黒腹果蝇中嵌合新基因的进化命运和表达模式

新基因的起源和进化对基因组多样性的产生具有重要的贡献.新基因起源常常通过外显子重排而形成嵌合的基因结构,以产生具有新功能的蛋白质.该文调查了在黒腹果蝇中的14个新起源的嵌合基因在群体中的多态性,发现其中8个在群体中的核苷酸多态性会引起提前终止子,而其他6个在群体中编码框都完整且其中4个受到负选择.研究结果表明,嵌合新基因起源后可能存在两种命运:积累提前终止子突变而假基因化,或者表现出一定功能而受自然选择固定下来.基因表达的数据显示,与RNA介导外显子重排(逆转座)形成的新基因不一样,这些由DNA水平外显子重排产生的新基因没有精巢或者雄性特异性表达模式,而是表现出更为多样性的时空表达模式,这提示尽管通过DNA水平外显子重排产生的新基因可能正在变成假基因或者非蛋白质编码的RNA基因,但它们依然可能具有进化出广泛的生物学功能的潜力.     

嵌合RNA在肿瘤中的生物学意义

嵌合RNA(chimeric RNA)是来自不同基因的外显子片段通过一定的染色体重排或转录剪接机制形成的融合转录本，具有编码新RNA和/或蛋白质的潜能。嵌合RNA广泛存在于肿瘤和正常组织中，但不同的组织、细胞甚至分化的不同时间点都可能有其独特的嵌合RNA表达谱。目前，对嵌合RNA的研究尚处于起步阶段，其相关定义和术语尚不明确，因此，本文将对其进行统一规范。此外，为了从多维度认识“嵌合RNA”,本文将对嵌合RNA的形成机制和分类，以及其在肿瘤发生发展中的作用机制及其在不同肿瘤中的功能和应用进行详细论述。研究表明，嵌合RNA可编码一定的基因产物，在调控细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡等方面发挥重要作用。在肿瘤中，嵌合RNA可编码特异性蛋白质，通过改变细胞表型，或者直接以非编码嵌合RNA的形式影响基因的表达或调控通路，导致癌症的发生。基于此使得嵌合RNA及其编码产物有望成为诊断癌症的重要标志物和药物治疗的有效靶点。近年来，已在不同肿瘤中发现了多种特异性嵌合RNA,它们在疾病的发生和进展中发挥了重要的作用。目前，已有嵌合RNA及其产物作为分子靶标成功应用于临床诊断和治疗，或者评估疾病的预后。本文将...     

嵌合RNA的形成机制及生物学意义

传统观念认为,嵌合RNA只是由染色体重排导致的基因融合,且融合基因及其产物(RNA和蛋白质)曾被认为是癌症的独有特征。然而,随着测序技术的进步和生物信息学软件工具的开发,通过对RNA-Seq数据库分析,越来越多的嵌合RNA被分离和鉴定出来。近年的研究表明,嵌合RNA并不是癌症所特有的现象,它广泛存在于人类多种正常组织和细胞中。除了染色体重排之外,嵌合RNA还有多种不同的分子形成机制,包括相邻基因的顺式剪接和反式剪接等。未发生染色体改变的嵌合RNA在转录水平上受到调控,从而呈现出独特的调控模式,其失调可能影响细胞分化并诱导肿瘤的发生。此外,嵌合RNA还发挥特定的生理功能,包括影响正常细胞生长和迁移能力,调控细胞周期及凋亡。通过影响染色体重排从而诱导基因组畸变,亦可作为潜在的竞争性内源RNA,以及影响干细胞的分化等。了解嵌合RNA在组织和细胞发育不同阶段的特异性表达,将有助于发掘潜在的临床诊疗生物标志物。深入且准确地对嵌合RNA的组织学图谱进行研究,可能实现从崭新的视角对特定细胞类型进行嵌合RNA治疗。越来越多的实验数据表明,嵌合RNA广泛存在于癌症和正常组织中,且具有重要的生理功能,其表达水平和模式也是高等动物拓展基因组功能的方式之一。     

应用嵌合基因实例拓展遗传学染色体畸变的教学

染色体结构变异,会扰乱机体的固有平衡系统,影响生殖和发育。在本科遗传学教学中,如何进一步诠释导致机体平衡系统紊乱的机理,是教师常面临的教学难题。一些嵌合基因(chimeric gene)是染色体结构变异的产物,具有特异的生物功能,可能是致使固有平衡系统紊乱的原因之一,但很少见到在课堂或教科书中讲述与嵌合基因相关的内容。本文结合近年本团队对嵌合基因的研究成果及遗传学教学实践,以一个司法案例创设情境,引入嵌合基因实例,以激发学生的学习兴趣;进而通过对嵌合基因通性的梳理,辅助学生总结知识点,发展思维融汇力,从而拓展染色体畸变的教学,以期使学生对基因的变异及其功能有更深入的理解,提高遗传学教学效果。     

含人抗体恒定区基因的酵母表达质粒的构建

本文主要报告了用以表达人-鼠嵌合抗体基因的酵母表达载体的构建、筛选与鉴定的研究结果.作者利用高度表达的酵母质粒YEP_(51),与含人抗体恒定区基因的pSV_2gptHuG_4两个质粒为材料,构建成可以供表达任何小鼠单克隆抗体的可变区基因,以构成嵌合的人-鼠抗体基因,用酶切回收插入DNA片段、原位和斑点杂交法对重组质粒予以鉴定和筛选,获得了pYEP-H重组的酵母表达载体.     

人鼠嵌合抗体重链基因转染小鼠骨髓瘤细胞的初步研究

本文介绍了通过人鼠嵌合抗体重链基因转染小鼠骨髓瘤J558L的研究,叫详尽地阐述了用原生质体融合发将重组的人鼠嵌合抗体重链基因转染到J558L骨髓瘤细胞中,并用ELSA法检测转染子的过程和方法,同时简要地说明了影响转染率的一些因素。     

嵌合中国分离株基因的丙型肝炎病毒（1b／2a）细胞培养模型的建立

目的：建立嵌合中国分离株基因的丙型肝炎病毒（HCV）细胞培养模型。方法：利用3片段融合PCR的方法将中国HCV河北分离株（1b）的全长包膜蛋白基因引入JFH1（2a）株基因骨架,构建包膜蛋白基因区相互置换的嵌合HCV（1b／2a）全长基因组,经线性化后体外转录获得全长RNA,转染Huh7．5．1细胞系,用免疫荧光及蛋白印迹实验检测。结果：该RNA可以产生具有体外感染活性的嵌合HCV,且感染性可在共同培养的细胞间传播。结论：首次在国内建立了嵌合中国HCV分离株基因的HCV细胞培养体系。     

哺乳动物嵌合RNAs产生机制:cis-SAGe

嵌合RNAs是指由两个或两个以上独立基因(即亲本基因)融合产生的新RNAs。传统观点认为,嵌合RNAs都是染色体重排的结果。近年来研究发现,相邻基因间的顺式剪接(cis-splicing of adjacent genes,cis-SAGe)也是产生嵌合RNAs的重要机制之一。cis-SAGe是同一条染色体上位置相邻、转录方向相同的基因间发生转录通读,由此产生的初始转录本经过加工,形成了含有两个或多个亲本基因序列的嵌合RNAs。cis-SAGe最初是在肿瘤细胞中被鉴定出来,其在肿瘤发生中的潜在功能引起了研究者的广泛兴趣。随着研究的深入,人们发现cis-SAGe也广泛存在于正常组织中,可能是哺乳动物进化过程中产生新基因的一种重要机制。本文就cis-SAGe的剪接和表达特性、产生机制及其产物的功能等方面进行了综述,以期为人们全面了解cis-SAGe的研究概况及发展趋势提供参考。     

毛柄短肠蕨红/蓝光嵌合光受体基因的克隆和蛋白质结构分析

Phytochrome 3 (PHY3) 是一种特殊的既能吸收红光/远红光又能吸收蓝光的嵌合光受体, 一些隐花植物利用 PHY3 提高在弱光环境下的光敏感性。但是, 有关植物嵌合光受体的序列信息极为匮乏。文章采用反向 PCR 法分离了蕨类植物毛柄短肠蕨红/蓝光嵌合光受体编码基因的全长序列。序列分析表明: 该基因没有内含子, 仅包含一个长度为 4 278 bp 的开放阅读框, 与铁线蕨 PHY3 的核苷酸序列具有 80％以上的一致性。该基因编码一个 1 425个氨基酸组成的蛋白质, 预测分子量为 157 kDa, 理论等电点 (pI) 为 6.29。结构分析表明, PHY3是由光敏色素和向光色素蛋白融合而成, 其 N 端序列与光敏色素 N 端序列类似, 包括 PAS、GAF 和 PHY 结构域, 负责结合吸收红光/远红光的藻蓝胆素生色团; 而 C端与完整的向光色素类似, 由 2 个 LOV和 1 个 Ser/Thr 激酶结构域组成, 可结合吸收蓝光/ UV-A 的生色团黄素单核苷酸 FMN。     

bcr/abl嵌合基因与白血病分子机制

bcr/abl嵌合基因是白血病ph染色体的分子基础,其表达的融合蛋白具有活跃的酪氨酸激酶活性,它与细胞信号传导功能有关的蛋白作用干扰细胞正常信号的传导,影响细胞生长或凋亡。bcr/abl在白血病中的作用机制的进一步阐明有助于白血病的治疗。     

转Cry1Ac活性杀虫蛋白及慈菇蛋白酶抑制剂B基因的棉花

根据植物基因的结构特征。合成了Cry1Ac活性杀虫蛋白的编码序列并与内质网定位肽编码序列组成嵌合杀虫蛋白基因Bt29K。构建了含Bt29K基因及慈菇蛋白酶抑制剂B（API-B）基因表达框的双抗虫基因植物表达载体。通过根癌土壤杆菌（Agrobacterium trmefaciens(Smith et TOwnsend)ConnLBA4404)介导转化了棉花（Gossypium hirsu-tunL.)的两个生产品种（系）。根据抗棉铃虫（Heliothis armigera)试验及农艺性状的观察调查结果。经6代筛选,获得了抗棉铃虫90.0%_99.7%且农艺性状优良的9个双价抗虫棉纯合品系。分子生物学分析结果表明,两个抗虫基因在棉花基因组中的插入拷贝数为1个或2个,活性Cry1Ac和API-B蛋白在转基因抗虫棉株系中的表达量分别约占总可溶性蛋白的0.17%和0.09%。对双抗纯合系植株及仅转Bt基因的棉花纯合系抗虫性检测结果表明前者的抗虫性明显高于后者,因此推断本研究采用的双抗虫基因表达载体构建策略是合理的。     

转Cry1Ac活性杀虫蛋白及慈菇蛋白酶抑制剂B基因的棉花

根据植物基因的结构特征,合成了CrylAc活性杀虫蛋白的编码序列并与内质网定位肽编码序列组成嵌合杀虫蛋白基因Bt29K.构建了含Bt29K基因及慈菇蛋白酶抑制剂B(API-B)基因表达框的双抗虫基因植物表达载体.通过根癌土壤杆菌(Agrobacteriumtumefaciens(Smith et Townsend)Conn LBA4404)介导转化了棉花(Gossypium hirsu-tun L.)的两个生产品种(系).根据抗棉铃虫(Heliothis armigera)试验及农艺性状的观察调查结果,经6代筛选,获得了抗棉铃虫90.0%～99.7%且农艺性状优良的9个双价抗虫棉纯合品系.分子生物学分析结果表明,两个抗虫基因在棉花基因组中的插入拷贝数为1个或2个.活性Cry1Ac和API-B蛋白在转基因抗虫棉株系中的表达量分别约占总可溶性蛋白的0.17%和0.09%.对双抗纯合系植株及仅转Bt基因的棉花纯合系抗虫性检测结果表明前者的抗虫性明显高于后者,因此推断本研究采用的双抗虫基因表达载体构建策略是合理的.     

Multigenic relation to the attenuation of rabies virus

Rabies virus Nishigahara strain causes lethal infection in adult mice after intracerebral inoculation. On the other hand, the RC-HL strain, derived from the Nishigahara strain, does not cause lethal infection in adult mice. We previously demonstrated that a chimeric virus, R(G), with the open reading frame of the G gene (G-ORF) from the Nishigahara strain in the background of the RC-HL genome, is virulent. Reversely, in order to demonstrate that the G gene of the RC-HL strain is related to the attenuated phenotype, we established a reverse genetics system of the Nishigahara strain and generated a chimeric virus, Ni(G), with the G-ORF from RC-HL in the background of the Nishigahara genome. Contrary to our prediction, Ni(G) killed adult mice after intracerebral inoculation with neuropathic symptoms like those of Nishigahara strain infection. Therefore, the G-ORF of the RC-HL strain is not the sole determinant of the attenuated phenotype. In additional investigation, we examined other genes, including N, P, M and L genes, and generated chimeric viruses exhaustively. We found that chimeric viruses with a single gene from the RC-HL were not attenuated and that chimeric viruses with the G-ORF and at least one other ORF from the RC-HL were attenuated. In conclusion, attenuation from the Nishigahara to RC-HL strain is multigenic.     

抗H5N1病毒嵌合IgA抗体基因的构建及其在CHO细胞中的表达

为了表达具有中和活性的抗禽流感H5N1病毒人-鼠嵌合IgA抗体,采用RT-PCR法克隆具有中和活性的抗禽流感H5N1-HA鼠源单克隆抗体的轻重链可变区基因及相应的信号肽编码序列,分别与人免疫球蛋白IgA2重链恒定区、Kappa恒定区基因拼接,构建表达质粒pEF-IGHA9和pEF-IGK9,共转染二氢叶酸还原酶缺陷型CHO(CHO-dhfr-)细胞,用ELISA检测培养上清中嵌合IgA抗体的表达,对纯化的嵌合抗体进行SDS-PAGE、Western blotting印迹分析。结果成功地在CHO细胞中表达了抗禽流感H5N1病毒人-鼠嵌合IgA抗体,为制备抗H5N1重组分泌型IgA预防性抗体制剂奠定了良好的基础。     

RNA/DNA嵌合分子介导的高效基因修复

本文介绍了RNA/DNA嵌合分子介导的高效基因修复技术。这一技术是1996年开始发展起来的全新技术,它通过人工合成的双链开环RNA/DNA嵌合分子转染细胞而使特定基因靶位点产生单碱基改变,从而修复突变基因。这一技术高效（目前最高可达50％以上）、特异性强、安全、无随机插入致变的危险、无免疫反应、无明显毒性,能够用于定点突变、基因敲除、动植物功能基因组学、药物遗传学等很多方面的研究,在不久的将来能够应用于人类基因治疗,具有很高的应用价值和医学前景。 Abstract：We introduce a new technique?targeted gene correction directed by chimeric RNA/DNA oligonucleotides which began at 1996.It uses synthetic double?stranded non?circular RNA/DNA chimeric oligonucleotides to transfect cells and make a single?based change at the targeted site of the target gene.It is highly efficient (the highest efficiency is more than 50％),highly special,safe,without danger of mutation caused by random insertion,without immune response,and without obvious toxicity.It can be used to make point mutation,or gene knock?out plants and animals,and is very likely to be used in human gene therapy in the near future.It is also valuable in the study of functional genomics,pharmacogenetics,and medicine.     

家蚕细胞和虫体产生抗人小细胞肺癌抗体

用重组昆虫病毒表达系统,在家蚕细胞和虫体表达了抗人小细胞肺癌人-鼠嵌合抗体。重组病毒rNPVL2,rNPVH17及双重组病毒rNPVLH19感染的家蚕细胞和虫体血淋巴中都检测到抗体分子的表达。双重组病毒的双基因共表达部分产物可装配。ELISA分析表明抗体重轻链基因共表达产物具有比单基因表达产物高得多的与小细胞肺癌细胞免疫结合功能。     

籼稻蜡质基因5＇上游区与GUS基因编码区融合基因的构建和在水稻中的瞬间表达

为了鉴定水稻蜡质基因５＇上游区的顺式作用因子与研究它们在组织专一性表达中的作用,我们对籼稻品种２３２的蜡质基因５＇上游－１１５至－２１２０的区域进行了顺序测定,并将此基因的５＇上游区同报告基因ＧＵＳ构建成融合基因,用基因枪粒子轰击的方法将此融合基因导入水稻未成熟种子的幼胚和糊粉层细胞中,瞬间表达检测的结果表明,我们构建的融合基因中蜡质基因５＇上游区的长度已足以使ＧＵＳ基因在上述组织中表达。     

HIV-1膜蛋白在甲醇型酵母中的表达和抗原性的研究

通过计算机辅助分析了中国广西B/C重组亚型HIV-1病毒株的Env蛋白(共851氨基酸残基)氨基酸的疏水性、潜在的抗原表位,与其它亚型的Env蛋白在氨基酸组成的保守性方面进行了比较,选择了env基因的469-511aa,538-674aa和700-734aa三段保守性及抗原性都较强的氨基酸序列构建成嵌合基因,将嵌合基因构建到毕赤酵母Pichia pastoris表达载体pPICZαB中,利用甲醇诱导表达,对表达的蛋白进行了Wester blot和SDS-PAGE分析,结果表明,三段基因能在毕赤酵母Pichia pastoris中表达,产物为40kD的特异性诱导糖蛋白,通过Ni-sepharose 4B金属Ni螯合层析柱分离纯化表达蛋白,酶联免疫检测结果表明,纯化的抗原有很强的抗原特异性,可以用于HIV检测试剂的研制和开发。