分析马基因的实验室

日本中央赛马协会(JRA)为分析马基因而设置的生物科学实验室6月31日在竞走马综合研究所内完成,估计8月开始工作。在日本预计设立的3个家畜基因分析研究设施中,畜产技术协会、农林水产尖端技术振兴中心(STAFF)率先开始了研究。目前1～2年内加紧开发世界赛马协会参加的,国际血统书委员会作为紧急课题的DNA 型亲子鉴别法。发现马的全染色体中只1处有反复序列。     

商城肥鲵二碱基重复和四碱基重复微卫星DNA的结构特征及对筛选效率的影响

两栖类有尾目物种的微卫星分离中的筛选成功率常常较低。为探索微卫星结构对筛选效率的影响,本研究通过AFLP快速分离法(fast isolation by AFLP of sequences containing repeats,FIASCO)对商城肥鲵(Pachyhynobius shangchengensis)二碱基重复类型和四碱基重复类型微卫星进行分离,并对微卫星序列进行了分析。研究中发现二碱基微卫星位点多以微卫星DNA家族形式存在,并因此导致了微卫星位点分离较低的筛选率;在四碱基重复的微卫星位点中未发现微卫星DNA家族的存在。对研究中得到的3个微卫星DNA家族的分析发现,同一家族的上、下游侧翼序列变异程度存在差异;毗邻微卫星重复单元区的侧翼序列碱基变异程度较高,而较远处的区段则相对保守。这些结构特征可能反映出微卫星DNA家族在演化中的复杂性。本文的研究结果提示在两栖动物的一些类群中,微卫星的筛选必须考虑微卫星DNA家族的影响,选取适宜的碱基重复类型将是决定筛选效率的关键。     

世界第一匹克隆马在意大利诞生

意大利克雷莫纳市繁殖技术与家畜饲养实验室 8月 6日证实 ,世界上第一匹克隆马已于今年 5月 2 8日在意大利诞生 ,这也是世界上首次由哺乳动物提供表皮细胞生下自己的克隆体。检测表明 ,小马“普罗梅泰亚”的 DNA与其生母几乎完全相同。用于克隆小马、培植胚胎的表皮细胞就是由生下小马的母马提供的 ,是世界上首次由哺乳动物生下它自己的克隆体。也就是说 ,“普罗梅泰亚”相当于它生母的同卵双胞胎。科研人员希望利用新技术克隆出的动物能够对疯牛病等具有免疫力 ,还希望这项研究能帮助人们克隆赛马和其他良种马。世界第一匹克隆马在意大利…     

道产子马的冷冻受精卵移植成功

5月12日和21日,位于北海道日高的北海道大学的实验农场里,借英国纯种马系的杂种马之腹连生了2头道产子(北海道产的马),道产子的冷冻受精卵移植初次取得成功。看来冷冻受精卵有可能保存道产子的基因资源。在北海道,目前虽然约有1000头的道产子,但在产业上并无价值,可以预料头数将逐渐减少。     

鳞翅目昆虫基因组中微卫星DNA的特征以及对其分离的影响

本文根据我们对鳞翅目昆虫棉铃虫和松毛虫以及其它动物 (筏蜘蛛、朱、鳕鱼和飞蝗 )的微卫星富集性基因组DNA文库的筛选和分析结果 ,结合其它实验室已发表的资料 ,对鳞翅目昆虫基因组中微卫星DNA的丰度和结构特点进行了较为系统的分析。结果表明 :与其它类群相比 ,尽管鳞翅目昆虫物种间存在差异 ,但其基因组中存在明显偏多的侧翼序列重复的、以多拷贝形式存在的微卫星位点 ,且其中相当一部分以基因家族的形式存在。微卫星DNA家族通常可以在序列分析阶段被识别出来 ,但很多多拷贝位点只有通过一系列后续分析才能被检查出来。这应是鳞翅目昆虫中微卫星位点的优化率相对偏低的主要原因。棉铃虫和松毛虫基因组中三相重复微卫星丰度相对较高 ,从而从某种程度上补偿了这些物种微卫星分离过程中因丰度低、多拷贝位点比例高所带来的困难。棉铃虫微卫星DNA家族侧翼序列中多聚T/A序列的存在表明 ,逆转录转座或逆转录侵染可能是在基因组中形成多拷贝微卫星位点和微卫星DNA家族的重要机制之一     

高频度微卫星不稳定性大肠癌"修饰型"微卫星变化与MLH1及KRAS基因突变密切相关

本研究通过方法学的改良和观察方式的创新试图阐明这种现象的原因.微卫星非传统的检测方法仅能实现微卫星定性检测,我所在的研究组开发了自动片段分析双荧光标识技术,提高了微卫星检测的感度和重复性,并实现了微卫星片段变化长度的定量.小于6碱基的微卫星变化被定义为修饰型微卫星不稳定,大于8碱基的变化被定义为跳跃型微卫星不稳定,它们的电泳谱截然不同.前者表现为在非肿瘤来源微卫星位点基础上的增加或减少,后者表现为距离非肿瘤微卫星片段远隔部位的新波形的出现.通过研究我们发现,在DNA错配修复缺陷细胞系及基因敲除大鼠自发肿瘤样本,仅有修饰型微卫星不稳定性检出;在人类DNA错配修复缺陷细胞系连续80次传代也没有检出跳跃型变化.跳跃型变化不能通过简单重复序列不稳定基础上的增加或减少的累加而获得.在76例散发大肠癌,我们检测了微卫星不稳定性,KRAS基因突变,并对高频度微卫星不稳定性病例的两个主要DNA错配修复基因MSH2和MLHl进行了全长测序.我们发现,在大肠癌,按频度的传统分类与按波形变化的分类有高度的一致性,高频度微卫星不稳定性病例均检测到跳跃型表现,低频度微卫星不稳定性都表现为修饰型变化.在12例高频度微卫星不稳定病例,有三例检出了跳跃型和修饰型同时存在微卫星不稳定的特殊表型,这3例均检出KRAS的突变,更有趣的是该3例病例也同时检出了DNA错配修复基因MLH1的变异.而在其他9例高频度微卫星不稳定病例,KRAS突变及MLH1、MSH2交变未检出.通过对突变谱的分析我们还发现,修饰型微卫星不稳定与KTAS基因12号密码子的转换型突变高度相关,而微卫星稳定的病例检出的KRAS基因12号密码子突变多为颠换型突变.修饰型微卫星不稳定表型检出的高频度转换突变可由DNA错配修复缺陷的分子背景解释.通过本研究,我们认为以波形为基础的微卫星不稳定新分型可能是解决目前微卫星研究领域矛盾的一个选项.一直公认为高频度微卫星不稳定性是"真正"的DNA错配修复缺陷表型,我们的研究提示实际上高频度微卫星的可能是多元的.修饰型微卫星不稳定与DNA错配修复缺陷直接关联,而跳跃型微卫星不稳定的原因尚未阐明.在高频度为微型不稳定中,携带修饰型变化的病例可以通过DNA错配修复系统缺陷来解释其病因.     

分子生物学教材中的真核生物基因组重复序列

现行的高校分子生物学教材中主要以重复频率为依据对重复序列进行分类,对于小卫星DNA及微卫星DNA是属于高度或是中度重复序列存在不同见解。提出依据重复频率及空间结构分布两个方面对重复序列进行分类,并建议按照重复频率将小卫星DNA及微卫星DNA归属于中度重复序列。     

大鼠基因组微卫星分布特征分析

大鼠(Rattus norvegicus)是重要的生物模型动物,已被广泛应用于医学和药学研究。利用生物信息学方法对大鼠基因组外显子、基因间隔区以及内含子微卫星进行了搜索与分析,并对外显子微卫星所在的基因进行了定位,以及通过Blast2Go和KAAS程序进行功能分类注释。分析表明:(1)不同区域微卫星数量上,基因间隔区(1 104 149)内含子(806 024)外显子(4 665),外显子不同区域微卫星数量表现为CDS3'UTR5'UTR;(2)外显子中出现最多的重复拷贝类别是A,其次是AAG、AGC,三碱基和四碱基微卫星在外显子微卫星中最多,占56.7%;基因间隔区微卫星和内含子均以二碱基数量最多,两者出现最多重复拷贝类别均是AC,其次均是A、AG;(3)外显子区、基因间隔区和内含子区不同重复类型重复次数均以最小重复次数,微卫星数量最多;(4)外显子微卫星序列2 330条,位于1 203个基因上,GO注释表明涉及细胞成分(cellular component)占46.9%、生物过程(biological process)占39.3%和分子功能(molecular function)占13.8%;(5)KEGG通路分析表明,与人类疾病相关的基因最多(431),其次是参与机体系统相关的基因(387),和细胞过程相关基因最少(158)。本研究将为进一步分析大鼠微卫星功能及微卫星分子标记提供理论依据。     

微卫星DNA在进化中的研究进展

在过去的十年中,微卫星已经变成最流行的基因标记之一。尽管微卫星分析已有广泛的应用,然而关于微卫星DNA变异动力学的完整的画面才刚刚浮现。文章将从微卫星的起源、微卫星进化模式的推断、DNA复制的滑动是微卫星DNA变异的主要机制、影响微卫星突变率的因素、微卫星的长度分布和微卫星的频率分布等方面综述有关微卫星进化动力学方面的研究进展。     

基于锚定PCR技术对10种重要农业害虫微卫星DNA位点的筛选及其特征分析

微卫星DNA广泛存在于真核和原核生物的基因组中,具有多态性丰富、易于检测等特点,在遗传图谱的构建、动植物遗传学育种等方面被广泛应用。利用5′锚定PCR技术对桃小食心虫、桃蛀螟、玉米螟、二点委夜蛾、花蓟马、黄胸蓟马、棕榈蓟马、斑翅果蝇、稻水象甲、扶桑绵粉蚧10种重要农业害虫进行微卫星DNA筛选,并分析各个物种的微卫星DNA的特点。不同物种的阳性克隆率、微卫星比率、克隆效率和冗余率存在不同程度的差异;在核苷酸碱基数目上,主要为二核苷酸重复序列,占重复位点总数的93．2％～100％,三、四核苷酸重复位点较少。在二核苷酸重复位点中, CA/TG重复位点最为丰富,占重复位点总数的89．2％～100％。这与使用的锚定引物密切相关;10种害虫的微卫星DNA平均重复次数为6．7～8．9次,其中玉米螟具有最高的微卫星DNA重复次数（34次）;在序列类型上,完全型序列占上述害虫序列总数的91．0％～100％。5′锚定PCR技术能够快速挖掘害虫的微卫星DNA位点,本研究结果为这些害虫微卫星位点的进一步利用奠定了基础。     

微卫星DNA的多态性及其应用

微卫星DNA是广泛存在于各种真核生物基因组中的短串联重复序列,具有突变速率快、多态性高等特点,本分析了微卫星的多态性及其形成机制,并简要介绍其在亲缘关系鉴定、种群遗传结构分析、基因图谱以及基因诊断等方面的应用。     

高频度微卫星不稳定性大肠癌“修饰型”微卫星变化与MLH1及KRAS基因突变密切相关

本研究通过方法学的改良和观察方式的创新试图阐明这种现象的原因。微卫星非传统的检测方法仅能实现微卫星定性检测,我所在的研究组开发了自动片段分析双荧光标识技术,提高了微卫星检测的感度和重复性。并实现了微卫星片段变化长度的定量。小于6碱基的微卫星变化被定义为修饰型微卫星不稳定,大于8碱基的变化被定义为跳跃型微卫星不稳定．它们的电泳谱截然不同。前者表现为在非肿瘤来源微卫星位点基础上的增加或减少,后者表现为距离非肿瘤微卫星片段远隔部位的新波形的出现。通过研究我们发现,在DNA错配修复缺陷细胞系及基因敲除大鼠自发肿瘤样本,仅有修饰型微卫星不稳定性检出;在人类DNA错配修复缺陷细胞系连续80次传代也没有检出跳跃型变化。跳跃型变化不能通过简单重复序列不稳定基础上的增加或减少的累加而获得。在76例散发大肠癌,我们检测了微卫星不稳定性,KRAS基因突变,并对高频度微卫星不稳定性病例的两个主要DNA错配修复基因MSH2和MLH1进行了全长测序。我们发现,在大肠癌,按频度的传统分类与按波形变化的分类有高度的一致性,高频度微卫星不稳定性病例均检测到跳跃型表现,低频度微卫星不稳定性都表现为修饰型变化。在12例高频度微卫星不稳定病例,有三例检出了跳跃型和修饰型同时存在微卫星不稳定的特殊表型,这3例均检出KRAS的突变,更有趣的是该3例病例也同时检出了DNA错配修复基因MLH1的变异。而在其他9例高频度微卫星不稳定病例,KRAS突变及MLH1、MSH2突变未检出。通过对突变谱的分析我们还发现,修饰型微卫星不稳定与KRAS基因12号密码子的转换型突变高度相关,而微卫星稳定的病例检出的KRAS基因12号密码子突变多为颠换型突变。修饰型微卫星不稳定表型检出的高频度转换?     

荒漠昆虫小胸鳖甲转录组微卫星的生物信息学分析

位于蛋白质编码区及非编码区(可转录区)的微卫星是常用的一种功能分子标记。本研究以荒漠拟步甲科昆虫小胸鳖甲(Microdera punctipennis)为材料,从其转录组数据库中筛选出由1~6个碱基单元组成的简单序列重复进行分析,并对其微卫星的丰度和特征进行描述。研究显示,小胸鳖甲转录组中微卫星的分布频率为7.94%。其中,单碱基重复序列占微卫星的47.17%,是最丰富的重复序列;其次为3碱基重复序列,占39.81%,而2、4、5、6碱基重复序列分别占10.94%、0.90%、0.88%和0.29%。将小胸鳖甲转录本与同为拟步甲科的赤拟谷盗(Tribolium castaneum)编码序列进行比对,分析同源序列微卫星基元(motif)发现,二者蛋白质编码区微卫星具有高度物种特异性。对小胸鳖甲低温响应转录本和总转录本进行微卫星基元和不同长度微卫星重复次数的比较发现,它们之间没有显著性差异。对含有微卫星的冷响应基因进行基因本体论(gene ontology,GO)分析,发现主要富集到生物学过程、分子功能和细胞组分3个类群。     

松树、杨树及桉树表达基因序列微卫星比对分析

微卫星是生物基因组中变异频率最快的序列,结构基因中微卫星重复数的变化会引起基因的框移突变,导致基因表达完全不同或截短的蛋白.因此在进化过程中,基因区微卫星会受到强烈选择的影响.为研究基因区微卫星在不同树种中的变化情况,在本研究中,利用SPUTNIK程序分析了NCBI数据库中松树(Pinus spp.)、杨树(Populus spp.)及桉树(Eucalyptus spp.)的表达序列标签(express sequence tag, EST)序列各3万条.结果显示,桉树和杨树EST序列含有微卫星的比例比较接近,分别为18.7%和15.3%,而在松树中则发生了较大分化,只有8.2%.研究发现,三碱基重复单元是这3个树种编码序列中微卫星的主要重复类型.除三碱基重复微卫星外,桉树和杨树EST序列中其它类型微卫星的丰度随着重复单元长度的增加而减少,而在松树中则呈相反现象.同时值得注意的是松树EST序列中变异频率快的微卫星(>20 bp)数量明显比桉树及杨树少.研究还发现,3个树种中微卫星获得或丢失重复单元的速率都随着重复单元的增加而降低.本研究首次报道了不同树种基因区微卫星比较研究,发现了一些松树与杨树、桉树相比较EST序列中所含微卫星在丰度及变异频率方面存在的异同.基因所含微卫星序列对基因的功能有重要影响,本研究的结果将为了解不同树种中基因区微卫星的特征提供重要参数,同时也将为利用所研究树种的EST序列开发多态性高的微卫星标记提供有益的生物信息学参考.     

大蹄蝠全基因组微卫星分布特征分析

脊椎动物基因组含有丰富的微卫星信息。本研究对翼手目动物中的大蹄蝠全基因组及其基因的微卫星分布特征进行分析,并对含有微卫星编码序列的基因进行注释分析。结果表明,大蹄蝠全基因组大小为2.24 Gb,共含有497 883个微卫星,其中,数量和比例最多的是单碱基和二碱基重复类型,分别有173 953个(34.94%)和222 591个(44.71%),相对丰度分别为77.78 loci/Mb和99.52 loci/Mb。微卫星数量从单碱基重复到六碱基重复单元最多的类型分别为(A)n、(AC)n、(TAT)n、(TTTA)n、(AACAA)n和(TATCTA)n,比例分别为95.14%、55.25%、38.41%、22.17%、48.68%和20.30%。不同基因区和基因间区的数量及丰度不同,其中基因间区的微卫星数量及其丰度最大,分别为322 666个和2 541.57 loci/Mb,编码区的微卫星数量及其丰度最小,分别为1 461个和461.98 loci/Mb。基因间区和全基因组的微卫星的分布特征相似。编码区最多的微卫星类型为三碱基重复单元,外显子最多的微卫星类型为单碱基、二碱基和三碱基重...     

蚊子全基因组中微卫星的丰度及其分布

微卫星是近年大力开发的一种遗传标记,为推进按蚊遗传学相关研究,对按蚊全基因组中由 1~6 个碱基重复单元组成的简单序列重复 ( 微卫星 ) 进行了分析 . 进而对其微卫星的丰度和分布进行了比较分析,也比较了染色体各个区域 ( 外显子、内含子和基因间隔区 ) 之间的分布差异 . 微卫星在按蚊基因组中的比例约占 2.14% ,其中 X 染色体拥有微卫星的密度最大 . 对按蚊基因组中微卫星丰度而言, A 碱基和 C 碱基重复在基因组中丰度相似, AC 单元的丰度是 AG 单元的两倍多,然而 AT 和 CG 单元非常稀少;对于三四碱基而言, AGC, AAAC 和 AAAT 单元最为丰富, ACG, ACT, AGG, CCG, ATGC, CCCG, ACTG, AACT, ACGT, AGAT, CCGG, ACCT 和 AGCT 单元等均很稀少,而一些五碱基重复,在某条甚至某几条染色体中均未分布 . 除两碱基重复单元在 2L 的外显子区域丰度较高外,其他重复单元均在内含子和基因间隔区丰富 . 进一步分析显示,微卫星在每条染色体两臂的丰度和分布存在着很多的相似性 .     

基于转录组数据高通量发掘沙葱萤叶甲微卫星引物

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica(Joannis)是近年来在内蒙古草原上猖獗发生为害的一种新害虫。本研究从其高通量转录组数据中查找微卫星序列,并进行微卫星位点的信息分析和微卫星引物的发掘,将为进一步研究沙葱萤叶甲遗传多样性及遗传分化奠定必要的基础。【方法】应用软件MISA对沙葱萤叶甲转录组中72 352条unigenes的数据进行搜索。【结果】共找到3 880个微卫星位点,分布于3 277条unigenes中,其主要重复类型为单核苷酸重复(80.85%),其次为三核苷酸重复(11.08%),再次为二核苷酸重复(7.37%)。单核苷酸重复中主要是A/T基序,占总量的77.76%。从1 814条unigenes中成功设计出2 160对引物,从中随机选取10对引物对沙葱萤叶甲DNA进行扩增,结果全部扩增出目的 DNA片段。【结论】利用沙葱萤叶甲转录组数据开发微卫星引物是可行的,本研究开发的微卫星引物为研究沙葱萤叶甲种群遗传学和功能基因组学奠定了必要的基础。     

德国小蠊全基因组中微卫星分布规律

【目的】分析德国小蠊 Blattella germanica 全基因组中微卫星的数量和分布规律,并对外显子中含有微卫星的基因进行功能注释。【方法】使用微卫星搜索软件查找德国小蠊基因组中微卫星的数量、重复次数以及所有微卫星的位置信息,编写Python脚本对微卫星进行定位,并通过Blast2Go和KASS程序对外显子中含有微卫星的基因进行功能注释。【结果】共找到1~6碱基重复类型的微卫星序列604 386个,总长度15 301 255 bp,约占全基因组序列（约2.04 Gb）的0.75%,分布频率为1/3.37 kb,微卫星序列的长度主要在12~60个碱基长度范围内。不同类型的微卫星中,三碱基（226 876）重复类型微卫星数量最多,占微卫星总数的37.54%;四碱基（150 355）重复类型次之,占微卫星总数的24.88%;其余依次是单碱基（141 167）、二碱基（60 877）、五碱基（21 570）和六碱基（3 541）重复类型,分别占微卫星总数的23.36%, 10.07%, 3.57%和0.59%。出现最多的重复拷贝类别有：ATT, AAT, A, T, AAAT, ATTT和AT,共411 789个微卫星,占微卫星总数的68.13%,这7种类别的微卫星数量均大于30 000个。共有2 372个微卫星在外显子上,它们分别位于1 481个基因上。GO功能注释结果表明,其中434条归类于细胞组分(cellular component),402条归类于分子功能(molecular function),660条归类于生物学过程(biological process)。KEGG通路分析结果表明,与新陈代谢相关的基因最多（380个）,其次是与机体系统相关的（276个）,与遗传信息进程相关的基因最少（92个）。【结论】本研究为进一步系统深入分析德国小蠊微卫星功能及微卫星分子标记筛选打下了基础。     

细梢小卷蛾微卫星富集文库的构建与分析

目的:构建细梢小卷蛾Rhyacionia leptotubula微卫星富集文库.方法:提取细梢小卷蛾基因组DNA,经限制性内切酶Rsa Ⅰ酶切,用(CT)10和(GT)10生物素探针与其杂交,利用磁珠富集含有微卫星的DNA序列,并对其进行PCR扩增,将扩增产物连接到pMD18-T载体后转入感受态大肠杆菌DH5α中,得到微卫星富集文库:结果:对100个克隆进行随机测序,获得98个微卫星序列,其中具有5次及以上碱基重复次数的微卫星克隆占26%,最高碱基重复次数为33次,非完美型占12%,说明构建的细梢小卷蛾微卫星富集文库是一个高质量的文库.结论:该文库的建立为后续筛选具高多态性的微卫星标记引物研究细梢小卷蛾的种群遗传结构、迁移扩散规律等奠定了基础.     

马毛色遗传的分子基础与应用

毛色不仅是马品种和个体识别的重要依据,而且还可以作为某些疾病筛查的有力工具和手段。马的毛色主要由黑色素细胞产生的真黑素和褐黑素两种黑色素的分布及比例所决定,许多基因对黑色素的产生和分布的调控起着重要的作用,各基因相互间共同作用最终形成各种单毛色和复毛色,这些基因主要包括MC1R、ASIP、KIT、TYRP和EDNRB。另外STX17、MATP和PMEL17也在马毛色形成过程具有重要的作用,同时还发现个别毛色基因与黑色素瘤疾病有关。文章对近年来马主要毛色候选基因的作用机理、DNA序列多态性与毛色性状及黑色素瘤疾病的关系等研究进行了详细的阐述,为今后马匹育种工作和疾病防治提供重要理论依据。