人PRR11启动子的结构与功能初步分析

PRR11（proline-rich protein 11,PRR11）是我们最近发现的一个新的肿 瘤相关基因.初步研究表明, PRR11参与细胞增殖、细胞周期和细胞癌变等多种生 物学过程．为了进一步研究PRR11基因的转录调控机制并全面解析其功能,本研究 对PRR11基因的启动子进行了克隆鉴定和初步分析．首先,应用5' RACE（rapid amplification of cDNA ends,cDNA末端快速扩增）技术鉴定了PRR 11基因的转 录起始位点,发现了其具有多个转录起始位点．通过PCR定向克隆和DNA blunting 技术,构建了6个相互重叠并覆盖PRR 11基因转录起始位点附近约2.0 kb区域的 PRR 11基因启动子荧光素酶报告基因重组体．启动子活性分析表明,PRR 11基因 启动子主要定位于转录起始位点附近-563 bp～+341 bp的区域内．采用转录因子 结合位点预测分析软件分析表明,PRR 11基因启动子缺乏典型的TATA盒,但含有 典型的GC盒、CCAAT盒以及潜在的经典转录因子E2F1和MYB的结合位点,提示Sp1、 NF-Y、E2F1和MYB等经典转录因子可能参与PRR 11基因的转录调控．     

人LOXL2启动子的鉴定与初步分析

LOXL2（lysyl oxidase like 2）是赖氨酰氧化酶（LOX）家族的一个重要成员,不仅可促进细胞外基质中胶原蛋白和弹性蛋白的交联,而且在转录调控、细胞信号转导以及细胞粘附等生物学过程中也有重要作用。多篇研究表明,LOXL2在多种肿瘤中高表达,且与多种肿瘤细胞的增殖迁移等生物学行为密切相关。LOXL2的表达调控机制目前仍不清楚。为了进一步研究LOXL2的转录调控机制,本研究克隆鉴定了LOXL2的启动子。首先通过数据库对LOXL2基因结构及潜在启动子区域进行了分析,进而以人的基因组DNA为模板,通过PCR定向克隆策略,构建了5个长度不同并覆盖LOXL2基因转录起始位点附近约1.7 kb的LOXL2基因启动子荧光素酶报告基因重组体。启动子活性分析结果表明,与对照组相比,5个重组体均具有启动子活性(P<0.05),提示LOXL2基因核心启动子定位于转录起始位点附近约185 bp的区域内。转录因子结合位点分析结果表明,LOXL2基因启动子缺乏典型的TATA盒,但含有GC盒以及Sp1、NFkB等潜在的转录因子结合位点。外源转染Sp1表达质粒能显著增强LOXL2基因启动子的活性（P<0.05）,提示Sp1能直接激活LOXL2的转录。     

人HAS3启动子的结构与功能初步分析

透明质酸合酶3（hyaluronan synthase 3,HAS3）,是一个参与透明质酸合成的酶分子,在上皮形成和肿瘤转移等过程中起重要作用.为了进一步研究HAS3基因的转录调控机制,本研究克隆鉴定了HAS3基因的启动子.首先应用5′RACE（rapid amplification of cDNA ends,cDNA末端快速扩增）技术鉴定了HAS3基因的转录起始位点,发现了丰度和转录起始位点不同的两种新的HAS3基因剪接变异体.通过PCR定向克隆策略,构建了覆盖HAS3基因5′端侧翼区起始密码子ATG上游约4.3 kb区域的一系列HAS3基因启动子荧光素酶报告基因重组体.启动子活性分析表明,HAS3基因启动子定位于转录起始位点附近约450 bp的区域内.转录因子结合位点分析表明,HAS3基因启动子缺乏典型的TATA盒,但含有典型的GC盒以及C/EBP等其它潜在的转录因子结合位点. 结果提示,Sp1和C/EBP等转录因子可能参与HAS3基因的转录调控.     

人类RELM-beta基因启动子的结构与功能分析

为克隆人类抵抗素样分子β（resistin-like molecule beta, RELMβ）基因的上游启动子序列,并观察其不同截短片段的启动子活性,以人类基因组DNA为模板,通过PCR扩增方法获得-871～+50 bp、-729～+50 bp、-471～+50 bp、-438～+50 bp、-371～+50 bp大小的RELMβ启动子片段,将其定向克隆入pGL3-Basic载体,构建荧光素酶报告基因载体,并制备转录因子CDX-2结合位点的突变或缺失体.在阳离子脂质体的介导下,报告基因载体分别瞬时转染人胚肾293细胞、结肠癌HCT116和SW480细胞、宫颈癌HeLa细胞.结果发现,各RELMβ启动子片段在293、HCT116、SW480细胞中均有活性,但在HeLa细胞中活性缺失;-471～-438 bp区存在RELMβ启动子的核心调控元件.针对该区域CDX-2转录因子结合位点进行突变,能导致RELMβ启动子活性显著降低;凝胶电泳迁移率实验表明,该区段能结合CDX-2.结果提示,成功克隆了具有活性的RELMβ启动子序列,CDX-2为其重要的转录因子,为研究RELMβ基因的转录调控机制奠定了实验基础.     

Functional Analysis of Drosophila HSP70 Promoter with Different HSE Numbers in Human Cells

The activation of genetic constructs including the Drosophila hsp70 promoter with four and eight HSE sequences in the regulatory region has been described in human cells. The promoter was shown to be induced at lower temperatures compared to the human hsp70 promoter. The promoter activity increased after a 60-min heat shock already at 38°C in human cells. The promoter activation was observed 24 h after heat shock for the constructs with eight HSEs, while those with four HSEs required 48 h. After transplantation of in vitro heat-shocked transfected cells, the promoter activity could be maintained for 3 days with a gradual decline. The promoter activation was confirmed in vivo without preliminary heat shock in mouse ischemic brain foci. Controlled expression of the Gdnf gene under a Drosophila hsp70 promoter was demonstrated. This promoter with four and eight HSE sequences in the regulatory region can be proposed as a regulated promoter in genetic therapeutic systems.     

甜瓜黄瓜素基因启动子表达载体的构建及分析

该研究构建了由黄瓜素基因5′端310bp启动子序列驱动β-葡萄糖醛酸酶(GUS)报告基因的植物表达载体pPZP-CGN,通过花粉管通道法将植物表达载体pPZP-CGN导入甜瓜,并采用荧光法定量测定转基因植株中GUS活性。结果显示,gus基因在果实中高表达,而在根、茎、叶等组织中表达活性很低,表明黄瓜素基因上游310bp启动子具有指导外源基因在果实中高效特异表达的特性。     

Functional Analysis of Nodulin-like Promoter in Transgenic Cotton Plants

For the first time, a nodulin-like gene promoter was isolated from Gossypium hirsutum L. Guo Y18 by means of inverse PCR. Three plant expression vectors were constructed for functional identification of the promoter. These vectors were different only in promoter regions; three truncations of the nodulinlike promoter took the place of the CaMV35S promoter in the pBI121 plant expression vector. Then, the three vectors were introduced into cotton plants via the pollen tube pathway. The expression patterns of the gus gene driven by nodulin-like promoter truncations were investigated in the offspring of transgenic cotton plants. Histochemical GUS staining and fluorescence quantitative analysis were performed to achieve this goal. The results showed that the nodulin-like promoter was a strong, highly reproductive organspecific promoter, which demonstrated a much higher driver activity than the CaMV35S promoter did in cotton reproductive organs, but relatively lower activity in vegetation. Identification of the speciality and strength-determining regions of the nodulin-like promoter was also undertaken.     

玉米胚胎发生后期丰富蛋白基因的启动子克隆与功能验证

该研究在生物信息学分析的基础上,克隆玉米胚胎发生后期丰富蛋白基因(MGL3)的启动子序列(pMGL3),进行非生物逆境应答元件分析以及实时定量PCR验证其非生物逆境胁迫响应特性,构建了pMGL3启动子驱动报告基因(GUS)表达载体,基因枪法转化玉米愈伤组织,通过GUS染色验证pMGL3启动子在非生物逆境胁迫下的驱动活性。再根据启动子序列分析结果,去除不同的顺式作用元件,构建不同长度pMGL3启动子驱动报告基因GUS表达载体,农杆菌介导法转化烟草叶盘,以确定pMGL3启动子的最短活性序列。结果显示:pMGL3启动子长1 554bp,存在多种与非生物逆境胁迫应答相关的调控元件,在干旱、高盐、低温胁迫及脱落酸、乙烯诱导下驱动MGL3基因增量表达,用以驱动GUS基因转化玉米愈伤组织,在高渗、高盐、低温胁迫及脱落酸诱导下具有驱动活性,且截短至325bp仍可保持驱动活性。研究表明,pMGL3启动子的确有非生物逆境诱导启动活性,进一步验证其作用机理后可运用于玉米抗逆转基因研究。     

人FUT4基因近端启动子结构的初步分析

LeY是一种双岩藻糖化寡糖,在大多数上皮来源的肿瘤细胞（包括乳腺癌、卵巢癌等）中高表达.岩藻糖基转移酶Ⅳ（fucosyltransferase Ⅳ, FUT4）是合成LeY的关键酶. 前期工作发现,FUT4通过增加LeY糖的合成来促进细胞的增殖. 但有关FUT4的转录调控机制尚不清楚. 本文通过对人FUT4基因近端启动子进行生物信息学分析,并构建不同长度启动子序列荧光虫荧光素酶报告基因表达载体,分析其转录活性. 使用First EF程序分析并获得FUT4近端启动子序列,采用PCR 法扩增FUT4基因近端不同长度的启动子序列,定向克隆,获得不同长度的启动子重组质粒. 重组质粒经双酶切及测序鉴定正确. 荧光素酶活性分析不同长度的FUT4 基因启动子片段的转录活性.结果显示,pGL6-FUT4-1.2 kb在MCF-7和MDA- MB-231细胞中转录活性明显升高（P<0.05）.说明FUT4基因启动子区域定位于转 录起始位点上游的-800～-1 600 bp的区域内.     

灰树花gpd-Gf启动子的功能分析

利用从灰树花菌丝体中克隆的gpd-Gf（615bp）启动子片段串联于报告基因gfp上游,构建启动子功能活性检测表达质粒pGg-gfp。采用PEG介导法把表达质粒pGg-gfp与辅助质粒pCc1001（含有trp1基因）共转化进色氨酸营养缺陷型的灰盖鬼伞粉孢子的原生质体中。经过选择培养基筛选、假定转化子的分子鉴定以及GFP荧光检测, 结果表明：灰树花gpd-Gf启动子在灰盖鬼伞菌丝中具有较强驱动gfp基因表达的活性,在荧光显微镜和共聚焦显微镜下可以观察到转化子菌丝发出的强烈荧光。     

Isolation and Functional Analysis of the Poplar RbcS Gene Promoter

A tissue-specific promoter, Pt-RbcS, from Populus was isolated and cloned based on alignment of AtRBCS-2B cDNA with genomic Populus sequences. Sequence analysis of Pt-RbcS revealed cis-acting regulatory elements in the promoter region, including an ATCT-motif, BoxI, GAG-motif, I-box, G-box, BoxII, GATA-motif, and TCT-motif, which are involved in light responses. In transgenic tobacco lines carrying the β-glucuronidase (GUS) gene driven by the Pt-RbcS promoter, GUS expression was detected in leaves and stems, but not in roots. Transgenic poplar lines harboring constructs carrying the GUS gene driven by truncated Pt-RbcS promoters revealed distinctive expression patterns for five different promoter constructs. The Pt-RbcS promoter was expressed preferentially in photosynthetic tissues such as leaves and stems. Moreover, deletion analysis of the 1,547 bp Pt-RbcS promoter region revealed that a 927-bp DNA segment is critical for expression of Pt-RbcS in green tissues. Overall, our study suggests that the Pt-RbcS promoter from Populus could be applied to genetically improve the photosynthetic efficiency of woody plants.     

ZNF268基因启动子区的克隆及功能分析

锌指基因家族是人体中最大的基因家族,它参与细胞分化、胚胎发育,并与许多疾病的发生相关。人类ZNF268基因是一个在人胚肝中特异性表达的C2H2型锌指基因,并可能在人的早期肝脏发育中起重要作用。为了研究ZNF268基因表达调控的分子机制,以正常人总基因组为模板PCR扩增了ZNF268基因的5′调控区2533bp片段,并将此片段插入启动子缺失的EGFP(增强型绿色荧光蛋白)载体构建了重组质粒pZNF268—EGFP。用脂质体介导的方法将pZNF268—EGFP转染NIH／3T3、COS7、K562、HeLa4个细胞系。在激光共聚焦显微镜下观察绿色荧光的表达,发现在每个细胞系中,转染了重组质粒pZNF268—EGFP的细胞均有荧光表达,但其起始表达时间均晚于转染了阳性对照质粒pEGFP—C1的细胞且荧光较弱。这表明ZNF268基因的5′调控区2．5kb片段是一个有功能的启动子,但该启动子与CMV启动子相比活性较弱。选择易培养的HeLa细胞系用于缺失研究。将一系列5′端—2456bp至—20bp缺失、3′端均为 77bp的缺失片段插入启动子缺失的CAT(氯酶素酰胺转移酶)载体构建了一系列重组质粒。将这些重组质粒转染HeLa细胞系进行缺失分析,并通过共转染pCMV—Sport—βgal质粒校正转染效率。结果表明,ZNF268启动子—2456～—1639bp区域可能含有正调控元件,—1244～—1013bp和—525～—156bp区域可能含有负调控元件,ZNF268启动子激活转录的一个重要区域位于—156～—20bp。