Molecular cloning and cellular localization of Opdi108 from Ophiusa disjungens nucleopolyhedrovirus

[目的]同安钮夜蛾Ophiusa disjungens(鳞翅目,夜蛾科)是危害桉树的主要害虫之一.同安钮夜蛾核型多角体病毒(OpdiNPV)是从O.disjungens中分离到的新病毒.本研究主要目的是从分子水平上了解该病毒.[方法]对一条PstⅠ的酶切片段进行了克隆、测序和分析.[结果]在基因数据库中通过对碱基序列的比对,发现了一个Ac108的同源基因,命名为Opdi108(GenBank登录号为EU 732666).该基因的开放阅读框含有225对碱基,其编码蛋白与其他已知杆状病毒同源物有16％～37％的氨基酸序列一致性.在起始密码子ATG上游有一个晚期启动子TAAG.C末端含有His-tag的Opdi108基因在大肠杆菌中Escherichia coli进行了表达,融合蛋白的分子量为28.7kDa.以荧光蛋白EGFP为标记物,构建了Opdi108与EGFP的重组体,利用Bac-to-Bac表达系统实现了与AcMNPV的重组,用该重组病毒vEGFP-Opdi108感染斜纹夜蛾Trichoplusia ni细胞.感染24和72 h后分别用共聚荧光显微镜观察,发现Opdi108定位在细胞质内.[结论]本研究从分子生物学角度研究OpdiNPV,为进一步利用该病毒防治包括同安钮夜蛾在内的害虫,以及构建重组杀虫剂等奠定基础.     

鸡痘病毒NX10株TK基因在病毒复制中不是完全非必需的

【目的】禽痘病毒(FPV)是痘病毒科禽痘病毒属的成员。FPV因其基因组庞大,含有大量复制非必需区,目前作为活病毒载体在禽类和哺乳动物中广泛使用。重组位点的选择是禽痘病毒载体构建的先决条件,外源基因的插入不影响病毒复制是筛选插入位点的前提。因此,鉴定可供外源基因插入的复制非必需位点将为重组病毒的构建提供更多选择。本研究拟鉴定FPV NX10株胸苷激酶(TK)基因在病毒复制中的必要性。【方法】以TK基因作为靶基因,增强型绿色荧光蛋白(EGFP)为筛选标记构建转移载体,FPV NX10株为亲本病毒,通过同源重组筛选重组病毒r FPV-ΔTK-EGFP。通过在CEF细胞培养物中添加5-溴脱氧尿苷(BUd R)验证TK基因在FPV复制中的作用。【结果】构建了转移载体p UC19-TK AB-EGFP。在转染后重组病毒克隆纯化过程中,蚀斑克隆中绿色荧光病变所占的比例逐渐增加,但在荧光蚀斑的边缘能观察到不带荧光病变的存在。对第9-15轮随机选取的蚀斑克隆的Western blot分析表明,重组病毒中插入的EGFP基因均能够正确表达,但PCR结果显示在重组病毒中始终存在野生型病毒。在细胞培养液中添加BUd R后,重组病毒不能继续生长。【结论】FPV NX10毒株TK基因在该病毒的复制中不是完全非必需的。     

草地贪夜蛾组织蛋白酶L的基因克隆、原核表达及多克隆抗体制备

【目的】克隆草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的组织蛋白酶L(cathepsin L,CatL)基因,分析该基因的序列特征并制备该酶多克隆抗体,为探析其生理功能奠定基础。【方法】根据甜菜夜蛾Spodoptera exigua的组织蛋白酶L基因开放阅读框(ORF)序列两端直接设计引物克隆草地贪夜蛾组织蛋白酶L基因。利用生物信息学软件分析该基因的序列特征,利用ClustalX2软件进行同源比对和进化分析,利用同源建模预测该酶三维结构。通过原核表达重组蛋白,多次免疫新西兰大白兔制备该酶多克隆抗体。【结果】克隆获得了草地贪夜蛾的组织蛋白酶L基因SfCatL(GenBank登录号:HQ110065),ORF序列长1 035 bp,编码344个氨基酸,预测N-末端含有长度为16个氨基酸残基的信号肽序列,去除信号肽序列后,预测成熟蛋白分子量为36.8 kD,等电点为6.69。SfCatL氨基酸序列与其他13个物种的组织蛋白酶L氨基酸序列比较有53.7%~96.8%的一致性,与甜菜夜蛾组织蛋白酶L氨基酸序列一致性最高,达96.8%。同源建模预测表明,SfCatL折叠成紧密而稳定的元宝状结构,含3个对结构有稳定作用的二硫键,亲水性氨基酸主要包被在蛋白的表面。原核表达、纯化SfCatL蛋白制备抗血清,其效价超过1∶40 000,Western blot鉴定结果表明抗血清与草地贪夜蛾Sf9细胞SfCatL蛋白能够特异性结合。【结论】获得了草地贪夜蛾SfCatL完整ORF序列,分析了其特征,经原核表达、纯化获得高纯度的融合蛋白,成功获得多克隆抗体。本研究为进一步研究该基因的功能并开发组织蛋白酶抑制剂类杀虫剂提供理论依据。     

表达蝎毒素的重组斜纹夜蛾核型多角体病毒(SpltMNPV)的构建及毒力

【目的】开发高毒力的重组斜纹夜蛾核型多角体病毒(Spodoptera litura multicapsid nucleopolyhedroviruse,SpltMNPV)杀虫剂。【方法】构建编码蜕皮激素UDP-葡萄糖基转移酶(ecdysterioid UDP-glucosyl transferase gene,egt)基因缺失并插入东亚钳蝎神经毒素(B.martensi Karsch,BmK ITa1)基因的重组转移载体,重组转移载体与SpltMNPVⅡ基因组DNA共转染斜纹夜蛾细胞,通过荧光斑法与有限稀释法相结合筛选重组病毒。【结果】成功筛选出缺失egt基因的、早期启动子(ie-1)启动的、表达BmK ITa1成熟肽的重组病毒SpltMNPV-Δegt-Pph-egfp-ie-1-BmK ITa1。生物测定结果显示,重组病毒的杀虫速度(LT50)较野生病毒提前0.7-0.8 d。【结论】通过在SpltMNPV病毒基因组中插入外源毒素基因可明显增强病毒的杀虫效果,结果说明开发高毒力SpltMNPV生物杀虫剂具有可行性。     

表达EGFP报告基因口蹄疫病毒亚基因组复制子的构建

【目的】构建含有EGFP报告基因的口蹄疫病毒(FMDV)亚基因组复制子系统。【方法】利用融合PCR方法,将EGFP报告基因替换O型FMDV全长c DNA克隆中的前导蛋白Lb和结构蛋白P1基因,构建含有EGFP报告基因的FMDV亚基因组复制子FMDV-EGFP。复制子质粒连续转化、测序检验复制子载体的稳定性。Not I线性化的复制子FMDV-EGFP用脂质体介导法转染表达T7 RNA聚合酶的BSR/T7细胞后,不同时间段观察EGFP荧光表达情况。转染的细胞用流式、间接免疫荧光、RT-PCR和Western blot检测该复制子载体的自主复制能力和口蹄疫病毒蛋白的表达情况。【结果】复制子质粒的连续转化及测序表明报告基因可以稳定存在。FMDV-EGFP复制子转染BSR/T7细胞3 h后在荧光显微镜下能够看到绿色荧光,EGFP荧光信号随着转染时间的延长逐渐增加,并且荧光信号可持续6 d以上。转染24 h后的细胞流式分析显示转染的细胞中有6.0%发出荧光,说明构建的复制子载体能够有效表达EGFP蛋白。另外,间接免疫荧光、RT-PCR和Western blot方法也检测到该复制子RNA在BSR/T7细胞中能够进行自主复制,并且能够表达病毒的非结构蛋白。【结论】含有EGFP报告基因的FMDV亚基因组复制子的成功构建为进一步研究病毒复制、翻译机制及筛选抗病毒药物等奠定了坚实的基础。     

基于URA3基因快速构建表达载体及其在里氏木霉的应用

【背景】表达载体是基因工程必不可少的工具,对于真菌如里氏木霉(Trichoderma reesei)等,由于缺乏商品化的表达载体,使其基因工程蛋白表达既复杂又费时而难以开展。【目的】建立一种利用URA3序列快速构建表达载体的方法,解决真菌研究中难以简单、高效和快速构建表达载体的难题。【方法】基于URA3基因的序列,利用其启动子上游5′端序列和终止子下游3′端序列构建同源重组臂,通过同源重组臂定向同源重组到宿主基因组上,利用强启动子和终止子替换URA3基因,从而实现外源基因的表达。根据此方法构建pTRUC表达载体,将红色荧光蛋白基因mCherry克隆到该表达载体上,转化里氏木霉中并验证m Cherry的表达。【结果】阳性转化子在荧光显微镜下观察到强的红色荧光信号,在基因组PCR中检测到mCherry,Westernblotting结果表明红色荧光蛋白m Cherry能在里氏木霉中表达,以上结果说明该载体构建成功,使外源基因mCherry在里氏木霉中正确表达。【结论】基于URA3基因的快速构建表达载体及其构建方法切实可行,将成为推动真核表达系统表达异源蛋白的有力工具。     

对虾白斑综合征病毒ORF220基因在昆虫细胞内的表达及其分布

对虾白斑综合征病毒厦门分离株ORF220编码真核生物GP130受体同源蛋白。将ORF220和绿色荧光蛋白编码基因融合在一起克隆到昆虫杆状病毒表达载体pFastBacI,然后与AcBacmid共同转染DH10B细胞。用PCR鉴定含有ORF220和EGFP基因的重组质粒,提取纯化重组质粒并转染昆虫细胞进行表达。结果发现,DNA转染后3-5d可以在荧光显微镜下观察到绿色荧光,表明融合蛋白在昆虫系统内成功表达。用病毒上清液感染昆虫细胞进行时相观察,结果表明,ORF220蛋白在昆虫细胞的细胞质和细胞核内呈随机分布,没有特异的细胞定位。     

PRKAG2基因新突变体重组腺病毒载体的构建及其在心肌细胞中的表达

目的:构建携带人全长PRKAG2基因新突变体(PRKAG2 G100S)及增强型绿色荧光蛋白报告基因(EGFP)的重组腺病毒载体,并将其在乳鼠心肌细胞中表达.方法:利用Invitrogen的GatewayTM技术,通过重叠PCR技术将目的基因突变体PRKAG2G100S-IRES-EGFP及野生型PRKAG2-IRES-EGFP定向克隆至入门载体pDONR221上,然后与腺病毒载体pAd/CMV/V5-DEST重组反应,形成包含目的基因及EGFP的腺病毒表达克隆.经筛选阳性表达克隆并测序验证后,Pacl酶切、包装、扩增、纯化获得携带EGFP及PRKAG2基因的重组体腺病毒.病毒PCR鉴定并将其感染原代培养的SD乳鼠心肌细胞.用Western blot技术检测PRKAG2蛋白的表达.结果:成功构建了携带人PRKAG2 G100S及EGFP基因的重组腺病毒,病毒的滴度为8.4×108 pfu/ml.荧光显微镜下可见Ad-PRKAG2 G100S重组体腺病毒感染后的乳鼠心肌细胞表达EGFP而发出绿色荧光,PCR证实重组腺病毒载体构建成功,Western blot证明PRKAG2蛋白在乳鼠心肌细胞中过表达.结论:成功构建了携带EGFP基因的Ad-PRKAG2 G100S重组腺病毒载体并将其在乳鼠心肌细胞中正确表达,为今后突变体PRKAG2基因的功能研究奠定了基础.     

苜蓿夜蛾葡萄糖氧化酶cDNA的克隆、表达及特性研究

【目的】从苜蓿夜蛾Heliothis viriplaca体内克隆葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,GOX)基因cDNA序列,并进行原核表达及活性测定。同时对GOX在不同组织的特异表达及对葡萄糖诱导反应的特性进行研究。【方法】以苜蓿夜蛾为材料提取总RNA,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术,扩增苜蓿夜蛾GOX基因全长cDNA序列。利用原核表达载体p ET-21b在大肠杆菌中表达苜蓿夜蛾的GOX基因,并用Ni-NTA亲和层析柱将带His-tag的目的蛋白进行纯化,再利用梯度透析法进行复性,以葡萄糖为底物进行酶的活性测定。同时利用Real-time PCR分析GOX的组织特异性表达和对葡萄糖的诱导反应。【结果】该cDNA序列有2 154个碱基,开放阅读框1 824个碱基,编码607个氨基酸组成的多肽,分子量为67.04 ku,多肽的等电点为5.13。该序列命名为Hv GOX,在Gen Bank的登录号为KT907054。序列分析表明,Hv GOX的氨基酸序列与其他昆虫的GOX氨基酸序列高度同源。该基因在大肠杆菌表达系统中成功地进行了诱导表达,表达出与预测的蛋白分子量相符的融合蛋白。由原核表达载体表达后的蛋白经过变性、纯化和复性后有活性。Real-time PCR结果表明,该基因在苜蓿夜蛾的不同组织均有m RNA水平的特异表达,其中在唾腺中的表达量最高;同时用0.01%、0.1%、1%和10%葡萄糖溶液浸泡的大豆叶喂食的幼虫,幼虫体内的GOX的表达均被诱导,且在10%的浓度时诱导表达量最高。【结论】本研究在苜蓿夜蛾体内获得一个新的葡萄糖氧化酶基因,该结果为进一步研究葡萄糖氧化酶在昆虫体内的生物功能奠定基础。     

结核分枝杆菌Rv3194c蛋白的亚细胞定位

【目的】Rv3194c基因编码的是结核分枝杆菌的PDZ信号蛋白,本研究探讨该蛋白的亚细胞定位,为其细胞结合蛋白的筛选奠定基础。【方法】从H37Rv基因组中扩增出编码只含有PDZ结构域的tRv3194c (Rv3194c 1–234 aa)的基因片段,在3′端加T2A和EGFP序列,一并插入真核表达载体构建出pcDNA3.1-tRv3194c-T2A-EGFP。将构建好的质粒瞬时转染L929细胞,并共感染重组痘苗病毒vTF7-3,用间接免疫荧光、流式细胞分选以及Western blotting检测融合蛋白的表达以及亚细胞定位。【结果】成功构建出真核表达载体pcDNA3.1-tRv3194c-T2A-EGFP,瞬时转染L929细胞后融合蛋白tRv3194c定位于线粒体膜上,且重组痘苗病毒vTF7-3的感染有助于靶蛋白表达水平的提高。【结论】Rv3194蛋白的PDZ结构域与线粒体外膜相关蛋白结合,为了解该蛋白在细胞内的致病机制提供重要线索。     

日本血吸虫中国大陆株21.7kD蛋白编码基因的克隆和表达

根据日本血吸虫菲律宾株编码21.7kD蛋白的基因设计引物,以日本血吸虫中国大陆株成虫mRNA为模板,用RT-PCR法扩增出大小为558bp的基因片段。经序列分析推断该基因片段为编码日本血吸虫中国大陆株21.7kD蛋白基因的完整阅读框,与菲律宾株该基因的碱基序列同源性为98%。将其克隆到表达载体pET28a(+)中,在大肠杆菌BL21中获得表达,融合表达产物分子量约为25.4kD。利用日本血吸虫成虫抗原免疫血清对该表达产物进行Western印迹检测,在预测位置出现了明显的识别条带,说明该基因的表达产物具有抗原性。     

粘虫核型多角体病毒一个新基因的序列和结构研究

本文报道ＴｓＮＰＶＤＮＡＥｃｏＲＶ／ＸｈｏＩ的５．５ｋｂ片段的克隆及其物理图谱。测定了其中一个８１９ｂＰ片段的全序列。在长３４６ｂｐ的完整ＯＲＦ的５’端除有ＴＡＴＡｂｏｘ和ＣＡＡＴｂｏｘ以外,还发现有典型的早期基因启动子元件ＡＣＧＴ和ＧＣ单元以及晚期基因的转录起始保守序列ＴＴＡＡＧ。预测的ＯＲＦ产物为１１４个氨基酸、分子量为１３ｋＤ的蛋白质,故命名为ｐ１３蛋白。在ｐ１３基因的Ｃ端和Ｎ端分别有一个亮氨酸拉链和两个类亮氨酸拉链结构（我们称为亮氨酸转型结构和ＬＶＴ重复结构〕．从终止密码起有一个双发卡环结构,ｐ１３基因的５’端调控单元及其排列与ＢｍＮＰＶ和ＡｃＮＰＶ的细胞序死抑制基因（ｐ３５）十分相似,但ｐ１３基因与已经发现的杆状病毒基因序列和氨基酸序列没有同源性．因此,这是一个新的早晚期基因,其调控元件可能具有重要功能。     

Cloning and expression analysis of p26 gene in Artemia sinica

The protein p26 is a small heat shock protein that functions as a molecular chaperone to protect embryos by preventing irreversible protein damage during embryonic development. A 542 bp fragment of the p26 gene was cloned and sequenced. The fragment encoded 174 amino acid residues and the amino acid sequence contained the α-crystallin domain. Phylogenetic analysis showed that eight Artemia populations were divided into four major groups. Artemia sinica (YC) belonged to the East Asia bisexual group. Expression of the p26 gene at different developmental stages ofA. sinica was quantified using real-time quantitative polymerase chain reaction followed by cloning and sequencing. The relationship between the quantity of p26 gene expression and embryonic development was analyzed. The results indicated that massive amounts of p26 were expressed during the development of A. sinica. At the developmental stage of 0 h, A. sinica expressed the highest level of p26. As development proceeded, expression levels of the p26 gene reduced significantly. There was a small quantity of p26 gene expression at the developmental stages of 16 h and 24 h. We concluded that p26 might be involved in protecting the embryo from physiological stress during embryonic development.     

家蚕类泛素化翻译后修饰蛋白NEDD8的cDNA克隆、表达分析和亚细胞定位

【目的】NEDD8是一种重要的蛋白质翻译后修饰蛋白,对底物蛋白的功能具有重要的调节作用。本研究旨在探索家蚕Bombyx mori中NEDD8的功能。【方法】利用RT-PCR技术,从家蚕Bm N细胞中克隆了家蚕NEDD8完整的开放阅读框。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测家蚕NEDD8在不同发育阶段、5龄第3天幼虫不同组织中以及Bm NPV感染Bm N细胞后的相对表达量。通过构建GFP融合表达的重组Bm NPV(B.mori nucleopolyherovirus)感染家蚕Bm N细胞,在共聚焦显微镜下观察NEDD8在细胞中分布情况,用GFP抗体进行Western blot验证。【结果】克隆获得了NEDD8基因。序列分析表明,家蚕NEDD8高度保守,与家蚕泛素蛋白氨基酸序列一致性最高。qRT-PCR分析结果表明,NEDD8在家蚕的不同组织中均有表达,其中头部中表达量最高,其次是丝腺中,而在精巢和卵巢中表达量最低;在家蚕5龄第3天幼虫始到化蛹后第3天NEDD8的表达量开始逐渐增加,化蛾后降至低水平;在家蚕杆状病毒感染Bm N细胞的早期和极晚期NEDD8的表达量都有明显增加。GFP-NEDD8融合表达定位显示NEDD8在Bm N细胞内普遍存在,分布于整个细胞中,并且在感染48 h后存在细胞质内的聚集现象。【结论】NEDD8编码序列在物种间高度保守;NEDD8在家蚕幼虫头部中表达量最高,在化蛹阶段表达量逐渐增加;NEDD8在Bm N细胞内普遍存在并且可能与参与Bm NPV复制。本研究所得结果为进一步研究NEDD8在家蚕中的生物学功能及修饰底物蛋白的作用机制奠定了基础。     

Characterization of the antiapoptotic (p35) gene homologue of Spodoptera litura nucleopolyhedrosis virus (SlNPV)

Antiapoptotic genes of baculoviruses have been shown to prevent virus induced apoptosis in insect cells. Dot blot and Southern hybridizations of EcoRI genomic library and genomic digests of Spodoptera litura nucleopolyhedrosis virus (SlNPV) respectively give strong hybridization signals with antiapoptotic DNA (p35 gene) probe of the prototype Autographa californica nucleopolyhedrosis virus (AcNPV). Both the hybridizations indicate the presence of a homologous gene in the 1.8 kb EcoRI-Y fragment of SlNPV. The sequence of 1.244 kb region of this fragment encompasses an open reading frame coding for a polypeptide of 296 amino acids under sequential early (TATA) and late (TAAG) promoter motifs like that in other baculovirus p35 genes. The putative SlNPV p35 ORF expresses abundantly as a 35 kDa protein in Spodoptera frugiperda (Sf9) cells when allowed to express under the polyhedrin promoter of AcNPV.     

Association of the nonstructural protein NSs of Uukuniemi virus with the 40S ribosomal subunit.

The small RNA segment (S segment) of Uukuniemi (UUK) virus encodes two proteins, the nucleocapsid protein (N) and a nonstructural protein (NSs), by an ambisense strategy. The function of NSs has not been elucidated for any of the bunyaviruses expressing this protein. We have now expressed the N and NSs proteins in Sf9 insect cells by using the baculovirus expression system. High yields of both proteins were obtained. A monospecific antibody was raised against gel-purified NSs and used to study the synthesis and localization of the protein in UUK virus-infected BHK21 cells. While the N protein was detected as early as 4 h postinfection (p.i.), NSs was identified only after 8 h p.i. Both proteins were still synthesized at high levels at 24 h p.i. The half-life of NSs was about 1.5 h, while that of the N protein was several hours. Sucrose gradient fractionation of [35S]methionine-labeled detergent-solubilized extracts of infected BHK21 cells indicated that NSs was firmly associated with the 40S ribosomal subunit. This association took place shortly after translation and was partially resistant to 1 M NaCl. NSs expressed by using the T7 vaccinia virus expression system, as well as in vitro-translated NSs, was also associated with the 40S subunit. In contrast, in vitro-translated N protein was found on top of the gradient. Immunolocalization of NSs, in UUK virus-infected cells, by using an affinity-purified antibody showed a granular cytoplasmic staining. A very similar pattern was seen for cells expressing NSs from a cDNA copy by using a vaccinia virus expression system. No staining was observed in the nuclei in either case. Furthermore, NSs was found neither in virions nor in nucleocapsids isolated from infected cells. In vivo labeling with 32Pi indicated that NSs is not phosphorylated. The possible function of NSs is discussed in light of these results.