肺炎克雷伯菌RcsAB蛋白对荚膜多糖相关基因wcaJ、wcaG和magA的调控关系

荚膜多糖(CPS)是肺炎克雷伯菌(Klebssiella pneumoniae)重要的毒力因子.Rcs系统是肠杆菌科(En-terobacteriacese)中重要的双组分信号转导系统,RcsAB是其中主要的转录调控蛋白.本研究选取了肺炎克雷伯菌NTUH-K2044 cps基因簇上的3个基因(wcaJ,wcaG和magA),研究RcsAB对上述3个基因可能存在的调控关系.通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和LacZ报告基因融合试验来确认RcsAB是否能够调控上述3个基因的转录表达.进而用凝胶阻滞试验(EMSA)验证RcsAB能否直接结合在靶基因的启动子区,对靶基因进行直接调控.结果表明RcsAB能够正向调控上述3个基因的转录表达,EMSA的结果提示RcsAB对这3个基因可能是通过间接的方式进行调控.RcsAB蛋白可能通过间接调控荚膜多糖基因wcaJ、wcaG和magA的转录,从而影响菌株的荚膜多糖表型.     

肺炎克雷伯菌RcsAB蛋白对荚膜多糖相关基因wcaJ、wcaG和magA的调控关系

荚膜多糖(CPS)是肺炎克雷伯菌(Klebssiella pneumoniae)重要的毒力因子.Rcs系统是肠杆菌科(En-terobacteriacese)中重要的双组分信号转导系统,RcsAB是其中主要的转录调控蛋白.本研究选取了肺炎克雷伯菌NTUH-K2044 cps基因簇上的3个基因(wcaJ,wcaG和magA),研究RcsAB对上述3个基因可能存在的调控关系.通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和LacZ报告基因融合试验来确认RcsAB是否能够调控上述3个基因的转录表达.进而用凝胶阻滞试验(EMSA)验证RcsAB能否直接结合在靶基因的启动子区,对靶基因进行直接调控.结果表明RcsAB能够正向调控上述3个基因的转录表达,EMSA的结果提示RcsAB对这3个基因可能是通过间接的方式进行调控.RcsAB蛋白可能通过间接调控荚膜多糖基因wcaJ、wcaG和magA的转录,从而影响菌株的荚膜多糖表型.     

肠杆菌科细菌的Rcs信号转导系统——毒力、应激

Rcs是肠杆菌科细菌中的一种复杂的双组分信号转导系统,能调节细菌荚膜异多糖酸合成,以及细菌鞭毛基因、抗酸性基因等的表达。Rcs不同于典型的双组分系统,其由3个蛋白构成,磷酸转移过程分3步进行。不同细菌中的Rcs功能有所区别,主要为调控细菌的毒力和应激。本文在简单介绍细菌双组分信号转导系统的基础上,重点对肠杆菌科细菌Rcs的组成、功能及磷酸转移机制进行综述。     

转辽宁碱蓬SlNAC4拟南芥差异表达基因分析

以实验室前期获得的转SlNAC4基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)和野生型拟南芥为材料, 通过基因芯片技术检测其基因表达谱。结果表明, 与野生型拟南芥相比, 转SlNAC4基因拟南芥中差异表达的基因共有3 094个。 通过GO分析, 发现与非生物胁迫相关的差异基因共有195个, 与生长发育相关的差异基因共有47个, 其中包含MYB和WRKY转录因子基因。KEGG分析表明, 差异表达基因主要涉及植物激素信号转导和油菜素内酯合成等信号通路。进一步选择部分差异表达基因进行实时荧光定量PCR分析, 所得结果与芯片检测结果一致。该研究结果表明, SlNAC4可直接或间接地调控多个下游基因的表达, 进而调控植物的生长发育, 提高其抗逆性。     

基于基因芯片技术的转Slnac2基因拟南芥差异表达基因分析

NAC转录因子,对植物的生长发育及抵御逆境胁迫起着重要的作用。实验室前期克隆了辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis)Slnac2基因,转Slnac2拟南芥(Arabidopsis thaliana)提高了抵御盐胁迫的能力。本研究利用基因芯片技术筛选转SlNAC2拟南芥差异表达基因,共筛选出差异表达2倍以上的基因1 258个。GO富集度分析结果显示,分子功能相关基因占34.06%,细胞组分相关基因占33.13%,生物学过程相关基因占32.81%。KEGG分析表明,差异表达基因涉及63个信号通路,主要有植物激素信号转导、核糖体、植物病原物相互作用和抗坏血酸代谢等。通过实时荧光定量PCR对部分差异基因进行验证,所得结果与基因芯片结果一致。本研究揭示,SlNAC2可调控多个下游基因的表达,提高植物在逆境胁迫下的生存能力。     

应用DNA芯片技术对禽致病性大肠杆菌可能致病基因体外表达水平的研究

应用DNA芯片研究禽致病性大肠杆菌可能致病基因的表达.构建禽致病性大肠杆菌毒力基因、潜在毒力基因的DNA芯片,应用基因芯片技术对同属O2血清型的禽高致病性大肠杆菌E058株和低致病性大肠杆菌E526株在体外LB培养基和鸡血清培养状态下进行差异表达分析.结果:在体外LB静置培养状态下,低致病株E526与高致病株E058相比共有16个差异基因,均为下调基因.在鸡血清静置培养中,E526与E058相比共有15个差异基因,均为下调基因.应用基因芯片成功筛选了禽致病性大肠杆菌在体外不同条件下的毒力基因及可能毒力基因中差异表达基因,表明一些铁摄取系统相关基因对APEC的毒力较重要,同时也筛选出了一些新的可能致病基因aes-1,aes-2,aes-3,aes-4,aes-6,aes-8,aes-10,aes-13,aes-15,aes-31等.     

基于生物信息学技术筛选影响胶质母细胞瘤化疗敏感性相关基因的研究

目的：应用生物信息学技术筛选影响胶质母细胞瘤（GBM）化疗敏感性的相关基因。方法：对2批胶质瘤患者BIOSTAR基因芯片进行分析。通过随访完善临床资料,筛选芯片中胶质母细胞瘤患者生存期长、短两组间的差异基因,明确差异基因参与的功能和通路,并构建与烷化剂相关基因的信号传导网络,结合芯片数据、患者预后和信号传导网络,筛选GBM化疗敏感性的相关基因。结果：两组芯片中间差异基因有503条。2批芯片的差异基因主要参与62项基因功能,主要参与31条信号传导通路。通过对差异基因功能、通路,烷化剂信号转导网络的分析,得到影响胶质母细胞瘤化疗敏感性的核心的差异基因IFNGR2、IL8、ITGA5、TNFRSF1B。结论：通过严谨的实验设计和科学的统计学判别,结合患者完整的生存资料,本研究成功地应用生物信息学技术对基因芯片的大量数据进行挖掘和分析,并筛选出了可能影响GBM患者预后和化疗药物敏感性的基因,为进一步功能实验和患者个体化治疗奠定了基础。     

基于生物信息学技术筛选影响胶质母细胞瘤化疗敏感性 相关基因的研究

目的:应用生物信息学技术筛选影响胶质母细胞瘤(GBM)化疗敏感性的相关基因。方法:对2批胶质瘤患者BIOSTAR基因芯片进行分析。通过随访完善临床资料,筛选芯片中胶质母细胞瘤患者生存期长、短两组间的差异基因,明确差异基因参与的功能和通路,并构建与烷化剂相关基因的信号传导网络,结合芯片数据、患者预后和信号传导网络,筛选GBM化疗敏感性的相关基因。结果:两组芯片中间差异基因有503条。2批芯片的差异基因主要参与62项基因功能,主要参与31条信号传导通路。通过对差异基因功能、通路,烷化剂信号转导网络的分析,得到影响胶质母细胞瘤化疗敏感性的核心的差异基因IFNGR2、IL8、ITGA5、TNFRSF1B。结论:通过严谨的实验设计和科学的统计学判别,结合患者完整的生存资料,本研究成功地应用生物信息学技术对基因芯片的大量数据进行挖掘和分析,并筛选出了可能影响GBM患者预后和化疗药物敏感性的基因,为进一步功能实验和患者个体化治疗奠定了基础。     

基于表达谱芯片和下一代测序技术筛选先天性心脏病胎儿心肌组织差异表达的miRNA

目的 联合采用表达谱芯片和下一代测序技术同时高通量筛选先天性心脏病胎儿心肌组织表达差异的miRNA.方法 实验组为孕中期先天性畸形胎儿,对照组为同胎龄无心脏畸形的难免流产的胎儿,取胎儿心室心肌组织,联合采用Agilent Human 2.0 microRNAs表达谱芯片和SOLiD下一代测序技术同时观察心肌组织microRNA的表达变化,数据采用生物信息学方法进行分析,并用实时PCR方法验证芯片结果.结果 通过差异miRNA筛选,发现先天性心脏畸形组在表达谱芯片和下一代测序中共同差异的24个miRNA,生物信息学预测到1 606个靶基因,靶基因Gene Ontology分析表明其中与细胞进程、代谢过程、生物调控相关的靶基因为主,Pathway显著性分析表明,部分靶基因为生物信号通路中的关键因子;随机挑选共同表达差异的4个miRNA进行验证,结果表明定量PCR检测结果与芯片与下一代测序共同筛选结果基本相符.结论 这些在先天性心脏病中异常表达的miRNA为研究先天性心脏病分子水平上的发病机制提供了重要的线索,将有可能为心脏相关疾病的诊断和治疗提供新的靶点和研发新的药物.     

内生菌次生代谢产物提高玉米渗透胁迫抗性的表达谱分析

利用基因芯片技术对10%PEG渗透胁迫下植物内生菌次生代谢产物处理的玉米进行差异基因表达谱分析。结果显示,检测到的差异表达基因共计441个,其中上调表达基因147个,下调表达基因294个,参与21条代谢通路。采用晶芯生物分子功能注释系统V 3.0(MAS)将差异表达基因进行GO功能分类,其中45%基因参与各种生物学过程;18%基因与生成各种细胞组分有关;36%基因编码产物则与执行各种分子功能有关;1%与Gen Bank中功能未知序列相对应。KEGG代谢分析表明差异表达基因广泛涉及基础物质代谢、能量代谢、次生代谢及信号转导途径。表达谱分析结果表明,在渗透胁迫下次生代谢产物对玉米的影响是一个多基因参与、多个生物途径协同调控的过程。     

肺炎克雷伯菌调控蛋白RcsAB的构建表达及活性鉴定

为了探讨转录调控子Rcs AB对靶基因的转录调控作用,构建肺炎克雷伯菌RcsA和RcsB的重组质粒,之后诱导蛋白表达,提取纯化后测定其活性。PCR得到rcsA、rcsB片段,分别将两DNA片段克隆至表达载体pMAL-C5X、pET28a,构建重组质粒。再将重组质粒导入E. coli BL21(DE3)菌株中,经IPTG诱导后收集菌体,超声破碎。破碎后的上清过柱、透析纯化,得到高纯度的蛋白,通过EMSA进行蛋白活性鉴定。RcsA,RcsB蛋白成功表达纯化,并能够与靶基因结合,初步证明蛋白具有生物学活性。成功制备有生物学活性的RcsA、RcsB蛋白,为进一步研究RcsAB蛋白复合物特异的生物学功能提供物质基础。     

高毒力肺炎克雷伯菌新型变种感染病例的研究

目的:研究高毒力肺炎克雷伯菌的临床感染情况,以及其毒力基因携带情况。方法:收集2013年10月至2014年10月四川省人民医院分离的120株非重复肺炎克雷伯菌,从中筛选12株hv KP菌,然后通过多重PCR检测毒力基因。结果:毒力基因mag A、rmp A检出率分别为11/12和9/12。结论:在对hv PK菌株的研究中,存在着多种致病基因,其应当引起医学工作者的高度重视。     

沙门菌PhoP-PhoQ双组分信号转导系统

PhoP-PhoQ是调控沙门菌毒力的重要双组分信号转导系统,由组氨酸蛋白激酶PhoQ和反应调节蛋白PhoP组成。PhoP-PhoQ可调节沙门菌对Mg2+及其他周质环境的适应性,并调控沙门菌感染中毒力基因的转录和表达。PhoP-PhoQ调控的毒力基因参与沙门菌对上皮细胞的侵袭、胞内生存、对抗菌肽的抵抗反应、脂质A的修饰、Ⅲ型分泌系统效应蛋白的分泌等环节。PhoP-PhoQ还可与其他双组分信号转导系统或调节子合作,调控沙门菌的毒力。因此,PhoP-PhoQ双组分信号转导系统在沙门菌的毒力调控中发挥重要作用。     

家族性高胆固醇血症HDL-miRNAs调节血单核细胞功能机制

本研究通过生物信息学方法分析家族性高胆固醇血症患者外周血单核细胞差异表达基因、HDL载体差异表达miRNA及其生物学功能,研究差异HDL-miRNA与单核细胞差异基因的相关性,探讨HDL-miRNA调控外周血单核细胞功能机制,寻找动脉粥样硬化防治新靶点。运用R语言分析GEO数据库共享平台家族性高胆固醇血症外周血单核细胞基因及HDL-miRNA探针芯片得到差异基因及差异miRNA,利用miRwalk2. 0预测miRNA靶基因,并利用STRING进行蛋白互作分析,构建差异miRNA与差异基因之间的调控网络。运用GO及KEGG分析研究基因功能。利用GEO数据(GSE6054)筛选出834个差异表达基因,利用GEO数据(GSE25108)筛选出HDL上差异miRNA28个。交叉匹配得到由19个差异miRNA和56个差异基因组配对的74对miRNA-靶基因。GO富集分析56个差异基因主要富集于肾上腺素受体信号等分子功能。KEGG分析56个差异基因主要富集于造血谱系通路上。家族性高胆固醇血症差异HDL-miRNA与外周血单核细胞差异mRNA具有相关性,HDL-miRNA有通过调控血单核细胞功能的可能性,可能参与高胆固醇血症导致动脉粥样硬化过程。     

用基因芯片筛选前列腺癌LNCaP和C4-2细胞系中差异表达的基因

目的：筛选与前列腺癌进展相关的功能基因。方法：利用Affymetrix公司的人类金基因组U133A芯片,筛选在前列腺癌细胞系LNCaP和C4-2中差异表达的基因,并用RT-PCR方法验证部分差异基因的表达。结果：芯片筛选结果表明,与LNCaP细胞系相比,C4-2细胞系中217个基因转录本表达上调,101个基因转录本表达下调;对其中45个基因进行了RT-PCR验证,证明35个基因转录本的表达结果与芯片筛选一致。结论：筛选出了在LNCaP和C4-2细胞系中显著差异表达的基因35个,为进一步研究前列腺癌进展的机制奠定了基础。     

禽致病性大肠杆菌pagP基因缺失株相关毒力基因的RNA-Seq分析

本研究为筛选禽致病性大肠杆菌pagP基因缺失后表达量变化的相关毒力基因,对禽致病性大肠杆菌AE17及pagP基因缺失株进行RNA-Seq测序,从中筛选出与毒力相关的差异基因并对其表达量的变化进行GO和KEGG分析。以|Fold-change|≥2且FDR≤0.05为条件从测序结果中筛选得到372个差异表达基因,其中339个基因表达上调,33个基因表达下调。GO功能分类结果显示差异基因主要集中在物质跨膜运输、转Class录调控以及生物膜的形成等功能注释;KEGG数据库显示,差异表达基因主要富集在鞭毛装配、双组分系统、脂多糖的生物合成以及ABC转运蛋白等通路。pagP基因缺失会引起相关毒力基因表达量的变化,根据RNA-Seq测序结果筛选出7个对APEC具有重要作用的毒力基因,为深入研究APEC的致病机理提供依据。     

单核细胞与未成熟树突状细胞粘附相关差异表达基因筛选及相互作用分析

本研究目的是分析单核细胞(monocytes,mon)与未成熟树突状细胞(immature DCs,im DCs)两个不同发育阶段间差异表达基因的功能及其编码蛋白的相互作用,筛选出粘附相关的关键基因,并进行生物信息学分析。我们从NCBI(美国国立生物技术信息中心)公共数据平台GEO(Gene Expression Omnibus)下载基因芯片数据GSE15076,使用perl语言将探针id转换成gene symbol。利用R Bioconducto软件(RGui 3.3.1)解析原始数据并筛选差异基因。进一步利用STRING online工具筛选核心差异基因(可信度≥0.4),Cytoscape软件构造蛋白质相互作用网络图。对STRING online工具筛选核心差异基因进行京都基因与基因组百科全书(kyotoencyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析。im DCs相对于mon表达的差异基因,过滤条件为Log FC2和adj.p.val0.01。通过分析,我们共找到1 223个差异基因,其中567个上调基因,656个下调基因,通过进一步筛选,在网络中的上调基因有399个,下调基因458个,主要涉及m TOR信号通路、细胞代谢、细胞粘附等功能。其中上调基因中CDH1,CD274等差异基因与细胞粘附密切相关,而下调基因中SELL、IL-6、TNF等差异基因与细胞粘附改变密切相关。因此,在单核细胞发育分化到未成熟树突细胞阶段,粘附相关基因的表达变化,对进一步深入理解im DCs独特的生物物理学特性和免疫学功能来说具有重要意义。为进一步研究DCs细胞粘附功能的分子机制提供指导。     

沉默DNA-PKcs对细胞信号转导相关基因转录的影响

利用RNA干扰技术构建DNA-PKcs表达抑制细胞模型,探讨DNA-PKcs对HeLa细胞信号转导相关基因表达的调控作用.通过观察细胞对辐射及顺铂的敏感性,鉴定细胞表型变化.用寡核苷酸芯片检测细胞信号转导相关基因的转录谱,并用RT-PCR方法和SEAP检测系统进一步验证基因的表达变化.所筛选出的DNA-PKcs表达抑制细胞对辐射及顺铂的敏感性升高,15个与细胞信号转导相关的基因表达升高,其中7个是与干扰素信号转导反应相关的基因.8个表达下降,包括有细胞增殖分化相关基因,如NFAT.RT-PCR检测结果与芯片结果相一致,利用SEAT报告系统检测,进一步证实NFAT转录活性下调.实验结果表明,DNA-PKcs除了参与DNA修复外,还调控细胞信号转导相关基因的表达,而且大多与细胞增殖分化相关.     

转香蕉MaASR1基因的拟南芥株系在干旱胁迫条件下的表达谱分析

干旱是最重要的环境胁迫,香蕉MaASR1基因在植物响应逆境胁迫时发挥着重要作用,为了深入研究MaASR1基因的过表达使拟南芥抗旱的分子机制,利用全基因组表达芯片来广谱的筛选MaASR1基因转入后自然条件下及干旱处理条件下差异基因的表达情况。对基因芯片的结果进行了详细的生物信息学分析及相关基因的RT-PCR验证,结果表明MaASR1基因异源表达的拟南芥株系在自然生长条件下共有747个差异基因,其中上调基因559个,下调基因188个;在干旱胁迫条件下共得到653个差异基因,其中上调基因256个,下调基因397个;MaASR1基因的转入可以通过影响激素、光合作用、锌指蛋白及不依赖ABA途径的DREB2A等相关基因的表达来提高拟南芥的抗旱性。为解析MaASR1基因作为转录因子提高植物抗旱能力的分子机制奠定基础。