梭梭Na+/H+逆向转运蛋白基因克隆及分析

采用RT-PCR、RACE方法从超旱生、耐盐植物梭梭中扩增出Na+/H+逆向转运蛋白基因的开放阅读框架,其核苷酸序列长1 683bp,推测的氨基酸序列全长为560个氨基酸残基。含有多个物种Na+/H+逆向转运蛋白基因的高度保守序列氨氯砒嗪脒的结合位点(LFFIYLIPPI)。序列一致性分析结果显示,该cDNA片段与同科植物NHX基因的一致性为70%～80%,但与不同科植物的一致性较低,仅为60%,表明该基因在进化上存在多样性,但它们都具有氨氯砒嗪脒结合位点,对Na+具有高度专一性,对植物的耐盐性起着重要作用。     

观赏羽衣甘蓝BoDFR基因的克隆及表达分析

为揭示羽衣甘蓝二氢黄酮醇4 还原酶 (DFR)基因调控花青素合成的功能,该研究对不同叶色羽衣甘蓝的叶片花青素含量进行测定,根据结球甘蓝DFR序列信息,利用 RT PCR 技术克隆羽衣甘蓝BoDFR基因并进行实时荧光定量表达分析。结果表明: BoDFR的cDNA全长为1 158 bp,编码385个氨基酸,其蛋白相对分子质量为42 925.06 Da,预测亚细胞定位为细胞质;蛋白质二级结构分析表明α 螺旋和无规则卷曲为DFR 蛋白的主要二级结构元件。序列比对显示 DFR 蛋白具有 NADPH 结合位点和底物结合位点,属于NADB Rossmann 超基因家族。系统进化分析表明,BoDFR与结球甘蓝(Brassica oleracea var. capitata)DFR亲缘关系最近。花青素含量测定显示,紫叶羽衣甘蓝叶片中花青素含量最高,粉叶羽衣甘蓝含量较高,而白叶羽衣甘蓝叶片中检测不到花青素。实时荧光定量 PCR 分析表明,BoDFR基因表达量与花青素含量高低一致,其中紫叶羽衣甘蓝叶片中BoDFR基因的表达量最高,而白叶羽衣甘蓝心叶中仅微量表达。     

黄瓜 CsCCD7 基因的克隆及表达研究

使用RACE技术克隆黄瓜(Cucumis sativus L.)腋芽生长抑制基因并进行生物信息学和半定量RT-PCR分析。结果表明：从黄瓜腋芽中成功克隆了拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtCCD7/MAX3同源基因,命名为CsCCD7(GenBank登录号：HQ005419);CsCCD7基因序列含有1665 bp的开放阅读框(ORF),编码554个氨基酸;编码的蛋白质命名为CsCCD7,隶属于CCD蛋白家族成员,蛋白质的二级结构和三级结构预测显示其富含β折叠和β转角以及无规卷曲,是不稳定蛋白。CsCCD7在根中的表达量最高,在多分枝、矮化黄瓜D0462中的表达量最低,这说明CsCCD7蛋白可能参与调控植物分枝信号的转导及分枝相关基因的表达调控。     

共表达PDI1、MDH1和HAC1基因对重组毕赤酵母分泌表达葡糖氧化酶的影响

葡糖氧化酶(GOD)可催化葡萄糖生成过氧化氢和葡萄糖酸,在工业上被广泛应用。在构建的一株整合多拷贝GOD基因且含有HAC1表达单元的重组毕赤酵母G/GMH1的基础上,共表达分子伴侣二硫键异构酶基因PDI1和苹果酸脱氢酶基因MDH1,考察PDI1、MDH1基因与HAC1共表达后对GOD分泌表达的影响。这些基因共表达后对重组菌的生长无明显影响。PDI1和MDH1分别与HAC1共表达后,重组菌G/GMH1-PDI1和G/GMH1-MDH1的胞外GOD产量达到11 731. 9U/g DCW和1 1047. 6U/g DCW,比出发菌提高了17. 3%和10. 4%,前者达到了目前所报道摇瓶培养的最高单位菌体酶活水平。而三基因共表达重组菌G/GMH1-PDI1-MDH1的GOD产量略有下降。在所构建的菌株中,GOD基因的转录水平仅在G/GMH1-PDI1-MDH1中略有提高,与酶产量的提高无直接关系。与出发菌相比,共表达基因的转录水平在新构建的菌中有不同程度的升高,说明这些基因被成功转录。PDI1和MDH1基因转录在G/GMH1-PDI1和G/GMH1-MDH1中分别被上调,可能与GOD产量提高有关。虽然GOD、HAC1、PDI1和MDH1基因在G/GMH1-PDI1-MDH1中均被上调,但并未促进酶产量的提高。     

枸杞LbSPL6基因的克隆及表达分析

从实验室前期对枸杞(Lycium barbarum L.)花发育过程转录组测序结果推测,枸杞Squamosa启动子结合蛋白(Squamosa promoter binding protein-like, SPL)转录因子可能在枸杞花发育过程中发挥重要功能。该研究以宁夏特色植物资源枸杞为材料,采用RACE方法克隆LbSPL6基因,通过生物信息学及基因表达分析对该基因进行初步研究。结果表明:(1)成功克隆获得LbSPL6基因,其开放阅读框全长1 524 bp,编码507个氨基酸,分子量为55.34 kD;序列分析表明LbSPL6蛋白中包含3个保守基序,且氨基酸序列与茄科植物同源蛋白的氨基酸序列高度相似。(2)qRT-PCR分析证实,LbSPL6基因在枸杞花器官中表达,并且在花药发育的四分体时期及单核花粉时期表达量较高;亚细胞定位实验证明,LbSPL6蛋白定位于细胞核中。该研究结果为进一步研究枸杞LbSPL6转录因子在花发育过程中的功能和作用机制奠定了基础。     

CRISPR/Cas系统递送技术及其应用研究进展

基于CRISPR/Cas的基因编辑系统是近年来研究发展最重要的生物技术之一,其在基因编辑、核酸成像、转录调控、基因检测与疾病诊断、动物模型建立、农作物改良等领域均有十分广泛的应用.本文主要介绍了CRISPR/Cas基因编辑技术的背景与发展历程,梳理了包括纳米载体在内的各类递送技术,总结了该技术应用于疾病治疗的临床前和临床研究进展,简述了CRISPR/Cas在其他更广泛领域的应用,并就该技术面临的挑战、发展趋势和应用前景做了展望.     

携带IL-2/NK4双基因减毒沙门氏菌TPIN的遗传稳定性研究

对携带IL-2/NK4双基因减毒沙门氏菌TPIN的遗传稳定性进行研究。将TPIN连续传40代,取10代、20代、30代、40代菌落进行鉴定,包括菌落和菌体的形态、质粒的纯度和浓度、目的基因片段、双酶切结果及转染人肝癌细胞(HepG2)后目的基因体外表达活性。结果表明,每10代的菌落和菌体形态一致,其所含质粒的纯度和浓度在传代过程中无明显变化,PCR扩增的目的基因条带大小一致,双酶切鉴定结果正确,转染HepG2细胞后,每代间所表达目的蛋白浓度无明显差异。TPIN作为消化道肿瘤的生物治疗药物,在遗传方面有较好的稳定性,可进一步进行大量生产。     

F-plasmid gene srnB+ complements the function of the S gene of phage lambda

Abstract The srnB ⁺ gene located on the F plasmid was assayed for its capacity to facilitate the release from infected cells of phage λ lacking the usual lytic activity. The srnB ⁺ plasmid pOY54, carrying the 1.4–2.5F fragment in the Eco RI- Bam HI fragment of pBR322, induced bacteriolysis and the release of progeny phage of the λcI 857 susS 7 lysogen in the presence of rifampin at 42°C. An srnB 1 mutant plasmid, pOY541, did not promote bacteriolysis. These results suggest that the srnB ⁺ gene of the F plasmid complements the function of the λ S gene in the nonpermissive host strain.     

In vitro catalytic activities of DNA/RNA chimeric hammerhead ribozymes against AML1-MTG8 mRNA, a fused gene transcript in acute myeloid leukemia with t(8;21)

In order to design the best construct for therapeutic hammerhead ribozymes against AML1-MTG8, the t(8;21)-associated fusion mRNA of acute myeloid leukemia, we synthesized DNA/RNA chimeric ribozymes directed to the area adjacent to the fusion point between AML1 and MTG8. Catalytic efficiency and fusion gene specificity of ribozymes were examined by kinetic studies of the cleavage reactions of AML1-MTG8, AML1, and MTG8 RNAs transcribed in vitro. Ribozyme 2 (Rz2) specifically cleaved AML1-MTG8 RNA at three nucleotides downstream of the fusion junction with high efficiency. The highest cleavage efficiency was achieved by Rz4.3, which targeted non-contiguous sequences and cleaved at 19 nucleotides downstream of the fusion junction. Rz4.3 also cleaved MTG8 RNA but the cleavage efficiency was three orders of magnitude lower than that for AML1-MTG8 RNA. Therefore, Rz4.3 and Rz2 are the proper ribozymes for in vivo application to modulate gene expression of the AML1-MTG8.     

Hedgehog and patched gene expression in adult ocular tissues

We analysed the expression of members of the hh gene family in adult ocular tissues of newt, frog and mouse by RT-PCR method. Shh displayed restricted expression in the neural retina that was conserved in each species analyzed. X-bhh, X-chh and mouse Ihh were detected in the iris and in the retinal pigment epithelium, while mouse Dhh was detected additionally in the neural retina and faintly in the cornea. We also found that two types of ptc genes, potential hh targets and receptors, were expressed in these tissues, suggesting the presence of active hh signalling there.     

茶树CsNCED2基因的克隆和表达分析

该研究以铁观音茶树品种叶片为材料,通过RT-PCR技术,克隆了茶树脱落酸(ABA)合成途径关键限速酶——9-顺式环氧类胡萝卜素裂解双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)基因的全长cDNA序列。该基因cDNA全长1 931bp,包含1 821bp完整开放阅读框,共编码606个氨基酸残基。NCBI同源分析结果表明,与葡萄VvNCED2相似性最高(78%),命名为CsNCED2(NCBI登录号:MF765770)。氨基酸序列分析显示,其具有NCED家族的FLNO2258保守结构域,以及MIAHPKxDP和HDFAITE保守结构域序列;在保守区存在4个Fe2+活性组氨酸结合位点,N-端含有叶绿体转运肽。实时荧光定量PCR分析表明,CsNCED2基因在铁观音叶、茎和花中表达量较高;白茶萎凋和乌龙茶做青均可以诱导CsNCED2基因显著上调表达;除干旱胁迫抑制CsNCED2表达外,ABA和低温胁迫均能够诱导CsNCED2基因显著上调表达。表明CsNCED2基因在茶树ABA合成代谢以及胁迫响应中发挥重要作用。     

H2O2诱发人成纤维细胞衰老样变化的基因表达谱

以50 μmol/L H₂O₂作用体外培养的人胚肺二倍体成纤维细胞4次,使之出现不可逆的衰老表型.提取年轻细胞及H₂O₂处理早老细胞的mRNA,以荧光物Cy3标记年轻细胞cDNA,Cy5标记H₂O₂处理的细胞cDNA,并与点有4 096条人类基因的芯片杂交,利用计算机数据处理判断基因是否存在表达差异.结果显示：有123种基因的表达变化较显著,这些基因参与细胞周期进程、细胞代谢及蛋白质修饰、细胞外基质及细胞骨架蛋白的形成和调节、炎症反应、调节受体酪氨酸蛋白激酶和G蛋白耦联受体信号转导.     

丽江白雪茶化学成分的研究

核酮糖1,5￣二磷酸羧化酶/加氧酶是光合碳同化作用的关键酶,它对调节铁皮石斛Rubisco活性和光合速率具有直接的作用,对其进行基因等方面的研究,会对改变植物光合速率打下良好基础。该研究以一年生铁皮石斛叶片为材料,采用 RT￣PCR和 RACE技术成功克隆了Rubisco活化酶( RCA)基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明：RCA基因全长1730 bp,命名为RCA2( GenBank登录号KT205842),其中5′￣UTR 81 bp、3′￣UTR 326 bp,开放阅读框1323 bp,编码440个氨基酸,分子质量为48.53 kDa,等电点为6.19,包含P￣loop NTPase超家族基因结构。氨基酸多重序列比对发现RCA2核苷酸序列与蝴蝶兰的相似性高达87％。 RCA2编码蛋白为亲水性蛋白;亚细胞定位于叶绿体基质;蛋白质二级结构分析,α螺旋占30.68％,延伸链占25.45％,不规则折叠占43.86％。 RCA2编码蛋白质的功能预测发现,RCA2在中间代谢起到了一个非常重要的角色。该研究发现对铁皮石斛光合作用关键酶Rubisco 的分析可为其光合作用特性的发掘提供理论基础,并为提高温室大棚栽培效率提供理论依据。     

基于CRISPR/Cas9技术的基因敲入/敲除策略

成簇的规律间隔性短回文序列(CRISPR)基因编辑系统,因其设计简单操作方便和无种属限制,已成为一种广泛应用的基因组定点编辑工具,在复杂的基因组编辑,例如基因的人源化改造以及条件等位基因的构建中有所应用。在自然界中,CRISPR系统拥有多种类别。其中,CRISPR/Cas9系统是研究最深入、应用最成熟的一种。本文针对CRISPR/Cas9系统,分别从基因敲入/敲除片段的大小、同源臂长短、构型即递送方式等技术环节进行综述,阐述不同设计及操作条件下由CRISPR/Cas9系统介导的基因敲入/敲除的效率差异。     

粘质沙雷氏菌几丁质酶基因ChiA克隆及生物信息学分析

通过生物信息学技术对Chi A基因序列进行分析预测,了解Chi A的基因结构及蛋白质性质。从自有菌株(粘质沙雷氏菌Serratia mareescens S68)中克隆到几丁质酶基因Chi A,利用相关软件对Chi A基因序列进行分析预测。Chi A基因全长1 714 bp,开放阅读框编码563个氨基酸,推测其编码的蛋白质分子量为60 983.8Da,等电点为6.35,是一种稳定的亲水性蛋白质。预测Chi A可能存在信号肽,切割位点在第23~24位氨基酸之间,1~23位氨基酸为其跨膜结构,其余肽链位于细胞外。Chi A主要存在3种二级结构元件,在二级、三级结构中都有体现。该Chi A是一种水溶性蛋白质,结构稳定且可以分泌到胞外。     

RNA/DNA嵌合分子介导的高效基因修复

本文介绍了RNA/DNA嵌合分子介导的高效基因修复技术。这一技术是1996年开始发展起来的全新技术,它通过人工合成的双链开环RNA/DNA嵌合分子转染细胞而使特定基因靶位点产生单碱基改变,从而修复突变基因。这一技术高效（目前最高可达50％以上）、特异性强、安全、无随机插入致变的危险、无免疫反应、无明显毒性,能够用于定点突变、基因敲除、动植物功能基因组学、药物遗传学等很多方面的研究,在不久的将来能够应用于人类基因治疗,具有很高的应用价值和医学前景。 Abstract：We introduce a new technique?targeted gene correction directed by chimeric RNA/DNA oligonucleotides which began at 1996.It uses synthetic double?stranded non?circular RNA/DNA chimeric oligonucleotides to transfect cells and make a single?based change at the targeted site of the target gene.It is highly efficient (the highest efficiency is more than 50％),highly special,safe,without danger of mutation caused by random insertion,without immune response,and without obvious toxicity.It can be used to make point mutation,or gene knock?out plants and animals,and is very likely to be used in human gene therapy in the near future.It is also valuable in the study of functional genomics,pharmacogenetics,and medicine.     

The transfer RNA genes in Oryza sativa L. ssp. indica

The availability of the draft genome sequence of Oryza sativa L. ssp. indica has made it possible to study the rice tRNA genes. A total of 596 tRNA genes, including 3 selenocysteine tRNA genes and one suppressor tRNA gene are identified in 127551 rice contigs. There are 45 species of tRNA genes and the revised wobble hypothesis proposed by Guthrie and Abelson is perfectly obeyed. The relationship between codon usage and the number of corresponding tRNA genes is discussed. Redundancy may exist in the present list of tRNA genes and novel ones may be found in the future. A set of 33 tRNA genes is discovered in the complete chloroplast genome of Oryza sativa L. ssp. indica. These tRNA genes are identical to those in ssp. japonica identified by us independently from the origional annotation.