微观察喂食dsRNA后的涡虫在再生过程中的表型变化,Real-time PCR检测载体对涡虫DjPreb基因的表达抑制效果.试验结果显示DjPreb基因的RNA干扰表达载体构建成功,DjPreb基因RNA干扰后涡虫不能正常再生.Real-time PCR分析饲喂RNA干扰食物后DjPrcb mRNA的表达显著下降,进一步说明DjPreb在涡虫头尾的形成中发挥作用.     

通过减毒和Red/ET同源重组构建跨界基因沉默菌株

"跨界基因沉默"技术是一种全新的、跨原核界与真核界的小分子RNA干扰传递技术。该技术构建了一种大肠杆菌,在这种大肠杆菌中转录的短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)能够引发真核细胞内特异性基因的RNA干扰(RNA interference,RNAi),所以此大肠杆菌又被称为"跨界基因沉默菌株"。"跨界基因沉默菌株"具有RNA干扰传递功能,主要得益于"跨界干扰质粒"(trans-kingdom RNAi plasmid,TRIP)。TRIP质粒主要包含inv基因、hly基因以及能够转录shRNA的基因片段。hly基因表达的listeriolysin O蛋白可以帮助细菌逃离真核细胞的吞噬体,但listeriolysin O蛋白是一种重要的毒力因子,对宿主细胞具有一定的损害。为了克服这种缺陷,在hly基因上设计了△PEST和G486D两种减毒突变。同时,为了使减毒后的TRIP质粒能够在"跨界基因沉默菌株"中稳定存在,进一步利用Red/ET同源重组将该质粒整合进大肠杆菌的基因组中。实验结果表明,减毒、整合后的"跨界基因沉默菌株"能更好地发挥RNAi作用。该技术的完善将推进工程菌的研发和利用。     

从功能部件看小干扰RNA表达载体的发展

RNA干扰作为转录后基因沉默的有效途径,在基因调控、功能分析及疾病防治等领域发挥重要作用。小干扰RNA表达载体的诞生实现了RNA干扰技术持续、稳定和可控性应用,是实现基因沉默的理想选择。目前干扰性小RNA表达载体虽已发展到第二代,也开发出多种商品化的产品,但依然未能很好地解决其高效、安全、可控性方面的矛盾,发展陷入了瓶颈期。因此,从载体自身角度出发,通过系统分析其功能部件的特点,纵观小RNA载体的历史渊源、发展现状、存在问题和发展方向等问题,为干扰性小RNA表达载体的优化与选择提供相关理论指导。     

H1启动子siRNA载体的构建及应用

利用双链RNA(dsRNA)调控基因表达已经成为研究基因功能的有力工具。用人H1启动子构建了pBS／H1PS小干扰RNA(siRNA)表达载体,用于在哺乳动物细胞中产生特异性dsRNA转录产物。通过对293细胞中的PSMA7分子进行表达抑制,证明该siRNA载体能够有效产生针对靶基因的RNA干扰(RNAi)效应。     

逆转录病毒介导的小干扰RNA稳定抑制了LRP16基因表达

RNA干涉是近年被广泛关注的一项技术,通过19～21nt的双链核酸介导使靶基因mRNA特异降解,目前已被广泛应用于细胞水平的基因功能研究。通过沉默LRP16基因表达介绍一项利用逆转录病毒介导发夹环样小干扰RNA的策略。首先选择了LRP16基因mRNA翻译起始位点下游 374nt和 668nt位置分别作为小干扰RNA作用靶位点,通过设计21nt的反义序列,构建了pL374和pL6682个以pLPC为骨架的逆转录病毒载体,针对绿色荧光蛋白序列构建pGFPi载体做阴性对照,茎环样结构小RNA由U6启动子驱动转录生成。3个载体分别与VSVG共转染293GP2细胞,包装假病毒,再分别感染MCF-7细胞,嘌呤霉素筛选获得稳定生成小干扰RNA的细胞。Northern blot实验表明pL374和pL668可分别将LRP16基因抑制90％和60％,为进一步研究LRP16基因功能奠定了基础。另外,首次将mU6启动子序列插入pLPC逆转录病毒载体骨架,将其改造为可介导发夹环样小干扰RNA产生的质粒载体。     

黄河裸裂尻鱼MSTN基因RNA干扰研究

目的利用反义寡合甘酸技术抑制肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)的表达,评估MSTN基因的沉默效果,并检测RNA干扰后对下游基因的影响。方法通过构建黄河裸裂尻鱼(Schizopygopsis pylzovi)MSTN基因RNA干扰(RNAi)重组腺病毒载体1P3(DSP MSTN 273+250+1737)和1P2(DSP MSTN 195+1670),并将其注射黄河裸裂尻鱼肌肉组织,进行活体RNA干扰;利用real-time PCR和Western blotting评估MSTN基因的沉默效果,并检测MSTN基因RNA干扰后肌肉肌酸激酶(muscle-type creatine kinase,M-CK)基因转录水平的调控作用。结果real-time PCR分析结果表明,与HK组(病毒通用阴性对照组)和N组(空白对照组)相比,重组腺病毒载体1P3对黄河裸裂尻鱼肌肉MSTN基因的转录具有明显的干扰作用(P0.05),抑制率达53.5%;而重组腺病毒载体1P2对MSTN基因的转录无明显干扰作用(P0.05)。Western-blotting分析结果与real-time PCR结果相一致。同时,经1P3干扰后随着MSTN基因转录水平的下降,其肌肉肌酸激酶M-CK基因表达水平显著上升。结论通过RNAi技术能够有效的抑制MSTN基因的表达,并能够上调M-CK基因的表达量。因此,证明了在黄河裸裂尻鱼中MSTN能够抑制M-CK的转录。揭示高原土著鱼类MSTN基因的对肌肉的生长发育起到调控作用。     

盐穗木转录因子HcSCL13转录激活的体外鉴定及植物表达载体的构建

通过同源重组的方法将盐穗木盐响应GRAS家族转录因子HcSCL13基因(GenBank登录号:KC68640)构建至酵母双杂交诱饵表达载体pGBKT7上,转化酵母菌Y2HGold,通过自激活性和毒性检测确定该转录因子的体外激活能力。试验表明,重组菌株pGBKT7-HcSCL13/Y2HGold对宿主菌无毒性,且该菌株表达的融合蛋白能够激活报告基因的表达,说明HcSCL13具有转录激活域,是一类转录因子。成功构建了HcSCL13基因的植物表达载体和亚细胞定位表达载体,为进一步在体内研究该基因的耐盐功能奠定了基础。     

基于工程菌高效合成靶向昆虫基因的dsRNA的方法

外源或内源双链RNA(dsRNA)可以干扰昆虫基因的表达。目前,利用RNA干扰(RNAi)技术防治农业害虫已经取得了一定进展,但高昂的dsRNA合成成本是RNAi技术在田间应用的主要限制因素。本方法利用L4440质粒和大肠杆菌HT115(DE3)菌株,建立了一种经济、高效的昆虫靶标基因dsRNA合成方法。与商业化的dsRNA合成试剂盒相比,工程菌合成dsRNA的方法大幅降低了dsRNA的合成成本。本方法将为大规模昆虫基因功能解析和RNAi制剂的田间应用提供可能,有望促进以RNAi为核心的害虫防治技术的实践和发展。     

一种适于丝状真菌基因RNA干扰方法的研究

目的：获得一种适于丝状真菌基因研究用的、由根癌农杆菌介导的RNA干扰方法。方法采用基因重组及菌株干扰体系筛选的方法。结果获得适于根癌农杆菌转染的重组载体PCB309?pfgrt,并将其成功用于对孢子丝菌双组份信号组氨酸蛋白激酶DRK1基因的干扰中。结论该方法优化了根癌农杆菌的转化体系,解决了丝状真菌RNA干扰载体构建困难及干扰效率低下的难题,在丝状真菌基因功能及遗传转化研究方面具有广泛的应用前景。     

Spl基因RNA干扰载体的构建及鉴定

目的:构建干扰载体pSilencer 3.1-spl,并初步研究其对Spl基因的干扰作用.方法:根据Spl cDNA编码序列,设计并合成针对Spl基因的特异性RNA干扰片段,并将其克隆入pSilencer 3.1-Hl neo干扰载体中,构建Spl基因小干扰RNA(siRNA)真核表达载体pSilencer 3.1-Spl;分别将阴性对照载体pSilencer 3.1与重组载体pSilencer 3.1-Spl经脂质体LipofectAMINE2000介导转染HeLa细胞,采用RT-PCR、Western blot方法分别检测Spl基因的转录与表达水平.结果:构建了Spl基因siRNA真核表达载体pSilencer 3.1-Spl,经酶切、测序鉴定证实克隆正确,并在mRNA水平和蛋白水平证实了载体的干扰效果.结论:特异性siRNA能明显抑制Spl基因在HeLa细胞中的表达,为进一步研究Spl的生物学功能和作用机制奠定了实验基础.     

荧光假单胞杆菌2P24中gacA、dsbA和phoP/phoQ基因对小RNA因子RsmZ的转录调控

Pseudomonas fluorescens 2P24是分离自麦田的植物病害生物防治菌株,产生抗生素2, 4-二乙酰基间苯三酚（2,4-diacetylphloroglucinol;2,4-DAPG）是其主要防病机制。菌株2P24中小RNA基因rsmZ正调控抗生素2,4-DAPG的产量。【目的】本文研究上游调控因子对RsmZ转录表达的影响,以进一步理解抗生素产生机制。【方法】构建了rsmZ: : lacZ的转录融合结构,将含有该结构的报告载体转入2P24的多个调控基因缺失突变体中,检测相应的缺失基因对rsmZ转录水平的调控作用。【结果】结果表明,反应调控因子GacA对rsmZ基因的转录具有正调控作用,二硫键合成蛋白DsbA对其负调控;双因子调控系统PhoP/PhoQ突变后,rsmZ基因的转录明显滞后。【结论】小RNA基因rsmZ在菌株2P24中受到多个基因的调控,并在信号传递网络中起到重要作用。     

细菌表达dsRNA介导的家蚕FTZ-F1基因的RNA干扰

为探索细菌表达目标基因dsRNA介导的RNAi技术是否在家蚕Bombyx mori可行, 本研究引入了在其他物种中广泛应用的细菌表达dsRNA的RNAi系统: HT115细菌株和L4440质粒。利用L4440载体两端含有T7启动子的特点, 设计并构建了针对家蚕核受体FTZ-F1基因的RNA干扰（RNA interference）载体, 将构建好的质粒转入大肠杆菌Escherichia coli HT115, 在IPTG诱导下成功获得目标基因对应双链RNA（dsRNA）。 结果显示: 通过对5龄第7天家蚕幼虫注射IPTG诱导后提取的FTZ F1基因对应的dsRNA 25 μg, 85%的蛹变态发育过程明显延迟, 不能实现幼虫到蛹的形态完全转变。荧光定量PCR分析显示目标基因的表达得到了特异的抑制。实验结果初步表明, 通过细菌表达目标基因dsRNA介导的RNAi策略, 以其经济、高效的特点, 具有广泛应用于家蚕基因功能研究中的潜力。     

RNA干扰技术在哺乳动物中的应用

RNA干扰(RNAi)是生物界普遍存在的一种抵御外来基因和病毒感染的进化保守机制.RNAi是由双链RNA触发的转录后基因沉默机制,具有序列特异性,在哺乳动物细胞中,RNAi由21～23个核苷酸组成的双链RNA引发.小干扰RNA(siRNA)可以在体外合成或通过表达载体在哺乳动物细胞内合成.由于RNAi技术具有快速、简单和特异性强等特点,在基因功能研究、抗病毒治疗和抗肿瘤治疗等方面有广泛的应用前景.     

逆转录病毒介导的小干扰RNA稳定抑制子LRP16基因表达

RNA干涉是近年被广泛关注的一项技术,通过19～21 nt的双链核酸介导使靶基因mRNA特异降解,目前已被广泛应用于细胞水平的基因功能研究.通过沉默LRP16基因表达介绍一项利用逆转录病毒介导发夹环样小干扰RNA的策略.首先选择了LRP16基因mRNA翻译起始位点下游+374 nt和+668 nt位置分别作为小干扰RNA作用靶位点,通过设计21nt的反义序列,构建了pL374和pL668 2个以pLPC为骨架的逆转录病毒载体,针对绿色荧光蛋白序列构建pGFPi载体做阴性对照,茎环样结构小RNA由U6启动子驱动转录生成.3个载体分别与VSVG共转染293GP2细胞,包装假病毒,再分别感染MCF-7细胞,嘌呤霉素筛选获得稳定生成小干扰RNA的细胞.Northern blot实验表明pL374和pL668可分别将LRP16基因抑制90%和60%,为进一步研究LRP16基因功能奠定了基础.另外,首次将mU6启动子序列插入pLPC逆转录病毒载体骨架,将其改造为可介导发夹环样小干扰RNA产生的质粒载体.     

异源表达海苏特氏菌Argonaute蛋白基因提高酿酒酵母脂肪酸含量研究

Argonaute蛋白作为一类高度保守的蛋白,是小RNA调控代谢机制的重要参与者,是RNA干扰所必须的,然而此蛋白在酿酒酵母中却未被发现。为初步探究海苏特氏菌Argonaute蛋白基因对脂肪酸含量的影响,以海苏特氏菌全基因组为模板,克隆并表达了海苏特氏菌Argonaute蛋白基因的CDS区。生物信息学分析发现该基因具有基因沉默调节因子SIR2结构域。将海苏特氏菌Argonaute蛋白基因连接至载体p ZMG中获得重组载体p ZMG-Jm-Argonaute并转化至酿酒酵母BY4742中,GC-MS检测显示,重组菌株总脂肪酸含量相对于野生菌株显著提高了6. 4%,其中不饱和脂肪酸C161含量显著提高了8. 3%,结果表明Jm-Argonaute蛋白基因能够提高酿酒酵母BY4742不饱和脂肪酸C161的含量,从而为深入研究该基因在菌体内对脂肪酸代谢的调节机制提供参考。     

RNA干扰茄病镰刀菌ALP基因及其基因沉默菌株的制备

目的构建RNA干扰质粒载体抑制茄病镰刀菌碱性丝氨酸蛋白酶(ALP)基因,通过检测ALP的表达及酶活性变化筛选出基因沉默菌株。方法构建2个ALP的干扰载体,转化茄病镰刀菌孢子,获得ALP基因沉默菌株△ALP1、△ALP2,通过RT-PCR检测△ALP1、△ALP2的ALP基因mRNA变化,并通过蛋白琼脂廓清率培养基检测ALP酶活性变化,对所得菌株的毒力进行判断。结果 RNA干扰后所获基因沉默菌株中,ALP的mRNA表达量显著低于标准茄病镰刀菌株(F=184.67,P<0.01),其中ΔALP2抑制效果较好、酶活性显著低于标准菌株及△ALP1(q=5.276、5.463,P<0.01)。结论通过LiAc转化法对茄病镰刀菌ALP进行RNA干扰,可有效抑制茄病镰刀菌ALP的表达;ALP基因沉默茄病镰刀菌株的获取,为进行动物体内实验、深入研究ALP在茄病镰刀菌性角膜炎发病机制中的作用、探索新型治疗方法提供思路。     

苹果α-法尼烯合成酶基因双链RNAi载体的构建

RNA干扰属于转录后后基因基因沉默机制(PTGS),是一种新型的基因沉默手段,用于基因表达和功能的研究。以成熟苹果的果皮RNA为模板,经RT-PCR扩增并克隆α-Farnesene合成酶基因(AFS),设计特异引物从AFS基因中扩增515bp和396bp的反义和正义基因片段,将正义和反义基因片段串联,把构成的长为911bp的DNA插到PBI121表达载体中,构建成可表达α-Farnesene合成酶双链RNA载体PBI-AFS。     

Sp1基因RNA干扰载体的构建及鉴定

目的：构建干扰载体pSilencer3.1-Sp1,并初步研究其对Sp1基因的干扰作用。方法：根据Sp1cDNA编码序列,设计并合成针对Sp1基因的特异性RNA干扰片段,并将其克隆入pSilencer3.1-H1neo干扰载体中,构建Sp1基因小干扰RNA（siRNA）真核表达载体pSilencer3.1-Sp1;分别将阴性对照载体pSilencer3.1与重组载体pSilencer3.1-Sp1经脂质体LipofectAMINE2000介导转染HeLa细胞,采用RT-PCR、Western blot方法分别检测Sp1基因的转录与表达水平。结果：构建了Sp1基因siRNA真核表达载体pSilencer3.1-Sp1,经酶切、测序鉴定证实克隆正确,并在mRNA水平和蛋白水平证实了载体的干扰效果。结论：特异性siRNA能明显抑制Sp1基因在HeLa细胞中的表达,为进一步研究Sp1的生物学功能和作用机制奠定了实验基础。