hnRNPA1基因在家蚕翅原基组织中的表达与定位分析

核不均一蛋白A1(hnRNPA1)是一个重要的RNA结合蛋白。本研究旨在获得家蚕hnRNPA1基因的cDNA,并对其在家蚕翅原基组织进行表达和定位分析。以家蚕幼虫期翅原基mRNA为模板通过反转录克隆家蚕BmhnRNPA1基因的全长cDNA,并对其进行生物信息学分析。构建pET32a-BmhnRNPA1蛋白表达载体,表达且纯化得到BmhnRNPA1重组蛋白,并制备该蛋白多克隆抗体,通过实时荧光定量RT-PCR、Western blot和免疫组化方法检测BmhnRNPA1在家蚕幼虫和蛹翅原基组织中的表达与定位。克隆得到了家蚕hnRNPA1基因的全长cDNA片段,其开放阅读框(ORF)序列为951 bp,编码316个氨基酸,预测分子量为34.98 kDa,等电点为5.15。编码蛋白在第18～90个氨基酸和109～181个氨基酸处为保守的RRM结构域。系统进化分析显示,家蚕hnRNPA1与小菜蛾hnRNPA1的亲缘关系最近。QRT-PCR结果显示,BmhnRNPA1在家蚕幼虫和蛹期的翅原基组织中均有表达,且在蛹期第3天的表达量达到峰值。Western blot进一步证实了实验结果。免疫组化分析结果显示,该蛋白存在于翅原基组织中,并定位于细胞核内。家蚕BmhRNPA1具有两个RNA结合结构域,属于hnRNPs家族,定位于细胞核内,表明其可能参与mRNA的选择性剪接作用。本研究结果为进一步探索该基因的功能提供了基础。     

家蚕BmChd64基因的克隆与表达定位分析

Chd64是含有钙结合蛋白同源（Calponin homology,CH）结构域的蛋白,在果蝇蜕皮激素与保幼激素信号通路中发挥重要作用。本研究以家蚕Bombyx mori为研究对象,利用PCR克隆了与果蝇Drosophila melanogaster DmChd64同源的BmChd64基因,与表达载体pET-28a连接后,成功获得体外原核表达的BmChd64蛋白,并对其进行了亚细胞定位分析。家蚕BmChd64基因开放阅读框（ORF）的序列为567 bp,编码188个氨基酸,预测分子量大小为20.9 kDa,理论等电点为8.41,编码的蛋白在第27~130个氨基酸处存在CH结构域。同源性比对与进化分析显示,BmChd64与赤拟谷盗Tribolium castaneum和果蝇的Chd亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示,BmChd64在家蚕5龄游走期的不同组织中均有表达,且在翅原基中的表达趋势与家蚕体内蜕皮激素（20-hydroxyecdysone,20E）滴度变化规律一致。亚细胞定位结果显示,BmChd64在细胞核与细胞质中均有分布,细胞核内荧光信号较强,且在细胞核外围较弱,推测细胞质中BmChd64也可入核,最终定位在细胞核中。研究结果表明BmChd64可能主要通过20E信号通路调控翅原基等的变态发育,这为进一步完善20E调控昆虫变态发育的分子机制提供了实验基础。     

中国野蚕一种强抗病毒蛋白的基因分析和活性鉴定

以最近报道的家蚕抗病毒蛋白基因为线索,从中国野蚕（Bombyx mandarina Moore）中肠内克隆了抗家蚕BmNPV病毒的SP-2 cDNA（GenBank登录号：AY945210）,基因大小855bp,编码284个氨基酸的蛋白质,分子量29．6kD,基因组全长1376bp,包含5个外显子和4个内含子．该基因的表达仅限于中肠,具有组织特异性,在幼虫龄中表达水平较高,而在眠期和熟蚕没有表达．推导其氨基酸序列,发现其C端氨基酸序列与已报道的家蚕相应序列差别较大,有8个氨基酸完全不同．通过体外重组技术,由高效基因表达系统获得大量重组蛋白,发现该蛋白具有很强的抗家蚕BmNPV活性,与家蚕对应的抗病毒蛋白BmSP-2相比,其抗BmNPV活性高1．6倍．初步认为,该蛋白质C端序列差异可能是造成家蚕与野蚕抗病毒活性差别的主要原因．     

家蚕微孢子虫ADP/ATP转运蛋白的原核表达及间接免疫荧光定位分析

【目的】家蚕微孢子虫Nosema bombycis ADP/ATP转运蛋白可能参与搬运宿主细胞的能量。本研究克隆家蚕微孢子虫ADP/ATP转运蛋白基因,并进行原核表达、抗体制备及间接免疫荧光定位,为控制和防治家蚕微粒子病提供理论基础。【方法】通过同源序列比对鉴定家蚕微孢子虫N. bombycis ADP/ATP转运蛋白序列,采用生物合成的方法将编码3段面向膜内侧肽段的核酸序列拼接合成,在其两端引入BglⅡ和SalⅠ酶切位点,克隆至pUC57载体并测序,再亚克隆至含有二氢叶酸还原酶（dihydrofolate reductase,DHFR）标签的表达载体pQE40中,然后利用BamHⅠ和SalⅠ酶切获得含有DHFR标签的重组序列,并连接至pET30a（+）载体中进行诱导表达。通过SDS-PAGE、镍柱亲和层析和免疫印迹法鉴定表达蛋白,利用间接免疫荧光对ADP/ATP转运蛋白的分布进行检测。【结果】家蚕微孢子虫的ADP/ATP转运蛋白编码序列（GenBank登录号为EOB13854.1）全长1 524 bp,编码蛋白含有507个氨基酸残基,预测分子质量为59 kDa,等电点为9.35。具有12个跨膜结构域和TLC结构域,其中TLC结构域含有4个功能保守位点。与蜜蜂微孢子虫的ADP/ATP转运蛋白比较,氨基酸序列一致性达30%。系统进化分析表明微孢子虫ADP/ATP转运蛋白聚为一类,具有共同的起源。成功构建了NbADP/ATP-△TM-DHFR-pET30a原核表达重组质粒,目的基因获得表达,其融合蛋白分子量约为37 kDa,纯化重组蛋白并制备了多克隆抗体。免疫印迹分析表明,成熟微孢子虫中表达ADP/ATP转运蛋白;间接免疫荧光定位结果显示,家蚕微孢子虫孢子ADP/ATP转运蛋白定位于孢子质膜上。【结论】本研究将为阻断微孢子虫能量来源,达到控制和防治家蚕微粒子病提供新的思路。     

家蚕传染性软化病病毒（桐乡株）VP1基因片段的克隆及序列分析

以首株在中国分离到的家蚕传染性软化病病毒（Bombyx mori infectious flacherie virus,BmIFV）BmIFV-CHN001基因组为模板,扩增了编码主要结构蛋白的VP1基因。克隆测序后得到VP1基因片段906 bp。该序列与已发表的日本毒株相比,核苷酸序列的相似性为99.3%,编码氨基酸的相似性为100%,证明该毒株与家蚕传染性软化病病毒日本株的同源性较高。把BmIFV-CHN001的VP1序列与同属的另外6个昆虫小RNA病毒的结构蛋白进行序列比对,构建系统发育树,对其进化关系进行了初步分析,结果显示这7种病毒具有相近的亲缘关系,而BmIFV-CHN001与蜜蜂囊雏病毒的亲缘关系最近。     

一个新的家蚕转录相关锌带蛋白基因的克隆及序列分析

锌带蛋白(zinc ribbon protein )是锌指类蛋白的一种,它的Cys4 Zn(2+)结合位点由3个β₂片层折叠而成,而不是α螺旋结构。锌带结构与锌指结构同为转录因子结合核酸的结构域,锌带蛋白作为转录相关因子在调节基因表达活性等方面具有重要作用。在对家蚕 Bombyx mori蛹cDNA文库测序中,发现一个新的编码家蚕锌带蛋白基因的EST序列（GenBank 登录号DY230964）,以此序列为信息探针检索家蚕EST数据库,通过同源筛选,获得一个新的家蚕锌带蛋白基因cDNA全序列并经RT-PCR检测和克隆、测序验证,结果表明与电子克隆序列完全一致。我们将其命名为 BmZNRD1 (Zinc Ribbon Domain Containing 1)（GenBank登录号DQ432055）。该基因全长为675 bp,由363 bp的开放阅读框序列(ORF)、10 bp的5′端非翻译区序列(5′UTR)和302 bp 的3′端非编码区序列(3′ UTR)组成,其编码的120个氨基酸序列与其他真核生物间具有较高的同源性（达60%左右）,预测分子量为13.54 kD, 等电点为6.8。BmZNRD1编码的氨基酸序列是一种锌带蛋白,推测有2个功能结构域,分别是位于N-端的Cx₂Cx₁₄Cx₂C和C-端的Cx₂Cx₂₄Cx₂C,其中C-端保守氨基酸序列Cx₂Cx₆Yx₃QxRSADEx₂TxFx₂Cx₂C在生物进化中保守性很高,从酵母、果蝇、线虫到两栖类、哺乳类都有发现该结构域的存在,与酵母RNA聚合酶A亚单位9和转录相关蛋白有很高的相似性,推测其具有相同的功能。将BmZNRD1基因cDNA序列与家蚕基因组序列进行比对,结果表明该基因具有3个外显子,2个内含子,外显子/内含子边界符合经典的GT-AG规则。 关键词： 家蚕; 锌带蛋白基因; 电子克隆; 基因克隆; 序列分析     

家蚕微孢子虫丝氨酸蛋白酶抑制剂蛋白serpin基因NbSPN106的鉴定

摘要：【目的】Serpin在病原与宿主互作中起着重要的作用。本研究旨在分析在家蚕微孢子虫中的丝氨酸蛋白酶抑制剂蛋白（Serpin）的结构特征,原核克隆表达以及Western blotting检测。【方法】 基于家蚕微孢子虫全基因组序列,同源序列比对搜索获得serpin基因序列。利用在线软件分析基因的序列特征,ClustalX对氨基酸序列进行多重序列比对。构建含有GST标签的pGEX4T1-NbSPN106原核重组表达载体,在大肠杆菌BL21（DE3）诱导表达并进行纯化。纯化的重组蛋白免疫小鼠,制备抗体,并与家蚕微孢子虫总蛋白进行Western blotting免疫杂交。【结果】比对搜索在家蚕微孢子虫基因组中发现一个新的serpin基因NbSPN106。NbSPN106蛋白序列长度为384 aa,N端具有信号肽,编码一个42 kDa左右的成熟蛋白。多重序列比对说明NbSPN106具有保守的serpin位点,可能具有抑制功能。免疫杂交在家蚕微孢子虫总蛋白检测到一条45 kDa左右的特异条带。【讨论】生物信息学分析以及免疫杂交结果说明在家蚕微孢子虫中存在NbSPN106。这是在微孢子虫中首次报道发现serpin基因。对研究家蚕微孢子虫与宿主家蚕的互作具有一定的参考价值。     

家蚕信息素结合蛋白BmPBP2和BmPBP3基因的初步鉴定及表达分析

嗅觉对昆虫的生存、繁殖等起着重要的作用。依据家蚕Bombyx mori全基因组序列设计特异引物,扩增得到了两个信息素结合蛋白BmPBP2和BmPBP3基因的cDNA片段。结合已报道的家蚕信息素结合蛋白BmPBP1和两个普通气味结合蛋白BmGOBP的信息,对其基因结构分析表明,这5个基因均由3个外显子组成,具有保守的外显子/内含子边界和典型的6个Cys残基,且3个PBP基因在基因组上串联分布。序列同源性分析表明,BmPBP2和BmPBP3与烟草天蛾的PBP2和PBP3的同源性高达69%和63%。半定量RT-PCR分析结果显示,BmPBP2和BmPBP3基因在成虫触角中特异表达,且雌雄表达水平相当。这些结果表明BmPBP2和BmPBP3可能起着性信息素识别的作用。     

家蚕淀粉酶基因的克隆、表达与分析

淀粉酶是家蚕体内比较重要的一种消化酶。利用real-time PCR技术对Bmamy5和Bmamy7基因在家蚕5龄3 d不同组织的mRNA转录水平进行了分析,结果显示Bmamy7只在家蚕5龄3 d中肠和马氏管组织中有转录,在中肠组织的转录高达3×10~9个拷贝/μg总RNA,在马氏管组织中的转录丰度较低,只有1.9×10~6拷贝/μg总RNA;Bmamy5只在中肠组织中有转录,转录水平为1.5×10~9个拷贝/μg总RNA。根据在家蚕转录组数据库中预测的编码家蚕淀粉酶的c DNA序列设计引物,利用RT-PCR技术克隆到两个家蚕淀粉酶基因Bmamy5和Bmamy7,Bmamy7基因长1 608 bp,ORF长1 512 bp,编码503个氨基酸;氨基酸序列分析表明Bmamy7具有典型的α-淀粉酶结构域。Bmamy5全长1 196bp,ORF长738 bp,编码245个氨基酸。对Bmamy5和Bmamy7进行了原核表达,Bmamy7重组蛋活性较弱,但未检测到Bmamy5重组蛋白的目的条带。研究结果为家蚕淀粉酶基因的研究与应用提供了参考。     

羽衣甘蓝BoMAPK4原核表达、抗体制备及蛋白表达分析

以羽衣甘蓝（Brassica oleracea var. acephala）自交不亲和系（S_13-bS_13-b ）为材料,提取柱头RNA,利用RT-PCR分离羽衣甘蓝柱头丝裂原活化蛋白激酶4（MAPK4）基因。结果表明：获得的BoMAPK4 cDNA含有一个 1 122 bp开放阅读框,编码373个氨基酸,具有丝氨酸/苏氨酸结构域,无信号肽和跨膜结构。羽衣甘蓝BoMAPK4与油菜（B. napus）BnMAPK4、芜菁（B. rapa）BrMAPK4、拟南芥（Arabidopsis thaliana）AtMAPK4的氨基酸序列一致性分别为99.7%、99.5%、95.4%。将BoMAPK4编码区的序列构建到原核表达载体pET-14b上,并转化到BL21（DE3）大肠杆菌（Escherichia coli）中进行原核表达。SDS-PAGE结果显示,在分子量大小约45 kDa处有BoMAPK4重组蛋白特异性表达。利用亲和层析的方法获得高纯度的重组BoMAPK4蛋白。利用获得的重组BoMAPK4蛋白免疫小鼠,制备BoMAPK4的多克隆抗体。提取羽衣甘蓝萼片、花瓣、花药、柱头、花柱和子房的总蛋白,利用免疫印迹的方法进行蛋白表达检测,结果发现BoMAPK4在花瓣、花药和子房中表达的较少,在萼片和花柱中表达的较多,在柱头中的表达量最高。这些研究为探讨BoMAPK4的生物学功能奠定了基础。     

Identification and expression pattern of Bmlark, a homolog of the Drosophila gene lark in Bombyx mori.

Two Bombyx mori isoforms of the gene lark, which is shown to play an important role in Drosophila circadian rhythms, were identified and named Bmlark-PA and Bmlark-PB, respectively. Bmlark-PA consists of 5 exons and encodes a protein of 343 amino acid residues which contains 3 functional domains: two RRM (RNA recognization motif) domains and an RTZF (retroviral-type zinc finger) and shares 72% identity with the Drosophila gene lark at the amino acid level. Bmlark-PB lacks the sequence between 118 and 791 nt of Bmlark-PA and codes for a protein of 68 amino acid residues, which contains no distinct functional domains. Alignments of the cDNAs of Bmlark to the genomic draft sequence of B. mori showed that the gene Bmlark had a single copy in the genome, suggesting that an alternative splicing mechanism occurs in the gene Bmlark. RT-PCR analysis indicated that Bmlark-PA was expressed only in late pupae and adult but Bmlark-PB was broadly expressed in many tissues and throughout the developmental stages from embryo to adult.     

家蚕吡哆醛激酶cDNA的克隆、表达和基因结构分析

吡哆醛激酶（pyridoxal kinase,PLK, EC2.7.1.35）是维生素B₆关键代谢酶,其cDNA的克隆在昆虫类还未见报道。利用生物信息学原理和使用PCR方法,克隆出编码家蚕Bombyx mori吡哆醛激酶的cDNA (GenBank登录号DQ452397),体外原核表达成功,并对表达粗提产物进行了酶活检测。克隆到的cDNA含有一894 bp的完整可读框,编码一条分子量为33.1 kD,含298个氨基酸残基的蛋白质。序列比对显示此蛋白质与人类吡哆醛激酶具有52.84%的同一性,包含吡哆醛激酶家族共有的特征保守序列,但比哺乳动物和植物克隆到的吡哆醛激酶均少10多个氨基酸残基,几个有关键功能且在哺乳动物和植物中均保守的氨基酸残基在此蛋白中被替换。依据家蚕基因组数据库信息和PLK的cDNA,家蚕PLK基因包含5个外显子和4个内含子,跨越10 kb DNA序列,所有外显子/内含子交接点都遵从gt/ag剪接规则,基因的5′端启动子调控区发现有TATA-box和CAAT-box保守基序。     

A novel nuclear export signal and a REF interaction domain both promote mRNA export by the Epstein-Barr virus EB2 protein

A striking characteristic of mRNA export factors is that they shuttle continuously between the cytoplasm and the nucleus. This shuttling is mediated by specific factors interacting with peptide motifs called nuclear export signals (NES) and nuclear localization signals. We have identified a novel CRM-1-independent transferable NES and two nuclear localization signals in the Epstein-Barr virus mRNA export factor EB2 (also called BMLF1, Mta, or SM) localized at the N terminus of the protein between amino acids 61 and 146. We have also found that a previously described double NES (amino acids 213-236) does not mediate the nuclear shuttling of EB2, but is an interaction domain with the cellular export factor REF in vitro. This newly characterized REF interaction domain is essential for EB2-mediated mRNA export. Accordingly, in vivo, EB2 is found in complexes containing REF as well as the cellular factor TAP. However, these interactions are RNase-sensitive, suggesting that the RNA is an essential component of these complexes.     

REF2 encodes an RNA-binding protein directly involved in yeast mRNA 3'-end formation.

The Saccharomyces cerevisiae mutant ref2-1 (REF = RNA end formation) was originally identified by a genetic strategy predicted to detect decreases in the use of a CYC1 poly(A) site interposed within the intron of an ACT1-HIS4 fusion reporter gene. Direct RNA analysis now proves this effect and also demonstrates the trans action of the REF2 gene product on cryptic poly(A) sites located within the coding region of a plasmid-borne ACT1-lacZ gene. Despite impaired growth of ref2 strains, possibly because of a general defect in the efficiency of mRNA 3'-end processing, the steady-state characteristics of a variety of normal cellular mRNAs remain unaffected. Sequencing of the complementing gene predicts the Ref2p product to be a novel, basic protein of 429 amino acids (M(r), 48,000) with a high-level lysine/serine content and some unusual features. Analysis in vitro, with a number of defined RNA substrates, confirms that efficient use of weak poly(A) sites requires Ref2p: endonucleolytic cleavage is carried out accurately but at significantly lower rates in extracts prepared from delta ref2 cells. The addition of purified, epitope-tagged Ref2p (Ref2pF) reestablishes wild-type levels of activity in these extracts, demonstrating direct involvement of this protein in the cleavage step of 3' mRNA processing. Together with the RNA-binding characteristics of Ref2pF in vitro, our results support an important contributing role for the REF2 locus in 3'-end processing. As the first gene genetically identified to participate in mRNA 3'-end maturation prior to the final polyadenylation step, REF2 provides an ideal starting point for identifying related genes in this event.     

家蚕浓核病毒(镇江)株主要结构蛋白基因的克隆及表达

家蚕浓核病毒(Bombyx mori densovirus,BmDNV)是一种昆虫细小病毒.与其它昆虫细小病毒感染昆虫体内多种组织不同,家蚕浓核病毒只感染家蚕中肠上皮组织的圆筒型细胞,感染该病毒细胞的细胞核可以被孚尔根和甲基绿浓染,在病毒感染的早期中肠上皮组织细胞数量增加,形成褶皱,最后感染细胞脱落到肠腔中[1-3].自从20世纪70年代末日本学者证实家蚕浓核病是由于家蚕浓核病毒感染引起的以来[4],已经分离得到了多个病毒株系[5-8].根据它们在血清学、理化特性、品种感受性和病理特征等方面的差异,分为BmDNV-1(伊那株)和BmDNV-2(以山梨株为代表)[8-11].