植物基因载体—Ti质粒的应用方法<下>

根癌农杆菌使许多双子叶植物产生冠瘿瘤是其Ti质粒的T区DNA转入植物细胞的结果,Ti质粒是天然的植物基因载体。为克服直接操作Ti质粒的困难,人们构建了中间载体,将嵌合基因插入中间载体构成表达载体。改建的Ti质粒——pGV 3850等系统,是缺失了致瘤基因,但保持转化植物细胞的能力的Ti质粒。双质粒系统,SEV系统则是进一步完善化的Ti质粒载体。另外我们还讨论了构建其它基因载体,开辟多种转化途径的必要性。     

中间载体pBz6102的构建及CAT基因在转化烟草中的表达

来源于细菌的新霉素磷酸转移酶基因(NPT),氯霉素乙酰转移酶基因(CAT)以及来源于昆虫的荧光素酶基因等都是用于研究根癌农杆菌转化植物的良好标记。我们利用氯霉素乙酰转移酶嵌合基因和来源于Ti质粒T-区DNA的tmr基因,构建了中间载体pBZ 6102,并通过植物基因工程载体pGV 3850,将氯霉素乙酰转移酶嵌合基因和tmr基因引入了植物细胞,并测到了表达,在抗氯霉素植物中测到了氯霉素乙酰转移酶活性。中间裁体pBZ 6102上还有Pst Ⅰ,Xba Ⅰ等单一的限制性内切酶位点,外源基因极易插入。转化植物F_1代的种子抗性分析表明,80%左右的种子都能在含氯霉素的培养基上正常萌发,它们的幼苗中都有氯霉素乙酰转移酶活性,证明CAT基因通过了减数分裂稳定地保留在植物细胞的基因组内。     

Ti质粒T区基因4的分离及其在高等植物中的表达

根癌农杆菌Ti质粒的T区DNA上带有致瘤基因,其基因4编码细胞分裂素合成酶。以pGV 354(pBR 322质粒中插有Ti质粒C 58 T区DNA的HindⅢ15-HindⅢ22大片段)重组质粒出发,我们分离了基因4,并通过基因载体pGV 3850引入了高等植物。结果证明基因4能促使烟草、向日葵,石刁柏等转化组织分化长芽。DNA分子杂交表明,转化的烟草中有正常植物所没有的基因4同源片段存在。     

人体β-珠蛋白基因5’旁侧调控元件与不同发育时期调控因子的相互作用

人β-珠蛋白基因主要在成年期的骨髓中表达,在胎儿肝,成年肝和K 562细胞中则处于关闭状态。凝胶电泳阻抑法分析发现,在人胎儿肝,成年肝及K 562细胞的核蛋白抽提物中存在着不同的与β-珠蛋白基因5'旁侧调控元件(-372到-194 bp)相结合的红系组织特异性的调控因子。竟争试验的结果表明,成年肝和K 562细胞中的调控因子与β-珠蛋白基因5'旁侧调控元件相互作用的方式具有一定的相似性,这两种细胞的调控因子既结合于负调控区(NCR 2)也结合于正调控区,说明两种细胞中β-珠蛋白基因的关闭机制可能是相似的。胎儿肝的核蛋白因子只结合于负调控区,推测在胎儿期存在独特的关闭机制。     

动物细胞特定基因的分离和鉴定

哺乳动物的基因组是非常复杂的,人的DNA含有大约10~7个珠蛋白基因大小的DNA顺序。其中大约60％是单拷贝基因。用物理方法还不可能提纯到1000倍以上。但是,用含有cDNA的重组质粒作为亲和介质的新的层析技术和反相层析可以充分纯化以至可以克隆带有邻近顺序的单个哺乳动物基因。 含有从基因组分离的哺乳动物珠蛋白基因顺序的重组质粒的制备,为直接分析特定DNA顺序的转录控制提供了机会。 然而,即使没有这种质粒,从含有特定珠蛋白基因和其他基因的限制酶解DNA片段中识别基因组DNA片段也是可能的。结合使用几种限制酶,并将吸附在滤膜上的DNA片段与从珠蛋白重组质粒的cDNA制备的DNA探针杂交,可以制出几种哺乳动物珠蛋白基因的限制谱。应用这项技术,插入在结构基因中的非编码顺序也已被识别和研究。     

碱性Krueppel样因子对和珠蛋白基因的转录调控作用

为探索碱性Kruppel样因子（basic Krueppel-like factor,BKLF)对γ-和ε珠蛋白基因的转录调控作用,构建了人类BKLF(hBKLF)基因全长及N端缺失40个氨基酸的真核表达载体,并将其瞬时转染到COS7细胞中做报告实验。结果表明,hBKLF能够抑制γ-和ε-珠蛋白基因启动子的活性,而hBKLF特异的反义核酸则激活这两种基因的启动子。N端缺失40个氨基酸不影响这种转录抑制功能。hBKLF强烈抑制FKLF(embryonic/fetalβ-like globin gene-activating Krueppel-like factor)引起的对γ-和ε-珠蛋白基因的转录激活作用。另外BKLF基因能够与SHP1（SH2-containing protein tyrosine phosphatase1)基因启动子区的CACCC元件结合。这些结果提示γ-和ε-珠蛋白基因可能是BKLF的转录调控对象,为研究BKLF参与血细胞特异表达基因的调控提供了依据。     

pGV3850载体系统的改进研究

位于pGA 472上nos-npt的基因片段,经Hind III/Sal I双酶完全消化,克隆到pBR332的Hind III/Sal I位点,将这一重组DNA转化E. coli HB101,在和R64 drd11的mob功能和tra功能的帮助下,经重组后带有卡那霉素抗性基因的pBR322可以进入浓杆菌中,并经同源重组整合到农杆菌质粒pGV3850的T-DNA区。这样得到的是一个改良的pGV3850系统。他除了具有pGV3850系统原有特点之外,还具有一个新的特点：在中间载体pBR322上带有Km^r标记基因,这就为能克隆到pBR322上的任何不带有标记的基因提供标记,便于转化后的筛选。     

IL—3对人红白血病细胞株珠蛋白基因表达的影响

运用ＲＴ－ＰＣＲ等方法研究了白细胞介素－３（ＩＬ－３）对人类红白血病细胞株（Ｋ５６２细胞）内珠蛋白基因表达的影响,结果显示,Ｋ５６２细胞在诱导前,不能表达β－珠蛋白基因,用ＩＬ－３５０ｕ／ｍｌ诱导Ｋ５６２细胞３ｄ和５ｄ后,可检测到β珠蛋白基因的转录产物,而α珠蛋白基因和γ－珠蛋白基因在诱导前后无明显变化,同时,用苯肼当色细胞的方法检测到：Ｋ５６２细胞在诱导前蓝染细胞数极少,ＩＬ－３诱导Ｋ５６２细胞     

羟基脲(Hydroxyurea)对细胞周期与珠蛋白基因表达的影响(简报)

已有许多证据表明羟基脲能增加镰状细胞贫血及β-地贫病人的胎儿型血红蛋白(HbF)的合成。最近,有人报道羟基脲也能使一些患有β-地贫病人的β-珠蛋白基因表达增加。K562细胞是人红白血病细胞株,它只能表达胚胎型(ε-)与胎儿型(γ-)珠蛋白基因,而不能表达成年型(β-)珠蛋白基因。因此,K562     

Ti质粒T区tms基因的分离及其对高等植物分化的影响

根癌农杆菌Ti质粒的T区DNA带有致瘤基因,其基因1和基因2编码生长素吲哚乙酸生物合成途径中的两个酶。以pGV 354(pBR322质粒中插有Ti质粒C 58 T区DNA的HindⅢ15—HindⅢ22大片段)重组质粒出发,我们分离了基因1和基因2,并构建了带有卡那霉素抗性基因的重组质粒pBZ 692,通过基因载体pGV 3850,我们将基因1和基因2引入了高等植物。结果证明基因1和基因2能促使烟草、向日葵、土豆等转化组织分化长根,转化的根在MS_0培养基上能脱分化形成愈伤组织并自主生长,在转化的组织中有转化标记胭脂碱的存在。     

羟基脲对人红白血病细胞株中珠蛋白基因表达和细胞分化的影响

人红白血病细胞株(HEL细胞)中珠蛋白基因表达具有自己的特点。即只表达胚胎型的γ-珠蛋白基因而不表达成人型的β-珠蛋白基因。羟基脲(Hydroxyurea)是一种抑制DNA合成的小分子有机化合物。它在临床上被用来治疗地中海贫血和镰刀型贫血。我们的实验结果表明:随羟基脲浓度增加HEL细胞的增殖速度减慢。用常规RT-PCR方法和定量PCR分析证明;用羟基脲诱导HEL细胞后,β-珠蛋白基因表达增加,α-珠蛋白基因表达减少,而γ-珠蛋白基因表达变化不明显。对参与珠蛋白表达的转录因子GATA-1和NF-E2的定量PCR分析发现:这两种转录因子的表达均增加3倍以上。因此,羟基脲可能通过某些信号传递途径促进β-珠蛋白基因表达,从而使HEL细胞趋向终末分化。     

苏云金杆菌6－内毒素基因及3’末端缺失基因在大肠杆菌和农杆菌中的亚克隆和表达

苏云金芽孢杆菌交种Bacillus thuringiensis aizawai 7-29 δ-内毒素基因及其3,末端缺失基因,亚克隆到质粒pUCl9上,构建了Pucf33和Puck63重组质粒。进一步将δ-内毒素基因及其3’端缺失基因,插入到植物表达载pBl121．2质粒中,构建了Pgy61和Pgyck63重组质粒。．用32P标记的δ-内毒素3’末端缺失的KpnI DNA片段的探针,与重组质粒进行DNA—DNA分子杂交,结果阳性。带有全长和3’末端缺失重组质粒,转入大肠杆菌HB101和农杆菌LA4404受体细胞中,其克隆子细胞抽提物,对大菜粉蝶和玉米螟幼虫均具有杀虫生物活性。结果证明δ－内毒素基因不仅能在大肠杆菌HB10l中,而且能在农杆菌LA4404中表达。     

羟基脲对人红白血病细胞株中球蛋白基因表达和细胞分化的影响

人红白血病细胞株（ＨＥＬ细胞）中珠蛋白基因表达具有自己的特点。即只表达胚胎型的γ－珠蛋白基因而不表达成人型的β－珠蛋白基因。羟基脲是一种抑制ＤＮＡ的小分子有机化合物。它在临床上被用来治疗地中海盆血和镰刀型贫血。我们的实验结果表明：胡羟基脲浓度增加ＨＥＬ细胞增殖速度减慢。用常规ＲＴ－ＰＣＲ方法和定量ＰＣＲ分析证明,用羟基脲诱导ＨＥＬ细胞后,β－珠蛋白基因表达增加,α－珠蛋白基因表达减少,而γ－珠蛋白     

羟基脲诱导前后HEL细胞内GATA转录因子与人β—类珠蛋白基因调控元件的结合模式分析

HEL细胞是一株人红白血病细胞株,其中成年型β-珠蛋白基因不能表达。我们以往的试验证明,羟基脲诱导以后,能使HEL细胞内成年型β-珠蛋白基因表达。本文以此为模型,探索了β-珠蛋白基因在HEL细胞内诱导表达的分子机制。结果表明,羟基脲诱导之后,与人β-珠蛋白基因5’远侧端DNaseⅠ超敏感点2核心DNA序列以及近侧端启动子DNA序列相结合的GATA-1蛋白因子量明显增多,而GATA-2蛋白因子量明显减少。结果显示,GATA蛋白家族各成员在HEL细胞分化及珠蛋白基因表达的过程中扮演着不同的角色。推测GATA-1可能有促进β-珠蛋白基因的表达,使HEL细胞趋向终末分化的作用,GATA-2则可能与胚胎型珠蛋白基因表达有关,并有抑制红细胞向终末分化的功能。     

KLFs对珠蛋白基因表达和红系分化的调控作用

Krüppel样因子(Krüppel-like factors, KLFs)是一组与真核基因转录调控密切相关的锌指蛋白.KLFs高度保守的羧基末端含3个串联的Cys2His2型锌指结构,用于结合GC盒和CACCC盒等DNA序列. 红细胞中特异表达的珠蛋白基因和许多红系调控因子中都含有CACCC盒.已有研究发现,多个KLFs通过结合CACCC盒参与调控珠蛋白基因表达和红系分化,例如,KLF1通过结合β-珠蛋白启动子和位点控制区(locus control region, LCR),促进β-珠蛋白的表达、γ-向β-珠蛋白基因的转换和红系分化;KLF2、KLF11和KLF13分别促进ε-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF4促进α-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF3和KLF8则抑制ε-和γ-珠蛋白基因的表达. 本文综述了KLFs调控珠蛋白基因表达和红系分化的研究进展.     

与人体ε-珠蛋白基因5''''旁侧正调控元件(ε-PREI)专一结合的调控因子的初步研究

人体ε－珠蛋白基因５′旁侧ＤＮＡ序列对该基因时空表达与调控起着十分重要的作用。本文运用凝胶电泳阻抑法,ＤＮａｓｅＩ足印法和Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ分析法发现在胚胎型红白血病细胞株Ｋ５６２细胞中有一个特异的核蛋白因子（简称ε－ＳＳＰ,其分子量大约为８０ｋＤ）,它能专一地与人体ε－珠蛋白基因５′旁侧一个红细胞专一和发育时期特异的正调控元件（ε－ＰＲＥＩＩ,－４４６ｂｐ到－４１９ｂｐ）相结合。竞争实验表明该因子与ε－ＰＲＥＩＩ的结合能被人体ε－珠蛋白基因启动子区ＤＮＡ片段（－１７７ｂｐ到＋１ｂｐ）所竞争;同时也能被人体β－类珠蛋白基因远侧端调控元件ＬＣＲ中的ＤＮａｓｅＩ超敏感点Ｉ核心区ＤＮＡ片段（－１０９６５ｂｐ到－１０６８１ｂｐ）与超敏感点ＩＩ核心区ＤＮＡ片段（－１４９９３ｂｐ到－１４７１８ｂｐ）所竞争。我们的结果提示了ε－ＳＳＰ不仅是一个与红细胞专一性和发育时期特异性相关的反式调控因子,而且它可能介导远侧端调控元件（ＬＣＲ）与近侧端调控元件启动子之间的相互作用,共同调节ε－珠蛋白基因在胚胎期的表达。     

人胎儿γ-珠蛋白基因的再活化及在β血红蛋白病治疗中的

在个体发育过程中,人β类珠蛋白基因的表达存在从胎儿（γ）到成人（β）珠蛋白基因的表达转换（或称开关）.β-地中海贫血和镰刀型贫血症是两种最为常见的严重危害人类健康的单基因遗传病,通过诱导胎儿期血红蛋白（HbF,α2γ2）在成人期表达对该病的治疗是一种有效的策略.一些活化γ珠蛋白基因表达的转录因子和辅助因子已经被鉴定,一些可以增加胎儿血红蛋白在成人红细胞中表达的药物也已被鉴别和实验,它们的作用机制被部分揭示,这些研究为发展通过活化γ-珠蛋白基因治疗镰刀形细胞贫血和重型β-地中海贫血的方法提供了重要线索和实验依据.     

CD真核表达载C 体的构建及在 2KHE39 细胞中的表达

目的：构建含自杀基因胞嘧啶脱氨酶（CD）的真核表达载体pcDNA3．1／HA—myc-His（-）Z—CD,并进行哺乳动物细胞HEK293转染研究。方法：以本实验室保存的含CD基因全长的质粒为模版,用PcR方法扩增CD基因阅读框序列,并定向克隆到带有HAtag的pcDNA3．1／HA—myc-His（-）Z载体上,使目的基因与HAtag在同一阅读框。重组体质粒经EcoRI和BamHI双酶切鉴定,并对插入的CD基因片段进行测序,将鉴定好的阳性重组质粒pcDNA3．1／HA—myc-His（-）Z—CD用脂质体介导转染HEK293,提取细胞蛋白,western blot检测CD基因的表达情况.结果：阳性重组质粒pcDNA3．1／HA—myc-His（-）ZCD经Eco砌和BanHI双酶切后,获得约为5．5kb片段和1．3kb插入片段,序列分析表明插入的片段与GenBank发布的序列一致．western blot检测到CD基因的表达。结论：成功构建了含自杀基因CD的真核表达质粒。     

人α—珠蛋白基因表达调控研究进展

人α－类珠蛋白基因簇位于１６号染色体的短臂近端粒区,由４个功能基因和３个假基因组成,其中,ζ－珠蛋白基因在胚胎期表达,α２、α１和θ珠蛋白基因在胎儿和成人期表达。α－类珠蛋白基因的主要调控序列位于ζ－珠蛋白基因上游４０ｋｂ的位置,称为ＨＳ－４０,另外还存在其它的ＨＳ－位点。在ＨＳ－４０和各种珠蛋白基因启动子上有多种红系和通用反式作用因子的结合位点,它们间的协同作用保证了α－类珠蛋白基因表达的组织和     

烟草花叶病毒外壳蛋白嵌合基因的重组(简报)

烟草花叶病在云南烟区普遍流行。通过ELISA和RNA斑点杂交法,我们已证明云南烟区烟草花叶病毒外壳蛋白和已知RNA序列的普通烟草花叶病毒OM株同源。我们拟根据交叉保护原理,通过植物基因工程手段来培育抗烟草花叶病的烟草新品种。为此,对OM株外壳蛋白基因进行了下述重组工作。 首先,我们对OM株外壳蛋白基因工作,得到C-DNA株pCK501。然后,切取其中带外壳蛋白基因的667bp Hinf Ⅰ片段,导入带花椰菜花叶病毒35S启动子和3′未端质粒pDH51的聚核苷酸接头中,组成带烟草花叶病毒外壳蛋白基因的嵌合基因的重组质粒pCK401。又把整个嵌合基因导入pGV1103 neo,和嵌合的新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPTⅡ)基因及新霉素磷酸转移酶Ⅰ(NPT Ⅰ)基因相连接,组成中间载体pCK403。最后在大肠杆菌GJ23帮助下,把pCK403导入土壤杆菌,和土壤杆菌中原有的去了致瘤基因的Ti载体pGV3850的T-DNA区pBR322片段进行同源重组,把嵌合基因导入Ti质粒的T-DNA区,得到pACK403。