融合基因在转基因植物中的应用

目前双基因和多基因转基因植物已经商品化,并展现了广泛的应用前景。但在转基因植物研究中,使多个基因同时在植物体中表达调控依然很难实现,是植物基因工程和生物技术发展中的难点。融合基因表达载体作为一种新型的方法,弥补了获得双价或多价转基因植物传统方法的缺点,具有更高的应用价值。本文对目前构建融合基因的方法作了评述,并对比较新颖的连接肽2A和LP4做了详细介绍。     

水蛭肽基因的克隆及其转化甘蓝

将合成的水蛭肽基因转入甘蓝,构建了水蛭肽的植物表达载体pBOK-L,使用甘蓝的下胚轴和根癌农杆菌的共培养实现转化,再生植株经卡那霉素筛选,检测结果表明所得到的抗性植株均为转基因植株,获得了转水蛭 肽基因的甘蓝植株。     

基于2A肽策略构建多基因表达载体的研究进展

多基因表达载体的构建在生物技术领域尤其是基因治疗方面显得日趋重要。目前常用的多基因表达载体多存在载体容量小、上下游基因表达失衡、蛋白活性低或蛋白空间位置不理想等缺陷。2A肽是近年使用较多的一种构建多基因载体的工具,与其它多基因构建策略相比,2A肽策略具有更明显优势。就(类)2A肽的来源、剪切机制、生物学特征、与蛋白定位的关系以及应用方面做一综述。     

口蹄疫病毒3A基因在大肠杆菌中的高效表达

将口蹄疫病毒(Foot\|and\|Mouth Disease Virus,FMDV)的3A基因克隆到线形化的原核表达载体pProEX\|HTb中,转化大肠杆菌BL21和DH5α,经氨苄抗性筛选得到阳性克隆,IPTG诱导表达。SDSPAGE和West bolt结果证实大肠杆菌菌体不可溶性蛋白中富含3A蛋白,说明3A蛋白在表达产物中以包涵体的形式存在,所表达的蛋白含量占菌体蛋白的29.2%。     

“A—T”平末端连接提高目的基因片段的克隆效率

在分子生物学中,基因片段的克隆是常用技术之一。将目的片段克隆于特定的载体目前有多种策略,包括粘末端连接、粘－平末端连接以及平末端连接等。其中以粘末端的连接效率为最高,而以平末端连接效率最低。在某些情况下,由于载体缺乏可利用的限制性内切酶酶切位点,而不...     

FMDV vp1基因在豆科牧草百脉根中的转化与表达

通过根癌农杆菌介导法,将FMDV阿克苏(Akesu/O/58)株结构基因vp1转化豆科牧草百脉根子叶和子叶柄,其愈伤、芽和生根等过程经50 mg/L Kan筛选后,获得Kan抗性百脉根植株。对抗性植株进行vp1基因的PCR、RT-PCR检测和VP1蛋白的Western-blotting杂交。结果表明:vp1基因转入百脉根中,检测有转录活性;目的蛋白获得了正确表达;扩繁和移栽后获得了批量转基因百脉根,为下一阶段的动物试验提供了实验材料。     

FMDV vp1基因在豆科牧草百脉根中的转化与表达

通过根癌农杆菌介导法,将FMDV阿克苏(Akesu/O/58)株结构基因vp1转化豆科牧草百脉根子叶和子叶柄,其愈伤、芽和生根等过程经50 mg/L Kan筛选后,获得Kan抗性百脉根植株.对抗性植株进行vp1基因的PCR、RT-PCR检测和VP1蛋白的Western-blotting杂交.结果表明vp1基因转入百脉根中,检测有转录活性;目的蛋白获得了正确表达;扩繁和移栽后获得了批量转基因百脉根,为下一阶段的动物试验提供了实验材料.     

口蹄疫病毒P1＋2A基因在BHK-21细胞中的表达

本研究将已构建好的、包含口蹄疫病毒P1＋2A基因的重组表达质粒pQE—Tri／PI＋2A经质脂体2000转染哺乳动物细胞BHK-21,转染后一定时间进行检测。通过SDS—PAGE、Western—blotting、荧光抗体染色、ELISA等检测方法表明,FMDVPI＋2A基因片段在BHK-21细胞中成功表达,表达的蛋白能被口蹄疫阳性血清所识别而且具有良好的生物学活性。这一结果的取得,为进一步研制新型口蹄疫基因工疫苗及其配套诊断试剂奠定了基础。     

胰岛素原C肽多聚体基因在大肠杆菌中的表达及重组C肽在水溶液中的稳定性

合成了胰岛素原C肽三聚体的基因,并在大肠杆菌中得到高效表达。表达的融合蛋白质通过设计的特异性位点的酶切得到重组的人胰岛素原C肽单体。融合蛋白质以可溶性蛋白质的形式表达,表达量约为80mg／L。Ni—NTA亲和柱可有效地从细胞裂解的上清液中分离纯化融合蛋白质,得到纯度大于70％的融合蛋白质37．5mg／L。融合蛋白质可经胰蛋白酶/羧肽酶B双酶切有效释放天然的C肽。释放的C肽经氨基酸组成分析、与标准对照的RP—HPLC分析和免疫发光法定量证实与天然人C肽完全相同。C肽经RP-HPLC纯化后可得,总的收率为1．5mg/L,纯度大于95％。考察了C肽在冻干过程中及在水溶液中的稳定性。结果表明C肽在冻干过程中稳定,在水溶液中其稳定性受pH和温度的影响。在pH3和pH7．4缓冲液中,37℃或70℃下,C肽的降解符合一级动力学。C肽冻干品直接溶解于pH9的缓冲液中,立即降解,降解产物在37℃和70℃下基本稳定。C肽冻干品直接溶解于pH3的缓冲液中,立即发生降解反应,随后可观察到随温度升高和时间延长,降解反应的进行,37℃、10h,可观察到约80．3％的C肽保持,而在70℃、10h,只有43％C肽保持。C肽在pH7．4最稳定,37℃、6h或10g／L BSA存在下,70℃、3h,未观察到降解产物。PH7．4、37℃、10h,在有和没有10g／L BSA存在的情况下,C肽的保持率分别为99％和96％,从而显示了BSA的保护作用。     

绿色荧光蛋白基因作为报告基因在水稻基因转化中的应用研究

本研究中 ,构建了含有编码绿色荧光蛋白的改进型基因质粒pJPM5。用基因枪法分别把pJPM5和另一带有绿色荧光蛋白基因的质粒pSBG70 0转入水稻TNG6 7愈伤组织。用South ern杂交法证实了转基因的存在 ,而且表明多数转基因植株含有 1到 8个拷贝的转基因。取 2个月的转基因植株上的叶片用于分析绿色荧光蛋白基因表达。用SLM - 80 0 0荧光分析仪定量测定绿色荧光蛋白。多数转基因植株具有很高的绿色荧光蛋白信号。虽然水稻植株有少量自发荧光 ,但是绿色荧光蛋白基因表达出的绿色荧光蛋白信号比植株的自发荧光强得多 ,其测定不会受自发荧光的太大影响。在荧光显微镜下观察到了绿色荧光蛋白基因的表达。借助观察分析绿色荧光蛋白基因的瞬时表达 ,本研究还发现基因枪法转化中 ,如果两枪的气压为90 0psi& 135 0psi,比两枪的气压都为 90 0psi或者 135 0psi更好 ,因其能使质粒进入更多的细胞。研究结果表明 ,绿色荧光蛋白基因可以作为水稻 (甚至小麦、玉米 )转基因研究中的报告基因。研究还显示 ,MAR序列能明显增强绿色荧光蛋白基因的表达能力 (这一结果在另文讨论 ) .     

多聚抗原肽微阵列分析平台的建立与初步应用

基于多肽设计合成技术建立了一个快速、高通量、自动化的多聚抗原肽微阵列分析平台.选取人巨细胞病毒(HCMV)的包膜糖蛋白B和被膜碱性磷酸蛋白PP150,幽门螺杆菌(Helicobacterpylori,Hp)尿素酶(Ure)β亚基为靶蛋白,分析筛选出优势线性表位序列,Fmoc法固相合成上述线形表位的多聚抗原肽(MAPs),高效液相色谱仪(HPLC)纯化后,用机器人点样仪按一定的矩阵排列形式点印至硝酸纤维素膜上,2%的小牛血清封闭,塑料壳体封装制备成MAPs微阵列成品.随机抽样经质控血清鉴定后用于随机人群血清试验并与ELISA检测结果进行比较.筛选、合成并鉴定出4条MAPs.用该MAPs微阵列检测的Hp和HCMV阳性及阴性质控血清结果均与质控血清情况相符,120份随机血清检测结果与用重组抗原和病原微生物裂解物抗原包被的ELISA法检测结果相比具有较好的一致性,Ure-1、Ure-2和PP150三种MAPs的灵敏度和特异性均大于90%.MAPs微阵列片间质控试验结果变异系数小于7%,示重复性良好.MAPs微阵列是一种快速、高通量、自动化的分析平台,该平台在预防性疫苗的开发和蛋白质组学的研究中具有较大的前景.     

口蹄疫病毒结构蛋白P1-2A及蛋白酶3C基因的转基因番茄对豚鼠免疫反应的初步研究

构建了O型口蹄疫病毒China99株结构蛋白P1-2A、非结构蛋白3C以及部分2B基因(P1-2X3C)的植物双元表达载体pBin438/P1-2X3C,通过农杆菌介导法转化番茄子叶,经卡那霉素抗性筛选,获得40余株抗性植株,对得到的抗性植株进行分子生物学检测,65%的再生植株PCR检测阳性;RT-PCR结果证实P1-2X3C基因在转基因番茄中能够有效转录;ELISA和Western blot检测表明转基因植株中表达的目的蛋白具有免疫反应性。转基因番茄叶片蛋白粗提液经肌肉途径免疫豚鼠,于第3次免疫后28d用100ID50/0.2mL的同源强毒攻击,结果表明口蹄疫病毒P1-2X3C基因的转基因番茄表达产物具有良好的免疫原性,豚鼠3免后血清效价可达1:64~1:128,攻毒后两组免疫豚鼠保护率分别达3/5和5/5。     

口蹄疫病毒P1基因在大肠杆菌中的高效表达及其生物活性的初步分析

将口蹄疫病毒 (FMDV)结构蛋白基因P1的完整cDNA序列插入原核表达性载体pGEX KG中 ,使P1基因与GST融合 ,获得融合表达质粒pKG P1,转化E .coliBL₂₁ (DE3) ,经IPTG诱导 ,SDS PADE结果表明GST P1融合蛋白获得高效表达 ,Western blot检测证实表达的融合蛋白具有免疫学活性 ,表达产物主要存在于细菌裂解液上清中。进一步采用GST纯化试剂盒纯化P1蛋白并作为诊断抗原 ,建立了P1 ELISA诊断方法 ,与FMD间接血凝 (IHA)检测方法平行检测 86 4份血清样品 ,总的符合率达87%。     

Effect of amino acid mutation at position 127 in 3A of a rabbitattenuated foot-and-mouth disease virus serotype Asia1 on viral replication and infection

An amino acid mutation(R127→I) in the 3A non-structural protein of an FMDV serotype Asia1 rabbit-attenuated ZB strain was previously found after attenuation of the virus. To explore the effects of this mutation on viral replication and infection, the amino acid residue isoleucine(I) was changed to arginine(R) in the infectious cDNA clone of the rabbit-attenuated ZB strain by sitedirected mutagenesis, and the R127-mutated virus was rescued. BHK monolayer cells and suckling mice were inoculated with the R127-mutated virus to test its growth property and pathogenicity, respectively. The effects of the R127 mutation on viral replication and virulence were analyzed. The data showed that there was a slight difference in plaque morphology between the R127-mutated and wild-type viruses. The growth rate of the mutated virus was lower in BHK-21 cells and its virulence in suckling mice was also attenuated. This study indicates that the R127 mutation in 3A may play an important role in FMDV replication in vitro and in pathogenicity in suckling mice.     

Effect of amino acid mutation at position 127 in 3A of a rabbit-attenuated foot-and-mouth disease virus serotype Asia1 on viral replication and infection

An amino acid mutation(R127→I) in the 3A non-structural protein of an FMDV serotype Asia1 rabbit-attenuated ZB strain was previously found after attenuation of the virus. To explore the effects of this mutation on viral replication and infection, the amino acid residue isoleucine(I) was changed to arginine(R) in the infectious cDNA clone of the rabbit-attenuated ZB strain by sitedirected mutagenesis, and the R127-mutated virus was rescued. BHK monolayer cells and suckling mice were inoculated with the R127-mutated virus to test its growth property and pathogenicity, respectively. The effects of the R127 mutation on viral replication and virulence were analyzed. The data showed that there was a slight difference in plaque morphology between the R127-mutated and wild-type viruses. The growth rate of the mutated virus was lower in BHK-21 cells and its virulence in suckling mice was also attenuated. This study indicates that the R127 mutation in 3A may play an important role in FMDV replication in vitro and in pathogenicity in suckling mice.     

A型口蹄疫合成肽疫苗的免疫效力评价

【目的】研制A型口蹄疫(foot-and-mouth disease,FMD)新型合成肽疫苗,为畜牧业减少经济损失。【方法】应用两种含有口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)AF/72株VP1[131-159]、VP4[20-35]、3A[21-35]和3B[29-42]4个抗原表位的合成肽联合CpG寡聚脱氧核苷酸(5’-TCGCGAACGTTCGCCCGATCGTCGGTA-3’)在豚鼠上进行了免疫效力评价。【结果】2.5μg/只的合成肽364能保护4/5的豚鼠免受FMDV AF/72株的攻击,灭活苗组获得完全保护,其他组的保护效力仅为3/5;保护效力最高的两组的外周血CD4+T淋巴细胞含量高达33.7%和36.6%,而其他组不超过27.7%,PBS组仅为18.1%。【结论】本研究筛选出一组免疫效力较好的口蹄疫A型合成肽疫苗,可以作为候选疫苗进行进一步评价。     

Asia I口蹄疫vp2蛋白单克隆抗体的制备及单抗竞争ELISA方法的建立

制备Asia I口蹄疫病毒vp2单克隆抗体(mAb)并建立了单抗竞争ELISA方法。用纯化的Asia I型口蹄疫病毒vp2重组蛋白免疫BALB/c小鼠, 将免疫小鼠的脾细胞与骨髓瘤SP2/0细胞融合, 采用间接ELISA和有限稀释法筛选杂交瘤细胞。分别用ELISA、Western blotting检测mAb腹水的效价及其特异性。筛选到杂交瘤细胞2株, 腹水效价均在100×29以上; 以纯化后的Asia I型口蹄疫病毒vp2重组蛋白作为抗原, 利用Asia I型口蹄疫病毒vp2单抗酶标物建立了竞争ELISA方法用来检测Asia I型口蹄疫抗体。临床应用表明, 该方法与UBI公司的口蹄疫全病毒抗体检测试剂盒总符合率达89.0%, 和荷兰赛迪公司的口蹄疫病毒LPB-ELISA抗体检测试剂盒总符合率达86.5%。     

口蹄疫病毒O/NY00株基因组L片段的克隆及其基因特征

采用RT—PCR方法对口蹄疫病毒O／NY00株基因组L片段进行了分子克隆和序列测定。结果表明：获得的O／NY00株基因组L片段长7805nt,其中包括715nt的5’非编码区和6999nt的多聚蛋白编码区。将O／NY00株与其它参考毒株进行序列比较,结果显示：O／NY00株与O／SKR／2000、O／1JKG／3／2001遗传关系最近,而与其它毒株遗传关系较远,属于0型口蹄疫ME-SA拓扑型Pan／ksia株的成员。与Cathay拓扑型的代表毒株O／TAW／97比较,两者在主要抗原位点1和位点3呈现出明显的以拓扑型为特征的氨基酸差别,提示两拓扑型毒株之间有较高的抗原差异。     

口蹄疫病毒样颗粒诱导表达型载体的构建及其BHK-21细胞池的筛获

瞬时表达是目前利用哺乳动物细胞表达口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus, FMDV)衣壳蛋白的主流方法。为实现染色体稳定表达FMDV衣壳蛋白并高效组装出病毒样颗粒(virus like particles, VLPs)，本研究构建了piggyBac (PB)转座-组成型表达、PB转座-四环素(tetracycline, Tet)诱导型表达两套质粒。利用荧光蛋白标记技术，验证了质粒的功能。通过抗生素筛选得到了组成型表达P12A3C (WT/L127P)基因的BHK-21细胞池(C-WT、C-L127P)和诱导型表达P12A3C (WT/L127P)基因的BHK-21细胞池(I-WT、I-L127P)。荧光观察和PCR检测证明了绿色荧光蛋白、3C蛋白酶、反向四环素转录激活因子等基因的稳定整合。Western blotting、酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)实验证明了细胞池I-L127P具有更强的衣壳蛋白和VLPs生产能力。本研究首次实现了哺乳动物细胞染色体诱导表达FMDV衣壳蛋白，有助于推动哺乳动物生产FMDV VLPs疫苗的技术工艺，也为构建其他蛋白的哺乳动物细胞诱导型表达系统提供了参考。     

猪口蹄疫病毒多抗原表位重组腺病毒的构建与鉴定

本研究设计构建了含有猪O型口蹄疫病毒VP1（21—60）-（141-160）-（200—213）位氨基酸的基因的重组腺病毒质粒pAd-VP,经PacI酶切后转染HEK-293A细胞,3次噬斑纯化获得了重组腺病毒rAd—VP。该重组腺病毒于HEK-293A细胞连续传代至20代效价稳定,TCID50为10^-10／mL。RT—PCR检测证明目的基因在mRNA水平上可有效表达;应用O型口蹄疫病毒标准阳性血清进行间接荧光抗体试验,在rAdVP感染的HEK-293A细胞的胞质可见清晰荧光。证明该重组腺病毒对VP1（21-60）-（141—160）-（200—213）位氨基酸的基因进行了成功的表达,从而为FMDV多抗原表位腺病毒活载体疫苗的研究奠定了基础。