大黄鱼ubc9基因的克隆和组织表达

类泛素化(sumoylation)是一种重要的转录后修饰过程.激活的SUMO(small ubiquitin-related modifer)和E2结合酶结合稳定后共价结合到底物上,从而完成对底物的类泛素化.UBC9(ubiquitin-conjugating enzyme)作为惟一的E2结合酶,在完成类泛素化中起着重要作用.从已构建的大黄鱼性腺线性化cDNA文库中筛选出ubc9同源片段,用SMART-RACE方法克隆得到了846 bp的全长cDNA序列.该序列编码一个由158个氨基酸组成的蛋白.该蛋白序列与已知的UBC9高度同源,含UBC保守结构域和UBC9激活位点区域.实时定量PCR分析ubc9基因在各组织器官的表达,结果发现,ubc9基因在大黄鱼的性腺中大量表达.推测UBC9在大黄鱼性腺发育中起重要的生物学作用.     

大黄鱼Lc-UBE2D4基因的克隆及其表达分析

泛素缀合酶E2是蛋白质泛素化系统中的关键酶,对降解的靶蛋白的特异性选择起决定性作用,参与了细胞内80%以上的蛋白降解,对于细胞周期调控、细胞凋亡、基因转录及表达等生理活动具有重要的调控作用。本研究从已构建的大黄鱼(Larimichthys crocea)性腺线性化c DNA文库中筛选出泛素缀合酶(Ubiquitin-conjugating enzymes E2 D4,Lc-UBE2D4)同源基因片段,利用SMART-RACE方法克隆出其全长c DNA序列,并利用荧光定量PCR技术检测其在大黄鱼不同组织和性腺不同发育阶段的差异表达情况。结果显示,Lc-UBE2D4基因全长798 bp,其中ORF为441 bp,可编码147个氨基酸,含有一段典型的泛素缀合酶UBC结构域及其半胱氨酸激活位点。定量PCR结果分析发现,Lc-UBE2D4在脾脏和性腺中表达量较高,在脾脏和精巢的表达水平极显著高于其他各组织(P0.01),同时在卵巢中的表达亦显著高于除脾脏和精巢外的其他各组织(P0.05);通过对Lc-UBE2D4基因在性腺不同发育阶段表达模式的研究发现,该基因在精巢3个时期中的表达水平显著高于各发育阶段的卵巢(P0.05),推测Lc-UBE2D4基因在大黄鱼性腺发育过程中起着重要的调节作用,脾脏中的高表达也暗示其可能参与免疫机能。     

文昌鱼性腺差减cDNA文库的构建

本研究以日本文昌鱼(Branchiostoma japonicum)性腺cDNA为材料,应用抑制性差减杂交技术构建文昌鱼雌雄性腺的差减cDNA文库.正向差减杂交以卵巢为试验方、精巢为驱动方,反向差减杂交以精巢为试验方、卵巢为驱动方,将所获差减cDNA片段克隆插入质粒表达载体,转化大肠杆菌DH5α,最后获得的正、反向差减文库分别含459、243个重组子.PCR 扩增鉴定正、反向差减cDNA文库的插入片段,其中90%左右的克隆皆能扩增出有效产物,插入片段范围为200-600 bp,符合差减文库PCR产物片段的大小.随机选取30个阳性克隆测序分析,得到26有效基因片段,进一步从中选取16个序列,用实时定量PCR对文库质量进行验证,结果表明所建文库能够达到富集雌雄性腺差异表达基因的目的.文昌鱼性腺差减文库的构建,为进一步分离、鉴定性腺分化和发育相关基因奠定了基础[动物学报 54(3):482-48 8,2008].     

病毒感染草鱼胸腺的EST分析和免疫相关基因的鉴定

以感染草鱼(Ctenopharyngodon idellus)出血病病毒(GCHV)的草鱼胸腺为材料,构建了草鱼胸腺的SMARTcDNA文库.筛选文库获得到1933条有效EST序列.BLASTX分析显示,583条序列在公共数据库中能找到同源基因(E-value≤1.00E 10-3,Identities≥30%),另外1350条序列则找不到显著同源性.已知基因按具体功能可划分为6类,大部分与细胞内的各种生理过程、细胞结构以及免疫防御相关.研究结果从分子水平上表明鱼类的胸腺在机体感染病毒的免疫反应中发挥重要作用,同时也表明胸腺组织在病毒感染后可能表达很多目前还不清楚功能的新基因.     

三丁基锡暴露条件下杂色鲍肝胰腺均一化cDNA文库的构建

用RDP试剂提取三丁基锡暴露诱导的杂色鲍肝胰腺总RNA,经Oligotex纯化得到 mRNA;应用SMART技术合成双链cDNA,双链特异核酸酶(DSN)进行双链cDNA的均一化,构建了杂色鲍三丁基锡暴露诱导下的均一化cDNA文库.原始文库的库容为4.3× 106 CFU/ml,重组率为 97.9%.从文库中随机挑选了3 288个克隆进行测序,得到3 048个高质量EST序列,其中有 370条 Contigs,2 103条 Singlets,Unigenes共 2 473条,冗余率为18.86%.以上结果说明该文库质量较好,为进一步筛选相关功能基因打下基础;较低的冗余率说明该文库值得继续使用大规模ESTs测序的方法寻找相关功能基因,并为进一步使用基因芯片技术研究相关功能基因的表达谱提供便利.     

日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏ESTs 分析与比较转录组研究

以日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏为材料构建cDNA文库, 在文库中随机挑选克隆子进行测序共得到10077条有效ESTs(expressed sequence tags)序列. ESTs序列分析显示, 8515条ESTs拼成648条片段重叠群, 共得到2210条转录本, 其中47.06%的转录本预测为全长序列; 利用BLAST程序在GenBank数据库中进行同源性搜索发现2053条转录本有同源序列匹配, 占总转录本的92.9%. 更进一步对这些基因产物进行Gene Ontology注释, 结果发现, 在日本七鳃鳗肝脏中与有颌类免疫、凝血和代谢相关的基因大量表达, 并预测了8个新基因. 通过对日本七鳃鳗与底鳉(Fundulus heteroclitus)、鼠(Mus musculus)、牛(Bos taurus)和人(Homo sapiens)肝脏转录组的比较分析, 发现日本七鳃鳗肝脏中比其他物种优势表达的是甲壳质酶和多糖代谢等相关的基因, 这些基因可能在日本七鳃鳗免疫中发挥重要作用. 此外, 也利用TargetScan软件对日本七鳃鳗肝脏转录组中3′UTR区进行microRNA靶标识别, 结果发现了与人类癌症基因调控同源的microRNA靶标, 这为研究人类癌症提供了有益的线索. 上述结果将为七鳃鳗功能基因和蛋白组学的研究以及脊椎动物的基因组进化提供重要的理论基础.     

日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏ESTs 分析与比较转录组研究

以日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏为材料构建cDNA文库, 在文库中随机挑选克隆子进行测序共得到10077条有效ESTs(expressed sequence tags)序列. ESTs序列分析显示, 8515条ESTs拼成648条片段重叠群, 共得到2210条转录本, 其中47.06%的转录本预测为全长序列; 利用BLAST程序在GenBank数据库中进行同源性搜索发现2053条转录本有同源序列匹配, 占总转录本的92.9%. 更进一步对这些基因产物进行Gene Ontology注释, 结果发现, 在日本七鳃鳗肝脏中与有颌类免疫、凝血和代谢相关的基因大量表达, 并预测了8个新基因. 通过对日本七鳃鳗与底鳉(Fundulus heteroclitus)、鼠(Mus musculus)、牛(Bos taurus)和人(Homo sapiens)肝脏转录组的比较分析, 发现日本七鳃鳗肝脏中比其他物种优势表达的是甲壳质酶和多糖代谢等相关的基因, 这些基因可能在日本七鳃鳗免疫中发挥重要作用. 此外, 也利用TargetScan软件对日本七鳃鳗肝脏转录组中3′UTR区进行microRNA靶标识别, 结果发现了与人类癌症基因调控同源的microRNA靶标, 这为研究人类癌症提供了有益的线索. 上述结果将为七鳃鳗功能基因和蛋白组学的研究以及脊椎动物的基因组进化提供重要的理论基础.     

溶藻弧菌诱导凡纳滨对虾消减文库的构建及其表达序列标签分析

利用抑制消减杂交技术构建了溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)诱导的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)血淋巴细胞cDNA文库。用DNAMAN5.2.2软件对560条高质量的ESTs进行聚类,共获得239个Unigenes。与GenBank进行BLASTx和BLASTn同源比较,其中66.9%为已知功能基因,33.1%为未知功能基因,GO分类将其分为7类,包括能量和基础代谢类相关的基因为第一大类占36%,免疫相关基因占15%,其他基因占8%,信号转导类占3%,抗氧化酶和凋亡相关蛋白均为2%,核蛋白类占1%。实验结果表明凡纳滨对虾在溶藻弧菌诱导下可产生一系列特异基因的表达,通过对文库的分析显示,基于PCR方法建立的SSH文库为取得大量免疫相关基因的ESTs序列提供了可能。       

cDNA(EST)文库的高通量生物信息学分析体系的构建与应用

应用生物信息学方法,构建了一套针对cDNA或EST文库的高通量、自动化分析体系,CLASP(cDNA Library Analysis SystemPrimary)。CLASP基于Linux操作系统,主要由Perl程序构成。它以cDNA文库(ESTs)序列为分析对象,具有自动查找序列同源基因并进行染色体定位(包括细胞遗传学定位和SIS定位)、EST自动延伸等功能;并对不同来源序列进行聚类分析。应用该体系对3对肺癌相关抑制性消减杂交(SSH)cDNA文库进行了分析。结果在所有3对文库的2083条EST中有1492条找到了同源基因,其中1365条得到染色体定位。对所余591条未知基因的EST进行了电子延伸,其中有214条EST得到不同程度的延伸。对上述cDNA文库中已知基因的EST以及电子延伸后的EST再分别进行聚类分析,而后综合两个聚类分析的结果,由此可发现不同文库间的共同与差异表达基因,可用于特定性状相关的基因功能预测。     

文昌鱼抗金葡菌感染差减文库的构建及免疫相关基因分析

适应性免疫的起源一直是免疫学研究的关键问题.文昌鱼被认为是最接近于脊椎动物的祖先 自从被发现以来一直是研究脊椎动物起源与进化机制的经典模式动物.为了在文昌鱼中寻找适应性免疫系统的分子证据,采用金黄色葡萄球菌感染文昌鱼以调查免疫的起源.应用抑制性差减杂交(SSH)技术,通过对差减文库克隆序列的测定,共获得588个表达序列标签(EST).对这些EST进行生物信息学分析和进一步功能分类,发现了一些免疫上调基因,如免疫调控基因、凋亡相关基因、细胞黏附相关基因、转录相关基因、信号传导相关基因等,以及一些非免疫相关基因;这些基因在文昌鱼中绝大多数为首次报道.金黄色葡萄球菌差减文库的成功构建,为调查文昌鱼抗细菌感染的分子事件提供了重要线索,对于这些新发现基因的进一步研究将有助于深入了解免疫系统起源与进化的机制.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism