家兔UCP3基因SNP多态性及生物信息学分析

以比利时兔、加利福尼亚兔和新西兰兔为实验对象构建其DNA池,直接测序筛选SNP位点,结果在兔UCP3基因中筛选到5个多态性位点:intron4-C1298T、exon6-G208A、exon6-G281A、exon6-T303C和exon6-G443A。其中exon6-G208A、exon6-G281A和exon6-G443A为错义突变,exon6-T303C为同义突变,而exon6-G208A导致编码的精氨酸(Arg)变为丝氨酸(Ser),exon6-G281A和exon6-G443A导致编码的丝氨酸(Ser)变为酪氨酸(Tyr)。通过生物信息学软件对兔UCP3基因突变前后RNA二级结构和蛋白质的二级结构进行预测分析,发现其结果均有差异。     

hRFT2基因单核苷酸多态性的生物信息学分析

旨在筛选可能与人类疾病有关的hRFT2基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,nsSNPs)和突变位点,从SNP数据库中检索并筛选出395个有效的hRFT2基因SNPs,其中包括30个同义SNPs(synonymous SNPs,sSNPs)和31个非同义SNPs(non-synonymous single nucleotide polymorphisms,nsSNPs)。分别采用SIFT、SNPs3D和PolyPhen-2方法分析nsSNPs引起的氨基酸替换是否可能影响hRFT2的功能。结果表明,5个nsSNPs(rs11477762、rs146302587、rs146492942、rs76947760和rs145431028)可能严重影响hRFT2蛋白的功能,其中rs76947760和rs145431028的影响已得到临床证明,另外3个nsSNPs(rs148387972、rs140391358和rs3746802)也可能对hRFT2有较大的影响。     

静原鸡ELOVL2基因多态性及其生物信息学分析

极长链脂肪酸延长酶(elongation of very-long-chain fatty acids, ELOVLs)是脂肪酸合成过程中的关键限速酶,在脂类的生物合成及脂肪酸代谢等调控方面作用显著。为研究宁夏地方优良品种静原鸡ELOVL2基因多态性及其编码蛋白质的结构与功能,以原鸡ELOVL2基因序列作为参考序列,针对ELOVL2基因的8个外显子序列设计特异引物并扩增,经DNA混合池测序筛选出存在突变位点的外显子序列,运用PCR-SSCP技术检测其多态性,经序列拼接后对ELOVL2 CDS区序列进行功能生物信息学分析。研究结果表明,静原鸡ELOVL2基因仅exon7和exon8发生单碱基突变(exon7为c.708 G>A, exon8为c.888 T>C),均未引起氨基酸的改变,属同义突变。在exon7和exon8扩增片段中分别检测出3种(AA, AG和GG)、2种(CC和TC)基因型。遗传特性分析显示,E2e7呈中度多态(0.250.05)。生物信息学分析表明,ELOVL2 CDS序列全长为894 bp,共编码297个氨基酸。其原子组成为C1638H2444N394O406S15,分子量为34.63 kD,等电点(pI)为9.40;存在7个跨膜结构,21个磷酸化位点,无信号肽序列,为稳定的水溶性蛋白;ELOVL2基因在进化中高度保守。该研究结果将为进一步研究ELOVL2基因在静原鸡肉质方面的作用及功能提供参考。     

鸭FTO基因多态位点筛选和生物信息学分析

为挖掘FTO基因的SNP,为今后进一步研究该基因遗传变异奠定基础。本研究以樱桃谷鸭为试验对象,构建DNA池,对第2外显子、第4外显子和第5外显子直接测序,筛选与脂质性状相关的SNP位点。结果表明:FTO基因存在2个SNPs位点突变,在第5外显子发现1个SNP位点突变,另外一个在g.33942位点处,碱基A突变为碱基G,引起天冬氨酸(GAT)变为甘氨酸(GGT),在g.33781位点处,存在碱基T和A的突变(在内含子处,没有引起氨基酸的改变);RNA二级结构的最小自由能由-475.50 kcal/mol变为-477.40 kcal/mol。蛋白质二级结构分析发现,突变前后,α螺旋、β转角、延伸链和自由卷曲数值均有所改变。其中,α螺旋所占比例有所下降,但比重仍为最大,自由卷曲数量由原来的186个减少到185,比例由33.27%减少32.09%。突变前后多态位点导致FTO基因编码的蛋白三级结构也有所改变。FTO基因筛选出的SNP位点,引起RNA二级结构甚至是其编码的蛋白质结构的改变,可能进一步引起功能的改变。     

番鸭CRHBP基因多态性及生物信息学分析

为研究促肾上腺皮质激素释放激素结合蛋白(corticotropin-releasing hormone binding protein,CRHBP)作为番鸭异常行为研究候选基因的可能性。实验以半番鸭为实验材料,设计9对引物对CRHBP基因内含子和外显子序列进行扩增,其PCR产物经测序后,利用生物信息学软件分析SNPs位点突变前后CRHBP基因及其蛋白结构的变化。结果表明,在扩增的CRHBP基因中筛选出12个SNPs:Exon3-G~(5805)A、Exon3-C~(5906)T、Exon7-A~(10747)G、Intron3-A~(5984)G、Intron3-T~(6019)G、Intron3-C~(6021)T、Intron3-G~(6035)A、Intron3-G~(6036)A、Intron7-C~(10506)T、Intron7-A~(10613)G、Intron8-G~(12097)A和Intron8-G~(12118)A,其中Exon3-G~(5805)A和Exon7-A~(10747)G为同义突变;Exon3-C~(5906)T是错义突变,导致编码的缬氨酸(Val)突变为异亮氨酸(Ile);Intron3-A~(5984)G、Intron3-T~(6019)G、Intron3-C~(6021)T、Intron3-G~(6035)A、Intron3-G~(6036)A、Intron7-C~(10506)T、Intron7-A~(10613)G、Intron8-G~(12097)A和Intron8-G~(12118)A处于内含子区域,不参与氨基酸编码。     

家兔BMP7基因的克隆及其生物信息学分析

在对已知部分编码序列(CDS)进行分析的基础上, 采用RT-PCR分步扩增以及RACE方法, 对家兔BMP7基因3′和5′末端未知序列进行了克隆与生物信息学分析。测序结果综合分析表明, 所获序列共计1 654 bp, 包括家兔BMP7近全长前肽、全长成熟肽CDS及3′非翻译序列(3′UTR), 将已有的序列向5′和3′端分别延伸了395 bp和628 bp。序列对比表明, 克隆的家兔BMP7 CDS部分与人、小鼠的对应序列的同源性分别为91.89%和89.32%, 预测的氨基酸序列同源性分别为96.51%和96.01%。家兔BMP7 3′UTR长446 bp, 与人、小鼠对应序列同源性分别为57.38%和45.57%; 具有2个转录终止信号位点。推测家兔BMP7成熟蛋白有BMPs特有的7个位置固定的半胱氨酸残基和TGF-β家族指纹。家兔BMP7 3′UTR区转录终止信号的可选择性可能与基因转录后调控有关。     

生物信息学方法筛选胶质母细胞瘤的核心基因

多形性胶质母细胞瘤(GBM)是成人最常见的恶性神经上皮肿瘤,关于其诊断和治疗的靶点研究一直是困扰研究者的难题。采用生物信息学的方法对GBM的基因表达信息进行分析,从TCGA中共获取169例GBM样本,正常脑组织样本5例,共17 847个基因。筛选出差异基因3 184个,利用Gene Ontology (GO)富集分析和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)对差异基因的功能进行富集分析。利用STRING工具和cytoscape构建蛋白互作网络,连通性得分最高的被筛选为核心基因。联合ONCOMINE平台对核心基因进行表达分析。采用Kaplan-Meier法绘制核心基因生存曲线,了解核心基因对GBM患者生存时间和生存几率的相关性。共筛选出上调差异基因1 582个,下调差异基因1 601个。BottleNeck算法中连通性得分前十被选为核心基因,联合ONCOMINE分析,KCNAB2在GBM中低表达。KCNAB2的过表达预测了GBM患者更短的生存时间。相较于正常脑组织,KCNAB2在GBM中低表达。而当KCNAB2过表达时,GBM患者的生存时间明显缩短。但是,核心基因KCNAB2在GBM患者生存时间中的影响机制和存在价值仍需要进一步的研究去验证。     

猪CD4基因多态性及生物信息学分析

本研究利用PCR-RFLP方法检测猪CD4基因部分外显子区的单核苷酸多态性,分析CD4基因SNPs之间的连锁不平衡程度,并采用生物信息学软件预测SNPs对CD4蛋白的潜在影响,为猪的抗病育种研究提供相应的分子标记。研究表明,大白猪CD4基因外显子4、6和7都存在一个突变位点,分别可使CD4蛋白T80S、P290L和M348I发生改变;每个SNP位点都有三种基因型,多态信息含量均处于中等多态(0.25PIC0.5)。三个SNPs呈强连锁不平衡状态(r~20.8),而且仅构成两种主要单倍型CTC和GCG型(两者的频率占99%以上)。经序列预测分析可知,两种CD4单倍型纯合子的理化性质和二级结构存在差异,但三个错义突变是否能影响猪CD4蛋白的功能需进一步研究。     

猪UCP2基因5′调控区和外显子1的遗传变异研究

解偶联蛋白家族 (uncoupling proteins,UCPs) 是线粒体内膜的转运蛋白,具有解离氧化磷酸化偶联的功能,对机体能量平衡涉及的体重 (肥胖)、静止代谢率和食物转化效率等性状具有显著的影响. 首次对猪UCP2基因外显子1及开放阅读框上游部分序列 (－80～0) 进行了多态性分析,通过PCR-SSCP发现猪群内存在3种单倍型,经测序分析发现存在3个SNPs位点,分别位于G-42A、C-50T和T-51C位点,这3个SNPs位点均是首次发现的. 该研究表明,T-C-G紧密连锁,C-T-A突变也紧密连锁. 利用转录因子在线分析软件TFSEARCH (ver 1.3),对UCP2基因开放阅读框上游部分序列 (－80～0) 进行潜在转录因子结合位点预测,发现该片段中的碱基T→C(－51)、C→T(－50) 和G→A(－42)突变,导致此处比野生型单倍型A (T-C-G碱基连锁) 少了一个AML-1a转录因子结合位点. 内江猪存在A、B和AB三种单倍型,而其他猪种仅有单倍型A,说明内江猪具有独特的种质特性.     

猪UCP2基因5′调控区和外显子1的遗传变异研究

解偶联蛋白家族(uncouplingproteins,UCPs)是线粒体内膜的转运蛋白,具有解离氧化磷酸化偶联的功能,对机体能量平衡涉及的体重(肥胖)、静止代谢率和食物转化效率等性状具有显著的影响.首次对猪UCP2基因外显子1及开放阅读框上游部分序列(-80～0)进行了多态性分析,通过PCR-SSCP发现猪群内存在3种单倍型,经测序分析发现存在3个SNPs位点,分别位于G-42A、C-50T和T-51C位点,这3个SNPs位点均是首次发现的.该研究表明,T-C-G紧密连锁,C-T-A突变也紧密连锁.利用转录因子在线分析软件TFSEARCH(ver1.3),对UCP2基因开放阅读框上游部分序列(-80～0)进行潜在转录因子结合位点预测,发现该片段中的碱基T→C(-51)、C→T(-50)和G→A(-42)突变,导致此处比野生型单倍型A(T-C-G碱基连锁)少了一个AML-1a转录因子结合位点.内江猪存在A、B和AB三种单倍型,而其他猪种仅有单倍型A,说明内江猪具有独特的种质特性.     

猪Nramp1基因外显子2的SNP位点筛选及生物信息学分析

本研究采用DNA混合池扩增并进行直接测序的方法,对3个引进猪种和3个地方猪种Nramp1基因外显子2的SNP位点进行筛选,并通过生物信息学软件对该基因的m RNA二级结构、蛋白质二级结构和功能进行预测。结果在2个引进猪种(大白猪,长白猪)和3个地方猪种(八眉猪,蕨麻猪,烟台黑猪)中共检测到2个SNP位点,分别为T~(62)C和A~(92)G,而在杜洛克猪中未检测到SNP位点。生物信息学分析结果表明,T~(62)C和A~(92)G位点均降低了RNA二级结构的稳定性,Nramp1基因可能在转录和信号转导过程中发挥着重要作用。本研究结果丰富了猪Nramp1基因库,为进一步研究Nramp1基因功能和筛选抗病育种相关SNP位点提供理论参考。     

洛阳市汉族群体ADH2和ALDH2的基因多态性研究

为研究洛阳市汉族群体ADH2和ALDH2基因的多态性分布,应用聚合酶链反应-扩增片段长度多态性（PCR-APLP）分析法,对ADH2基因外显子3和ALDH2基因外显子12的特定片段同时进行特异性扩增,用非变性的聚丙烯酰胺垂直凝胶电泳和DNA银染方法判定基因型。ADH2*1和ADH2*2等位基因频率分别为42.86%和57.14%,ADH2*1/*1、*1/*2和*2/*2的基因型频率分别为22.86%、40.00%和37.14%;ALDH2*1和ALDH2*2的等位基因频率分别为85.24%和14.76%,ALDH2*1/*1、*1/*2和*2/*2的基因型频率分别为71.43%、27.62%和0.95%。洛阳市汉族群体ADH2和ALDH2的等位基因频率和基因型频率不同于台湾人和上海人,ALDH2*1/*1基因型频率明显高于上海人和台湾人的。因而,洛阳市居民对酒精的耐受性比上海人和台湾人强。 Studies of Genetic Polymorphisms of ADH2 and ALDH2 among the Han Population in Luoyang China ZHANG Zhu-mei1,LIU Cha-zhen1,BIAN Jian-chao1,TANG Bo-ming2,JIANG Feng1,WANG Qi-jun2,WANG Qi-min2,ZHU Xin2,SHEN Fu-min1 1.Department of Epidemiology,Public Health School of Fudan University,Shanghai 200032,China; 2.Section Office of Epidemiology,Luoyang Hygiene and Anti-epidemic Center,Luoyang 471000,China Abstract:In order to investigate genetic polymorphisms of ADH2 and ALDH2 among the Han population in Luoyang City,portions of exon 3 of ADH2 and exon 12 of ALDH gene were amplified by using polymerase chain reaction.The amplified products were electrophoresed on 10% undenatured vertical polyacrylamide gels and stained with argentine.Frequencies of ADH2*1 and ADH2*2 alleles are 42.86% and 57.14%.Frequencies of three genotypes of ADH2 are 22.86%、40.00% and 37.14%,respectively.Frequencies of ALDH2*1 and ALDH2*2 alleles are 85.24% and 14.76%.Genotype frequencies of ALDH2 loci are 71.43%、27.62% and 0.95%,respectively.Genetic polymorphisms of ADH2 and ALDH2 among the Han population in Luoyang City are different from those among Taiwanese and Shanghainese.Frequency of ALDH2*1/*1 in Luoyang people is higher than those in Shanghai and Taiwan.Therefore,there is a higher resistance to alcohol drinking in the Han population in Luoyang. Key words：polymerase chain reaction-amplified products length polymorphism; alcohol dehydrogenase 2; aldehyde dehydrogenase 2; genetic     

乳腺癌转移相关基因的筛选与生物信息学分析

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,转移与复发是乳腺癌患者死亡的主要原因. 研究与乳腺癌细胞转移相关的分子靶点对预防乳腺癌术后复发、提高疗效有重要意义. 本研究以3组乳腺癌转移相关的基因表达谱数据(GSE2034, GSE2603, GSE12276)为分析材料,采用GeneSpring软件筛选乳腺癌原发瘤与转移瘤芯片数据的差异表达基因,结合生物信息学工具PATHER、STRING、pSTIING和文献挖掘工具iHOP对差异基因及其相互作用关系进行分析. 结果显示,共筛选出乳腺癌转移共同差异基因147个,其中表达上调93个,表达下调54个. 这些差异基因主要涉及细胞周期与增殖、细胞粘附、细胞迁移、血管形成及信号转导等生物通路和生物过程. 差异基因编码蛋白间的相互作用主要集中在14个蛋白,且在更为复杂的网络图谱中仍可见其中9个基因（CXCR4、MMP1、MMP2、MMP3、CTGF、COL1A1、MEF2C、PTGS2及SPARC）在重要的节点位置. 文献挖掘发现,COL1A1基因可能为新发现的乳腺癌转移候选基因,为乳腺癌转移的发病机制提供新的思路,也为转移性乳腺癌的分子诊断和个体化治疗奠定基础.     

贵州白山羊GOLA-DQA1基因多态性及生物信息学分析

目的:通过筛选贵州白山羊GOLA-DQA1基因SNPs位点,为进一步研究MHC基因多态性与山羊免疫性状的相关性提供依据。方法:选取同一生长环境中的贵州白山羊母羊157只构建品种DNA池并进行测序,结合SNPs位点测序峰高比值估算等位基因频率,利用软件对不同基因型的RNA和蛋白质二级结构进行预测。结果:在贵州白山羊DQA1基因发现6个SNPs位点G+2930A(同义突变)、T+2959C(Asn→Ser)、G+3061A(Pro→Leu)、A+3082G(Me→Thr)、C+3463A(Trp→Cys)、C+3525T(Arg→His)。生物信息学分析发现,C+3463A变异位点使RNA二级结构更加稳定;A+3082G变异导致自由能增加,稳定性降低。蛋白质结构预测发现除A+3082G基因型与原序列具有相同的二级结构外,其他基因型均引起蛋白质二级结构的改变。结论:贵州白山羊GOLA-DQA1基因具有丰富的多态性,但SNPs位点等位基因频率差异较大。     

百宜黑鸡PRL基因多态性检测与生物信息学分析

为了对PRL基因的遗传机理进行更进一步的研究,本试验以百宜黑鸡为研究对象,利用DNA池结合PCR技术对PRL基因的全部外显子进行克隆扩增,并对扩增产物进行直接测序,运用生物信息软件进行序列分析。结果表明,仅在第五外显子发现了4个单核苷酸突变位点,4个位点分别位于该基因的位置为g.6171 CT、g.6232 CG、g.6306 CT和g.6440 TC,其中只有g.6171 CT处于编码区,其突变前后对应的ATC和ATT所编码的均是异亮氨酸,属于同义突变,然而其他几个位点均是处于3'端调控区;PRL基因共编码299个氨基酸,g.6171 CT位点的改变并未引起蛋白质三级空间结构的改变,PRL蛋白存在跨膜结构,属于分泌蛋白,中性蛋白,具有极强亲水性。本研究结果可为百宜黑鸡的PRL基因表达载体的构建提供依据。     

牛ASCL2基因生物信息学分析

在人与小鼠中,A SCL2基因是一个母源表达的印记基因,在早期胚胎和胎盘发育中起重要作用。牛A SCL2基因的印记状态和印记的分子机理还没有被研究。本研究采用生物信息学方法对牛A SCL2基因分子进化、启动子和CpG岛区域以及蛋白的高级结构进行分析和预测,为进一步揭示该基因生物学功能和其分子调控机理奠定基础。对21种哺乳动物A SCL2基因的mRNA序列进化分析表明：这21种哺乳动物间的遗传距离小于0.536,且牛与猪遗传距离最小,为0.106,与基因进化树分析结果一致。CpG岛在线软件预测显示,在牛中,该基因上游5 k序列中有三个CpG岛。启动子在线软件预测和转录因子分析相结合显示,启动子最可能位于该基因5'端上游4725~4775 bp处CpG岛区域内,此区域包括大量潜在转录因子结合位点,并在4734 bp处存在一个TATA框。蛋白质在线软件分析表明,A SCL2基因编码一种螺旋-环-螺旋形转录因子,有α-螺旋、β-转角和无规则卷曲3种二级结构。     

牙鲆MyoD基因单核苷酸多态性位点的筛选

运用PCR-SSCP技术研究100尾牙鲆(Paralichthys olivaceus)MyoD基因的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms, SNPs), 并将筛选到的突变位点与牙鲆生长性状进行相关性分析。结果表明, 在外显子1和内含子1上存在3个SNPs, 在外显子1 (MyoD2)基因座发现3种基因型AA、AB和BB, G863A突变, 属于同义突变。在内含子MyoD4基因座检测到DD、FF、CD、CE、DE和DF型个体。利用最小二乘法研究MyoD基因多态性位点对牙鲆生长性状的影响。结果表明, 外显子1的SNPs对生长性状无显著影响(P0.05)。内含子1的SNPs对牙鲆的生长性状影响均显著(P0.05)。研究结果为SNPs位点与牙鲆生长性能关联分析奠定了基础。       

2型糖尿病模型大鼠肝脏脂代谢相关基因的筛选及生物信息学分析

肝的脂肪代谢异常和胰岛素抵抗（insulin resistance,IR）对促进2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）的发生与发展具有显著影响。但此过程复杂,参与调控基因目前尚未完全清楚。有研究表明,脂肪酸分解、氨基酸代谢、肝糖原合成等生物过程对糖尿病的形成具有促进作用。为了阐明这一调控机制,本文通过基因芯片技术研究GK（Goto-Kakizaki）大鼠和WKY（Wistar-Kyoto）大鼠肝差异基因对肝的脂肪代谢和胰岛素抵抗的影响,探讨可引起2型糖尿病发病的分子机制。从基因表达数据库（GEO）获取GSE13271基因表达谱,并对原始数据进行标准化处理。通过GO（Gene Ontology）、KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes enrichment）、String和Cytoscape软件对差异表达基因进行功能分析。结果从GK和WKY大鼠中分别获得179和278个差异基因,同时从排名前10的路径中筛选出21个差异基因(Aldh1a1, Cyp2c22, bp2,Fabp7,Cyp4a3, Acot1, Acot2,Hsd17b2, Ech1, Hmgcl,Bdh1, Crot, Pex11a, Cpt1a, Hadhb, Gda, Elovl2, Prodh, Agpat3, Sardh, Pigu),将这些基因与前10个的GO term取交集。最终得到10个显著差异基因(Aldh1a1, Fabp2, Acot1, Acot2, Ech1, Hmgcl, Bdh1, Crot, Cpt1a, Hadhb),功能分析结果显示,肝组织相关基因通过一系列生物过程对肝的脂肪代谢和胰岛素抵抗产生调节作用,从而也为临床糖尿病的治疗以及新作用靶点的发现提供更多参考依据。     

小家鼠Pitx2基因的生物信息学分析

目的:对小家鼠Pitx2基因编码蛋白质进行结构和功能预测.方法:利用生物信息学方法和工具对PITX2蛋白质的理化性质、结构功能域和功能分类进行分析.结果:氨基酸残基的组成中丝氨酸含量最高,分子式为C1549H2430N460O483S17,相对分子质量35.8kD,等电点为9.63,具有一定的亲水性;可能为非跨膜蛋白;主要构件为α-螺旋和无规则卷曲;含有一个Hox结构域,推测该蛋白为转录调节因子.结论:通过生物信息学分析,为进一步研究该基因功能奠定基础,也为小鼠作为模式生物在人类的积累性遗传病的研究上提供了理论依据.     

中国荷斯坦牛ABCG2基因编码区多态性检测及生物信息学分析

目的：研究中国荷斯坦牛ABCG2基因编码区（CDS）多态性,并进行生物信息学分析。方法：以中国荷斯坦牛为材料,利用PCR-SSCP技术对ABCG2基因CDS多态性进行检测,然后预测蛋白质序列的改变,并用生物信息学软件对蛋白质序列突变前后的结构及性质进行分析。结果：在外显子9中存在一个A→G碱基突变,导致氨基酸由酪氨酸突变为半胱氨酸,将此突变命名为Y367C;在外显子14中存在一个G→A突变,导致氨基酸由精氨酸突变为谷氨酰胺,将此突变命名为R578Q。2个突变一个位于功能区与跨膜区之间,一个位于跨膜区。生物信息学分析发现,蛋白质二级结构增加了1个卷曲（C）和2个转角（T）,同时减少了3个β折叠（E）,且ABCG2蛋白的组成和一些性质也发生了改变。结论：检测到的2个单核苷酸多态性引起了ABCG2蛋白性质和二级结构的改变;为进一步研究ABCG2蛋白对产乳性状的影响奠定了基础。