兔植入前移核胚中发育相关基因的差异表达分析

与早期胚胎发育相关的一些重要基因异常表达致使克隆胚细胞核的再程序化过程受阻,是导致动物克隆失败的重要原因.为了分离鉴定再程序化相关基因,我们改进了mRNA差异显示技术,成功地建立了单胚差示技术体系.以不同发育时期的兔克隆胚（MⅡ卵、2细胞、4细胞、8～16细胞克隆胚胎）为材料进行单胚差示, 分离了80个差异片段.经反向RNA印迹验证、亚克隆、序列分析及NCBI GenBank数据库检索, 结果表明：A028片段与CstF3基因有93％的同源性, 在早期胚胎发育过程中的表达有阶段特异性, 该基因在兔克隆胚的早期发育过程中起重要作用.RNA印迹显示：该基因在所检测的组织中,只在卵巢中有表达.这项研究为再程序化相关基因全长的克隆及功能研究奠定了良好的基础.     

动物克隆核再程序化有关机理的研究进展

近年来,动物克隆技术发展迅速,不断有新的克隆动物面世。面对克隆效率、克隆动物存活率低的客观事实,人们对克隆有关机制做了很多探讨。在移植核的再程序化过程中,某些胞浆因子如核质原等在解除已分化细胞核染色质的抑制中发挥了关键的作用,同时移植核发生印记基因及非印记基因的去甲基化和重新甲基化的现象,这种染色质抑制作用的解除及基因的甲基化现象与移植核的去分化有着密切的联系,但其具体机制还不清楚。核移植技术中,供核与受体胞质的协调和核再程序化的关系得到大量研究,目前普遍认为为了使核再程序化进行得更完全,MⅡ期卵母细胞质是适宜的受体,而处于G0期或G1期的体细胞核是合适的核供体。     

兔胚胎时期特异性基因相关新片段的克隆

阶段特异性基因的表达是早期胚胎发育过程中的重要事件,对植入前胚胎基因表达模式的研究是进一步研究植入前胚胎发育调控机制的前提。本实验利用mRNA差异显示技术来研究兔(Oryctolagus cuniculus domestica)植入前各期胚胎的基因表达差异。在获得的42个阳性阶段特异性表达的基因中,有5个在NCBI和EMBL数据库中没有同源序列,登录EMBL,申请了登录号。这些新基因片段都是桑葚期特异表达的基因,而且在以后的囊胚期也有表达。兔由母源型调控向合子型调控的过渡是在8～16细胞期开始的,在桑葚期开始表达的这些基因片段应该是兔胚胎时期特异性基因。这些基因的克隆将为进一步研究兔的植入前胚胎发育模式奠定基础。     

单个植入前胚胎mRNA差异显示方法的建立

在已有的研究基础上,优化和建立了单个植入前胚胎的mRNA差异显示（single preimplantation embryo differential display polymerase chain raction,SPEDDRT-PCR）.以小鼠单个成熟的卵母细胞和单个的2细胞期胚胎作为起始材料,比较二者之间基因的表达差异.选择在卵母细胞中不表达而在2细胞期表达的差异片段.进行GenBank检索和表达序列标签(EST)库电子克隆.与多胚研究方法一样,由线粒体编码的和2细胞特异表达的NADH脱氢酶亚单位2和ATPase 6证实了SPEDDRT-PCR方法是可行而且可靠的,是一种需要材料极少、应用广泛而有效的基因分离方法.     

兔单个植入前克隆胚胎cDNA文库的构建

人与小鼠和牛在正常胚胎植入前发育过程中基因活化的研究已经取得了长足的进展 ,但是还没有对同期克隆胚胎相关研究的报道 .利用单个家兔植入前移核重构胚胎成功地构建了MⅡ卵母细胞及发育至 4 、8 细胞期的胚胎和囊胚的特异性cDNA文库 .并用 β肌动蛋白和LAPTM4α证实这类文库是可靠的 .以 8 细胞期移核重构胚cDNA文库为例 ,随机挑取克隆进行测序分析 :其中 2 3的基因EST片段可以在GenBank或EST库中找到同源序列 ,约 1 3的EST片段属于未知的新片段 ,表明这是一类重要的新兴基因资源库 (期特异性EST库 ) .这种利用单胚胎构建cDNA文库的方法 ,解决了胚胎研究材料受限的问题 ,在时间上更加精确 ,更符合胚胎发育的规律 ,也能够更加准确地反映出一些克隆胚胎的异常表型 ,是研究早期胚胎发育基因表达以及克隆胚胎再程序化基因表达的一种有效手段 .     

水稻雄性不育与可育花药的mRNA差别显示和cDNA差别片段的分析

用mRNA差别显示 ,对水稻细胞质雄性不育系、保持系和F1杂种的花药mRNA和叶片mRNA进行了比较和分析 ,以研究雄性不育花药在花粉败育时期的基因表达方式 .花药在不育与可育间显示的cDNA差别带数多于叶片 ,表明在花药中育性基因的表达比叶片中活跃和充分 .不同类型花药的基因转录方式既与花药育性程度有关也与花药败育早晚有关 ,不育、部分不育和早期败育的花药所显示的cDNA差别带数多于可育和晚期败育的花药 .在回收的 1 2个cDNA差别片段中 ,有2个可能与雄性不育相关 ,AB₄A₅ 片段只在不育花药中专一表达 ,另一片段AB₃ B₂ 含有与线粒体基因coxⅡ同源的序列 ,在不育花药中的表达受到部分抑制     

大菱鲆白化相关基因(DEN-1、DEN-2)的分离鉴定及特征分析

应用mRNA差异显示技术,对比研究正常与白化大菱鲆有眼侧皮肤组织,克隆差异表达基因,经测序,RT-PCR验证,差异表达基因片段DEN-1(GenBank登录号:DQ886390)与DEN-2(GenBank登录号:DQ886391)均在白化大菱鲆有眼侧皮肤组织中下调表达;通过BLAST检索发现,DEN-1与GenBank中的斑马鱼和牛的类似尿苷二磷酸-葡萄糖:糖蛋白葡糖基转移酶(UGGT)基因、与挪威鼠类似尿苷二磷酸-葡萄糖:神经酰氨葡糖基转移酶1(Ugcgl1)基因有较高同源性;DEN-2与原鸡、斑马鱼、人、挪威鼠、家鼠和狗的眼缺乏同源框4(eya4)基因的同源性均较高。采用相对定量RT-PCR对正常鱼有眼侧皮肤(N1)、白化鱼有眼侧皮肤(A1)、正常鱼无眼侧皮肤(N2)、白化鱼无眼侧皮肤(A2)进行表达谱分析,以内参β-actin基因分别对DEN-1和DEN-2表达量进行标准化的光密度扫描显示:DEN-1和DEN-2在4种皮肤组织中有相似的表达模式,即表达量:N1>N2≈A2>A1。电子延伸将DEN-2延伸为497bp的片段,该延伸片段与多种动物的eya4基因在核酸和蛋白水平均有很高同源性。本研究对DEN-1和DEN-2的不同组织器官和不同发育阶段的电子表达谱分析,将对其进一步研究提供有价值参考。     

干扰素α应答基因的克隆及在兔早期胚胎发育中功能分析

干扰素(interferon,IFN)在哺乳动物早期胚胎发育过程中具有重要的生理功能,但是其作用机制尚不清楚.通过筛选卵巢cDNA文库和5′-RACE方法,克隆了兔卵巢干扰素α应答基因(interferonresponsivegene,IFRG)的全长cDNA(登录号:AJ584672).利用RT-PCR证明IFRG在兔卵母细胞和植入前胚胎中均有表达,这将为深入研究IFN在早期胚胎中的作用机制提供理论参考,卵巢原位杂交表明IFRG在成熟卵泡(类型5)的颗粒细胞中有表达,在初级和次级卵泡的膜鞘细胞和粒层细胞中有很高的表达,鉴于这些细胞与卵泡的发育密切相关,推测IFRG在卵泡的发育、成熟和排卵中发挥重要作用.     

胰岛素对小鼠胚胎印迹基因Igf2/H19甲基化水平和表达的影响

探讨胰岛素对小鼠早期胚胎体外发育影响的分子机理.将小鼠2细胞胚胎培养于KSOM+0.25 μg/ml胰岛素培养基内,发育至桑椹胚和囊胚.提取桑椹胚和囊胚的总RNA和DNA.实时定量PCR分析,实验组桑椹胚Igf2 mRNA表达是对照组的4.7倍,H19表达是对照组的5.7倍;实验组囊胚Igf2 mRNA表达是对照组的1.8倍,而H19表达量是对照组的2.3倍;BSP测序法分析Igf2/H19印迹控制区的甲基化水平,实验组桑椹胚、囊胚的甲基化率分别为7.3%和32.3%,分别比对照组下降86.4%和35.4%.结果显示,胰岛素降低植入前胚胎Igf2/H19印迹控制区DNA甲基化的水平,从而使Igf2和H19基因表达升高.     

年轻与衰老2BS细胞中差异表达基因片段的筛选及特征分析

为探索人衰老机制 ,采用差异显示法分别从年轻和衰老 2BS细胞中筛选出特异的cDNA片段 .衰老相关细胞cDNA片段长 2 86bp ,命名为orc ,GenBank登录号为AI35 30 6 5 ;年轻相关的cDNA片段长 2 35bp ,命名为yrc ,GenBank登录号为AI35 30 6 4.Southernblot分析表明 ,yrc在衰老和年轻2BS细胞、BGC 82 3细胞中的BamHⅠ酶切图谱均出现约 3 0kb杂交带 .Northern印迹分析显示 ,yrc在年轻和衰老 2BS细胞中均有 1 0kb和 0 5kb杂交带 ,其中 1 0kb带在两种细胞间差异不大 ,而0 5kb带则在年轻细胞中明显高于衰老细胞 .在胎儿心、肺、肝中也可见 0 5kb和 1 0kb两条杂交带 ;而在胎盘及胎儿肌肉、肾、脑、皮肤中 ,则只可见 0 5kb杂交带 ,无 1 0kb带 .orc基因转录本长约 2 0kb ,在衰老 2BS细胞中的表达高于年轻细胞 .结果表明 ,orc和yrc分别与细胞衰老和年轻相关 ,yrc 0 5kb转录本在维持细胞年轻状态及胎儿组织发育过程中可能具有调节作用     

哺乳动物核质重组胚后成性重序的机制

研究表明,供体核不完全或者不正确的后成性重序可能是核移植失败的主要原因。本篇文章综述了哺乳动物核质重组胚中存在的几种不同的后成性重序机制,包括DNA甲基化、染色质重构、基因组印记与X染色体失活、端粒维持以及其他后成性遗传机制。理解重组胚后成性重序的机制将有助于我们解决核移植技术中存在的问题,进而促进它的应用。     

mRNA差异显示技术在动物早期胚胎发育相关基因研究中的应用

动物从卵裂开始的早期胚胎发育始终伴随着ｍＲＮＡ不断的合成与降解。最初受着受精卵内母体ｍＲＮＡ的控制。当这些ｍＲＮＡ在发育过程中逐渐被降解时,有些动物（如小鼠）在比较早的时期已有新基因的转录;而有些动物（如鱼类、两栖类）迟到囊胚中期以后,合子核的基因才开始转录新的ｍＲＮＡ。ｍＲＮＡ这种有规律的代谢活动控制着细胞的分化、胚层的形成以及模式形成（ｐａｔｅｒｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）。所有这些ｍＲＮＡ水平上的变化都可以用ｍＲＮＡ差异显示法（ｍＲＮＡｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｉｓｐｌａｙ）检测出来并进而获得与早期胚胎发育有关的基因。ｍＲＮＡ差异显示法是由Ｌｉａｎｇ和Ｐａｒｄｅｅ于１９９２年建立起来的,用于显示两种不同组织之间ｍＲＮＡ差异的方法。基于绝大多数ｍＲＮＡ有一个ｐｏｌｙ（Ａ）尾巴,选用一个较特殊的３’端引物─５’Ｔ１１ＭＮ３’,其中Ｍ可以是ｄＡＴＰ,ｄＣＴＰ,ｄＧＴＰ之一,而Ｎ可以是ｄＡＴＰ,ｄＴＴＰ,ｄＣＴＰ,ｄＧＴＰ之一,进行逆转录时,１／１２的ｍＲＮＡ可被逆转录为ｃＤＮＡ。这种ｃＤＮＡ第一链被用来ＰＣＲ扩增,所使用的３’端引物与逆转录引物相同,而５’端引物为１０个碱基的一段寡核苷酸,这类任意（ａｒｂｉｔｒａｒ     

筛选代表小鼠植入前胚胎紧密化相关基因的EST

分别收集181及241枚昆明白小鼠8细胞早期胚胎及8细胞紧密化胚胎,采用SMART PCR方法直接合成胚胎双链cDNA.进而运用抑制消减杂交技术(SSH)对8细胞早期胚胎及8细胞紧密化胚胎的基因表达进行研究,并将所获得的差异表达产物按片段大小分段分离纯化后克隆入pUCm-T载体中,经PCR鉴定后挑选阳性克隆进行测序,筛选出27个代表8细胞早期胚胎和紧密化8细胞胚胎差别表达基因的cDNA片段;经与GenBank中收录的序列进行同源性匹配分析,证实其中17个eDNA片段为新的EST,提交GenBank后被接受并给予了新序列编号.这1 7个片段均可能为与紧密化密切相关的新基因的表达片段,为今后进一步克隆新的紧密化相关基因的全长cDNA及后续新基因的结构和功能研究打下基础.通过采用不同长度大小片段分别克隆的方法,可获得较长片段的EST,避免差异表达大片段的丢失.     

差异显示法分离水稻抗稻瘟病相关基因

采用mRNA差异显示技术,分析水稻稻瘟病抗源材料“地谷”叶片受稻瘟病菌侵染前后的基因的表达差异,获得87个差异片段。对这87个差异片段进行了回收、重扩增与克隆,并对其中的81个片段进行了杂交鉴定。斑点杂交结果证实其中6个片段受稻瘟病菌诱导表达。进一步克隆测序并进行数据库比对分析表明其中一个与水稻4号染色体中一推测的苹果酸合成酶高度同源,一个与水稻11号染色体上的RPR1基因高度同源,RPR1基因具有保守的NBS-LRR结构,并与水稻防卫反应的信号传导有关;另一个与水稻第6号染色体上一推测的硫氧还蛋白高度同源,其余3个为新的cDNA片段。     

离心机训练后+Gz耐力相关基因的分离与鉴定

为探讨离心机训练提高正向加速度 (forwardacceleration ,+Gz)耐力的分子机制 ,应用抑制性消减杂交 (suppressionsubtractivehybridization ,SSH)和斑点杂交技术筛选离心机训练 12d后测试高耐力组 (耐受 + 16Gz)与未训练对照组大鼠全脑的差异表达基因 .将获得的序列表达标签 (expressedsequencetag ,EST)进行特异性鉴定后 ,获得 7个上调EST ,其中 5个为已知基因的部分序列 ,2个为新EST ,它们的表达量均在训练 6d组最高 ,表明离心机训练可明显影响大鼠全脑特定基因的表达水平 ,这些基因表达水平的变化很可能与离心机训练提高机体 +Gz耐力的分子机制有关     

喉癌差异表达cDNA序列的分离与初步鉴定

分离和克隆人喉癌中新的相关基因将有助于提示喉癌的易感性与癌变机制。运用ｍＲＮＡ差异显示法对２例成人喉癌组织及配对癌旁正常组织的基因表达进行研究,分离到３５个差异显示片段;用反向Ｎｏｒｔｈｅｒｎ点杂交筛选到６个差异片段,经克隆、测序和匹配分析,得１２条不同ｃＤＮＡ序列,其中４条为新基因序列,另外８条与已知基因高度同源。将１２条ｃＤＮＡ序列固定在膜上,用来自喉癌和配对正常组织的总ｃＤＮＡ探针与其杂交和     

用DDRT-PCR技术克隆小鼠早期胚胎发育相关基因

mRNA差异显示 (DDRT PCR)技术在哺乳动物早期胚胎发育相关基因研究中的应用 ,因获得足够量的早期胚胎材料困难而受到限制 .通过对DDRT PCR技术各种条件参数进行优化组合 ,并对某些环节进行改良 ,以小鼠的MⅡ卵、2 细胞胚胎和 4 细胞胚胎为材料进行差异显示 ,仅以相当于5 0个卵细胞的量为起始材料 ,便得到了理想的差示结果 .从差异条带中挑取感兴趣的差异条带进行回收、阳性鉴定、亚克隆、序列分析、并在反向Northern杂交基础上设计了鉴定实验 .结果发现 ,有一个片段差异显著且是阶段性特异表达 .经GenBank检索 ,发现该片段仅有同源的EST ,其全长及功能尚不清楚 ,是一个功能未知基因 ,将该片段命名为ed1.反向Northern杂交结果表明 ,ed1在 2 细胞期胚胎中有表达 ,而在MⅡ卵及 4 细胞胚胎中均不表达 .