Molecular Cloning and Sequence Analysis of PGC-1α cDNA in Tibetan Antelope

以藏羚羊(Pantholops hodgsonii)及同海拔分布的藏系绵羊(Tibetan Sheep)的心肌组织为材料,提取总RNA,利用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术扩增出过氧化物酶体增生物激活受体γ辅激活因子-1α(PGC-1α)的基因编码区cDNA片段,与载体连接构建重组质粒,经转化、扩增培养、鉴定后测序.利用生物信息学方法分析显示,藏羚羊和藏系绵羊的PGC-1α基因编码区长度均为2 349 bp,编码797个氨基酸(GenBank登录号分别为:JF449959和JF449960);与其他脊椎动物PGC-1α基因的核苷酸及氨基酸序列相似性达到90％以上;其包含RNA/DNA结合位点、RNA识别基序(RRM)、与核呼吸因子1( NRF-1)及肌细胞增强因子2C(MEF2C)相互作用的区域、富含丝氨酸/精氨酸的结构域、负调节功能结构域、LXXLL模体以及TPPTTPP和DHDYCQ两个保守序列,14个氨基酸差异性位点位于以上部分功能结构域中;此外,磷酸化位点的预测提示藏羚羊可能存在一个潜在的蛋白激酶G的磷酸化位点(第329位的苏氨酸).本研究成功克隆出了藏羚羊PGC-1α基因的编码区序列,为从能量代谢角度深入探讨藏羚羊适应高原的分子生物学机制提供了新的思路.     

藏羊GM-CSF基因的RT-PCR扩增、序列分析及蛋白结构预测

为了研究藏羊GM-CSF基因及其编码蛋白的功能,提取藏羊脾脏总RNA,应用RT-PCR技术对藏羊GM-CSF基因进行扩增及测序,并利用DNA Star软件进行序列分析及编码蛋白结构预测。测试表明,藏羊GM-CSF基因长度为381 bp,编码127个氨基酸;藏羊GM-CSF基因与参考绵羊、藏羚羊、山羊和水牛的GM-CSF基因的核苷酸序列同源性依次为100%、99.2%、98.7%和92.1%,氨基酸序列同源性依次为100%、97.6%、96.9%和81.0%。蛋白结构预测表明GM-CSF蛋白具有1个N-糖基化位点、1个N-豆蔻酰化位点、1个粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子信号、2个蛋白激酶C磷酸化位点、3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点;综合二、三级结构预测得出,该蛋白主要由α螺旋组成,其次是β转角和无规则卷曲,而β折叠相对较少。研究成果可为青海藏羊GM-CSF基因抗病功能的研究提供参考。     

藏羊IL-2基因的RT-PCR扩增、序列分析及蛋白结构预测

设计藏羊IL-2基因特异性引物,提取藏羊脾脏总RNA,RT-PCR技术扩增IL-2基因并测序,应用生物学软件进行序列分析及蛋白结构预测。研究表明,藏羊IL-2基因长度为405 bp,编码135个氨基酸,藏羊IL-2基因与参考绵羊(登录号:NM_001009806.1,X60148.1)、山羊(登录号:NM_001287567.1,AF307018.1,U34274.1)、藏羚羊、水牛和牦牛IL-2基因的核苷酸序列同源性依次为100.0%、99.8%、99.8%、99.3%、99.0%、99.5%、98.0%和95.8%,氨基酸序列同源性依次为100.0%、100.0%、100.0%、98.5%、98.5%、100.0%、97.0%和93.3%。蛋白结构预测研究表明,IL-2蛋白具有1个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个蛋白激酶C磷酸化位点、1个N-糖基化位点和1个白细胞介素-2信号。研究成果可为藏羊IL-2基因抗病功能的研究提供基础参考数据。     

藏系绵羊BMP2基因克隆及组织表达分析

本研究旨在克隆藏系绵羊BMP2基因序列,并获得其生物学特征,同时阐明其组织表达规律。提取藏系绵羊皮肤组织的总RNA,利用RT-PCR技术克隆BMP2基因序列,同时利用荧光定量PCR技术检测该基因在不同组织中的表达情况。结果表明,获得藏系绵羊BMP2基因序列1 217 bp,其中CDS区长度为1 188 bp,编码395个氨基酸。BMP2蛋白有36个磷酸化位、6个糖基化位点和1个跨膜结构,属于不稳定不溶性碱性蛋白,主要在细胞核和线粒体中发挥生物学作用。藏系绵羊BMP2氨基酸序列与山羊、绵羊和牛等的氨基酸同源性很高。BMP2基因在藏系绵羊肺脏组织中表达水平最高,极显著高于其他组织(p0.01)。本研究结果将为进一步研究藏系绵羊BMP2基因的结构和功能提供参考资料。     

藏羚羊肌红蛋白(MGB)基因编码区的克隆与分析

为了探讨藏羚羊低氧适应的分子生物学机制,从藏羚羊(Pantholops hodgsonii)骨骼肌组织中提取总RNA,通过逆转录聚合酶联反应(RT-PCR)技术扩增出MGB基因编码区cDNA片段,并与pGEM-T Easy载体连接构建重组质粒,转化DH5α菌。扩增培养后鉴定阳性质粒并进行序列测定,结果与NCBI数据库进行比较。结果显示,MGB基因编码区由465bp组成,编码154个氨基酸。其序列与绵羊、牛、猪、人、小鼠、大鼠的同源性分别是98%、97%、90%、86%、82%、81%。推测出的氨基酸序列与绵羊、牛有98%同源性,而与猪、人、小鼠及大鼠分别有89%、85%、80%、79%的同源性。与NCBI数据库登录的绵羊的MGB cDNA序列比较发现,藏羚羊MGB基因的21位和78位密码子分别发生了突变(GGT→GAT和GAA→AAG),其对应的氨基酸分别由甘氨酸变为天冬氨酸及谷氨酸变为赖氨酸。至此,成功克隆出藏羚羊MGB基因编码区,为进一步揭示藏羚羊低氧适应的分子机制打下基础。     

草地藏系绵羊IGF-Ⅰ基因的克隆及序列分析

采用Trizol法从草地藏系绵羊肝脏中提取总RNA,用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)进行cDNA扩增并克隆测序,获得长度为589 bp的胰岛素样生长因子(IGF-Ⅰ)cDNA序列,共编码70个氨基酸的成熟肽.分析显示,草地藏系绵羊与其他绵羊IGF-Ⅰ的cDNA编码区序列存在1个碱基差异,同源性达99.78%.     

草地藏系绵羊IGF-I基因的克隆及序列分析

采用Trizol法从草地藏系绵羊肝脏中提取总RNA,用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)进行cDNA扩增并克隆测序,获得长度为589bp的胰岛素样生长因子(IGF-I)cDNA序列,共编码70个氨基酸的成熟肽。分析显示,草地藏系绵羊与其他绵羊IGF-I的cDNA编码区序列存在1个碱基差异,同源性达99.78%。     

内蒙古白绒山羊VEGF164基因cDNA克隆及组织表达特异性分析

旨在克隆内蒙古白绒山羊血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF164)基因并分析其基本表达模式。采用RT-PCR技术克隆基因,将得到的基因cDNA序列及其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析。利用半定量RT-PCR方法进行组织表达检测。获得了内蒙古白绒山羊VEGF164基因编码区cDNA全长序列,扩增片段全长573 bp,包含了完整的ORF,编码190个氨基酸残基。核苷酸序列与绵羊的VEGF164(EU857623.1)基因同源性为99%,相应的氨基酸序列同源性为99%。SMART程序分析表明,ORF编码的蛋白质具有信号肽序列及血小板衍生和血管内皮生长因子家族(PDGF,VEGF)结构域。Psite程序分析表明,有1个蛋白激酶C磷酸化位点,4个酪蛋白激酶磷酸化位点。ProtComp Version 9.0程序分析将其定位于细胞外。RT-PCR检测表明,VEGF164基因在绒山羊脑、心脏、睾丸、胰腺、脾、肾和肺组织中均有表达。     

绵羊CAST基因2型和4型转录本的克隆及特性分析

钙蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin, CAST)是一种内源性的需要Ca²⁺激活的钙蛋白酶抑制剂, 在肌肉组织的蛋白质降解过程中起重要的调节作用。文章利用牛^CAST基因的mRNA序列, 通过逆转录RT-PCR首次克隆获得绵羊CAST基因2型转录本和4型转录本的部分cDNA序列, 并对序列进行生物信息学分析。CAST基因2型转录本的扩增片段为4 385 bp, 完整的开放阅读框为2 361 bp, 编码786个氨基酸; CAST基因4型转录本的扩增片段为1 467 bp, 完整的开放阅读框为1 317 bp, 编码438个氨基酸。CASTⅡ型蛋白序列存在4个保守结构域, CASTⅣ型蛋白序列存在3个保守结构域; 两者的二级结构均以螺旋为主, 富含疏水区域, 其氨基酸序列存在多个磷酸化位点以及蛋白激酶C(Protein kinase C, PKC)的磷酸化位点。通过RT-PCR分析CAST基因2型转录本和4型转录本的组织表达谱, 结果表明CAST基因2型转录本在所检测的10个组织中均表达, CAST基因4型转录本仅在睾丸组织中表达。     

绵羊TFAM基因编码蛋白生物信息学分析

为进一步了解和研究绵羊线粒体转录因子A(TFAM)基因的结构和功能,采用生物信息学方法构建了不同物种的TFAM基因系统发育树,并对绵羊TFAM基因编码蛋白质理化性质、二级结构、亚细胞定位、蛋白磷酸化、三级结构及功能结构域等进行分析。结果表明:绵羊和山羊亲缘关系最为接近,其次是家牛,与原鸡、斑马鱼亲缘关系较远。绵羊TFAM基因共编码246个氨基酸,以赖氨酸含量最高;二级结构以α-螺旋和无规则卷曲占为主;综合分析,此蛋白为碱性、不稳定性亲水蛋白,不存在信号肽和跨膜结构域;其主要在细胞核、线粒体、细胞骨架内发挥其生物学作用。该蛋白的丝氨酸磷酸化位点比较多,而酪氨酸和苏氨酸的磷酸化位点相对较少;且含有2个HMG结构域,在两个HMG结构域之间存在一个由12个氨基酸残基组成的短连接区域。     

兰州大尾羊MAPK13基因cDNA克隆及生物信息学分析

克隆兰州大尾羊促分裂素原活化蛋白激酶MAPK13基因,并分析其序列及其编码蛋白的生物学特性,为研究绵羊MAPK13基因的功能和生产应用提供参考。根据绵羊MAPK13基因CDS序列设计特异引物,利用RACE和RT-PCR技术克隆获得兰州大尾羊MAPK13基因全长序列,并结合生物信息学方法分析其生物学特性。克隆获得兰州大尾羊MAPK13基因cDNA序列全长1 397 bp,其CDS区片段长1 102 bp,编码367个氨基酸。预测兰州大尾羊MAPK13蛋白分子量为42.29 kD,理论等电点为8.82,为非跨膜的疏水性蛋白,亚细胞定位主要在细胞质中,无信号肽,不属于分泌蛋白。预测其氨基酸序列有19个磷酸化位点,3个糖基化位点,3个磷酸化功能结构域,4个其他结构域,1个LCR片段,二级结构以α-螺旋为主。同源性分析显示兰州大尾羊MAPK13基因序列与已发布的绵羊MAPK13 mRNA序列(登录号:NM_001139455.1)相比,其第852位发生碱基转换(CA),导致编码蛋白第265位氨基酸发生碱基转换(ST),同时,第951位发生碱基转换(TG),但其所编码氨基酸不变。构建的基因进化树分析结果显示兰州大尾羊与牛亲缘关系最近。兰州大尾羊与其他物种MAPK13基因在结构上相似性较高,说明该基因具有高度的保守性,其序列包含的S_TKc结构域可将ATP的γ磷酰基转移到蛋白质丝氨酸/苏氨酸残基上,导致一系列肥胖相关基因的功能失调和表达变化,为进一步研究MAPK13基因与成脂分化过程的相关性提供了参考。     

牛卵巢PRSS35基因CDS序列分析

为测定牛卵巢丝氨酸蛋白酶35 (PRSS35)的CDS序列并进行生物信息学分析。试验根据NCBI上已公布牛PRSS35基因的mRNA序列设计特异性引物,使用RT-PCR技术扩增牛卵泡中PRSS35的CDS序列。结果显示,牛PRSS35基因CDS区序列全长为1 239 bp,共编码412个氨基酸,PRSS35与其他10个物种的同源序列相似性较高,且该蛋白具有一个长度为20个氨基酸的信号肽,具有11个O-糖基化位点和2个N-糖基化位点,以及3个磷酸化位点,并发现有一个典型的Tryp_Spc结构域,即胰蛋白酶样丝氨酸蛋白酶结构域。为进一步研究该基因及其编码蛋白在卵泡发育过程中所起的作用提供了一定的理论依据。     

广西巴马小型猪PGC-1α基因克隆与组织表达分析

目的克隆广西巴马小型猪PGC-1α基因编码区（CDS）序列,利用RT-PCR和QRT-PCR方法分析PGC-1αmRNA组织表达情况。方法本实验以广西巴马小型猪背最长肌cDNA为模版,PCR扩增PGC-1α基因CDS序列,将其连接至pEASY-T5载体,转染细菌、验证和序列测定;通过RT-PCR半定量和QRT-PCR实时荧光定量检测PGC-1α基因在小型猪多个组织中的表达情况。结果克隆获得广西巴马小型猪PGC-1α基因CDS序列,全长2391 bp,编码796个氨基酸,与参考序列的同源性为99.9%,两处碱基发生同义突变,分别是C-A1105和GA1524;PGC-1α基因在广西巴马小型猪心脏和肾脏中的表达丰度最高,其次是肝脏、皮下脂肪和背最长肌,而在胰腺中未检测到其表达。结论成功克隆了广西巴马小型猪PGC-1α基因编码区序列并进行了多种组织表达分析,为后续研究PGC-1α在小型猪2型糖尿病发生过程中作用途径打下基础。     

内蒙古白绒山羊翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)基因克隆及组织表达特性分析

旨在克隆内蒙古白绒山羊翻译控制肿瘤蛋白(Translationally controlled tumor protein,TCTP)基因并分析其表达模式。采用RT-PCR技术扩增TCTP基因编码区cDNA序列,将得到的基因cDNA序列及其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析,利用定量RT-PCR方法检测TCTP基因在绒山羊不同组织中的表达特异性。获得的内蒙古白绒山羊TCTP基因编码区cDNA序列全长519 bp,包含了完整的ORF,编码172个氨基酸残基组成的蛋白质。核苷酸序列与绵羊、牛、猪、人、猴及大鼠的同源性在99%-95%之间。生物信息学分析表明,编码的蛋白质理论分子质量19.6 kD,等电点(pI)4.673,含有一个N端糖基化位点,一个蛋白激酶C磷酸化位点,3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,定位于细胞质中。定量RT-PCR方法检测表明,TCTP基因在绒山羊肾脏、肌肉、胰腺、肝脏、睾丸和脑组织中均有表达,其中在肝脏中的表达量较高,在脑中表达量较低。     

大熊猫RPS15 cDNA的克隆及序列分析

本研究运用RT-PCR技术,首次从大熊猫 Ailuropoda melanoleuca的肌肉组织总RNA中成功克隆了核糖体蛋白S15 (RPS15)基因的表达序列,并对其进行了初步分析.结果 表明:大熊猫RPS15基因的表达序列全长为442 bp,开放阅读框(ORF)为438 bp,编码145个氨基酸,该蛋白的分子量为17.0401 KDa, 等电点为10.3,含有2个依赖于cAMP和cGMP的蛋白激酶磷酸化位点, 5个蛋白激酶C磷酸化位点,4个N-酰基化位点及1个RPS19蛋白signature位点.进一步分析发现,大熊猫RPS15基因的表达序列及其编码的氨基酸序列与已报道的部分哺乳动物具有很高的相似性.     

绵羊BTG1基因的半定量RT-PCR及生物信息学分析

B细胞易位基因1(BTG1基因)是BTG/TOB基因家族的成员之一,在动物细胞的增殖和分化中起重要的作用．利用牛BTG1基因的mRNA序列与绵羊的EST数据库进行Blast检索,并通过序列拼接和逆转录RT-PCR方法首次获得绵羊BTG1基因的部分cDNA序列（GenBank登录号FJ444829）,其片段长度为1 358 bp,包括完整的开放阅读框516 bp,编码171个氨基酸．半定量PCR研究结果表明：BTG1基因在小尾寒羊和陶赛特羊的10种组织中均表达,并具有一致的表达趋势．同源分析结果表明,绵羊BTG1蛋白的氨基酸序列中存在BTG/TOB的保守结构域,并且该蛋白在不同物种间具有很高的保守性．通过生物信息学预测BTG1蛋白功能,发现绵羊BTG1蛋白存在1个跨膜结构域、8个磷酸化位点和1个特异性蛋白激酶磷酸化位点．蛋白质结构同源建模分析表明,绵羊BTG1蛋白具有BTG/TOB蛋白家族的典型空间结构．     

山羊CAST基因Ⅱ型转录本的克隆及在山羊不同组织中的表达

钙蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin,CAST)基因是与畜禽肉质性状密切相关的重要候选基因。文章根据牛和绵羊CAST基因mRNA,应用RACE技术首次成功克隆了山羊CAST基因Ⅱ型转录本(以下简称CASTⅡ基因)全长cDNA,对序列及编码的氨基酸进行了生物信息学分析。结果显示,该基因cDNA全长2 474 bp,完整的开放阅读框(ORF)为558~2 252 bp,编码564个氨基酸。氨基酸序列中存在4个保守结构域和1个保守七肽序列;蛋白质二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,富含疏水区,存在多个磷酸化位点以及蛋白激酶C(Protein kinase C,PKC)的磷酸化位点。通过实时荧光定量RT-PCR技术分析了CASTⅡ基因在天府肉羊部分组织中的表达情况。结果表明:CASTⅡ基因在所选择的天府肉羊7种组织中均有表达,半岁各组织中,眼肌的表达量最高,与腿肌差异显著(P<0.05),极显著高于内脏各组织(P<0.01);在眼肌组织中,CASTⅡ基因的表达量随着年龄的增长而增加,3岁时的表达量最高。     

绵羊ILK基因的克隆及其在毛囊生长期的表达

整合素连接激酶(ILK)是一种支架蛋白,在毛囊发育过程中发挥重要作用。文章利用PCR技术,首次获得绵羊ILK基因的编码区全长序列,并进行了生物信息学分析;同时对该基因的组织表达谱及其在不同绵羊品种毛囊生长期皮肤组织中的表达变化进行了研究。结果表明,绵羊ILK基因ORF全长1 359 bp,编码452个氨基酸。ILK蛋白结构经预测含有3个锚定重复序列和1个激酶结构域,并存在多个磷酸化位点和蛋白激酶C的磷酸化位点。半定量RT-PCR结果显示该基因在绵羊心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、骨骼肌、皮肤和小肠组织中均有表达,皮肤、脾脏和肝脏中表达量较高;实时荧光定量PCR结果表明在3~5月份(毛囊生长起始期),ILK基因在中国美利奴超细型和哈萨克羊皮肤组织中的表达水平较高并均呈逐月上升趋势;在6~10月份(毛囊生长期),中国美利奴超细型皮肤ILK基因表达水平高于同期的哈萨克羊。分析认为ILK可能在调控绵羊次级毛囊生长发育过程中起一定作用。     

威宁绵羊GHR基因多态性分析

为了更好地保护和开发利用威宁绵羊这一优良地方品种,本试验利用威宁绵羊构建DNA池,设计8对引物扩增威宁绵羊GHR基因外显子及部分内含子序列。将PCR产物纯化并进行双向测序,通过DNAStar和BLAST等生物软件分析确定SNP位点。利用生物信息学软件分析SNPs对GHR基因的m RNA二级结构的影响、生长激素受体二级和三级结构的改变。结果表明,在扩增的GHR基因中筛选到4个SNPs:Exon1-C~(112)T、Exon4-C~7T、Exon8-A~(27)T、Intron4-C~(27)T,其中Exon8-A~(27)T为错义突变,导致编码的异亮氨酸(Ile)变为苯丙氨酸(Phe);Exon1-C~(112)T和Exon4-C~7T位点对其编码的氨基酸没有影响,是同义突变;Intron4-C~(27)T在内含子区,不参与氨基酸编码。本研究将为更好地保护和开发利用威宁绵羊提供一些参考。     

青藏高原藏羚羊朊蛋白基因及氨基酸序列分析

羊瘙痒病是一种自然发生的传染性海绵状脑病,它可以在绵羊和山羊羊群之中传播,其疾病的易感性、潜伏期和跨物种传播的能力主要受宿主朊蛋白基因(prion protein gene,PRNP)的影响。研究藏羚羊PRNP有助于明确藏羚羊和羊瘙痒病之间的关系,从而更好地保护藏羚羊。参照GenBank上已经发表的绵羊PRNP序列设计引物,然后对藏羚羊的PRNP序列进行扩增、测序和分析。测序结果显示藏羚羊PRNP序列由771个核苷酸构成,编码256个氨基酸。序列分析结果显示21只藏羚羊PrP(prion protein,PrP)氨基酸序列完全同源,并且与野生型绵羊PrP氨基酸序列完全一致。此外,藏羚羊PrP氨基酸序列与山羊(99.2%)、汤氏瞪羚(99.2%)、印度羚(99.2%)、驯鹿(98%)、马鹿(98%)、家牛(97.7%)和水牛(96.1%)也具有较高的同源性。在对PrP氨基酸序列136、154、171位多态性分析后发现本次收集的21只藏羚羊样本可能和野生型绵羊一样对羊瘙痒病易感。本研究为羊瘙痒病在藏羚羊羊群中可能出现的风险提供了理论依据,提示要加强藏羚羊羊群中羊瘙痒病的监测。