SOST基因3'-UTR双荧光素酶报告载体构建及调控mRNA的鉴定

为构建SOST基因3'-UTR双荧光素酶基因报告载体,并通过检测荧光素酶活性,初步分析可能调控SOST基因表达的MicroRNA并鉴定,本研究利用PCR方法,根据SOST基因3'-UTR序列信息设计其扩增引物,以293T细胞基因组DNA为模板PCR扩增SOST基因的3'-UTR序列,将其克隆到Psi-CHECK2载体中形成双荧光素酶基因报告载体;运用在线miRNA靶预测数据库确定靶向SOST的miRNA;阳离子脂质体法将miRNA miminc、miRNA inhibitor与SOST3'-UTR Psi-CHECK2、mutSOST3'-UTR Psi-CHECK2载体分别共转染于常规培养的293T细胞中,然后检测荧光素酶活性,并与空白、阴性对照(NC)比较。结果表明:经酶切及基因测序验证,成功构建SOST3'-UTR Psi-CHECK2、mutSOST3'-UTR Psi-CHECK2载体;在线miRNA靶预测数据库预测到SOST基因可能是miR-218-5p的作用靶点;双荧光检测结果显示miR-218-5p miminc(0.09±0.03)较空白组(0.19±0.05)、NC组(0.19±0.02)荧光酶素活性下降(p0.01),miR-218-5p inhibitor (0.50±0.03)荧光酶素活性明显升高(p0.01),mutSOST3'-UTR Psi-CHECK2载体各组间均无差异(p0.01)。我们的研究表明,本研究成功构建SOST基因3'-UTR段Psi-CHECK2载体,初步证实miR-218-5p对SOST基因有调控作用。     

MDR1基因单靶点双荧光素酶报告基因系统的建立

目的通过构建以MDR1启动子为启动序列的双荧光素酶报告基因系统并进行活性分析,为MDR1基因表达的单靶点调控研究和逆转剂的筛选提供一种有效的方法。方法从HCT-8细胞中提取DNA并克隆含有MDR1基因启动子中Y—box序列。将该序列重组到萤光素酶报告基因载体pGL-3．Basic的启动区域中,从而构建报告基因载体pGL-MDR1。将pGL-MDR1和pRL-TK载体共转染到HCT-8和HCT-8／VCR细胞中。通过调节不同载体的比例来优化转染效率。利用MDRI基因激活剂（热诱导）和抑制剂（EGCG）等处理来分析其启动转录活性受外界因素的影响。结果通过直接测序法验证了pGL-MDR1含有MDR1基因启动子Y—box序列且没有出现碱基突变。在pGL-MDR1和pRL-TK的转染比例为5：5时,转染效率最高并具有最高的萤光素酶活性。通过MDR1基因激活处理后表现为时间依赖性地激活MDR1基因的表达,而MDR1基因抑制剂的作用则相反。结论MDR1启动子为启动序列的双荧光素酶报告基因系统建立成功。该系统不但可以用于研究活体生物发光成像和MDRI基因表达的机理,而且可用于单靶点的多药耐药抑制剂的筛选。     

采用双荧光素酶报告法验证乳腺癌中miR-155靶标

MiR-155与乳腺癌发生发展密切相关. 本研究以乳腺癌组织和血清中均显著高表达的miR 155为研究对象,利用TargetScan和PicTar预测miR 155的靶基因. 根据miR 155与靶基因结合的保守性、动力学及靶基因功能,筛选出miR 155的靶基因ACTA1（actin alpha 1, skeletal muscle）和CEBPB（CCAAT/enhancer binding protein beta）,并用双荧光素酶报告法验证. 将ACTA1和CEBPB的3′-UTR（3′-untranslated region）全长序列载入海肾荧光素酶基因的下游,并构建结合位点的突变序列,得到pRL-TK-Aw、pRL-TK-Am、pRL-TK-Cw、pRL-TK-Cm载体.不同海肾荧光素酶载体转染Bcap37乳腺癌细胞,同时转染miR-155及内参对照萤火虫荧光素酶载体pGL3-control. 根据不同转染的海肾荧光素酶表达活性,运用SPSS软件分析,结果显示,CEBPB是miR-155在乳腺癌中的直接靶基因（P< 0.05）. miR-155通过下调CEBPB影响乳腺癌的发生.     

水通道蛋白在细胞中的调控

水通道蛋白是一个具有跨膜运输水分子功能的蛋白家族．其功能受到细胞精细调控,以维持细胞正常的生理状态,水通道蛋白异常将导致相关疾病的发生。重点介绍水通道蛋白在细胞中的调控机理。     

盐穗木水通道蛋白基因的克隆与功能鉴定

非生物胁迫(如盐渍和干旱)会引起植物水分代谢的紊乱,导致植物细胞水分丧失,直接抑制植物的生长发育。研究水通道蛋白(aquaporins,AQPs)在非生物胁迫下对植物生理功能的影响十分重要。本研究利用RACE技术克隆获得一个盐穗木(Halostachys caspica)水通道蛋白家族亚类质膜内嵌蛋白(plasma intrinsic protein,PIPs)基因,命名为Hc PIP1。Hc PIP1基因全长序列为1 244 bp,包含858 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF)序列,编码285个氨基酸,分子量大小约为30.6 k D。q RT-PCR检测表明Hc PIP1在盐穗木根部的表达量显著高于同化枝中,盐胁迫诱导其上调表达。在酿酒酵母INVSc1中Hc PIP1的异源过表达显著提高了重组菌的耐盐能力;和野生型植株相比过表达Hc PIP1的拟南芥能够显著缓解渗透胁迫和离子胁迫对生长的抑制,并且根长明显比野生型的长。结果表明Hc PIP1在胁迫时能够通过增加根的生长以抵御胁迫的影响。     

低温压力下水通道蛋白1b(aqp1b)基因的表达及表观调控

水通道蛋白是(aquaporins,AQPs)介导水分子被动跨膜转运的内在膜蛋白。本研究发现在低温胁迫下斑马鱼胚胎成纤维细胞(ZF4)中aqp1b基因相对表达水平显著升高,为研究低温胁迫下斑马鱼水通道蛋白(aqp1b)基因的表达调控机制,采用染色质免疫共沉淀-实时荧光定量PCR(Ch IP-q PCR)法和甲基化DNA免疫沉淀-实时荧光定量PCR(Me DIP-q PCR)法,研究低温压力下ZF4细胞中aqp1b基因启动子区域组蛋白修饰和DNA甲基化水平的变化。Ch IP-q PCR分析表明:低温处理5 d后aqp1b基因启动子区域H3K4me3(激活性组蛋白修饰标志)修饰水平比对照组显著提高3.1倍(p0.05);而H3K27me3(抑制性组蛋白修饰标志)修饰水平比对照组显著降低2.1倍(p0.01)。Me DIP-q PCR分析表明:低温处理组aqp1b基因启动子区域甲基化水平比对照组显著下调7.3倍(p0.01)。研究表明,低温压力下ZF4细胞中aqp1b基因的表达受到了表观遗传机制调控以适应低温压力。     

水通道蛋白的生理功能 ——水通道基因敲除小鼠表型研究进展

水通道蛋白 (aquaporin, AQP) 是一族细胞膜上选择性高效转运水分子的特异孔道. 自从 Agre 等于 1992 年从红细胞膜发现第一个水通道蛋白 AQP1以来,有关水通道蛋白结构与功能的研究取得了迅速的、系列性的进展 . 已报道的哺乳动物 AQP 家族已有 11 个在蛋白质序列上有同源性成员 (AQP0~AQP10). AQP 在体内各系统组织中广泛表达,除了在与体液分泌和吸收密切相关的多种上皮和内皮细胞高表达外,在一些与体液转运无明显关系的组织细胞如红细胞、白细胞、脂肪细胞和骨骼肌细胞等处也有表达,提示 AQP 可能在多种器官生理和病理中发挥重要作用. 基因打靶技术是研究特定基因在体内生理功能的有力手段. 目前 AQP1、3、4、5 基因敲除和 AQP2 基因点突变的基因敲入小鼠模型 ( 模拟人类常染色体隐性遗传尿崩症 ) 已成功建立并广泛用于表型研究,在 AQP 水通道蛋白生理功能方面获得许多重要进展.     

家蚕miR-301对化学感受蛋白基因csp9表达的调控

【目的】探索家蚕Bombyx mori miRNAs对化学感受蛋白基因表达的调控作用,以进一步研究miRNAs及其靶基因在昆虫化学识别中的作用。【方法】利用生物信息学方法预测和筛选可能作用于家蚕化学感受蛋白CSPs基因家族成员的miRNAs;实时荧光定量PCR分析预测获得的候选miR-301和其作用的靶基因在家蚕成虫不同组织中的表达变化;构建miR-301预测靶基因3′-UTR的双荧光素酶报告载体,与合成的miR-301 mimics或阴性对照转染人胚肾细胞HEK293,通过双荧光素酶报告基因检测系统中荧光素酶活性变化检测miR-301对其靶基因表达的调控作用。【结果】生物信息学分析结果发现,家蚕化学感受蛋白基因csp9是miR-301的预测靶基因,二者的结合位点位于csp9的3′-UTR区。实时荧光定量PCR检测结果表明,miR-301在交配后家蚕雌雄成虫触角和雄成虫头部都显著上调表达,靶基因csp9在对应组织中表达则显著下调。二者共转染HEK293细胞后,双荧光素酶检测结果表明,miR-301可以通过与csp9 3′-UTR的互作,显著抑制上游荧光素酶报告基因的表达。【结论】家蚕化学感受蛋白基因csp9是miR-301的靶基因,miR-301通过与靶基因3′-UTR的结合,在翻译水平上抑制csp9的表达。     

番茄水通道蛋白基因家族的生物信息学分析

植物水通道蛋白不仅仅在根系输送水分,而是具有底物和细胞定位的多样性的基因家族,因而对植物生理和发育过程,包括种子发芽、侧根发生、碳固定和营养吸收等都有重要的贡献。番茄基因组中共有44个水通道蛋白基因。这些基因可分为TIP、PIP、NIP和SIP 4个亚家族。这4个亚家族具有不同的功能和亚细胞定位。在番茄十号染色体水通道蛋白聚集位点上的5个基因与一号染色体上的一个基因是直系同源水通道蛋白,相似度都很高,同属于PIP亚家族。番茄水通道蛋白大多在根部表达量较高,在茎、叶、花等部位表达较低。不过Solyc03g096290.2.1和Solyc01g094690.2.1基因在花中表达量最高。此外,有个别基因表达量稳定在较高的水平,包括Solyc06g074820.2.1和Solyc08g081190.2.1。这些基因的功能可能不仅是吸收和转运水分,是否有其他的转运底物,在植物抗逆和发育过程中是否有调控作用,是下一步研究的重点。番茄全基因组中的水通道蛋白进行检索和分析,对番茄分子生物学研究和种质改良都有重要的意义。     

应用于miRNA靶标检测的双荧光素酶报告载体的构建及鉴定

以牙鲆空通气孔同源框2基因(empty spiracles homeobox 2,emx2)为例,构建包含emx2 3'UTR区的野生型和突变型双荧光素酶重组报告表达载体,以期应用于mi RNA靶标的检测。利用Trizol法提取牙鲆成鱼精卵巢混合组织总RNA,参照已克隆出来的emx2基因c DNA序列,设计并合成emx2 3'UTR片段的引物并进行PCR扩增,将得到的基因片段和psi CHECK-2载体双酶切后,用T4 DNA Ligase酶进行连接反应,并转化入DH5α感受态细胞,筛选后得到野生型重组质粒;同时采用定点诱变法对emx2基因进行体外定点诱变并采用同样的方法形成突变型重组质粒。对野生型和突变型重组质粒进行双酶切、琼脂糖凝胶电泳鉴定及测序分析。成功克隆了emx2 3'UTR区,并将emx2 3'UTR区的mi RNA靶点序列GACTTGA突变为AGTCCAG,成功构建了野生型和突变型包含emx2 3'UTR区的mi RNA靶标检测载体。通过RT-PCR、基因重组及定点诱变技术成功构建了应用于mi RNA靶标验证的野生型和突变型双荧光素酶报告载体psi CHECK-emx2-3'UTR和psi CHECK-mutated-emx2-3'UTR。     

瞬时受体电位通道蛋白在多功能性系统萎缩中的调控作用

多系统萎缩(multiple system atrophy,MSA)是一类神经系统退行性疾病,其病理特征是胶质细胞中出现含有不溶性α突触核蛋白(α-synuclein)的胞质包涵体.研究显示,α-synuclein在多系统萎缩的发病机制中有重要作用,但其毒性的分子机制目前还不清楚.本文在前期研究氧化应激条件下α-synuclein引起细胞内钙稳态失衡,提出了以氧化应激为连接的多系统萎缩中,胶质细胞死亡的新假说的基础上,深入分析了α-synuclein过表达导致U251细胞变性死亡的分子机制.首先证明过表达α-synuclein的U251细胞出现生长速度减慢、氧化应激水平增加和钙离子瞬时受体电位通道蛋白(transient receptor potential channel-1,TRPC1)表达量升高,而且细胞存活率的变化可通过下调TRPC1的表达得以恢复,说明TRPC1在α-synuclein过表达细胞死亡中发挥了重要作用;其次,研究发现α-synuclein稳转U251细胞中出现了明显的自噬水平增加和细胞凋亡的特征,表明α-synuclein通过作用于内质网钙泵以及细胞膜上的瞬时受体电位钙通道TRPC1,破坏了细胞内的钙稳态,进而影响自噬和凋亡,增加了U251细胞对于过氧化氢的敏感性,这可能是导致多系统萎缩病人脑内胶质细胞死亡的原因.     

视黄酸刺激RARE调控荧光素酶报告基因表达系统的构建与应用

类维生素A,通过视黄酸(retinoic acid,RA)代谢旺盛组织的靶基因调控,与生物节律通路相互作用,在代谢性疾病发展过程中发挥着重要作用。在293T及小鼠肝原代细胞中,构建视黄酸反应元件(RARE)调控的荧光素酶报告基因表达系统,为研究类维生素A与节律和代谢研究中靶基因上游调控信号分子提供可能。用定点突变PCR方法在p GL3-Basic载体中插入RARE片段,检测报告基因表达及RARE对视黄酸响应的半数有效浓度(EC50),初步筛选可能调控RARE的靶基因,通过酶切连接将荧光素酶报告基因Luciferase和启动子RARE片段构入穿梭载体p Shuttle,转入感受态细胞BJ518获得重组腺病毒载体Ad-BasicRARE-Luc,转染MGH细胞并进行扩增,在小鼠肝原代细胞检测腺病毒活性。结果显示,构建的RARE调控的荧光素酶报告基因表达载体在293T细胞可被RA刺激,RARβ促进RA刺激RARE表达,而CRY1抑制RARE-Luc对RA的响应,并成功构建了在小鼠肝原代细胞响应RA刺激的Adeasy-Basic-RARE-Luc腺病毒载体。     

甘草质膜水通道蛋白GuPIP1对甘油的转运

旨在进行甘草质膜水通道蛋白GuPIP1对水和溶质通透性的鉴定.将GuPIP1全长编码区的cDNA构入非洲爪蟾卵母细胞检测系统的表达栽体psp64 Poly(A),并将体外转录获得GuPI1的cRNA显微注射入卵母细胞,使GuPIP1基因在卵母细胞中表达,通过测定卵母细胞对水和溶质的转运功能来鉴定GuPIP1的转运功能.结果表明,GuPIP1在异源表达系统非洲爪蟾卵母细胞中具水和甘油通透性,但不能转运尿素,为探讨GuPIP1在植株生理中的作用奠定基础.     

茶树水通道蛋白基因的克隆与表达分析

从茶树中克隆了6个水通道蛋白(aquaporin,AQP)基因的cDNA全长序列,根据序列相似性和系统进化分析结果,分别命名为CsNIP1;1、CsNIP5;1、CsPIP2;1、CsPIP2;2、CsTIP1;1和CsTIP2;2。氨基酸序列特征分析表明,6个基因的编码氨基酸序列长度在250~301个氨基酸残基,分子量在25.186~30.728kD之间;均为疏水性蛋白,并都含有6个跨膜螺旋;6个基因均含有MIP蛋白家族的特征序列HF/I/VNPA/SI/L/VTI/FA/G和NPA(Asn-Pro-Ala)基序,以及类似沙漏状的跨膜三级结构。荧光定量PCR分析显示:这6个基因在根、茎、叶和花中均表达,且在根中的表达水平最高,表明它们与茶树根系的物质转运密切相关;CsAQPs基因的表达受ABA、高盐、干旱和低温胁迫的调控,表明它们可能参与茶树抗逆响应。     

蚕豆保卫细胞质膜水通道蛋白的鉴定及其在气孔运动中的作用

水通道或水通道蛋白是水分运动的主要通道.以RD28 cDNA和RD28抗体为探针证明了蚕豆(Vicia fabaL.)保卫细胞中存在水通道蛋白,并以气孔运动为指标,结合抗体和抑制剂处理证明水通道蛋白是水分运动的主要通道.研究表明编码质膜水通道蛋白的RD28转录体在叶片保卫细胞、叶肉细胞和维管束中高表达,尤以保卫细胞中最多;荧光免疫染色和Confocal显微镜观察表明,RD28抗体反应主要位于保卫细胞质膜.进一步采用RD28抗体和水通道蛋白抑制剂--HgCl2 (25μmol/L)处理可抑制壳梭孢素(FC)、光照诱导的气孔开放和原生质体体积膨胀以及ABA诱导的气孔关闭,但这种抑制作用可以被水通道抑制剂的逆转剂β-巯基乙醇(ME)逆转.表明蚕豆保卫细胞中存在水通道蛋白并参与蚕豆保卫细胞的运动过程.     

蚕豆保卫细胞质膜水通道蛋白的鉴定及其在气孔运动中的作用

水通道或水通道蛋白是水分运动的主要通道。以RD2 8cDNA和RD2 8抗体为探针证明了蚕豆 (ViciafabaL .)保卫细胞中存在水通道蛋白 ,并以气孔运动为指标 ,结合抗体和抑制剂处理证明水通道蛋白是水分运动的主要通道。研究表明编码质膜水通道蛋白的RD2 8转录体在叶片保卫细胞、叶肉细胞和维管束中高表达 ,尤以保卫细胞中最多 ;荧光免疫染色和Confocal显微镜观察表明 ,RD2 8抗体反应主要位于保卫细胞质膜。进一步采用RD2 8抗体和水通道蛋白抑制剂———HgCl2 (2 5 μmol L) 处理可抑制壳梭孢素 (FC)、光照诱导的气孔开放和原生质体体积膨胀以及ABA诱导的气孔关闭 ,但这种抑制作用可以被水通道抑制剂的逆转剂 β_巯基乙醇 (ME)逆转。表明蚕豆保卫细胞中存在水通道蛋白并参与蚕豆保卫细胞的运动过程。     

水通道蛋白AQP2翻译后修饰及表达调控

AQP2(aquaporin-2)是一种水通道蛋白,表达于集合管的主细胞,其活性主要受抗利尿激素(arginin vasopressin,AVP)调控。AVP调节的AQP2数量和细胞内定位在维持机体水代谢平衡和尿液浓缩中发挥着决定性的作用。AQP2受多种修饰,如磷酸化、泛素化、糖基化等。本文根据最新的文献报道,着重介绍了AQP2翻译后修饰及调控机制。     

NATs对基因调控的作用

通过高通量测序的方法,发现细胞中存在许多非编码蛋白RNA,在生命过程中起着重要的调控作用。NATs属于这一类非编码蛋白RNA。NATs普遍存在于真核、原核生物中,通过与相应的mRNA或靶序列直接或间接作用,对X染色质失活、RNA剪接编辑、转录干扰等方面均产生影响。随着研究的深入,NATs将作为一种有效的工具来研究基因的功能．调控基因的表达,并对基因治疗及改良作物性状方面提供思路与方法。简介了NATs的分类、作用和相关机制。     

荧光素酶基因的克隆表达及其产物纯化和鉴定

利用能形成多角体的杆状病毒载体系统ｐＳＸＩＶＶＩ＋Ｘ３,把萤火虫荧光素酶（Ｆｉｒｅｆｌｙｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ,Ｌｕｃ）ｃＤＮＡ克隆到转移功体质粒ｐＳＸＩＶＶＩ＾＋３／３通过共转染草地夜蛾（Ｓｐｏｄｏｐｔｅｒａｆｒｕｇｉｐｅｒｄａ,Ｓｆ）细胞得到重组毒株ＴｎＮＰＶ－Ｌｕｃ－ＯＣＣ,在该重组杆状病毒株中Ｌｕｃ基因受到合成启动子和ＸＩＶ启动子的双重调控。该重组杆状病毒株在Ｓｆ９细胞中能形成多角体,有Ｘ－     

塔里木兔胰腺水通道蛋白的表达和作用

通过检测塔里木兔(Lepus yarcandensis)胰腺中水通道蛋白（aquaporin,AQP）1和4的表达和分布情况,以探讨水通道蛋白在塔里木兔适应干旱缺水环境中的作用,采用常规 H.E.染色观察塔里木兔胰腺组织学结构,采用免疫组织化学检测AQP1和AQP4在胰腺中的分布位置及表达,并与家兔进行比较。结果显示,AQP1在微血管内皮细胞,血细胞,泡心细胞和小叶内导管上皮细胞均有表达;AQP4在小叶间导管基底膜和胰岛细胞膜上有表达。与家兔相比,AQP1 在塔里木兔胰腺外分泌部的表达较弱,而在小叶内导管的表达较强;AQP4在塔里木兔胰腺内分泌部的表达较低。以上结果说明,AQP1在塔里木兔胰腺小叶内导管的表达上调,推测可能加强了浓缩胰液的能力,以尽量保住体内的水分,是塔里木兔对干旱缺水环境的适应性调节。与家兔相比,塔里木兔胰腺AQP1和AQP4的表达均较低,说明塔里木兔胰腺水液代谢能力比家兔低,这可能与塔里木兔所食食物营养匮乏有关。