家蚕浓核病毒 Bm DNV-3(中国株)VD1基因组结构与转录分析

为了进一步认识家蚕浓核病毒BmDNV-3(中国株)VD1基因组的结构和功能,VD1被分离、纯化、克隆到pUC119载体上,完成了基因组全序列的测定。序列分析显示VD1基因组全长为6543个核苷酸,末端拥有224个核苷酸反向重复序列(ITRs)。VD1基因组正链含有3个大的开放阅读框(ORF1-3),负链含有1个大的开放阅读框(ORF4)。比较BmDNV-3的VD1和BmDNV-2(Yamanashiisolate)的VD1基因组全序列,两者同源性为98.4%,并且有107个碱基的替代和1个碱基插入,氨基酸突变集中在VD1ORF3和VD1ORF4。Northern杂交结果显示VD1的左边正链上有1.1kb和1.5kb两个转录本,右边的负链上有一个3.3kb转录本。3′和5′-RACE结果显示1.1kb转录本开始于nt290,结束于nt1437;1.5kb转录本开始于nt1423,结束于nt2931;3.3kb转录本开始于nt6287,结束于nt2922。正链上1.5kb转录本和负链上3.3kb转录本拥有10个核苷酸的3′端的共同序列。研究结果显示该病毒基因转录与已报道的其它浓核病毒存在较大的差异性。     

家蚕浓核病毒DNV-3（中国株）的VD2基因组序列分析

浓核病毒BmDNV-3(中国株)基因组中含有两种不同的单链线形DNA分子(VD1,VD2)。该病毒的VD2被分离、纯化、克隆到pUC119载体上,并完成了VD2全基因组序列的测定。序列分析显示:VD2全基因组长为6022个核苷酸,末端拥有524个核苷酸反向重复序列(ITRs)。VD2基因组正链含有2个大的开放阅读框,负链含有1个小的开放阅读框。计算机分析推测该基因组正链上开放阅读框(ORF1)及负链上开放阅读框(ORF3)主要编码病毒的非结构蛋白,而正链上开放阅读框(ORF2)主要编码病毒的结构蛋白。比较BmDNV-3 VD2和BmDNV-2(Yamanashiisolate)VD2基因组全序列,两者同源性达97.7%,并且有132个碱基的替代1、1个碱基的删除和2个碱基插入。研究结果显示BmDNV-3 VD2和BmDNV-2 VD2有很近的亲缘关系,但也发生一定的变异,这为更好地理解浓核病毒种类的多样性,也为研究家蚕浓核病毒进化提供了有益的线索。     

家蚕浓核病毒中国株基因组DNA的分离纯化与鉴定

家蚕浓核病毒中国株的正链DNA和负链DNA分别包裹在不同的病毒粒子中,而且两条链的大小不同,经高盐浓度的DNA抽提缓冲液提取后,在琼脂糖凝胶电泳谱中呈现出大小不同的两条带,一条6．4kb,另一条5．8kb。作者分别用高盐和低盐抽提缓冲液提取了家蚕浓核病毒中国株的基因组DNA,意外发现用低盐抽提缓冲液抽提出来的基因组DNA在琼脂糖凝胶电泳谱中仅呈现一条带。推测可能是由于大小不同且不完全互补的正负链,在低盐缓冲液中形成有效的互补,因而呈现一条6．2kb的条带。     

家蚕浓核病毒中国(镇江)株结构蛋白的生物信息学比较分析

运用生物信息学方法将家蚕浓核病毒中国(镇江)株的结构蛋白与其它类型家蚕浓核病毒的结构蛋白在理化特性、结构、功能等方面进行了比较分析。结果表明:家蚕浓核病毒结构蛋白是一类稳定的亲水性蛋白,BmDNV-ZJ与BmDNV-2的结构蛋白性质可能比较类似,而BmDNV-ZJ和BmDNV-1结构蛋白序列的理化性参数、序列内部重复片断以及折叠区域差异较大,表明这两种浓核病毒结构蛋白在性状、结构、功能上有较大差异。而BmDNV-ZJ和BmDNV-1结构蛋白序列中有3个不同的LCR功能区域。分子进化聚类分析可得到四大类浓核病毒结构蛋白。     

家蚕浓核病毒(镇江)株主要结构蛋白基因的克隆及表达

家蚕浓核病毒(Bombyx mori densovirus,BmDNV)是一种昆虫细小病毒.与其它昆虫细小病毒感染昆虫体内多种组织不同,家蚕浓核病毒只感染家蚕中肠上皮组织的圆筒型细胞,感染该病毒细胞的细胞核可以被孚尔根和甲基绿浓染,在病毒感染的早期中肠上皮组织细胞数量增加,形成褶皱,最后感染细胞脱落到肠腔中[1-3].自从20世纪70年代末日本学者证实家蚕浓核病是由于家蚕浓核病毒感染引起的以来[4],已经分离得到了多个病毒株系[5-8].根据它们在血清学、理化特性、品种感受性和病理特征等方面的差异,分为BmDNV-1(伊那株)和BmDNV-2(以山梨株为代表)[8-11].     

家蚕浓核病毒 (中国镇江株)在不同感受性宿主体内的复制

家蚕浓核病毒中国镇江株是一株双生浓核病毒(bidensovirus)。其宿主感染后的病症与典型的家蚕浓核病毒(BmDNV-1伊那株)表现相似,病蚕软化,中肠的圆筒型细胞呈浓核症。该病毒的最大特点是基因组中含有二套DNA分子(VD1,VD2),这两种核酸分子以单链( VD1,-VD1, VD2,-VD2)线型方式被分开包装在各自的衣壳蛋白中,成为四种病毒体,而且它自身编码DNA聚合酶。有部分蚕品种对该病毒表现完全抗性,即不发病。分别对敏感性家蚕品种(华八35)和抗性家蚕品种(秋丰d)的幼虫进行经口接种病毒。在接种后,从2h到96h分9个时间点,对中肠组织进行取样。以家蚕细胞质肌动蛋白A3(actinA3)基因作为参比基因,用来标定取样组织细胞数。针对VD1和VD2分别设计特异引物,用荧光定量PCR的方法分别检测各个时间点的样品中的病毒基因组VD1和VD2拷贝数。结果表明:无论是在感性还是在抗性宿主体内,家蚕浓核病毒中国株的基因组VD1和VD2在各时间点拷贝数相近,表现出VD1和VD2是同步复制的;病毒侵入两种宿主中肠的初始量(接种后2h)基本相等,每个细胞约为6~10拷贝数。在敏感性宿主体内病毒感染过程表现为潜伏期,指数增长期,平台期。从接种后2h到12h为病毒潜伏期;12h到36h为指数增长期,倍增时间为1·71h,大约扩增15次;36h到96h为平台期,进入平台期病毒的拷贝数达到20万个。在抗性宿主体内病毒处于一种极低水平的增殖,从添毒后2h的6~10拷贝数到96h的150~200拷贝数,病毒复制倍增时间分别为3h和12h,大约扩增5次。推测家蚕对浓核病毒中国株的抗病性,只是一种慢性的带毒不发病的表现。     

创建可视化的家蚕杆状病毒表达系统表达家蚕二分浓核病毒非结构蛋白NS1

重组杆状病毒感染昆虫细胞是表达外源蛋白常用的一种方法。为有效鉴定转染的细胞中是否产生了重组病毒粒子,对质粒pFastBacI进行改造,构建了极早期基因ie1启动子控制的绿色荧光蛋白egfp基因表达盒,以及多角体基因启动子控制的外源DNA的一个通用型双表达载体;通过酶切、连接的方式,将家蚕二分浓核病毒ns1基因连接到多角体启动子下游;在转座酶的介导下,该供体质粒上部分序列可转座到穿梭载体Bm-Bacmid上,进而构建可同时表达egfp和ns1基因的重组杆粒。将构建的该重组杆粒DNA转染BmN细胞,通过观察可视化的绿色荧光信号,可迅速判定转染后的细胞中重组病毒粒子产生的情况,收集转染后的细胞培养上清,将其感染BmN细胞,对感染4 d后的细胞总蛋白进行Western blotting分析,结果表明能杂交到一条36 kDa大小的特异蛋白,表明NS1蛋白成功获得了表达,进而为深入研究ns1基因的功能奠定了基础。     

家蚕对浓核病毒中国株(BmDNV-3)抗性及感性品系中肠的差异蛋白质分析

【目的】通过比较家蚕Bombyx mori抗性及感性品系的中肠蛋白质表达谱,获得家蚕对家蚕浓核病毒中国株（BmDNV-3）抗性相关的蛋白。【方法】利用双向电泳(2-DE)对感性品种华八35和抗性品种秋丰接种病毒后48 h的蛋白质表达谱进行比较分析,并对其中的差异蛋白进行MALDI-TOF-TOF质谱分析,通过NCBInr和MSDB数据库进行蛋白点的鉴定和功能分析。【结果】获得重复性较好的差异蛋白点16个,其中质谱鉴定出5种蛋白,它们分别是糖基转移酶（glycosyltransferase）、糖基转移酶-S（GlcAT-S）、21.5 kD小热休克蛋白（21.5 kD small heat shock protein）、V-ATP酶（vacuolar ATP synthase）和精氨酸激酶（arginine kinase）。这5种蛋白在抗性品系秋丰中的表达量均高于感性品系华八35。【结论】糖基转移酶和糖基转移酶-S仅在抗性品系中存在,提示它们可能是与抗性有关的蛋白。此外,增强的应激反应和能量代谢也可能与家蚕对BmDNV-3的抗性产生相关。     

家蚕浓核病毒中国株非结构蛋白1(NS1)的表达

利用PCR技术扩增出BmDNV-3 NS1基因,将目的基因与原核表达载体pET-30a进行连接,转化BL21 star菌并在该菌中表达,经Western blot鉴定表达的产物为BmDNV-3 NS1蛋白,纯化NS1蛋白并制备兔多克隆抗体.同时BmDNV-3 NS1基因亚克隆到杆状病毒转移载体pFastBae-HTb-eGFP中,转化BmDH10BAC感受态细胞,提取的重组Bacmid通过脂质体包埋转染家蚕BmN细胞,再以收获的重组病毒感染家蚕幼虫.家蚕BmN细胞和幼虫感染重组病毒2d后均观察到绿色荧光,经SDS-PAGE分析真核表达的产物与预测的NS1-eGFP融合蛋白大小不一致,说明NS1-eGFP融合蛋白被昆虫内源性的蛋白酶降解.降解的产物用NS1蛋白抗体进行Western blot鉴定为BmDNV-3 NS1蛋白.     

家蚕二分浓核病毒VD1-ORF4基因截短多肽的表达和抗体制备

通过PCR扩增家蚕二分浓核病毒(Bombyx mori bidensovirus,BmBDV)VD1-ORF4基因序列中的两个DNA片段,将测序正确的两个目的片段分别亚克隆到原核表达载体pET-30a上,通过不同浓度的IPTG对含有重组质粒的大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导,对诱导产物进行SDS-PAGE和Westen blot分析.结果表明,这两个截短多肽都获得了表达,其N-端融合有6个组氨酸.将割胶纯化的蛋白多肽与佐剂充分研磨,以研磨后的匀浆液对昆明小鼠进行皮下多点注射.获得的抗血清分别对原核诱导表达产物进行Western blot分析,结果表明,在特定的位置都能杂交到一条特异的蛋白带,表明制备的两个多抗能为深入研究VD1-ORF4基因的功能提供基础.     

伊蚊浓核病毒三维结构的比较分析

细小病毒是目前已知的结构最小的病毒, 其宿主范围很广. 利用冷冻电镜和三维重构技术获得了伊蚊浓核病毒1.2 nm分辨率下的三维结构, 并利用计算机生物信息处理技术和氨基酸序列比对技术比较了该病毒和其他细小病毒的结构和序列的异同. 尽管均属于浓核病毒亚科, 但是无论从衣壳结构还是其蛋白质的氨基酸序列上, 伊蚊浓核病毒和其他昆虫的细小病毒都有很大差异. 相比之下, 伊蚊浓核病毒和人类B19细小病毒的衣壳蛋白相似性较大, 两者的结构蛋白和非结构蛋白一致性也高于伊蚊浓核病毒与其他昆虫的细小病毒的一致性. 此结果表明: 伊蚊浓核病毒和人类B19细小病毒有着密切关系, 前者可能来源于B19病毒的较近期变种.     

家蚕二分浓核病毒ns1基因序列的改造、表达和鉴定

探讨翻译起始区(TIR)部分密码子发生同义突变后,对家蚕二分浓核病毒(BmBDV)ns1基因表达的影响,以及对BmBDV NS1蛋白毒性进行鉴定,设计特异性上游引物,对BmBDV ns1基因中第3、4、9和10个密码子进行同义突变,利用原核表达系统对野生型和改造后的ns1序列进行表达,通过SDS-PAGE电泳对这两种序列的表达产量进行分析。利用Protein Iso~(TM)GST Resin从超声破碎的菌液上清中纯化融合有GST的NS1蛋白,进而对纯化的靶蛋白在细胞水平和家蚕体内进行毒性分析。结果表明:TIR突变后的BmBDV ns1序列,其与野生型序列的表达产量之间没有明显差异;BmBDV NS1蛋白具有抑制细胞增殖和诱导家蚕致死的生化活性。     

家蚕BmST2基因的克隆与转录活性检测

通过生物信息学分析和生物学试验获得了家蚕糖转运蛋白基因BmST2(GenBank登录号:GQ871755),基因位于家蚕27号染色体,开放阅读框(ORF)长1398 bp,编码465个氨基酸,预测蛋白序列有典型的Sugar_tr结构域和11个疏水的跨膜结构域,与家蚕BmST1蛋白相似性和一致性分别达79%和64%,与登录号为EAT47626、EDS35465、EAA11457和EFA05337的同源蛋白相似性在50%以上。RT-PCR检测基因在5龄第3天家蚕幼虫的9种组织中转录活性,结果显示,BmST2基因除在脂肪体没有表达外,其他组织均有表达。最后成功构建了基因的酵母穿梭表达质粒pG-BKT7-BmST2。     

家蚕P450基因CYP18A1的克隆、序列分析及转录活性

蜕皮激素对昆虫生长、发育和繁殖有重要调控作用,尤其对蜕皮和变态过程。利用GenBank上登录的蜕皮激素C₂₆羟基化酶候选基因CYP18A1的氨基酸序列对家蚕Bombyx mori全基因组数据库进行BLASTP比对,发现了家蚕直向同源基因(ortholog),其完全编码序列经RT-PCR检测和克隆、测序验证后,再以此为信息探针检索家蚕表达序列标签(expressed sequence tags,EST)数据库进行拼接延伸,获得了一条包括5′非翻译区在内的长度为1 737 bp的cDNA序列,验证结果也表明与电子克隆序列完全一致(GenBank登录号为EF421988,P450命名委员会将其命名为CYP18A1)。该基因的开放阅读框为1 623 bp,编码541个氨基酸,含有包括P450s特征结构域在内的所有昆虫P450基因的5个保守结构域,其推定的分子量为61.67 kD,等电点为 8.54。将该基因cDNA序列与家蚕基因组序列进行比对,结果表明该基因具有6个外显子,5个内含子,外显子／内含子边界符合经典的GT-AG规则。同源性分析也发现家蚕CYP18A1与其他昆虫的直向同源基因具有较高相似性。用RT-PCR方法对家蚕主要发育变态时期与组织进行检测,显示出该基因的转录表达不仅具有时空特异性,而且在表达时期上与已报道的蚕体内蜕皮激素含量变化有紧密的一致性。该研究进一步证实了CYP18A1基因与昆虫体内蜕皮激素代谢平衡相关联。     

中国家蚕抗菌肽基因CBM1全长cDNA序列测定及其基因结构分析

用大肠杆菌感染中国家蚕（Bombyx mori）蛹,从中提取总RNA,用RT-PCR方法获得蚕抗菌肽基因CBM1 cDNA部分片段并克隆测序,以此蚕抗菌肽基因CBM1的部分片段,设计特异性引物,用3’、5’RACE的方法,获得蚕抗菌肽基因CBM1 cDNA的全长序列;用PCR的方法,从中国家蚕蛹基因组DNA获得抗菌肽CBM1基因的700bp、1100bp左右的2个片段,初步证实中国家蚕抗菌肽基因在单倍体染色体中至少存在2个拷贝。     

4株SARS冠状病毒基因组5′端序列的分析与比较

利用5′RACE试剂盒对从中国不同地区、不同SARS患者体中分离的SARS—CoV基因组5′端序列进行RT-PCR扩增,并将扩增产物克隆至Teasy vector。扩增片段的序列测定结果表明：所分离的4株SARS—CoV基因组5′端非编码区的核苷酸序列和其他国家和地区报道的序列基本一致,而且所形成二级结构也完全相同,但与已知普通冠状病毒的差别较大。同时发现在依赖于RNA的RNA聚合酶起始密码子上游—197nt处有冠状病毒典型的转录调控核心保守序列5′-CUAAAC-3′。     

两个对浓核病毒(镇江株)具感性差异的家蚕品种的血液和围食膜蛋白的比较

家蚕品种间对浓核病毒(镇江株)具有不同的感染性,为了进一步探明家蚕对浓核病毒(镇江株)感性差异的分子机制,本文运用蛋白质电泳和质谱技术比较分析了两个对家蚕浓核病毒(镇江株)感性和抗性的近等基因系家蚕品种JS和NIL的血液和围食膜组织蛋白.结果表明:这两个家蚕品种的血液和围食膜组织蛋白组成差异很小.在血液组织蛋白中发现5个差异蛋白点,其中家蚕品种JS血液中有两个差异蛋白,可能分别为酪蛋白激酶和新型组织蛋白;在NIL血液组织中发现3个差异蛋白点,其中两个可能分别为线粒体延伸因子和类丝氨酸蛋白酶,另外1个的含量极显著高于JS,为血淋巴蛋白.在围食膜蛋白中共发现4个差异蛋白点,其中JS围食膜中有1个差异蛋白可能为新型组织蛋白;其余3个蛋白点在含量上相互间存在显著差异.本研究根据组织差异蛋白的功能初步推测家蚕对浓核病毒(镇江株)感性差异与血液蛋白差异无显著相关,与围食膜蛋白差异可能有关.     

家蚕Wnt信号通路下游关键基因Pangolin转录剪接体X3的克隆和分析

【目的】克隆家蚕Bombyx mori Wnt信号通路下游关键基因Pangolin isoforms A/H/I/S转录剪接体X3 (Pangolin X3),分析其序列和表达特征。【方法】从NCBI数据库检索家蚕Pangolin X3,根据其编码序列(coding sequence, CDS)设计引物,利用PCR从家蚕幼虫中肠和血淋巴中进行克隆并测序验证。利用SilkDB 3.0, SMART,多序列比对和系统发育树分析Pangolin X3的序列特征。利用qRT-PCR分析Pangolin X3在家蚕5龄第3天幼虫不同组织(头、血淋巴、体壁、性腺、中肠、前部丝腺、中部丝腺、后部丝腺、脂肪体和马氏管)中的相对表达水平。【结果】从家蚕幼虫中肠和血淋巴克隆了Pangolin X3(GenBank登录号：XM＿038020921)的CDS,其开放阅读框长1 560 bp,编码519个氨基酸残基,预测分子量为55.86 kD,预测等电点为7.53。Pangolin X3蛋白含有保守的β-catenin结合位点和HMG结构域,其氨基酸序列在不同的昆虫中比较保守,特别是与DNA结合的HMG结构域...     

家蚕细小病毒样病毒（BmPLV-Z） VD1 ORF4的原核表达

对家蚕细小病毒样病毒（BmPLV-Z）VD1 ORF4理论上编码的氨基酸序列进行Blast搜索,结果表明其与DNA聚合酶B家族同源。通过PCR扩增其DNA聚合酶同源区（1 077 bp）,将扩增的目的DNA片段与原核表达载体pET30a进行连接,通过不同浓度的IPTG对捕获pET30a-1 077 bp重组质粒的大肠埃希菌进行诱导,对诱导产物进行SDS-PAGE电泳,结果表明其聚合酶同源区获得了表达;Western blot分析进一步确证诱导蛋白为带有6个组氨酸的融合蛋白。将割胶获得的目的蛋白免疫昆明小鼠制备其多抗,以纯化后的抗血清对VD1 ORF4全长序列和部分序列在原核中的漏扫描表达情况进行研究,SDS-PAGE和Western blot结果表明VD1 ORF4全长序列和部分序列的原核表达产物均一,都只有一条特异的目的蛋白带,说明了VD1 ORF4序列在原核表达系统中没有漏扫描表达的蛋白。