真核生物基因启动子的计算机预测及其软件资源

真核生物基因启动子一直是现代分子生物学的研究热点。随着近年来生物技术和计算机技术的高速发展,应用生物信息学技术对真核生物启动子的计算机预测及相关软件开发取得了较大进展。文章将主要对真核生物启动子Ⅱ的预测研究进展和软件资源作一简单介绍。     

Uridine Recognition Motifs of Human Equilibrative Nucleoside Transporters 1 and 2 Produced in Saccharomyces cerevisiae

The sugar moiety of nucleosides has been shown to play a major role in permeant‐transporter interaction with human equilibrative nucleoside transporters 1 and 2 (hENT1 and hENT2). To better understand the structural requirements for interactions with hENT1 and hENT2, a series of uridine analogs with sugar modifications were subjected to an assay that tested their abilities to inhibit [³H]uridine transport mediated by recombinant hENT1 and hENT2 produced in Saccharomyces cerevisiae. hENT1 displayed higher affinity for uridine than hENT2. Both transporters barely tolerated modifications or inversion of configuration at C(3′). The C(2′)‐OH at uridine was a structural determinant for uridine‐hENT1, but not for uridine‐hENT2, interactions. Both transporters were sensitive to modifications at C(5′) and hENT2 displayed more tolerance to removal of C(5′)‐OH than hENT1; addition of an O‐methyl group at C(5′) greatly reduced interaction with either hENT1 or hENT2. The changes in binding energies between transporter proteins and the different uridine analogs suggested that hENT1 formed strong interactions with C(3′)‐OH and moderate interactions with C(2′)‐OH and C(5′)‐OH of uridine, whereas hENT2 formed strong interactions with C(3′)‐OH, weak interactions with C(5′)‐OH, and no interaction with C(2′)‐OH.     

真核生物启动子的研究及应用

随着基因工程的发展,常常需要构建能高水平表达异源蛋白质的表达载体。启动子对外源基因的表达水平影响很大,是基因工程表达载体的重要元件。因此,研究启动子的克隆方法,对探讨基因表达调控和构建表达载体至关重要。近年来有许多改进的克隆启动子的方法获得了多方面的成功。我们简要综述启动子克隆方法及应用,阐述了启动子的一般特点,介绍了研究启动子功能的常用方法及在肿瘤治疗中的应用前景,为肿瘤靶向治疗提供理论依据及探索新的治疗途径。     

Computer Analysis and Recognition of Drosophila melanogasterGene Promoters

A new method for recognizing eukaryotic gene promoters was based on their partition and on analysis of correlations of dinucleotide frequencies for each individual fragment. The method was used to recognize the TATA-containing and TATA-less promoters of Drosophila melanogastergenes. The dinucleotide context was correlated with conformational and physicochemical DNA properties in promoter fragments. Mean values of several parameters proved to dramatically change on transition from the TATA box to its GC-rich flanks. In TATA-less promoters, specific properties were revealed in the DPE region. The method was employed in a promoter recognition program, which is available through Internet.     

小鼠细胞因子相关基因表达检测寡核苷酸芯片的制备及分析

生物芯片技术用于基因表达谱研究是近年来发展起来的一项新技术 ,该方法本质上是基于对一玻璃片或膜表面上固定的ｃＤＮＡ或寡核苷酸的分子杂交 ,这一新技术可同时测定成千上万个基因的作用方式 ,几周获得的信息用其它方法可能要几年才能得到 ,是以定量方式同时监测大量基因相对表达的强有力的新方法[1 ,2 ] 。国内外目前主要采用ｃＤＮＡ芯片进行基因表达的检测 ,芯片制备所用的ＤＮＡ探针一般为已知基因ｃＤＮＡ克隆的ＰＣＲ扩增产物或ＥＳＴ的扩增产物[3～ 8] 。对基因的表达检测来说 ,ｃＤＮＡ芯片技术是一条非常适用的检测方法 ,但在有…     

不同启动子对于牛催乳素表达的调控作用

在细胞水平上比较不同启动子对于牛催乳素(bPRL)表达的调控作用.分别构建了以CMV启动子、牛催乳素基因启动子和山羊β-酪蛋白基因启动子作为调控元件的bPRL真核细胞表达载体,分别命名为pCMV、pPRLP和pP1A3.将3种载体分别转染小鼠垂体瘤细胞和小鼠乳腺上皮细胞,使用RT-PCR和定量RT-PCR分析3种启动子启动bPRL在2种细胞系中的表达效果.pCMV在2种细胞中有效表达bPRL;pPRLP在2种细胞中的表达效果与pCMV接近:pP1A3不在垂体细胞中表达,在乳腺细胞中表达.pPlA3具有乳腺表达特异性;pPRLP能够在垂体和乳腺中高表达,在其他组织的表达特异性有待进一步研究.     

肿瘤相关基因表达检测寡核苷酸芯片的制备及其初步应用

为研制肿瘤相关寡核苷酸芯片,并实现其在抗肿瘤反义核酸“癌泰得”作用机理研究方面的初步应用,制备了包含近450种肿瘤相关基因特异寡核苷酸探针的寡核苷酸芯片,建立了相应的质控标准.“癌泰得”用脂质体转染HepG2肿瘤细胞,提取细胞总RNA反转录并荧光标记cDNA,用制备的寡核苷酸芯片检测肝癌细胞HepG2的肿瘤相关基因表达水平,用软件分析获得其差异基因表达谱.0.4 μmol/L的反义核酸“癌泰得”作用于HepG2细胞15 h后,MDNCF、DHS等基因mRNA表达下调,MUC2、MPP11、LAT、HRIF-B、JNK3A1等mRNA基因表达上调,初步检测到了“癌泰得”的抗肿瘤作用可能的相关基因,为进一步的分子作用机理的探讨奠定基础.结果表明,制备的肿瘤相关芯片敏感度高、特异性高、重复性均较好,可用于检测肿瘤相关基因的表达谱,为临床诊断和基础研究提供了技术平台.     

引入CpG基序的汉滩病毒G2糖蛋白基因的克隆及表达

构建汉滩病毒G2糖蛋白的真核表达载体,并加入可增强小鼠免疫刺激作用的CpG基序,检测其可否在真核细胞中表达。参照Genebank中汉滩病毒M的全基因序列设计引物,引物两端引入可增强小鼠免疫刺激作用的CpG基序及双酶切位点,通过聚合酶链反应(PCR)获得含CpG基序的G2片段,并将其与T载体pMD18-T相连,测序后克隆至真核表达载体pcDNA3.1 上,将此真核表达载体以脂质体法转染至真核细胞Vero-E6中,利用间接免疫荧光法(IFA)检测发现转染后的Vero-E6中出现特异性的绿色荧光。结果表明本实验成功构建了汉滩病毒包膜糖蛋白G2的重组体。     

应用寡核苷酸微阵列检测肺癌样品中的P53和K-ras基因点突变

对影响寡核苷酸微阵列检测点突变的敏感性和特异性的各种因素,如杂交液,杂交温度,标记引物浓度及其比例等,进行了研究,采用不对称PCR扩增有利于敏感性提高,多重不对称PCR不影响杂交的特异性,且敏感性有所增加,对30例肺癌标本进行寡核苷酸微阵列检测,发现12例标本发生了P53基因来点突变,K-ras突变有5例,与测序结果相比,P53基因突变符合率达到80％,由于检测样本较少且检测位点不完全,因而未得到K－ras和P53基因突变与肿瘤的种类,病期及吸烟之间的明显相关性。     

嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)gyrB基因的PCR扩增、克隆与序列分析

根据GenBank和ICB数据库中gyrB蛋白氨基酸序列的两个保守区域TPGMYIG和QRY(F)KGLGEM设计简并引物,以L.ferriphilum菌株YSK基因组DNA为模板,PCR扩增出获得大小约为2.2kb的DNA片段.序列分析表明,菌株YSK的扩增片断的开放阅读框(ORF)能够推导出一个编码分子量约为82....     

两个水稻胚乳启动子的克隆及表达分析

启动子的克隆对基因表达及基因工程研究有重要意义。根据数据库中EST丰度,从水稻中克隆了两个预测在水稻胚乳中高效表达的启动子Os772和Os359,并将启动子片段与GUS报告基因融合,构建了重组表达载体。通过农杆菌介导方法将其导入水稻愈伤组织细胞。转基因水稻经GUS组织化学分析显示,Os772和Os359能启动GUS基因在水稻胚乳中表达但不能在根、茎、叶和花中表达。该结果表明Os772和Os359为两个水稻胚乳特异性启动子。     

酵母基因上游序列中潜在的转录正调控位点分析

前期研究表明,高效转录酵母基因内含子在序列长度、寡核苷酸使用、以及位置分布等方面都有着区别于低转录内含子的特征 . 进一步观察发现：上游基因间区域的序列长度与基因转录频率也有与内含子序列相同的现象,转录频率高的上游基因间序列一般都比转录频率低的长 . 对高效转录和低效转录上游基因间序列的寡核苷酸使用频率进行统计比较分析,抽提出高转录基因上游区可能的转录正调控元件 . 与酵母的所有非编码序列比较,这些可能的正调控元件基本上也是过表达的 (over-represented) ,其中多数和实验所得的一些位点特征相吻合 . 这些元件富含 G 、 C ,这与内含子中可能的正调控元件在碱基组成上有一定的互补性 . 从这些特征看,高效转录基因上游的序列结构确实有利于基因的转录 .     

人PRL-3基因启动子的克隆及转录因子Snail结合位点的初步鉴定

促肝细胞再生磷酸酶-3(PRL-3)是重要的肿瘤转移相关基因,其转录调控机制一直未被阐明.应用TRED在线分析系统共获得3种可能的人PRL-3基因启动子区域.通过与人基因组序列进行比对,发现其中3号启动子序列距离人PRL-3基因距离最近,位于该基因上游约1 kb的DNA区域,与5′端非翻译区域邻接.在线Consite分析系统发现,-500 bp至-451bp之间存在Snail结合的核心寡核苷酸序列CACCTG.运用分子克隆的方法获得PRL-3基因启动子2段区域-699 bp至299bp及-642 bp至-383 bp区域,后者具有Snail结合位点核心寡核苷酸序列CACCTG.构建具有荧光素酶报告基因的pGL3载体并检测其启动子活性.-699～299 bp区域与-642～-383 bp区域的DNA片段在SW480、SW620、CNE2、293A细胞中均具有启动子活性,其中含有Snail结合位点核心寡核苷酸序列CACCTG的短片段活性强于较完整的序列.染色质免疫沉淀结合PCR扩增技术及凝胶迁移阻滞实验确定PRL-3基因启动子区域具有Snail结合位点.研究确定,PRL-3基因的启动子位于转录起始位点上游700 bp与下游300 bp的DNA区域,PRL-3基因启动子存在转录因子Snail结合元件.     

2个蜡梅nsLTP基因启动子的克隆及其在烟草中的瞬时表达分析

利用hiTAIL-PCR法得到了2个蜡梅(Chimonanthus praecox)非特异性脂转移蛋白(non-specific lipid transfer protein)基因家族成员CpLTP3和CpLTP4翻译起始位点上游启动子序列,长度分别为1298bp和838bp。生物信息学分析表明2个序列均存在启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box及多个与植物非生物胁迫相关的响应元件。在烟草叶片中的瞬时表达结果表明这两个启动子序列均具备驱动报告基因GUS表达的功能。     

猪白细胞介素4,6融合基因和CpG基序对猪蓝耳病疫苗免疫的强化效应

为探索新型高效安全的猪蓝耳病疫苗免疫佐剂,本实验用离子交联法制备壳聚糖纳米颗粒包裹猪融合基因PIL-46和CpG基序的真核表达质粒(CNP-(VRIL-46 VR1C)),将CNP-(VRIL-46 VR1C)肌注接种过猪蓝耳病灭活苗的长白川白杂交猪,接种后1、2、4、6和8周采取实验猪静脉血,用Sandwich ELISA检测血清中白细胞介素2(IL-2)、IL-4、IL-6和IgG、IgA、IgM及特异抗体的含量,同时检测外周血液免疫细胞数量的变化。结果发现实验猪接种CNP-(VRIL-46 VR1C)后1～8周内,其血清中IL-2、IL-4、IL-6和IgG、IgA、IgM及特异抗体的含量较对照组均显著增多(P<0.05),淋巴细胞和单核细胞数量也明显升高(P<0.05)。这些表明接种CNP-(VRIL-46 VR1C)的实验猪的特异体液和细胞免疫水平均显著多于对照组,提示PIL-46基因和CpG基序组合能显著增强猪的特异体液和细胞免疫机能,明显提高其免疫防御力,具有研制为高效安全的分子免疫增强剂的应用前景。     

低温菌启动子分析及异源蛋白高效表达

在已构建的能在低温菌和E. coli中正常复制的启动子探针质粒的基础上, 筛选到了强启动子, 通过RT-PCR评估了启动子活性, 并通过引物延伸实验确定了转录起始位点和启动子核心序列。利用其中最强的启动子构建了低温蛋白表达质粒, 使一个热不稳定a-淀粉酶在低温下(7℃)得到了高效表达, 表达量达胞外总蛋白的35%。显示出该表达系统具有高效表达热不稳定蛋白质的潜在应用价值。     

不同启动子调控转GhCDPK1基因烟草的抗逆性研究

为探究不同启动子对陆地棉GhCDPK1基因抗逆功能的影响,该研究克隆了长度为824bp和1 524bp的2个拟南芥RD29A的启动子序列,分别构建了35S启动子和2个RD29A启动子驱动的GhCDPK1融合表达载体,并利用农杆菌介导法转化烟草,分析了其驱动的转GhCDPK1基因烟草,在逆境胁迫处理后的表型变化,叶绿素、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及细胞膜透性的生理变化。结果显示:RD29A启动子驱动的转GhCDPK1基因烟草,比35S启动子驱动表现出更强的耐逆性,其叶绿素含量、脯氨酸含量以及POD、SOD活性都高于35S启动子,而MDA含量与细胞膜的通透性低于35S启动子,且1 524bp的RD29A2启动子片段驱动转GhCDPK1基因烟草的耐胁迫能力比824bp启动子片段更强。     

低温菌启动子分析及异源蛋白高效表达

在已构建的能在低温菌和E. coli中正常复制的启动子探针质粒的基础上, 筛选到了强启动子, 通过RT-PCR评估了启动子活性, 并通过引物延伸实验确定了转录起始位点和启动子核心序列。利用其中最强的启动子构建了低温蛋白表达质粒, 使一个热不稳定a-淀粉酶在低温下(7℃)得到了高效表达, 表达量达胞外总蛋白的35%。显示出该表达系统具有高效表达热不稳定蛋白质的潜在应用价值。     

Recognition of DNA by p53 core domain and location of intermolecular contacts of cooperative binding

We present an analysis by NMR of a 58 kDa complex of the core domain of the tumour suppressor p53 with DNA that complements and extends the crystal structure analysis. Binding of specific DNA caused significant chemical shifts of residues on the DNA-binding interface that translated into the beta-sheet of the protein. Binding of non-specific DNA caused weak but qualitatively the same shifts, corresponding to weaker binding interactions. The observed chemical shift differences correlate with frequency of cancer-inducing mutations, suggesting that the affected residues contribute to the stability of p53 core domain-DNA complex. We also identified two affected regions on the surface of the protein: helix 1 (residues V173-C182) plus G244 and residues L114-T118, which may represent a dimerisation interface.