Ⅲ类内含子及其对基因表达的影响

内含子是指断裂基因中的非编码区序列。根据内含子的核苷酸序列和RNA潜在折叠方式不同,可分成四种类型：Ⅰ类内含子、Ⅱ类内含子、Ⅲ类内含子和Ⅳ类内含子。Ⅲ类内含子为真核细胞前mRNA中的内含子。它可以启动某些基因的表达,影响基因的表达量;增加mRNA分子的稳定性;并通过选择性剪接调控基因的表达。Ⅲ类内含子可以提高转基因动物基因的表达效率。因此,基因工程中,为了提高表达效率,是选用基因组基因还是cDNA基因,应视具体基因而定。     

鱼类基因内含子研究进展

内含子是指断裂基因中的非编码区序列,在编码蛋白质前被去除。在高等生物中,内含子的长度远大于外显子,大部分随机突变会发生在内含子中。因此,内含子的存在使高等生物对突变的耐受能力大大增强了。研究表明,内含子可以提高基因表达效率;影响RNA的转录、剪接加工、出核孔以及翻译等过程;启动某些基因的表达;并通过选择性剪接调控基因的表达。内含子功能的研究成果给当前鱼类免疫基因研究开拓了全新的视野。对内含子的分类、剪接、功能以及鱼类内含子研究的新进展进行了综述,并展望了内含子在鱼类免疫基因研究中的应用。     

水稻EPSP合酶第一内含子增强外源基因的表达

分离并克隆了水稻5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因的第一内含子(EPI). 序列分析表明, EPI长704 bp, GC含量为36.2%. 为进一步研究EPI序列在转基因植物中对外源基因表达水平的影响, 将EPI序列插入CaMV35S启动子和报导基因β-葡糖醛酸酶(β-glucuronidase, GUS)基因(gus)之间. 采用基因枪法转化烟草叶片, gus基因瞬时表达表明, EPI序列的存在可以使GUS的表达水平提高. 利用农杆菌法转化烟草, 获得了gus基因稳定表达的植株. GUS活性检测表明EPI内含子的存在可以显著提高GUS基因的表达(P<0.01). Northern blot 分析表明, 在转录水平上gus基因在含EPI内含子的转基因植株中的表达高于不含EPI gus基因的表达, 并且成熟的gus mRNA中EPI被正确剪取掉了, 表明是一种非转译的内含子. GUS定量检测表明, EPI存在可以使GUS的平均表达水平提高3倍, 最高单株可提高6倍.     

嵌合内含子对抗bFGF抗体基因在293T细胞中表达的影响

目的：构建含嵌合内含子和抗bFGF抗体基因的真核表达载体并在293T细胞中表达,探讨嵌合内含子对抗体表达的影响。方法：设计引物分别从载体pCl-neo和pComb3-Fab25中扩增出内含子和抗体Fd段、κ链基因序列,按不同组合构建到含人免疫球蛋白IgG1恒定区Fc段基因的表达载体pIgG中。重组质粒经脂质体PEI转染293T细胞,荧光显微镜观察质粒转染情况,采用夹心ELISA和Western blot检测细胞上清中抗体的表达。结果：DNA测序和酶切分析表明,内含子和抗体基因成功插入pIgG,获得了重组质粒pIgG-Fd-κ、pIgG-Fd-intron-κ、pIgG-Fd-κ-intron和pIgG-Fd-intron-κ-intron。倒置荧光显微镜下可观察EGFP大量表达,Western blot分析上清中有抗体的表达,夹心ELISA检测pIgG-Fd-κ、pIgG-Fd-intron-κ、pIgG-Fd-κ-intron和pIgG-Fd-intron-κ-intron抗体表达量分别为1.21mg/L、0.468mg/L、7.39mg/L、0.601mg/L。结论：成功构建了含嵌合内含子和抗体基因的真核表达载体并在293T细胞中得到表达。嵌合内含子插入κ链基因5’端可提高抗体的表达,插入Fd段5’端则抑制抗体的表达。     

内含子的进化及基因表达调节

由于内含子(intron)的进化目前还没有一致的观点,一般认为内含子的进化是基因进化的重要部分,是与物种形成相适应的过程.内含子参与基因的组织特异性表达、蛋白质变异、基因转录等多种生物学过程.     

不同方向内含子对重组CHO细胞中神经生长因子表达的影响（英文）

为了研究不同方向的嵌合体内含子对重组神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)基因表达的影响,以人β-珠蛋白第一内含子5'端剪接序列和人免疫球蛋白重链可变区内含子3'端剪接序列组合而成的嵌合体内含子作为研究对象,在NGF基因5'端插入不同方向的嵌合体内含子,构建含不同方向内含子的NGF基因表达载体。转染至CHO细胞后,G418筛选稳定转染的细胞,荧光定量PCR、ELISA和Western blotting检测不同载体NGF基因的表达情况。结果显示内含子可以大幅度提高NGF基因的表达,且正向内含子对NGF基因表达的增强作用无论是在mRNA水平还是在蛋白水平都要高于反向内含子。所以内含子能够提高外源NGF基因的表达,且内含子调控转基因表达具有方向性。     

不同方向内含子对重组CHO细胞中神经生长因子表达的影响

为了研究不同方向的嵌合体内含子对重组神经生长因子 (Nerve growth factor,NGF) 基因表达的影响,以人β-珠蛋白第一内含子5?端剪接序列和人免疫球蛋白重链可变区内含子3?端剪接序列组合而成的嵌合体内含子作为研究对象,在NGF基因5?端插入不同方向的嵌合体内含子,构建含不同方向内含子的NGF基因表达载体。转染至CHO细胞后,G418筛选稳定转染的细胞,荧光定量PCR、ELISA和Western blotting检测不同载体NGF基因的表达情况。结果显示内含子可以大幅度提高NGF基因的表达,且正向内含子对NGF基因表达的增强作用无论是在mRNA水平还是在蛋白水平都要高于反向内含子。所以内含子能够提高外源NGF基因的表达,且内含子调控转基因表达具有方向性。     

鸡卵清蛋白基因第一内含子和3′-调控区对外源基因表达的调控作用

探明鸡卵清蛋白基因(ov)第一内含子和3′-调控区对目的基因表达水平的影响, 为鸡输卵管表达载体的构建提供科学依据。用牛生长激素基因(BGH)poly A序列替换鸡输卵管表达载体中ov 3′-调控区, 用限制酶消化法逐步删减第一内含子序列, 获得5个表达人组织激肽释放(hK1)cDNA的鸡输卵管表达载体, 分别命名为pOV2K、pOV3K、pOV4K、pOV5K和pOV6K。经翅静脉给产蛋鸡注射聚乙烯亚胺包裹的相同拷贝数重组载体, 通过蛋清中酶活性定量检测评价不同载体的表达水平。结果表明: 受控于3.0kb ov 5′-和3′-调控区的pOV2K表达的重组酶活性明显高于用BGH poly A 替换3′-调控区的pOV3K; 无内含子的pOV6K表达水平显著低于含不同长度第一内含子的pOV3K、pOV4K和pOV5K, 重组酶表达水平随第一内含子的缩短呈逐渐下降趋势。该试验结果表明ov第一内含子和3′-调控区对目的基因在鸡输卵管细胞中的表达具有正调节作用, 应当包括在鸡输卵管表达载体中。     

与草菇原基形成相关的过氧化物酶基因VvDyP的结构与表达分析

DyP-type过氧化物酶作为氧化物酶家族中的一员,参与了菌体氧化应激调节反应以及基质降解等过程。本研究从草菇基因组中获得一个DyP-type 过氧化物酶的编码基因,将其命名为VvDyP。对该基因进行结构分析,结果显示草菇的DyP-type 过氧化物酶编码基因全长为 2 333bp,含有8个外显子,7个内含子;开放阅读框长为1 485bp,编码494个氨基酸。通过系统发育分析发现它与灰盖鬼伞以及糙皮侧耳DyP蛋白同源性最高;分析DyP-type 过氧化物酶编码基因在草菇各个时期的表达谱情况并进行荧光定量PCR实验验证发现,草菇的DyP-type过氧化物酶编码基因只在原基中高表达,推测DyP-type过氧化物酶编码基因可以清除过量的活性氧自由基以保证原基的正常形成。     

拟南芥原生质体瞬时表达快速验证重组酶外源基因删除

通过在拟南芥原生质体中瞬时表达重组酶删除系统,以拟南芥热激蛋白Hsp18.2基因的启动子诱导加入马铃薯StLs1基因第2个内含子的重组酶表达,证明瞬时转化质粒DNA中位于识别位点之间的基因元件可以被有效删除。建立了一种快速验证重组酶外源基因删除系统的方法。     

内含子对真核基因表达调控的影响

大多数真核基因都含有非编码的间隔序列--内含子,根据剪接机制的不同,可将内含子分为3类:真核mRNA内舍子、自我剪接内含子和真核tRNA内含子.在多数情况下,真核mRNA内含子的存在可以提高基因的表达水平.因为其剪接过程会影响mRNA新陈代谢的多个阶段,包括转录、RNA编辑、pre-mRNA的加工、mRNA的出核运输、翻译和无义衰变等.真核mRNA内含子在真核生物基因表达调控中起着重要的作用,是转基因研究中提高外源基因表达的重要元件之一.就真核mRNA内含子的特性、剪接机制及其对真核基因表达调控的影响作一概述.     

灰葡萄孢菌AUR1基因内含子对肌醇磷脂酰神经酰胺合成酶表达的影响及致病性

【目的】AUR1编码的肌醇磷脂酰神经酰胺(IPC)合成酶是真菌鞘脂代谢的关键酶,在转录水平和翻译水平研究AUR1内含子对其基因表达的影响,以及AUR1内含子对相关致病因子的影响,为内含子调控基因表达的分子机制提供理论依据。【方法】实时定量PCR测定野生型灰葡萄孢菌(BcAUR1)和AUR1缺失115 bp内含子突变体(BcAUR1a)的mRNA表达量,高效液相层析测定IPC合成酶活性,分别采用辣根过氧化物酶法、邻苯三酚自氧化法、愈创木酚法和紫外分光光度法测定单位菌体的H2O2含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的酶活力。【结果】突变体BcAUR1a的IPC合成酶基因cDNA测序结果表明,IPC合成酶无氨基酸突变。实时定量PCR和高效液相层析的结果表明BcAUR1a的AUR1基因mRNA表达量和IPC合成酶活力比野生型BcAUR1分别增加了50.2%和14.16%。短梗霉素A(AbA)显著刺激BcAUR1 H2O2、SOD、POD和CAT的分泌,但对BcAUR1a的这几种物质的分泌无显著影响。【结论】突变体BcAUR1a的AUR1基因在转录和翻译水平上表达上调,AbA显著增强野生型灰葡萄孢菌致病力,但对突变体影响较小。突变体产生了对AbA的抗性,推测AUR1基因内含子在AUR1基因表达调控中起转录抑制子的作用。     

转基因小鼠中外源基因部分内含子序列的缺失及其对转录的影响

利用PCR扩增及PCR测序在显微注射法产生的转基因小鼠中发现,整合在小鼠染色体上的肌球蛋白轻链2启动子(myosinlightchain2promoter,MLC2)-糜酶(chymase)外源融合基因存在两种形式,一种为全长的融合基因,另一种在糜酶结构基因的第一内含子中缺失了213bp的序列。RT-PCR结果表明,缺失了部分内含子序列的外源融合基因不能在转基因小鼠心脏中表达.而全长的外源融合基因则能较高水平地表达,竞争性PCR定量实验表明在200ng心脏总RNA反转录产物中约含5.05(±1.38)×106个糜酶cDNA分子。上述结果表明,糜酶结构基因的第一内含子可能对MLC2-糜酶基因的表达具有调控作用。     

鸡卵清蛋白基因第一内含子和3′-调控区对外源基因表达的调控作用

探明鸡卵清蛋白基因(ov)第一内含子和 3'-调控区对目的基因表达水平的影响,为鸡输卵管表达载体的构建提供科学依据.用牛生长激素基因(BGH)poly A 序列替换鸡输卵管表达载体中 ov 3'-调控区,用限制酶消化法逐步删减第一内含子序列,获得5个表达人组织激肽释放(hK1)cDNA 的鸡输卵管表达载体,分别命名为 pOV2K、pOV3K、pOV4K、pOV5K 和 pOV6K.经翅静脉给产蛋鸡注射聚乙烯亚胺包裹的相同拷贝数重组载体,通过蛋清中酶活性定量检测评价不同载体的表达水平.结果表明:受控于 3.0kb ov 5'-和3'-调控区的 pOV2K 表达的重组酶活性明显高于用 BGH poly A 替换 3'-调控区的pOV3K;无内含子的pOV6K表达水平显著低于舍不同长度第一内含子的pOV3K、pOV4K 和 pOV5K,重组酶表达水平随第一内舍子的缩短呈逐渐下降趋势.该试验结果表明 ov 第一内含子和 3'-调控区对目的基因在鸡榆卵管细胞中的表达具有正调节作用,应当包括在鸡输卵管表达载体中.     

内含子在生物信息学研究和基因工程中的应用

内含子在真核生物基因组中广泛存在。已有的研究虽揭示出内含子对基因的表达有着重要的调节作用,并参与了基因的进化,但内含子的功能还远没有弄清楚,对其本身的起源与演化问题也还存在很大争论。尽管如此,目前内含子在生物信息学研究和基因工程中的应用已蓬勃展开。本文就人们目前对内含子的基因组分析、分子进化与分子系统分析研究以及内含子在转基因工程中的应用作一概述。     

玉米直链淀粉生物合成多基因转化载体构建

淀粉分支酶基因sbe是影响玉米直链淀粉含量的主要因素,淀粉分支酶分为3种即sbeI、sbeIIa和sbeIIb,其中sbeIIb对直链淀粉含量影响效应最大,抑制玉米淀粉分支酶sbeIIb基因的表达可减少支链淀粉的含量,从而达到提高直链淀粉的目的;ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是直链淀粉合成的关键酶,通过提高AGP表达量同样可提高玉米直链淀粉含量。以此为目的分别克隆了sbeIIb一段375bp高度保守区,玉米SBE基因一段175bp内含子,AGP完整开放阅读框,大麦胚乳特异启动子和ADPG基因终止子。构建了sbeIIb基因正、反义的hpRNA发夹结构,将该发夹结构与上述基因分别连接到pCAM-BIA3301上;构建得到包含sbeIIb基因干扰结构与AGP基因过表达的pCAMB-RSA多基因胚乳特异表达载体。为此,pCAMB-RSA载体的成功构建将为高直链淀粉玉米的培育奠定基础。     

药用寄生植物锁阳线粒体基因内含子序列分析

被子植物线粒体cox1基因的Group玉内含子常含有水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)现象。本研究对药用寄生植物锁阳(Cynomorium songaricum)线粒体基因cox1、cox2、nad1序列进行扩增分析,利用最大似然法对cox1和cox2基因内含子和外显子分别进行聚类分析,结果显示cox1内含子聚类结果与其他3个聚类结果不相符,说明该内含子可能存在水平基因转移现象。对比了锁阳6个不同居群间线粒体基因cox1、cox2、nad1外显子与内含子序列平均距离,发现6个不同居群间cox1基因内含子同源性高达100%,说明该基因内含子可能具有功能。结合生物信息学分析表明该内含子很有可能编码核酸内切酶,而DNA核酸内切酶被认为能促进内含子的转移。3'Co-conversion tracts(3'CCT)是被子植物内含子发生转移的痕迹,对锁阳cox1基因序列进行检测发现其含有3'CCT序列且长度为35 bp,RT-PCR实验验证得到cox1基因内含子可以独立转录m RNA。因此,锁阳cox1基因内含子很可能编码一个核酸内切酶,且促进了其内含子的转移。     

拟南芥芥子酶基因TGG6是花特异表达的假基因

芥子酶是一类催化硫代葡萄糖苷水解的同工酶．TGG6是在拟南芥中新发现的芥子酶基因．从拟南芥几个不同生态型中克隆了他G6基因的全长核基因和cDNA片段．序列分析结果表明,所有供斌的生态型的他G6基因都与拟南芥第3个芥子酶基因彤G3类似,在编码区存在1个以上移码突变,不能编码完整多肽．生态型Col-0第10个内含子的剪切边界还发生了缺失,导致内含子不能被切除．初步确定TGG6是一个假基因．然而,RT-PCR结果却表明TGG6在花器中特异性表达,说明TGG6在进化的某个阶段可能是有功能的基因,由于某种原因。该基因在进化过程中被失活．     

内含子数量改变GUS基因的瞬时表达调控

内含子是基因的重要组成部分,它与功能基因表达之间的关系越来越被重视.本研究以pCAMBIA3301为载体,利用玉米泛素启动子Ubi1和水稻肌动蛋白启动子Actin1构建两个GUS基因表达载体p33U1和p33A1,同时设置3个对照载体.通过基因枪轰击法将上述载体转入水稻胚性愈伤组织,探讨内含子对外源目的基因表达的调控作用.组织化学检测结果表明:CaMV35S启动子调控下的iGUS (带内含子)基因能够顺利表达;同样,Actin1启动子(带内含子)调控下的不带内含子的GUS基因也可以正常表达,而当Actin1启动子(带内含子)驱动iGUS基因时,则导致GUS染色反应不能发生.Ubi1启动子(带内含子)调控GUS基因的瞬时表达也得出类似结果,证明表达框中内含子的数量为1个或两个时,对GUS基因的表达起到了不同的调控作用.本研究结果对植物表达载体构建及功能基因表达都具有指导意义.     

内含子在人凝血Ⅸ因子反转录病毒载体中的表达及剪接作用

构建了带有内含子的反转录病毒表达载体,研究内含子对hFⅨ的表达影响。反转录病毒载体经过PA317细胞包装后,稳定保留内含子是进一步研究内含子对hFⅨ表达影响的关键。首先构建了GlNaC－i－Ⅸ、GlNaC－i'-Ⅸ表达元件正向插入的反转录病毒载体。其中,GlNaC－i－Ⅸ带有源于IL－2的异源内含子,GlNaC－i'－Ⅸ带有来自hFⅨ自身的第一内含子;其中间部分顺序缺失,只包括剪接供体和剪接受体位点。用RT－PCR方法发现,反转录病毒介导基因转移的载体中的内含子都被剪切掉。为避免内含子的剪切,又构建了表达元件反向插入的反转录病毒载体GlNaC－i'－ⅨR、GlNaPAi'ⅨBAM。用同样的方法证明,反向插入载体中的内含子被保留下来。证明表达元件反向插入的反转录病毒载体可以得到稳定的含有内含子的表达载体,ELISA检测证明内含子能提高hFⅨ表达。为进一步提高hFⅨ在体外细胞和体内的表达水平提供依据。