利用比较基因组学方法对猪BAC DNA序列分析来研究抑肌素基因的调控术

抑肌素(GDF8,MSTN)是调控骨骼肌发育的TGF-β超家族的一员.作为负调节因子,抑肌素通过控制肌纤维的大小和数量来调控骨骼肌的发育.为了更深入研究它的表达和调控模式,我们利用比较基因组学方法对一个大约170kb的猪BAC序列与人和小鼠的相应序列进行了分析,这段基因组序列的特点是富含分散型重复而G+C含量较低.抑肌素基因的同源性在猪、人和小鼠3种生物之间非常高,正如所希望的,在人与猪之间的同源性高于它们与小鼠的同源性.一个有意思的特征是在抑肌素启动子CCAAT盒下游有两个TA盒,进一步分析表明TA盒1负责在人、猪中转录,而TA盒2在小鼠中起作用;另一个的特征是在猪抑肌素3′UTR有两个polyA信号序列(AATAAA).进而,我们在进化保守区域分析到许多潜在的转录因子结合位点,它们可能与抑肌素的调控有关.许多潜在的转录调控因子在肌肉的发育中起重要作用,暗示着抑肌素与这些因子的复杂相互作用可能是正常肌肉发育所必需的(文中所提到的序列已提交到GenBank,序号为:AY208121).     

利用比较基因组学方法对猪BACDNA序列分析来研究抑肌素基因的调控

抑肌素(GDF8, MSTN)是调控骨骼肌发育的TGF-b超家族的一员. 作为负调节因子, 抑肌素通过控制肌纤维的大小和数量来调控骨骼肌的发育. 为了更深入研究它的表达和调控模 式, 我们利用比较基因组学方法对一个大约170 kb的猪BAC序列与人和小鼠的相应序列进行了分析, 这段基因组序列的特点是富含分散型重复而G+C含量较低. 抑肌素基因的同源性在猪、人和小鼠3种生物之间非常高, 正如所希望的, 在人与猪之间的同源性高于它们与小鼠的同源 性. 一个有意思的特征是在抑肌素启动子CCAAT盒下游有两个TA盒, 进一步分析表明TA盒1负责在人、猪中转录, 而TA盒2在小鼠中起作用; 另一个的特征是在猪抑肌素3′UTR有两个polyA信号序列(AATAAA). 进而, 我们在进化保守区域分析到许多潜在的转录因子结合位 点, 它们可能与抑肌素的调控有关. 许多潜在的转录调控因子在肌肉的发育中起重要作用, 暗示着抑肌素与这些因子的复杂相互作用可能是正常肌肉发育所必需的(文中所提到的序列已提交到GenBank, 序号为: AY208121).     

猪肌生成抑制素基因编码序列的分析

通过ＰＣＲ分段扩增出军牧１号白猪的肌生成抑制素基因编码序列１１２８ｂｐ,与国外猪种 同一基因的ｃＤＮＡ序列进行比较,仅在６３４ｂｐ处发生了由Ｔ替换Ｃ的变化,但对应的氨基酸没有变化,说明猪肌生成抑制素基因具有很高的保守性。     

进行性肌营养不良患者Myostatin基因的表达分析

进行性肌营养不良是一组以进行性骨骼肌萎缩和无力为特征的肌源性肌病。肌肉抑制素（Myostatin）是最近发现的骨骼肌生长发育抑制因子。为探讨Myostatin基因与进行性肌营养不良病理发生的相关性,采用RTPCR方法克隆了患者的Myostatin基因并测序、分析肌营养不良患者是否存在Myostatin基因突变;然后采用半定量RT-PCR方法检测患者中Myostatin基因的表达水平是否发生改变,同时用Western blot方法分析了肌营养不良患者中Myostatin蛋白的表达情况。结果发现,所研究的肌营养不良患者中没有携带Myostatin基因突变,但一些患者的Myostatin基因转录水平降低,部分患者Myostatin蛋白加工障碍。结果提示,一些类型（亚型）的进行性肌营养不良可能与肌肉抑制素Myostatin基因表达异常、蛋白加工障碍有关。     

位点特异DNA甲基化调控细胞周期素D1基因

DNA甲基化是基因表达调控的重要方式,一般被认为以CpG岛形式发挥作用;近年的研究表明,位点特异的DNA甲基化以元件(cis-regulatory element)的形式在生物微进化以及基因精细调控中发挥重要作用。我们的研究结果显示,曲古抑菌素A (trichostatin A,TSA)导致细胞周期蛋白D1基因表达下调,以及其核心启动子的+65到+77之间的两段串联CpG序列发生DNA甲基化。报告基因结果显示,由细胞周期素D1核心启动子片段驱动的报告基因活性在TSA处理后下降到原来0.12,而前段(A)突变与后段(B)突变时,报告基因活性分别下降到原来1/7.6与1/8.36,双突变则下降到原来1/7.51。对于CMV启动子嵌合15 bp片段驱动的报告基因活性,野生型、A、B与AB双突变型报告基因活性分别下降1/1.48、1/1.17、1/1.51以及1/1.21。体外甲基化研究结果显示,与对照组相比,M.SssⅠ处理组的启动子活性中,野生型活性下降到原来1/8 800,A突变型活性下降到原来1/2 700,B突变型活性下降到原来1/4 156,双突变型活性下降到原来1/6 222。应...     

呼吸中枢发育的基因调控研究进展

脑干呼吸中枢组成一个复杂的网络系统,产生和调控节律性呼吸。近年来,人们利用分子生物学技术研究发现,小鼠某些基因突变可影响呼吸中枢特定神经元的发育,并由此导致特殊的呼吸表型。最近,在人类某些中枢性呼吸疾病中,也发现了相应的基因突变。因此,基因水平的研究为深入认识节律性呼吸活动的产生和调控机制提供了新的研究途径。本文就目前研究较多、相对较深入的一些呼吸中枢发育调节基因的研究进展作一综述。     

军曹鱼肌生成抑制素基因的克隆与序列分析

肌生成抑制素(Myostation,MSTN)是一种骨骼肌生长的负调控因子,其生物功能主要是抑制骨骼肌的生长。肌生成抑制素的活性降低或丧失,可使肌肉与其他组织的比例大大提高,因此在动物育种和医疗上有很大的潜在应用价值。目前包括鱼类在内的20多种脊椎动物的MSTN cDNA已经得到克隆和测序。本实验依据已知的鱼MSTN cDNA的保守区域设计一对特异引物,利用PCR技术分别从军曹鱼基因组中扩增出一个约1000bp的特异片段和300bp片段,所得目的片段回收纯化,将其酶切产物连接到pMDl8-T克隆载体上,转化入JM109感受态细胞中,挑取阳性克隆进行转化子鉴定,其质粒测序结果与文献报道的一致,证明成功地克隆了军曹鱼肌生成抑制素基因。     

猪肌生成抑制素基因成熟蛋白编码序列的表达与纯化

猪肌生成抑制素(myostatin,MSTN)基因的cDNA去除信号肽后PCR扩增出成熟蛋白编码序列1．2kb片段,将该片段与pMD18-T载体连接。转化JM109受体菌细胞;筛选阳性克隆测序分析,结果表明与设计序列完全一致。将该克隆载体的质粒DNA用带有BamHI和Sall内切酶识别序列的另一对引物进行PCR扩增,将回收的1.2 kb PCR目的片段定向克隆到pET28a( )表达载体上。成功地构建了编码绪肌生成抑制素成熟蛋白的原核表达载体。LB液体培养基中用IPTG诱导表达,SDS—PAGE显示重组菌表达的MSTN蛋白以包涵体形式存在;经薄层扫描仪扫描分析SDS-PAGE凝胶,表达的MSTN包涵体蛋白占菌体不溶性蛋白含量的27．9％,其相对分子质量为41451．3。所构建的表达载体中含六聚组氨酸标签,HisTrap亲和柱纯化后纯度可达92．5％。该试验为获得较好的绪肌生成抑制素并制备抗体打下了良好的基础。     

牦牛BLG基因5'调控成分的克隆及序列分析

目的:克隆牦牛β-乳球蛋白(BLG)基因5'调控成分(3.5kb).方法:利用PCR方法克隆了牦牛BLG基因5'侧翼区,并进行生物信息学分析表明.结论:获得了3.5kb的BLG基因5'调控成分,其中包括5'侧翼区(2 472bp),第一外显子及第一内含子(1 066bp).该序列与牛、绵羊和山羊的同源性分别为98.42%、89.61%和84.41%;平均GC含量为49.3%;存在一个CpG岛;可能存在一个启动子位点,位于起始密码子前-83bp处;AliBaba2.1分析发现该区域有47种潜在的转录因子结合位点,其中包括乳蛋白结合因子(MPBF)、乳腺活化因子(MAF)、糖皮质激素受体(GR)、雌激素受体(ER)、核因子1(NF-1)等结合位点,提示该调控成分可用于构建乳腺特异性表达载体.结果:成功克隆出BLG基因5'侧翼区,为构建转基因牦牛乳腺生物反应器的特异性表达载体奠定基础.     

猪肌肉生长抑制素基因侧翼区新微卫星标记的鉴定及分析

提取包含猪肌肉生长抑制素基因的BAC克隆,以EcoRⅠ进行酶切并回收其中大于4kh的酶切产物,连接到pGEM-3zf( )载体后得到了亚克隆。测序分析表明,插入片段不属于猪肌肉生长抑制素基因的一部分,但其中包含13拷贝的(TG)n重复。以该重复序列的侧翼设计引物对猪的基因组进行分析,得到了PCR扩增产物。对一个“双肌臀”大白猪家系进行PCR扩增及非变性聚丙烯酰胺凝胶分析的结果表明,该位点以并显性方式遗传,是一个新的微卫星标记。对莱芜猪、长白猪、大白猪、杜洛克、皮特兰、民猪和二花脸7个品种的381个无关个体的检测均显示该基因座只有两个等位基因,重复数分别为13和19,是一种多态性较低的微卫星标记。与包含该基因的序列(AY208121)比对分析表明,该微卫星属于肌肉生长抑制素基因(MSTN)侧翼区的一个分子标记,在猪肉用性状QTL的精细定位和MSTN功能分析中将发挥重要作用。     

大黄鱼肌肉生长抑制素基因微卫星序列多态性分析

肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)参与肌肉生长和脂肪发生的调节．本研究在克隆大黄鱼MSTN cDNA的基础上,对3′端非编码区微卫星序列的多态性及其与体长、体重和肌肉脂肪含量的关系进行了分析．结果表明,获得的cDNA长1 886 bp,在3′端非编码区存在微卫星序列（CA）_n．在受检的52个个体中,微卫星序列长度在64～126 bp之间.大部分个体的微卫星序列内存在碱基替换,最常见的碱基替换形式是C→T,属于非完美型微卫星序列．根据该位点微卫星序列长度,在实验群体中共检测到23个等位基因,其中频率为0.019 2的等位基因11个,0.038 5的5个, 0.076 9的3个,0.057 7的2个,0.115 4和0.134 6的各1个．该基因位点的群体杂合度为0.932 7,多态信息含量为0.928 8．微卫星序列长度与大黄鱼体长、体重和肌肉脂肪含量之间的相关系数分别为0.409、0.435和-0.026,P值分别为0.021、0.016和0.878．碱基替换对大黄鱼生长及肌肉脂肪含量均无显著影响．     

淋巴抑瘤素对五株肿瘤细胞株的体外抑瘤效应的分析研究

淋巴细胞经刺激后分泌一种多肽类物质,这种细胞因子被称为淋巴抑瘤素。在体外培养中发现不同来源的肿瘤细胞对淋巴抑瘤素的敏感性是不同的,表现为三种类型:强反应株,此类细胞对其抑瘤效应反应强烈,抑制率达90％以上;弱反应株,此类细胞的抑制率在70％左右;另一类为负反应株,此类细胞对淋巴抑瘤素不但不表现出抑瘤效应,反而出现助长肿瘤细胞生长的效应。由于体外测定中有上述现象,所以建议在体内应用这类细胞因子时,应像抗菌素测抗菌谱一样测定其抗瘤谱,以利于对症用药。     

猪肌肉素基因的cDNA克隆与表达

从人肌肉素基因出发, 在dbEST数据库中进行同源性搜索, 找到七个有较高同源性的Expressed Sequence Tag(DY426490, CF787546, AJ660979, AJ664670, AJ663820, AJ680159, DN106254)。通过拼接和进一步RT-PCR实验验证, 获得猪肌肉素基因全长cDNA序列, 其全长651 bp, 开放阅读框为54~452 bp, 编码有132个氨基酸。同源性分析结果表明, 与人、小鼠和大鼠的肌肉素基因cDNA编码区(CDS)同源性分别为87.2%、77.6%和77.9%。利用克隆出的猪肌肉素cDNA, 构建表达载体pGEX-4T-1-musclin, 并在BL21大肠杆菌中成功表达和纯化了分子量为38.59 kD的融合蛋白GST-Musclin, 并运用蛋白印迹技术进行鉴定。     

应用系统遗传学与细胞发生的基因调控网络序列标记显示分析

基因型-表现型复杂系统自组织化是基因系统到蛋白质系统、代谢酶系统的遗传信息转换过程。一个协同表达的基因群调控一个相对独立性状的功能模块,基因网络的自组织化建构基因组稳态与遗传适应过程。腺垂体干细胞分化成5种不同的内分泌细胞系,受上丘脑和性腺、胰岛细胞等激素的调控,涉及系列转录因子的诱导表达,成为细胞系发生研究的模型。GH基因的表达受上丘脑激素GRF、GHRP-6刺激以及SMS抑制,经不同受体、G蛋白亚单元和PKA、PKC信号传导路径,转录因子调控细胞再生或GH基因表达、激素分泌。基因表达调控决定于基因序列,如启动子、非翻译RNA区、蛋白质的结构域等,系统生物学包括组学、计算与合成生物技术,序列标志片段显示(STFD),可用于细胞系分化、病理变化等基因表达谱、信号传导网络的系统分析与功能基因克隆。     

五指山猪和长白猪背最长肌差异基因的筛选与注释

为了筛选五指山猪和长白猪背最长肌组织差异表达基因,本研究采用RNA-seq技术和生物信息学方法对6月龄、8月龄五指山猪和长白猪的背最长肌进行转录组测序分析,并对差异表达基因进行GO和KEGG Pathway显著性富集分析。通过与猪基因组比对分析后发现,在6月龄和8月龄五指山猪和长白猪均有约44 000 000条Clean reads能够比对到猪基因组上相关基因,每个文库均获得约18 200个表达基因,而转录本的数据为25 000个。在6月龄五指山猪与长白猪中共有30个基因差异表达,在8月龄五指山猪与长白猪中获得29个差异表达的基因。这些差异表达的基因主要富集在与糖酵解代谢、MAPK信号代谢通路和胰岛素信号通路等肌肉发育信号通路,通过筛选获得了与肌肉生长发育有关的候选基因,为探索五指山猪肌肉发育的分子机制提供了理论依据。     

猪POU1F1基因部分序列变异和同源性分析

对长白、杜洛克、约克夏、姜曲海、梅山和香猪等六个猪种的POU1F1基因第四、第五和第六外显子分别进行PCR扩增,并对含有第四、第六外显子的PCR产物和含有第五外显子的克隆产物进行测序。结果表明：六个猪种中,POU1F1基因的第四外显子存在碱基突变,为T→C。对该序列进行Nla Ⅲ 酶消化,产生两种不同的基因型(GG和HH);而第五和第六外显子则高度保守,未发现任何突变。将人POU1F1基因第四外显子、POU同源区核苷酸编码序列和氨基酸序列,分别与猪、小鼠、牛的POU1F1基因相应的核苷酸序列和氨基酸序列进行同源性比较,结果发现：人与猪、小鼠、牛的POU1F1基因第四外显子的核苷酸同源性分别高达93.9%、86.7%、92.1%,而由第四外显子编码的部分POU特异区的氨基酸序列则完全一致;人与猪、小鼠、牛POU同源区的核苷酸同源性分别为91.4%、85.1%、87.9%,氨基酸同源性分别为96.6%、94.8%、90.2%。这说明在哺乳动物中,其POU1F1蛋白的POU同源区和由第四外显子编码的POU特异区部分是高度保守的;猪可作为实验动物,建立人类相关疾病模型,为医学研究提供参考依据。     

猪肌肉生长抑制素基因5′调控区T→A突变与生长性状的关系分析

生长速度是猪育种中选择的主要目标性状之一,鉴定影响生长速度的QTL或基因具有重要的实践意义和理论价值.对猪肌肉生长抑制素基因(myostatin,MSTN)5′调控区TA突变与生长性状的关系进行了分析.突变所产生的基因型的判定采用PCR-RFLP方法进行.猪生长性状的测定指标包括60日龄体重(body weight at 60d,BW60)、前期平均日增重(average daily gain of stage one,ADG1)、后期平均日增重(average daily gain of stage two,ADG2)和全期平均日增重(average daily gain of whole stage,ADG),所采用的记录数分别来自165,276,275和275头无亲缘关系个体.采用SAS软件包的GLM程序对MSTN基因型与猪生长性状的关系进行分析.结果表明,MSTN基因型对猪BW60,ADG1和ADG2的效应不显著(P＞0.1),对ADG2的效应在剔除基因型与品种的互作效应以后几乎达到显著水平(P＝0.0522),突变等位基因的携带者(基因型为TA)具有较高的后期平均日增重.     

水母雪莲Myb转录调控因子SmP基因的克隆及序列分析

采用TDPCR(Touch down PCR)法从水母雪莲(Saussurea medusa Maxim)红色系愈伤组织cDNA文库中筛选并克隆了雪莲Myb转录调控因子SmP (S.medusa Maxim Mybrelated P gene)基因。序列分析表明该基因全长969bp,包括一个771bp的完整开放阅读框架（ORF）,编码一个256氨基酸残基的蛋白质。氨基酸序列的同源性分析表明在N-端具有两个典型的R2R3-Myb-DNA结合结构域。C-端富含亲水的丝氨酸S(18.38%),且以寡聚体的形式存在,具有转录调控因子激活结构域常见的特征。     

猪肌肉生长抑制素基因5‘调控区T→A突变与生长性状的关系分析

生长速度是猪育种中选择的主要目标性状之一,鉴定影响生长速度的QTL或基因具有重要的实践意义和理论价值。对猪肌肉生长抑制素基因（myostatin,MSTN)5‘调控区T→A突变与生长性状的关系进行了分析。突变所产生的基因型的判定采用PCR－RFLP方法进行。猪生长性状的测定指标包括60日龄体重（body weight at 60d,BW60)、前期平均日增重（average daily gain of stage one,ADG1)、后期平均日增重（average daily gain of stage two,ADG2)和全期平均日增重（average daily gain of whole stage,ADG),所采用的记录数分别来自165．276,275和275头无亲缘关系个体。采用SAS软件包的GLM程序对MSTN基因型与猪生长性状的关系进行分析。结果表明,MSTN基因型对猪BW60（P＝0．0522）,突变等位基因的携带者（基因型为TA）具有较高的后期平均日增重。