基于电子克隆方法获得鸡MIBP全长cDNA

随着生物数据的急剧增长和计算机技术的快速提高,生物信息学这一新兴学科得到了前所未有的迅速发展,应用的领域越来越广。应用电子克隆技术来寻找未知新基因,就是生物信息学在全长新基因发现上的具体应用。电子克隆与其他发现全长基因的方法相比可以充分利用已有的数据库资源,避免大量的重复性劳动,节省时间和开支,加快新基因的发现。在鸡的大规模cDNA克隆测序的背景下,利用EST数据库比对,应用电子克隆技术来寻找鸡的末知新基因。并成功的预测了一个EST的全长cDNA序列物(947bp),同时对其进行了蛋白质水平的预测与分析,被步确定它编码206个氨基酸,其蛋白质序列与人肉整合素结合蛋白β1具有较高相似性(相似性为73%)。经RT-PCR扩增获得预期片断,测序鉴定,命名为ChickenMIBP。     

牛Irak-1基因的电子克隆及生物信息学分析

电子克隆提供了一种利用基因组数据库克隆新基因全长cDNA序列的策略。利用小鼠Irak-1基因编码序列(NM_008363)为种子序列进行电子克隆获得了牛Irak-1基因完整编码序列。然后,用生物信息学方法分析了该基因的结构,微卫星位点,密码子偏性和氨基酸的同源性等。结果表明:该基因cDNA全长2 645bp,无内含子,最大开放阅读框2 157bp,编码718个氨基酸,与小鼠的同源性为77%。     

牛Pbx-1基因的电子克隆及生物信息学分析

新基因全长cDNA序列很难获得,但电子克隆却提供了基因克隆的一种策略.利用小鼠Pbx-1基因编码序列(NM_183355)为种子序列进行电子克隆获得牛Pbx-1基因完整编码序列.然后,用生物信息学方法分析了牛的Pbx-1基因的结构,密码子偏性和氨基酸的同源性等.结果表明:该基因cDNA全长1 754 bp,无内含子,最大开放阅读框1 305 bp.编码434个氨基酸.预测其编码的蛋白分子量为47 189.5 Da,与小鼠的同源性为81%.     

人和大鼠自噬相关新基因WIPI- 3 的电子克隆和序列分析

目的：人和大鼠WIPI-3基因的电子克隆和序列分析。方法：综合运用基因电子拼接和比较基因组分析等生物信息学手段进行新基因的电子克隆和注释。通过拼接CR593190、NM 019613和BC00097 cDNA序列获得人WIPI-3 cDNA全长序列,通过拼接EST序列CB727439、CB737031、BF557312、BG663387和预测的CDS获得大鼠WIPI3基因的cDNA序列。结果：成功克隆了人和大鼠自噬相关新基因WIPI-3的cDNA,上述两个新基因序列均得到了人类基因组序列和EST序列的双重支持,另外经RT-PCR验证电子克隆的基因序列也是正确的,而且序列均已被GenBank收录,其编号分别为：AM182326和NM-001039587。其中,人WIPI-3基因修正了目前基因库中注释的WIPI-3序列,而大鼠基因则是国际上首次克隆,井被确定为参考序列。结论：基因电子拼接结合种属同源基因比较分析,可大大提高电子克隆的精确性,这种方法可有效用于新基因的克隆和注释。     

甘蔗ATP合酶基因的电子克隆及生物信息学分析

目的:运用电子克隆的方法获得甘蔗中的ATP合酶基因。方法:以小麦中一个ATP合酶基因为种子序列,对甘蔗的EST数据库进行搜索,应用相关软件进行聚类分析、拼接组装和延长。结果:获得一个ATP合酶基因SATPC1的cDNA序列全长,该序列长1 415bp,包含一个完整的1 077bp的ORF,编码358个氨基酸,且与水稻、玉米、高粱和葡萄等其他植物的ATP合酶具有高度的同源性。结论:电子克隆获得的cDNA序列为完整的甘蔗ATP合酶基因全长cDNA。     

多发性骨髓瘤细胞中一个新的Alu超基因家族成员的克隆与分析

根据Genebank收录的多发性骨髓瘤细胞株（ARH－77）表达上调EST AF497797设计引物,采用半定量RT－PCR证实了多发性骨髓瘤患者及正常人骨髓细胞中该expressed sequence tages(EST)存在表达差异。用EST AF497797作探针筛选人胚肾cDNA文库,获得cDNA克隆经测序并用生物信息学方法对该序列进行了初步分析。AF497797在多发性骨髓瘤患者骨髓中确有较高的表达,而在正常人骨髓细胞中低表达。获得的全长cDNA克隆序列长1248bp(Genebank登录号：AY094612）。生物信息学分析显示该片段全长cDNA编码44个氨基酸的蛋白产物且可能属于Alu家族成员。基因AY094612为一个在多发性骨髓瘤中表达上调的新基因,其改变可能与多发性骨髓瘤的发生与发展有关。     

日本鬼鲉毒腺cDNA表达文库的构建和初步分析

以海洋生物日本鬼鲉毒腺为材料,应用SMART^TM cDNA Library Construction技术,构建以真核表达载体pcDNA3.0为基础的日本鬼鲉毒腺cDNA表达文库.通过对文库克隆的序列测定和初步生物信息学分析,获得94个日本鬼鲉毒腺新表达序列标签（ESTs）,其中已确定全长cDNA的克隆有35个,包括溶细胞素基因、类短链神经毒素蛋白、C型凝集素、巨噬细胞迁移抑制因子、致病相关基因等,这些基因在日本鬼鲉中绝大多数为首次发现.日本鬼鲉毒腺cDNA表达文库的成功构建,为深入研究日本鬼鲉毒腺的组分及其分子作用机理奠定了基础.     

大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的电子克隆及生物信息学分析

利用电子克隆方法获得大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因(IPI)的cDNA序列,并采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的一般理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行了预测和分析。结果表明,大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的cDNA序列全长1384bp,包含一个906bp的ORF,编码301个氨基酸。大豆IPI酶为一亲水性的非分泌蛋白,α-螺旋和无规则卷曲是其主要的二级结构,该酶定位于叶绿体。     

白皮黄瓜鲨烯合酶基因cDNA克隆及生物信息学分析

为认识葫芦科植物中葫芦素生物合成途径所需鲨烯合酶基因结构特征,克隆白皮黄瓜鲨烯合酶(squalene synthase,SS)基因c DNA并进行生物信息学分析。根据葫芦科植物绞股蓝、罗汉果、红花栝楼等的鲨烯合酶基因cDNA序列,设计白皮黄瓜鲨烯合酶引物,分别采用3'RACE和5'RACE技术扩增鲨烯合酶基因3'端和5'端。获得白皮黄瓜鲨烯合酶基因的两个cDNA克隆,命名为CsSS1和CsSS2,其cDNA序列全长分别为1 627 bp和1 534 bp,都编码417个氨基酸残基,分子质量为47.6 k D。成功克隆得到白皮黄瓜鲨烯合酶基因全长cDNA序列并对其进行序列分析,后续可用于葫芦素生物合成途径所需鲨烯合酶基因正选择位点功能分析。     

金钱鱼毒腺cDNA表达文库的构建及EST序列分析

以金钱鱼 (Scatophagusargus)毒腺为出发材料 ,构建以真核表达载体pcDNA3 0为基础的金钱鱼毒腺cDNA表达文库 .应用SMARTTM cDNALibraryConstruction技术和生物信息学分析等方法 ,通过对文库克隆的序列测定和初步生物信息学分析 ,获得了 2 0 1个金钱鱼新表达序列标签 (ESTs) ,其中已确定全长cDNA的克隆有 2 7个 ,包括多个核糖体大小亚基蛋白 (ribosomalprotein)、细胞凋亡相关蛋白 (programmedcelldeath 10 ) ,G蛋白信号调控子 (Gproteinsignalingregulator)、胸腺素(thymosinbeta 4 )、延伸因子 (translationelongationfactor 1 alpha)和泛素 (ubiquitin)等 .金钱鱼毒腺cDNA表达文库的成功构建 ,为研究金钱鱼毒腺的活性组分及其作用机制奠定了基础 ,也是分离新基因不可多得的重要资源     

基于PC/Linux的核酸序列电子延伸系统的构建及其应用

新基因全长cDNA序列的获得常常是分子生物学工作者面临的难题。人类基因组计划及其相关计划的实施导致了大量表达序列标签(EST)的产生。利用一定的生物信息学算法,这些EST序列往往可用来对新基因片段进行延伸。采用Linux操作系统,利用Blast软件和Phrap软件以及EST数据库在微机上构建了EST序列的电子延伸系统,并对来自于人胎肝的11386条EST序列和511条插入片段全长cDNA序列进行了电子延伸,结果显示8373条EST序列和389条插入片段全长cDNA序列得到了程度不等的延伸,部分结果通过RACE实验得到证实。该套系统可高效地、规模化进行EST序列的延伸,可为通过实验获得新基因全长cDNA序列提供重要线索。 Abstract:Normally it is difficult to obtain full-length cDNA sequence of novel genes.More and more expressed sequence tags(ESTs) have been obtained since the start-up of human genome project.Powerful system is badly needed for data mining on these EST sequences.Based on a personal computer coupled with Linux operating system and EST database,the Blast software and Phrap software were used to construct a platform for in silico elongation of ESTs in our lab.The performance was tested using 11386 EST sequences and 511 partial-length cDNA sequences.Results demonstrated that 8373 EST and 389 cDNA sequence were elongated using this system.Thus the platform seems to be a fast way for full-length cDNA sequence cloning of new genes.     

水稻葡萄糖-6-磷酸脱氢酶cDNA的电子克隆

电子克隆是基因克隆的新策略,以小麦胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶cDNA(Tagpdl克隆）序列为信息探针,在GenBank水稻nr数据库中找到高度同源的水稻基因组序列,通过人工序列拼接及RT-PCR确认得到了水稻该基因的全长cDNA序列,命名为OsG6PDH,OsG6PDH与小麦Tagpdl克隆的DNA一致率为88％,推导的氨基酸序列与小麦,番茄,烟草的胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶基因的一致率分别为89％,79％,80％,经RT－PCR表达谱分析,OsG6PDH在水稻幼穗,胚,根,叶中都有表达,在幼穗与根中表达略高,另外,讨论了利用水稻基因组信息的电子克隆方法克隆水稻功能基因的可行性。     

甘蔗细胞色素P450还原酶基因的电子克隆与分析

旨在为甘蔗细胞色素P450还原酶基因的实验克隆、功能鉴定及其应用提供参考。本研究以甘蔗类似细胞色素P450还原酶基因的EST序列CF576130.1为探针,在甘蔗EST数据库中进行检索,并基于电子克隆技术获得了甘蔗细胞色素P450还原酶基因（Cytochrome P450 reductase）的一条cDNA全长序列,命名为ScCYP450。采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、亚细胞定位、跨膜结构域、疏水性/亲水性、高级结构及功能域等方面进行预测和分析。结果表明该基因全长1 821 bp,包含一个744 bp的开放阅读框,编码247个氨基酸,该基因编码蛋白定位于细胞内质网（膜）,为可溶性碱性蛋白,不存在信号肽,二级结构原件多为无规卷曲,含有多个保守功能域,主要功能为辅酶因子生物合成和翻译功能。     

牛RHOQ基因的电子克隆与生物信息学分析

利用电子克隆技术获得牛RHOQ基因cDNA序列,采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行预测和分析。结果表明,牛RHOQ基因的cDNA序列全长1 517 bp,包含1个618 bp开放阅读框,编码205个氨基酸;其编码蛋白属疏水性蛋白,不存在信号肽及跨膜结构,定位于分泌系统囊泡;二级结构主要以无规则卷曲和α-螺旋为主。牛RHOQ基因编码蛋白可能具有生长因子功能,可能在神经再生和突触延伸过程中起重要作用。     

甘蔗细胞色素C基因的电子克隆与分析

以甘蔗类似细胞色素C的EST序列CF576943.1为探针,通过电子克隆技术获得了甘蔗细胞色素C基因（Cytochrome C,Cyt C）的一条cDNA全长序列,命名为ScCyt C.用生物信息学方法对该基因氨基酸序列与组成、亚细胞定位、跨膜区与信号肽、疏水性/亲水性、蛋白质二、三级结构以及功能等进行分析与预测.结果表明：Cyt C基因全长1 073 bp,编码112个氨基酸,该基因位于细胞质,为非分泌型蛋白,无规卷曲为主要二级结构原件,含有1个保守功能域,主要功能为翻译并且在不同植物中具有高度保守性.电子表达分析结果显示,该基因在甘蔗各个组织均有表达,其中在茎和根中的表达量比其他组织类型中表达量高,此外,该基因的表达可能受到低温的调控.为甘蔗细胞色素C基因的结构及其功能的研究奠定了一定的基础.     

油菜蔗糖转化酶基因的电子克隆和生物信息学分析

运用电子克隆技术获得油菜中一个蔗糖转化酶基因eDNA序列,同时根据此段序列设计引物以油菜eDNA为模板进行扩增。经测序得到证实。采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、基本理化性质、跨膜结构域、信号肽导肽、疏水性／亲水性、二级结构、亚细胞定位等方面进行了预测和分析。结果表明：该基因eDNA序列长度为2150bp,包含一个1779bp开放阅读框,编码592个氨基酸;该编码蛋白含有蔗糖转化酶的多个典型的保守结构域。同源比对分析显示,该基因编码的氨基酸序列与拟南芥等植物的蔗糖转化酶基因具有高度的相似性,进一步确定该蛋白为蔗糖蛋白酶。研究结果为该基因进一步的实验克隆,表达分析,功能鉴定奠定基础。     

Subtraction of cap-trapped full-length cDNA libraries to select rare transcripts

The normalization and subtraction of highly expressed cDNAs from relatively large tissues before cloning dramatically enhanced the gene discovery by sequencing for the mouse full-length cDNA encyclopedia, but these methods have not been suitable for limited RNA materials. To normalize and subtract full-length cDNA libraries derived from limited quantities of total RNA, here we report a method to subtract plasmid libraries excised from size-unbiased amplified lambda phage cDNA libraries that avoids heavily biasing steps such as PCR and plasmid library amplification. The proportion of full-length cDNAs and the gene discovery rate are high, and library diversity can be validated by in silico randomization.