Cloning and biological comparison of Restin, a novel member of Mage superfamily

In the present study, a new member of melanoma associated antigens (Mage), named Restin (219 amino acids), was identified from HL-60 cell induced by all-frans-retinoic acid (ATRA) by PCR-based subtractive hybridization. Bioinformatics analysis found this novel gene shares high homolog with Necdin (a neuronal growth suppressor, 49%). Both of them are basic proteins. Moreover, the Restin, Necdin and Mages are in one protein superfamily. This fact indicates that the Restin and Mages are mutually related but functionally different. Further analysis found that they can be divided into two subgroups, the acid and the basic. Restin, Necdin and Mage-D1 have an alkaline conserve region (PI is from 8.6 to 10.1), which are not or less expressed in tumor tissues but mostly in normal tissues. It has been reported that Necdin can arrest the cell proliferation by interaction with p53 and E2F1. Therefore, all of them are probably related to arrest the cell cycle. However, the Mage A and C are primarily acid proteins (PI     

Cloning and biological comparison of Restin, a novel member of Mage superfamily

In the present study, a new member of melanoma associated antigens (Mage), named Restin (219 amino acids), was identified from HL-60 cell induced by all-trans-retinoic acid (ATRA) by PCR-based subtractive hybridization. Bioinformatics analysis found this novel gene shares high homolog with Necdin (a neuronal growth suppressor, 49%). Both of them are basic proteins. Moreover, the Restin, Necdin and Mages are in one protein superfamily. This fact indicates that the Restin and Mages are mutually related but functionally different. Further analysis found that they can be divided into two subgroups, the acid and the basic. Restin, Necdin and Mage-D1 have an alkaline conserve region (PI is from 8.6 to 10.1), which are not or less expressed in tumor tissues but mostly in normal tissues. It has been reported that Necdin can arrest the cell proliferation by interaction with p53 and E2F1. Therefore, all of them are probably related to arrest the cell cycle. However, the Mage A and C are primarily acid proteins (PI is from 4.2 to 4.9), not expressed in normal tissues but in tumors. It is quite probable that these proteins are involved in the cell proliferation. We therefore suggest that these two protein families might be a pair of control elements of cell cycle——“in cycle or out of cycle”.     

肿瘤特异性抗原(MAGE)在肿瘤免疫治疗中的作用

目前,已经发现肿瘤特异性抗原Mage基因家族有55个成员,其中MageA、B和C三个亚家族在各种组织来源的恶性肿瘤中特异性表达,正常组织(睾丸除外)均不表达。所以,Mage抗原作为肿瘤的特异性标志,在肿瘤的检测和免疫治疗方面具有很大的应用潜力。本文介绍了Mage家族的基因定位,Mage蛋白的特性,Mage基因的作用。同时,总结了近年来Mage基因家族在临床方面的应用研究结果。     

Restin与转录因子的相互作用

Restin是从维甲酸诱导分化的白血病细胞中克隆的一种黑色素瘤相关抗原家族基因, 对细胞增殖具有抑制作用. 由于该基因定位于细胞核, 且其同源基因Necdin(神经细胞生长抑制因子)与转录因子p53和E2F1具有强烈的相互作用, 推测Restin也可能作用于某种转录因子. 为此, 克隆了转录因子p53, AP1, ATF和E2F, 研究Restin与这些转录因子的相互作用. 结果发现Restin与ATF3表现出强烈的相互作用. ATF3是细胞应激反应中非常重要的转录因子, 推测Restin对细胞增殖的抑制作用可能与ATF3活性的抑制有关.     

番茄WOX转录因子家族的鉴定及其进化、表达分析

WUSCHEL相关的同源异型盒(WUSCHEL-related homeobox,WOX)是一类植物特异的转录因子家族,具有调控植物干细胞分裂分化动态平衡等重要功能。本研究利用番茄(Solanum lycopersicum)基因组数据,通过建立隐马尔科夫模型并进行检索,鉴定了番茄10个WOX转录因子家族成员。多序列比对发现,番茄WOX转录因子家族成员具有高度保守的同源异型结构域;以拟南芥WOX转录因子家族成员序列为参照,通过邻接法、极大似然法、贝叶斯法重建了系统发育树,三者呈现出类似的拓扑结构,番茄和拟南芥WOX转录因子家族共25个成员被分为3个进化支(Clade)和9个亚家族(Subgroup);利用MEME和GSDS对WOX转录因子家族成员的蛋白保守结构域和基因结构进行了分析,同一亚家族内的WOX转录因子家族成员的保守结构域的种类、组织形式以及基因结构具有高度的一致性;利用Perl和Orthomcl对家族成员的染色体定位和同源性关系进行分析,结果表明串联重复的SlWOX3a和SlWOX3b可能来源于一次复制事件;利用番茄转录组数据和qRT-PCR进行表达分析,结果显示家族成员在不同组织中的表达存在差异,暗示了WOX家族的不同成员在功能上可能具有多样性。本研究对番茄WOX转录因子家族成员进行GO(Gene Ontology)注释和比较分析,结果表明该家族成员作为转录因子,可能在组织器官发育、细胞间通讯等过程中发挥作用。     

海岛棉类黄酮代谢通路相关基因的克隆及序列分析

本研究以前期的转录组和荧光定量筛选为基础,以海岛棉品种06-146为材料,通过RT-PCR克隆海岛棉类黄酮代谢通路关键基因。利用在线软件分析相关蛋白的理化性质及功能结构域,并比较相关蛋白在不同物种之间的同源,构建相关蛋白的系统发育进化树。分析表明GbCHI、GbDFR和GbTT7的CDS全长分别为681 bp、1 020 bp和1 593 bp。除GbTT7外,GbCHI和GbDFR为酸性蛋白。除GbCHI外,GbTT7、GbDFR均为稳定蛋白。GbCHI、GbDFR和GbTT7均为亲水蛋白。GbDFR,GbTT7在N端存在两个和一个跨膜区。Gb CHI属于查尔酮合酶家族。GbTT7属于细胞色素P450蛋白酶家族,GbDFR属于SDR家族,且这两个基因与水稻亲缘关系较近,与亚洲棉、雷蒙德氏棉和陆地棉亲缘关系较远,推测与海岛棉枯萎病抗性相关,为类黄酮代谢通路关键基因在海岛棉抗病育种中的应用提供理论依据。     

百脉根LjCYC1基因克隆及其蛋白核定位

通过筛选百脉根(Lotus 7aponicus)基因组文库,克隆了LjCYC1(Lotus japonicus Cycloidea-like1)基因.L7CYC1是金鱼草(Antirrhium)CYC (Cycloidea)基因的同源基因,CYC属于TCP[TBl(teosinte branchedl),CYC,PCFs(PCFl and PCF2)]基因家族,编码转录调控子控制金鱼草花的对称性.基因组序列分析表明,LjCYC1的开放阅读框(ORF)由两个外显子和一个内含子组成,其cDNA编码的LjCYC1蛋白包含了370个氨基酸.蛋白序列分析显示,LjCYC1包含一个TCP结构域和一个R结构域,属于TCP结构域蛋白家族的CYC/TBl亚家族;LjCYCl氨基酸序列与CYC相比,一致性和相似性分别为39.0%和42.6%.不同长度的LjCYCl-cDNA与报告基因GUS融合后,通过粒子轰击(particle bombardment)方法在洋葱表皮细胞瞬时表达融合蛋白,观察到包含了TCP结构域的融合蛋白能够进行细胞核定位,提示LjCYCl可能作为转录因子行使功能;TCP结构域自身不能完成核定位过程,还需要结构域两侧旁邻氨基酸序列的协助.     

滇龙胆甲羟戊酸激酶基因的克隆与表达分析

甲羟戊酸激酶是甲羟戊酸途径的关键酶。根据滇龙胆转录组甲羟戊酸激酶基因Gr MK序列,设计一对基因特异性引物克隆该基因,并进行序列分析;构建原核表达载体p GEX-4T-1-Gr MK,转入大肠杆菌Rosetta(DE3),重组蛋白在37℃、1.0 mmol/L IPTG诱导下成功表达。生物信息学分析结果表明,Gr MK蛋白为甲羟戊酸激酶家族成员,具有MK蛋白保守结构域:乳糖激酶/高丝氨酸激酶/甲羟戊酸激酶/磷酸甲羟戊酸激酶(GHMP kinase)N端结构域、C端结构域和ATP结合结构域;Gr MK与长春花Cr MK亲缘关系最近.原核表达结果表明,融合蛋白相对分子质量与推断大小一致。组织特异性表达分析结果表明Gr MK基因主要在根中表达.这些结果为Gr MK蛋白结构和功能的研究奠定基础。     

多主棒孢菌调控致病性相关基因CCK1的克隆及生物信息学分析

采用同源克隆、SEFA-PCR和RT-PCR技术克隆获得了多主棒孢菌(Corynespora cassiicola)CCK1基因的DNA和cDNA.生物信息学分析表明,该基因DNA和cDNA全长分别为2 710 bp和1 065 bp,编码区含4个内含子(长53、54、50和56bp),推测编码354个氨基酸,其分子量约40.98 kD,等电点(pI) 6.43.从GenBank搜索相似蛋白和构建进化树发现,CCK1与多个丝状真菌调控致病性相关的PMK1类MAPK蛋白聚为一类,且含1个参与双重磷酸化作用的MAPK蛋白激活域TEY和1个Ser/Thr蛋白激酶保守结构域.推测CCK1基因可能参与调控C.cassiicola菌丝生长、产孢和致病性等.     

同源异形基因浅说

同源异形基因是决定果蝇体节形成的发育基因,其同源异形盒子编码同源异形结构域蛋白,在进化上极为保守,从低等到高等动物的基因组中都有存在。其表达具严格的时、空特异性,可控制细胞的分化状态及表型,推测可能是通过对其他基因的调节而发挥作用。最近表明线虫及哺乳类细胞中的转录因子也具有同源异形蛋白,初步证明它们也是转录因子,这对解释同源异形蛋白的功能、探索基因表达的调节机制有重要意义。     

小麦TaDRLea3 2基因的克隆及胁迫诱导表达分析

胚胎发育后期丰富蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA蛋白) 是植物体中广泛存在的一类与渗透调节相关的家族蛋白,植物受非生物胁迫会大量表达。该研究采用同源克隆技术,从干旱诱导的小麦品种‘郑引1号’ (Triticum aestivum L.)中获得1个新的LEA3家族基因（ TaDRLea3 2）,该基因全长668 bp,编码区为570 bp,编码189个氨基酸。生物信息学分析表明该蛋白为亲水性蛋白,二级结构以α 螺旋为主,含有9个由11个氨基酸组成的保守结构域,为典型的LEA3蛋白,存在3个磷酸化位点,无信号肽结构域及跨膜结构域,可能定位于细胞质中;实时定量PCR结果表明, TaDRLea3 2基因受干旱、高盐、低温诱导表达,同时也受外源ABA诱导,推测 TaDRLea3 2为ABA依赖型 LEA3基因,以不同机制参与小麦对非生物胁迫的应答过程,为深入分析小麦LEA3家族蛋白的抗逆机制奠定了基础。     

猕猴桃Aux/IAA基因家族的鉴定与表达

在猕猴桃全基因组范围内鉴定生长素/吲哚乙酸(Aux/IAA)基因家族,利用生物信息学方法分析其理化性质、结构特征及共线性关系等,并采用实时荧光定量PCR分析Aux/IAA家族基因在不同组织及部分家族成员在外源激素胁迫下的表达模式,为揭示该家族基因在猕猴桃发育过程中的功能奠定基础。结果表明:(1)猕猴桃基因组含有50个Aux/IAA家族基因,编码氨基酸序列介于125~391 aa,蛋白分子量介于14.06~42.48 kD,等电点介于4.33~9.51;Aux/IAA家族基因不均匀的分布于21条不同染色体上,且分布最多的23号染色体上含有11个基因;聚类分析将其分为9个亚族。(2)大部分Aux/IAA家族基因含有4个不同的保守结构域,多数成员均含有Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ结构域,部分基因缺失Ⅰ结构域;基因结构分析表明该家族基因包含1~5个内含子;基因组内序列分析发现该家族基因含有23对重复基因对,包括20对片段重复和3对串联重复;与拟南芥的组间共线性分析发现有36个基因与拟南芥基因存在共线性关系。(3)亚细胞预测显示该家族基因大部分定位于细胞核;启动子顺式作用元件分析发现该家族启动子包含光、激素以及响应生物与非生物胁迫等相关作用元件。(4)实时荧光定量PCR分析表明,Aux/IAA家族基因有组织表达特异性,各成员对外源激素响应的时间和强度不同,绝大多数基因在激素处理的早期下调表达,而AcIAA1a和AcIAA18a相对表达量呈现上调表达,响应模式的差异也说明了Aux/IAA家族各个基因在调控猕猴桃发育过程中功能上的差异性。研究认为,猕猴桃Aux/IAA家族基因具有功能多样性,且存在基因复制现象的基因部分表现出组织表达模式相似性,推测在功能上可能有冗余,在进化过程中该基因可能受到环境胁迫而导致序列的缺失或基因复制。     

猪小窝蛋白1（caveolin-1）的基因结构及在各组织中的表达分析

caveolin基因家族成员在基础细胞过程如细胞的形态调控、迁移以及肌肉细胞中基因的表达方面发挥着重要作用．本研究采用大白猪与广东蓝塘猪的背最长肌,利用mRNA差异显示技术对caveofin基因家族成员caveolin-1（Cav-1）进行了鉴定．同源分析结果表明,猪Cav-1蛋白的氨基酸序列中有一个caveolin结构域,并且该蛋白在不同物种间具有很高的保守性．RT-PCR分析发现,该蛋白在本实验所检测的猪心脏、肝、肾、大脑、脾、肺、背最长肌和背膘等8个部位组织中均有表达,其中背膘表达量最高．采用实时荧光定量PCR,首次证实该蛋白在蓝塘猪与大白猪的背膘及背最长肌中的表达量存在极显著与显著性差异,该结果表明Cav-1基因可能是一个胴体性状的候选基因．同时也说明,利用猪作为研究小窝蛋白在脂肪沉积中信号传导机制的动物模型将为未来研究提供非常有价值的信息．     

硝基还原酶结构域蛋白1在大鼠睾丸组织中特异性高表达在人类睾丸癌中表达下调

通过克隆分离鉴定得到大鼠硝基还原酶结构域蛋白1(rNOR1),发现rNOR1 cDNA含有1 418 个碱基,编码含379个氨基酸残基的rNOR1蛋白．rNOR1与人类NOR1 (hNOR1)和小鼠NOR1 (mNOR1)的同源性分别为89% 和93%,这三种同源蛋白都含有OSCP1家族的保守结构域．rNOR1基因在大鼠睾丸中选择性高表达,而且与之同源的人类hNOR1也选择性高表达于睾丸中．通过免疫组化检测人类不同睾丸癌中的hNOR1蛋白表达,发现hNOR1蛋白在非癌变睾丸组织和胚胎性癌组织中高表达,而在精原细胞癌和分化型非精原细胞癌(畸胎瘤,卵黄囊瘤)中低表达．这些数据表明,hNOR1可能是一种睾丸选择性表达基因,睾丸癌hNOR1表达的改变或许可以帮助我们阐明hNOR1蛋白在生殖细胞系肿瘤发生中的功能．     

水稻SDG736抑制拟南芥FLC表达调控开花时间

130～150个氨基酸组成SET (Su (var) 3-9, Enhancer-of-zeste, Trithorax)结构域构成了组蛋白赖氨酸甲基转移酶特异性催化位点。SET结构域蛋白在进化上高度保守,广泛调控植物的生长发育。进化分析结果显示水稻SET结构域家族成员可分为7个不同的亚家族(KMT1, KMT2, KMT3, KMT6, KMT7, S-ET和RMT)。KMT3亚家族可能涉及开花调控或花的发育,其中包含5个拟南芥基因和5个水稻同源基因。拟南芥SDG4通过H3K4/K36甲基化的活性调控花发育,结果表明水稻同源基因SDG736超量表达,可促进拟南芥开花。对拟南芥开花途径相关的基因进行定量分析显示,超量表达的SDG736拟南芥植株中FLC基因表达量降低,而SCO1基因的表达量增加。     

龙眼WOX家族基因鉴定及在体胚发生早期的表达分析北大核心CSCD

为探究龙眼WUSCHEL相关的同源异型盒(WUSCHEL-related homeobox,WOX)家族基因的生物学功能与表达模式,该研究基于龙眼全基因组数据库对DlWOX家族成员进行鉴定与生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测验证其在龙眼体胚发生早期三个阶段以及在不同激素处理下的表达模式。结果表明:(1)共筛选出13个龙眼DlWOX家族成员,均为不稳定蛋白;亚细胞定位预测显示DlWOX定位于细胞核与细胞骨架上;进化树分析发现,DlWOX家族分为远古支、中间支和WUS(WUSCHEL基因是WOX家族中最先发现的基因)支。(2)基因结构分析发现,DlWOX内含子数在0~19个之间,其大部分的编码蛋白都含有基序motif1与motif2,部分成员含有特异的基序;DlWOX启动子顺式作用元件包含大量光与激素响应元件。(3)对DlWOX在龙眼不同组织部位及体胚发生早期的表达模式分析发现,该家族部分成员在龙眼叶片中高表达,DlWOX14.1、DlWOX14.2和DlWOX9A在胚性愈伤组织阶段(EC)高表达;qRT-PCR分析显示,大部分龙眼DlWOX家族成员响应茉莉酸甲酯(MeJA)和赤霉素(GA)的调控,除DlWOX6外,其余成员在GA与MeJA处理下均上调表达,其中DlWOX9A在GA和MEJA处理下表达量显著上调。研究发现,龙眼DlWOX9A转录组测序结果与qRT-PCR结果的表达量存在差异并且趋势也不完全相同,推测WOX家族在龙眼的整个体胚发生早期起着重要的作用,尤其是在GE阶段;龙眼DlWOX基因在进化过程中存在高度的保守性,部分DlWOX家族成员可能通过响应GA与MeJA激素在龙眼体胚发生过程中发挥作用。     

FHL1的结构和功能及其与疾病的关系

FHL（four and a half LIM domain）家族是含有4 个半LIM结构域的蛋白家族,现发现该家族由5 个成员,即FHL1、FHL2、FHL3、FHL4、FHL5 /ACT 组成,其表达具有组织特异性.它们通过LIM结构域与某些结构蛋白、激酶、转录调控因子等多种蛋白质相互作用,对某些基因的表达、细胞分化与发育、细胞骨架形成等发挥重要调控作用.FHL1（four and a half LIM domain 1）是FHL家族中表达最广泛的成员,尤其在骨骼肌和心肌中高表达.近年研究表明其参与某些病理过程,与心血管疾病、肌肉疾病、肿瘤疾病等相关.     

Oct-4/Sox-2 协同调控下游基因表达的分子机制

Oct-4属POU家族蛋白,是一类在动物早期胚胎发育过程中起重要作用的转录因子,参与维持细胞的全能性及未分化状态。Oct-4蛋白的主要结构特征为具有POU家族特有的保守结构域（POUS）和POU同源异型结构域（POUHD）,这两个结构域可与DNA上特定区域形成双向结合,进而对基因转录进行调控。Sox-2是另一种转录因子,其HMG结构域可结合在DNA的特定序列上,并可通过与Oct-4的POUs结构域之间的蛋白质．蛋白质相互作用形成POU／HMG／DNA三元复合体以调控下游靶基因的表达。文章就POU家族成员Oct-4和HMG-box家族成员Sox-2在动物早期胚胎发育中调控部分下游基因表达的分子机制进行了概述。     

小黑杨HD-Zip转录因子家族生物信息学及应答盐胁迫分析

HD-Zip转录因子基因是植物中特有的一类蛋白家族,在植物生长发育和逆境应答胁迫过程中发挥重要作用。HD-Zip转录因子基因是由高度保守的同源异型结构域（HD）和亮氨酸拉链域（LZ）结构域构成的特殊结构模型。杨树HD-Zip转录因子家族共有63个基因,可被分为HD-ZipⅠ、HD-ZipⅡ、HD-ZipⅢ和HD-ZipⅣ四个亚家族。本文利用RNA-Seq分析了盐胁迫条件下HD-Zip基因家族在小黑杨根、茎、叶等不同组织的基因表达差异,从转录组水平揭示其应答胁迫环境的分子机制,结果表明,盐胁迫下在叶中有25个HD-Zip基因下调表达,21个基因上调表达;茎中有42个基因下调表达,11个基因上调表达;根中有26个基因下调表达,24个基因上调表达。另外,本文根据拟南芥HD-Zip转录因子家族基因的已知功能,预测了杨树HD-Zip转录因子同源基因的功能,并利用生物信息学方法分析了杨树HD-Zip转录因子蛋白序列的保守结构域、氨基酸组成和理化性质等,为进一步研究杨树HD-Zip转录因子基因功能提供参考。     

维甲酸诱导基因Ⅰ研究进展

维甲酸诱导基因Ⅰ(RIG-Ⅰ),能在多种细胞中被不同的刺激诱导表达,是RNA病毒致天然免疫的重要调控因子.概述其发现、诱导、结构、功能、机理及同源蛋白等的研究现状,并展望相关动向.