青岛文昌鱼LIM类基因Bblim同源框区的内含子分析(英文)

ＬＩＭ类同源框基因（ｈｏｍｅｏｂｏｘｇｅｎｅ）保守性很强,在动物界广泛存在。各种ＬＩＭ类同源框基因的共同点是：在结构上,ＬＩＭ类同源框基因的编码蛋白都具有同源域和ＬＩＭ结构域;在生物学功能方面,都与早期发育中胚胎细胞谱系的决定和胚胎细胞分化有关。本实验提取青岛文昌鱼基因组ＤＮＡ,用一对简并引物对其ＬＩＭ类同源框基因Ｂｂｌｉｍ进行ＰＣＲ扩增,将所得ＤＮＡ片段克隆到ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔⅡＫＳ（＋）质粒上,经测序发现,其同源框区比大多数ＬＩＭ类基因的同源框区要长得多,其上插入有一个长度为１３８ｂｐ的内含子（Ｆｉｇ．１）。这个内含子的序列中有真核生物核基因ｍＲＮＡ内含子的典型序列。并且与该基因ｃＤＮＡ克隆的测序结果相吻合。从而,可以确认该序列中这个内含子的存在。已知绝大多数ＬＩＭ类同源框基因的同源框区无内含子。因此,有必要对其作深入研究。     

青岛文昌鱼LIM类基因Bblim同源框区的cDNA克隆、序列分析及其在胚胎发育中的表达

不同卵裂球发育命运的特化、亦即胚胎细胞的分化是动物胚胎发育的重要特征。多数胚胎细胞尽管形态特征完全一致,却具有不同的发育命运。预示着：在这些细胞中存在有决定发育命运的因素－决定子。本工作克隆了青岛文昌鱼LIM类同源框基因的同源框片段。目的在于揭示决定子的分子本质。青岛近海采集性成熟的成年青岛文昌鱼,收集未受精卵、受精卵以及各处不同时期的胚胎,液氮冻存备用。分别制备总RNA。根据其它动物LIM类同源框基因的序列设计引物（Tab.1),连续进行RT－PCR和PCR两次扩增。其中,原肠胚来源的第二次PCR产物经电泳鉴定（Fig.1)后,酶切、克隆入质粒、测序、将该片段所在的基因命名为Bblim基因,该自然称为Bblim同源框。根据Bblim基因同源框的核苷酸序列推导出其相应的氨基酸序列（Fig.2),与其它LIM类同源框基因进行比较（Fig.3)后,认为：Bblim基因可归入lim3类基因。比较胚胎发育各个不同时期第二次PCR产物的含量－即Bblim基因的转录（Fig.4),提示：该基因可能在受精后和原肠成形前后两个发育阶段起作用。此外,Bblim基因的同源域与海鞘Hrlim的同源域高度同源,表达模式也相似,提示,Bblim基因可能是Hrlim基因在文昌鱼中的类似物。     

青岛文昌鱼LIM类同源框基因反义寡核苷酸对其胚胎发育的影响

研究了青岛文昌鱼LIM类同源框基因Bblim反义寡核苷酸对文昌鱼胚胎发育的影响。根据已克隆的Bblim基因序列 ,设计并合成了对应于该基因同源框区的两条反义寡核苷酸链 ,用电脉冲方法将其导入文昌鱼受精卵。结果表明 :反义寡核苷酸与随机序列寡核苷酸都不影响胚胎细胞分裂 ,而反义寡核苷酸能抑制胚胎细胞Bblim基因的表达。还发现只存在于导入反义寡核苷酸的幼体中的两种畸形———一是在幼体的腹侧近咽部有一圆形突起的结构 ;另一是在幼体色素与尾鳍之间约二分之一处的腹侧有一距状突起。这两种畸形均发生于文昌鱼幼体腹侧的近体表部位 ,因此文昌鱼Bblim基因可能与外胚层的发育有关     

青岛文昌鱼LIM类基因Bblim同源框区的cDNA克隆、序列分析及其在胚胎发育中的表达(英文)

不同卵裂球发育命运的特化、亦即胚胎细胞的分化是动物胚胎发育的重要特征。多数胚胎细胞尽管形态特征完全一致,却具有完全不同的发育命运。预示着：在这些细胞中存在有决定发育命运的因素———决定子。本工作克隆了青岛文昌鱼ＬＩＭ类同源框基因的同源框片段。目的在于揭示决定子的分子本质。青岛近海采集性成熟的成年青岛文昌鱼,收集未受精卵、受精卵以及各个不同时期的胚胎,液氮冻存备用。分别制备总ＲＮＡ。根据其它动物ＬＩＭ类同源框基因的序列设计引物（Ｔａｂ．１）,连续进行ＲＴＰＣＲ和ＰＣＲ两次扩增。其中,原肠胚来源的第二次ＰＣＲ产物经电泳鉴定（Ｆｉｇ．１）后,酶切、克隆入质粒、测序、将该片段所在的基因命名为Ｂｂｌｉｍ基因,该片段称为Ｂｂｌｉｍ同源框。根据Ｂｂｌｉｍ基因同源框的核苷酸序列推导出其相应的氨基酸序列（Ｆｉｇ．２）,与其它ＬＩＭ类同源框基因进行比较（Ｆｉｇ．３）后,认为：Ｂｂｌｉｍ基因可归入ｌｉｍ３类基因。比较胚胎发育各个不同时期第二次ＰＣＲ产物的含量———即Ｂｂｌｉｍ基因的转录（Ｆｉｇ．４）,提示：该基因可能在受·精·后·和·原·肠·形·成·期·前·后·两个发育阶段起作用。此外,Ｂｂｌｉｍ基因的同源域与海鞘Ｈｒｌｉｍ的     

青岛文昌鱼LIM类同源模型基因反义寡核苷酸对其胚胎发育的影响

研究了青岛文昌鱼ＬＩＭ类同源框基因Ｂｂｌｉｍ反义寡核苷酸对文昌鱼胚胎发育的影响。根据已克隆的Ｂｂｌｉｍ基因序列,设计并合成了对应于该基因同源框区的两条反义寡核苷酸链,用电脉冲方法将其导入文昌鱼受精卵。结果表明：反义寡核苷酸与随机序列寡核苷酸都不影响胚胎细胞分裂,而反义寡核苷酸能掏胚胎细胞Ｂｂｌｉｍ基因的表达。还发现只存在于导入反义寡核苷酸的幼体中的两种畸形－一是在幼体的腹侧近咽部有一圆形突起的结构     

同源域的结构与功能

在过去的十年中,有关同源框（Homeobox)基因的研究进展异常迅速。同源框基因是控制动物胚胎发育的一类主控制基因。它们都含有一个由180个核苷酸组成的同源框序列;该序列编码的酸区域被称为同源域（Homeodomain)。同源框与同源域在所有后生动物中都高度保守。由于同源域涉及蛋白对DNA中特定核苷酸序列的识别与结合,对其结构与功能的研究有着重要的理论意义。本文综述了有关一些最新进展,包括同源域的三维结构、对DNA的识别模型、与DNA结合的特异性、其功能特异性、Antp同源域的跨膜转动及其在神经元分化中的作用等。（一）经过高分辨率的核磁共振技术和晶体X－射线衍射发现：它的结构包括螺旋I、螺旋I与II之间的连接环、螺旋II、转折区、螺旋Ⅲ、螺旋IV和呈无规则卷曲状态的两个末端;其中、螺旋I与Ⅱ之间,以6个氨基酸相连呈反向平等状态,螺纹旋Ⅲ、IV则与前两个螺旋垂直排列,而螺旋II与III则又紧密连接成一个螺旋－转折－螺旋的结构。另外,同源域的三维结构是同由一个疏水内核聚拢起来的。（二）经过核磁共振研究,建立了Antp同源域单体与14个碱基对DNA双螺旋之间结合的模型。该模型显示：Antp的识别螺旋（螺旋III与IV）在DNA双螺旋的大沟与DNA中ATTA序列的5′端结合,其N端的“臂”在双螺旋的小沟与ATTA序列的3′端结合,位于螺旋I与II之间的氨基酸环则在大沟另一侧与DNA的双螺旋骨架部分互相作用。（三）与同源域多肽相结合的DNA序列中大都含有一个四苷酸序列ATTA（在互补链上为TAAT）的核心结构花式序列,该序列能被不同的同源域蛋白有选择地结合,在该序列之前还有一个二核苷酸序列,可被不同的基酸残然识别。同源域这种结构特性决定了其功能特异性。这可能是以两种匠有机结合来决定的：一方面,不同的同源域蛋白在不同的辅助因子协助下共同完成对DNA的特异识别,另一方面,不同的同源域蛋白识别位点可以直接发挥作用。（四）值得注意的是,Antp同源域还能穿过神经元的细胞膜,进入到细胞核中,该过程不依赖于能量并且加速了神经元的形态分化。其机制还是一个迷。在LIM类和Hox类同源域中也观察到类似现象;很有可能,同源域在控制细胞分化的过程中起着关键作用。     

杧果LEAFY同源基因的分离及序列分析

分析在植物开花过程中起重要作用的LEAFY(LFY)基因的保守区序列,设计1对长度均为23bp的PCR引物,以杧果基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增出长为822bp的DNA片段,克隆入pGEM-T Easy载体。测序和序列分析表明,获得了杧果LFY同源基因(miLFY)3’端的1个片段,该片段有1个415bp的内含子,编码区共编码135个氨基酸,其序列已经在GenBank中登记(登录号AY189684)。在GenBank中进行同源性检索,发现其氨基酸序列与其它植物LFY同源基因的氨基酸序列同源性高达74%~97%,推测它们具有相似的功能。     

苦荞查尔酮合成酶基因CHS的结构及花期不同组织表达量分析

采用同源克隆、染色体步移和RT-PCR技术,首次克隆到苦荞查尔酮合酶基因（CHS）的全长DNA序列和cDNA开放阅读框（ORF)序列. 序列分析表明,苦荞CHS DNA序列（GU172165）全长1 632 bp,含1个445 bp的内含子;cDNA编码区（HM852753）全长1 188 bp,编码395个氨基酸,命名为FtCHS. 生物信息学分析表明,FtCHS和推导的氨基酸序列与其它植物CHS基因同源率在95%以上,含有CHS多基因家族的标签序列（GFGPG）、活性位点、底物结合口袋位点和环化反应口袋位点. 半定量RT-PCR分析苦荞花期FtCHS空间表达模型表明,其表达量未成熟种子＞叶＞茎＞花＞根＞成熟种子,与苦荞芦丁含量的分布基本一致,具有组织特异性.     

甘蔗SoNIN1基因结构及其内含子信息分析

根据前期克隆得到的So NIN1基因的全长c DNA和部分启动子序列设计引物,应用PCR技术从甘蔗叶片g DNA中克隆So NIN1基因,并利用生物信息学方法分析基因的结构。结果表明,So NIN1基因的DNA序列长4 938 bp,包含6个外显子和5个内含子,Gen Bank登录号KF563902。在该基因5'非翻译区存在一个268 bp内含子序列,同时5个内含子序列中含有与低温、干旱和激素等胁迫响应相关的作用元件,这些可能对So NIN1基因转录表达起调控作用。依据So NIN1蛋白聚类和外显子-内含子基因结构可以将植物NINs分为两类。     

绵羊钙调蛋白调节基因Calponin h1 的分子克隆

在一项研究中我们发现雌激素体在胚胎发育后期对绵羊子宫平滑肌Calponin (CaP) 基因的活动有明显上调作用,而CaP一直被作为观察其他基因表达水平变化的基准参照基因（Reference Gene）。迄今为止, 绵羊CaP尚未完整克隆,为进一步了解其结构和功能,根据人、小鼠和家猪的同源保守区序列设计锚定寡核苷酸引物,通过5′-RACE及3′-RACE方法克隆了绵羊子宫平滑肌组织全长CaP h1 cDNA (GenBank登录号： AY327118), 在cDNA序列的基础上, 又通过PCR-SSP方法获得了CaP h1基因除内含子1、2之外的其余4个内含子全部序列 （GenBank登录号分别为：AY771807,AY771808, AY771809, AY771810） 。DNA序列测定和分析表明,绵羊子宫平滑肌CaP h1 cDNA全长1499bp, 编码297个氨基酸,5′-UTR及3′-UTR分别为79bp和529bp。CaP h1基因组DNA的克隆和序列分析表明,绵羊CaP全长约8kb,由 7个外显子和6个内含子组成。 同源序列比较发现,该基因外显子在不同物种间相对保守;与人类、野猪、小鼠、大鼠和鸡Calponin mRNA同源性分别为88％、92％、81％、79％和81％,但不同物种间内含子存在较大差异(>50%)。本研究填补了绵羊CaP基因分子克隆的空白,为进一步研究该基因的功能及子宫平滑肌收缩的调节机理奠定了基础。     

小鼠锌指蛋白基因ZF-12的克隆与基因结构以及5′端启动子活性的分析

人类锌指蛋白ZNF191为类krueppel转录因子,其可能与神经精神病、心血管疾病和肝癌等疾病的发生或发展有关,为了采用基因敲除模型来探讨它的生理功能,克隆和定位其在模式生物（小鼠）中的同源基因,并阐明其结构特征是必需的。通过筛选小鼠λ噬菌体基因组文库,获得了它在小鼠中的同源基因ZF－12基因组全长片段。序列分析表明：该基因含有4个外显子和3个内含子,内含子都遵循GT／AG的剪接模式;第91密码子处存在单核苷酸多态性;可能存在2种大小不同的3′端的非翻译区（3′－UTR）;与锌指蛋白基因Zfp-35相连锁,可将其定位于18号染色体的B3－C带上或附近;5′端上游存在1个约250bp高度富含GC的启动子序列。ZF－12基因的5′端系列缺失荧光素酶基因报告载体的瞬时转染实验表明:其上游序列（-762～ 70bp）具有启动子转录活性,在更上游的序列（－824～-762bp)上可能存在负调控元件。这项研究结果为进一步的基因敲除研究奠定了基础。     

芒果NBS类抗病基因同源序列克隆与分析

根据已知物种NBS抗病类基因（RGAs）保守序列设计引物,从芒果品种“金煌”基因组DNA中分离得到了10条同源序列（pp-1~10,GenBnak登录号为HM446507~16）。DNA序列分析表明,这些RGAs在200~300bp区间存在较大变异,Pi值都在0.4以上。同源性分析表明这些序列的同源性差异范围从11.0%~98.4%,离散值范围为1.6~100.7, 10条RGAs可以分为两大类。蛋白序列分析表明,pp-1~10都具有开放读码框,编码的蛋白含有典型的NBS抗病类基因所拥有的P-loop和Kinase-2a结构域,通过同源进化分析可将其分为TIR-NBS-LRR和CC-NBS-LRR两类,与已知物种同源性分别为22%~60%。     

球毛壳菌（Chaetomium globosum）过氧化物膜蛋白过敏原基因克隆、序列分析及原核表达

以球毛壳菌cDNA文库中获得过氧化物膜蛋白（pero）基因片段（GenBank Accn:BP099709）为基础,用RACE 技术获得该基因的全长cDNA序列。序列长747bp,由412bp的3′RACE产物和508bp的5′RACE产物拼接而成。开放阅读框501bp,编码166个氨基酸,蛋白分子量为17.5kD,理论等电点为5.75。利用cDNA两侧非编码区序列作引物克隆出该基因的DNA序列,序列分析表明该基因由2个内含子和3个外显子组成。ClustalX多序列比对表明：该基因与粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）的过氧化物膜蛋白过敏原同源性最高（83%）。将pero基因编码区克隆到原核表达载体pET28a中,构建成表达质粒pET28a-pero并转化大肠杆菌BL21,IPTG诱导后SDS-PAGE检测表达情况,结果发现在21kD处有一特异性融合蛋白带,大小与预期相符,说明该基因已经在大肠杆菌中表达。克隆的cDNA序列、DNA序列及推测的氨基酸序列在GenBank登录(登录号分别为AY555771,AY584753,AAS66898)。     

小麦TaMBD4基因的克隆、结构及表达的初步分析

以拟南芥MBD基因的EST为基础,采用电子克隆并结合RT-PCR方法分离克隆了包含开放阅读框的小麦甲基结合域蛋白基因TaMBD4。序列分析显示,TaMBD4蛋白有典型的甲基结合域。组织表达特性分析表明,TaMBD4在干种子和胚乳中的表达量高于其它组织。TaMBD4的cDNA和基因组DNA比较分析显示,此基因包括1个内含子,进一步分析表明这个内含子为2个GGCAGT序列的串联重复,推测该内含子可能与TaMBD4基因的转录后调控相关。     

苎麻疫霉激发蛋白基因断裂现象初探

苎麻疫霉（PhytophthoraboehmeriaeSaw．）可分泌具有诱抗作用的激发蛋白（α－elicihn）,根据α－elicitin第24～30和56～63位保守区氨基酸推导的寡核苷酸引物序列,对苎麻疫霉基因组DNA进行特异PCR扩增反应,发现其扩增的DNA片段大于预计的片段。回收纯化的特异扩增DNA,并进行克隆和测序分析,结果表明特异扩增的elicihn基因亚克隆DNA为570hp,大于预计的117bp。在特异片段中,存在3个内含子将基因断裂成4个阅读框架,即ORF1、ORF2、ORF3和ORF4,其中ORF1和ORF4含有与引物相同的序列,但与其它序列与已克隆的elicihn基因无同源性。因此,芒麻疫霉基因组中的elicitin基因可能存在断裂现象。     

快速碱化因子基因BcRALF在菜心中的克隆及序列分析

快速碱化因子是近年来新发现的一种植物多肽类信号分子,广泛存在于高等植物中。通过已得到的普通白菜的快速碱化因子基因BcMF14（GenBank序列登录号EF523516）的核苷酸序列,在其编码框两侧设计引物,从菜心中克隆出该类信号分子基因,命名为BcRALF（登陆号：GU086228）。序列同源比对表明该基因与花椰菜、拟南芥等的快速碱化因子基因有很高的相似性,证明BcRALF属于快速碱化因子家族。蛋白质特征预测以及蛋白序列结构分析发现BcRALF蛋白包含有多个生物活性位点,符合其作为多肽类信号分子类蛋白的特征。     

虾夷扇贝β-actin基因的克隆和序列分析

为进一步研究虾夷扇贝功能基因的表达调控。利用SMART cDNA文库构建试剂盒成功构建了健康虾夷扇贝外套膜和肾脏两种组织的cDNA文库。对随机选取的4009个克隆进行5′端测序,比对,筛选出1条β肌动蛋白同源序列,对此EST序列两端进行扩增、测序,得到肌动蛋白基因cDNA全长序列。肌动蛋白基因cDNA全长1536bp(不包括polyA),5′端非编码区84bp,3′端非翻译区321bp,阅读框1131bp,编码377个氨基酸。在基因组DNA中,该基因被一个内含子分为两段,内含子位于第41和第42个氨基酸之间,长度为1498bp。系统发育分析显示该肌动蛋白属于β类型。本研究得到的虾夷扇贝β-肌动蛋白基因可以被用于作为定量某种虾夷扇贝mRNA的标准,这为继续研究虾夷扇贝其它功能基因,及其分子生物的进一步研究、促进其他相关分子发育和系统进化研究奠定了基础。     

球孢白僵菌tps2基因的克隆和生物信息学分析

运用SMART RACE RT-PCR技术与DNA步移技术,首次从球孢白僵菌中克隆出完整的海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶TPS2的基因编码区序列及上游序列。该基因cDNA全长3219 bp,其中开放阅读框（ORF）2619 bp,编码872个氨基酸。成熟蛋白理论分子量为97.8 kD,理论等电点为6.32。编码框结构基因的全长为2821 bp,有两个长度分别为140 bp和62 bp的内含子。分析表明,上游序列中含有TATA-box、CAAT-box和GC-box,并且也存在GATA元件等启动子顺式调控元件。本文结果将为进一步研究海藻糖在虫生真菌中的生理合成以及抗逆调控机制奠定坚实的基础。     

复合同源异型结构的研究进展

含有同源异型结构（homeobox）的蛋白质是一大类DNA结合蛋白,在胚胎发育、基因表达调节、细胞分化、神经发生等方面发挥重要作用。近年来发现了同源异型框与其它结构域同时存在,如PAX、POU、LIM、OAR、CUT、ELK、bZIP、SIX、PHD-finger、Engrailed等,近来还发现它通过基因融合或基因失调控方式参与肿瘤的发生。本文对这些含有复合同源框的蛋白质和基因的类型、结构、功能等方面的研究进展进行综述。     

番茄抗病基因Cf9的3‘UTR区含有内含子序列

从番茄抗病品种“中杂９号”基因组ＤＮＡ中扩增并克隆了番茄抗叶霉病基因Ｃｆ９。序列分析结果表明,该基因全长２７５１ｂｐ,含有一个编码８６３个氨基酸的开放阅读框架。在该基因的３＇ＵＴＲ区发现了一段未曾报道的内含子序列,长１１５ｂｐ,它所处的位置与番茄另一个抗叶霉病基因Ｃｆ２内含子的位置相似,其５＇和３＇边界序列为一重复序列,ＴＣＣＡＧＧ（Ｔ）ＡＴＴＣ,并与Ｃｆ２基因内含子边界序列高度同源。与已报道的Ｃ