GS介导RNase P对人巨细胞病毒ul54基因mRNA的切割作用

引导序列(Guide Sequences,GSs)是与mRNA靶序列互补并引导RNase P切割的小RNA片段。设计与人巨细胞病毒HCMV(Human Cytomegalovirus,HCMV)ul54基因D片段mRNA序列互补的GS,将其共价结合到大肠杆菌来源RNase P催化核心M1 RNA,构建成T7-M1GS核酶。通过对ul54基因D片段转录产物体外切割实验和将T7-M1GS构建在含有U6启动子的逆转录病毒载体,与构建在真核载体pEGFP-N1的ul54基因D片段共转染人宫颈癌细胞系HeLa的体内切割实验,证实该核酶具备对ul54基因D片段mRNA的特异切割能力,为利用核酶治疗HCMV感染提供实验基础。     

RNase P核酶对人巨细胞病毒UL54基因mRNA体外切割作用

外部引导序列(EGSs)是mRNA靶序列互补并引导RNase P切割的小RNA片段.我们设计与人巨细胞病毒HCMV(Human Cytomegalovirus) UL54基因mRNA序列互补的EGSs,将其与大肠杆菌来源RNase P催化核心M1 RNA构建成M1GS核酶.通过对UL54基因亚克隆片转录产物体外切割研究,证实该核酶具备对UL54 mRNA片段的特异切割能力,可以发展成为一种抗病毒试剂.     

RNase P核酶对人巨细胞病毒UL54基因mRNA体外切割作用

外部引导序列(EGSs)是mRNA靶序列互补并引导RNaseP切割的小RNA片段。我们设计与人巨细胞病毒HCMV(Human Cytomegalovirus)UL54基因mRNA序列互补的EGSs,将其与大肠杆菌来源RNaseP催化核心M1RNA构建成M1GS核酶。通过对UL54基因亚克降片转录产物体外切割研究,证实该核酶具备对UL54 mRNA片段的特异切割能力,可以发展成为一种抗病毒试剂。     

核酶对人巨细胞病毒mRNA片段的体外切割

引导序列GSs(GuideSequences)是能与mRNA互补,引导核酶RNaseP催化核心M1RNA对互补区域特异切割的小片段游离RNA。针对人巨细胞病毒HCMV(humancytomegalovirus)DNA聚合酶mRNA序列设计GS,共价结合到大肠杆菌来源M1RNA中,构建成M1GST7核酶。通过对巨细胞病毒DNA聚合酶亚克隆片段转录产物体外切割实验,表明该核酶具备对DNA聚合酶mRNA片段的特异切割能力 。     

HCV特异性M1GS核酶的构建及体外切割活性研究

针对HCV基因组中较为保守的区域-5'UTR,设计一段GS引导序列,并与大肠杆菌RNase P的催化亚基-M1RNA的3'末端共价结合,构建序列特异性M1GS核酶-M1GS-HCV/C20。体外实验证实,所构建的人工核酶对HCV 5'UTR具有明显的靶向切割活性,且这种切割发生于靶序列的特定位点。本研究将为进一步阐明该核酶在胞内的活性、乃至动物模型内评价其抗病毒效果提供实验材料,从而为新型抗HCV药物及反义基因治疗的研究奠定基础。     

对HCMV UL54 mRNA 片段特异性切割的M1GS构建

人巨细胞病毒是一种DNA病毒,在人群中一般呈亚临床感染和潜伏感染。为研究病毒基因沉默工具和抗病毒制剂,以人巨细胞病毒UL54基因mRNA序列设计互补的外部引导序列,共价结合到大肠杆菌来源RNaseP催化核心M1RNA上,从而构建成M1GS-T6核酶。通过对DNA聚合酶UL54基因亚克隆片段转录产物体外切割研究,证实该核酶具备对UL54mRNA片段的特异切割能力。     

丙肝病毒核心基因靶向性M1GS 核酶的体外抗病毒活性

[目的]丙型肝炎病毒(Hepatitis C Virus,HCV)是引起病毒性肝炎的重要病原.目前临床HCV感染多采用干扰素联合病毒唑进行治疗,但其应答率低且感染易反复,探索新型抗HCV治疗策略与药物具有紧迫的现实意义.[方法]基于大肠埃希菌来源的核糖核酸酶P(RNase P),针对HCV核心基因的序列,设计一小段与之互补的外部引导序列(Guide Sequence,GS),通过PCR将其共价连接至大肠埃希菌RNase P催化性亚基(M1 RNA)的3'末端,从而构建一种靶向性的核酶——M1GS.[结果]构建的M1 GS-HCV/C52核酶在体外可对靶RNA片段产生特异性切割;在HCV感染的Huh7.5.1细胞,该人工核酶也能够显著抑制HCV核心基因的表达,并使培养上清中HCV RNA的拷贝数减少约1500倍.[结论]本研究构建的M1GS-HCV/C52核酶具有显著的体外抗病毒活性,从而为HCV的治疗研究提供了一条潜在途径.     

HCMV UL97 mRNA序列特异性M1GS的构建及其体外切割活性研究

HCMV UL97基因编码一种蛋白激酶,该酶参与调控病毒DNA的复制和衣壳的形成,且序列异常保守,可作为抗HCMV治疗的重要靶位。基于HCMV UL97 mRNA T3位点附近的序列,设计一段与该位点互补的引导序列（Guide Sequence,GS）,并将其与大肠杆菌核酶P催化亚基（M1 RNA）的3’末端共价连接,构建了一种序列特异性的M1GS（M1-T3）。体外实验证实,所构建的M1-T3可与UL97 mRNA的T3位点特异性结合并产生有效的切割作用。进一步研究M1-T3的结构与其对底物片段靶向切割活性的关系,结果发现在M1 RNA与GS之间增加一段88核苷酸桥连序列的M1-T3（即M1-T3’）,其靶向切割活性大大增强。此外,去除M1-T3 3’末端的CCA序列,其靶向切割活性将基本丧失。上述结果表明,这段桥连序列和3’末端的CCA序列是M1-T3重要的结构元件。这不仅有助于阐明M1GS与其底物的相互作用机制,同时也为进一步评价M1-T3在体内对UL97基因表达及病毒复制的抑制活性奠定了基础。     

对HCMV UL54 mRNA片段特异性切割的M1GS构建

人巨细胞病毒是一种DNA病毒,在人群中一般呈亚临床感染和潜伏感染。为研究病毒基因沉默工具和抗病毒制剂,以人巨细胞病毒UL54基因mRNA序列设计互补的外部引导序列,共价结合到大肠杆菌来源RNaseP催化核心M1RNA上,从而构建成M1GS-T6核酶。通过对DNA聚合酶UL54基因亚克隆片段转录产物体外切割研究,证实该核酶具备对UL54mRNA片段的特异切割能力。     

DNA-EGS1386胞内诱导核酶P抑制人巨细胞病毒UL49基因的表达

外部引导序列(EGSs)是一类与mRNA靶序列互补并能引导核酶P切割靶mRNA的小分子RNA。本实验构建稳定表达UL49基因的HeLa细胞系,设计合成了针对于人巨细胞病毒(HCMV)UL49基因的12ntDNA性质的EGS1386,通过转染稳定表达UL49基因的细胞系,荧光定量PCR和Western blotting检测细胞内目的基因UL49的表达情况。结果显示在DNA-EGS1386作用下UL49基因的表达量降低了50%,表明DNA-EGS1386可以有效引导人的核酶P切割目标mRNA。因此,DNA-EGS可以发展成为一种新的基因沉默技术和潜在的抗病毒试剂。     

M1GS-HCV/C141核酶的构建及其体外抗病毒活性测定

丙型肝炎病毒 (Hepatitis C virus,HCV) 是引起慢性肝炎的重要病因之一,严重危害公众健康。目前临床HCV感染常采用干扰素联合病毒唑进行治疗,然而应答率不高且易反复。因此,探索新型抗HCV治疗策略及药物显得尤为迫切。针对HCV核心基因的序列,设计与之互补的引导序列 (Guide Sequence,GS),通过PCR的方法将其共价连接于大肠杆菌核糖核酸酶P(RNase P) 催化性亚基 (M1 RNA) 的3￠末端,成功构建了一种靶向性M1GS核酶 (M1GS-HCV/C141)。经体外切割试验、胞内反义效应及胞内毒性研究,结果表明：M1GS-HCV/C141核酶不仅能够在体外对靶RNA片段产生特异性切割,在HCV感染的Huh7.5.1细胞中,也能显著抑制病毒核心蛋白的表达,进而使HCV RNA的拷贝数减少约1 000倍。因此,文中构建的M1GS-HCV/C141核酶在体外具有显著的抗HCV活性,这为HCV治疗研究提供了一条新的潜在途径。     

改进型外部引导序列抑制人巨细胞病毒UL49 基因的表达

外部引导序列（EGS）技术（The EGS-based technology）是一种新型的基因沉默技术,能诱导内源性的核酶 P（RNase P）对靶mRNA进行有效切割. 以人类巨细胞病毒（HCMV）UL49基因mRNA片段为靶序列,基于前人实验基础上设计出更为精简与高效的改进型EGS (miniEGS),DNA片段长度仅为12 bp. 构建稳定表达HCMV UL49的细胞系,通过应用荧光定量PCR及Western 印迹分别鉴定miniEGS对内源性UL49的抑制效率.结果显示,miniEGS能在HeLa细胞中能达到很高的转染效率（97.9%）,并且在转染稳定表达UL49的HeLa细胞系后,发现UL49基因的mRNA与蛋白表达水平都出现明显下降（50%）.研究表明, 改进型的EGS序列不仅能有效抑制目的基因的表达,同时因其序列设计的精简性与高效性,可更好地应用到以后的抗病毒研究中.     

引导RNaseP对HCMVUL54mRNA片段体外切割的EGS构建

HCMV是一种广泛存在的疱疹病毒,在免疫抑制和免疫功能低下人群中,HCMV感染可引起严重疾病。RNaseP是细胞内催化tRNA5’末端成熟的酶,当EGSs与靶mRNA互补结合并形成类似tNRA的复合物时,大肠杆菌RNaseP催化亚基M1RNA可具备对靶mRNA特异的催化切割活性。为研究抗病毒制剂,针对HCMVDNA多聚酶UL54mRNA设计并构建特异性的EGS—C6,通过对觇舅基因亚克隆片段转录产物体外切割研究,证实该EGS具备引导M1RNA对UL54mRNA特异切割的能力,可发展成一种新型抗病毒制剂。     

BCR3/ABL2核酶的设计、构建及对K562细胞增殖与集落形成的抑制作用和凋亡诱导作用

利用计算机模拟设计合成了针对 K5 62细胞致癌融合 bcr3/abl2 m RNA的锤头状核酶 .该核酶以融合点附近 UUC为识别切割三联体 ,在核酶的 3′端增加一段 T7噬菌体终止子序列 .用基因克隆结合体外转录的方法 ,肯定了核酶的体外切割活性 .进而将核酶基因克隆到 p CEP4真核细胞高效表达载体上 ,利用脂质体 Lipofectin AMINE介导的转染技术将核酶与核酶基因导入靶细胞 ,从抑制靶细胞 K5 62的增殖与集落形成及引起靶细胞凋亡等方面验证了核酶在细胞水平上对融合基因 bcr3/abl2 m RNA的特异切割作用 ,并观察到了 T7噬菌体终止子序列对核酶切割效率的增强影响 .     

抗Caspase-3核酶M1RNA的制备与体内外活性鉴定

为评价抗caspase 3核酶在阻抑细胞凋亡发生中的潜在价值 ,以RNaseP催化亚基M1RNA为模板 ,设计合成 3个特异性针对人caspase 3的核酶pM1 GS716、pM1 GS337和pM1 GS2 35 ,并对它们的体内外切割活性进行探讨 .3 2 P标记的caspase 3基因片段体外转录物作为靶RNA ,体外切割实验表明 ,pM1 GS716和pM1 GS337均有切割活性 ,其中pM1 GS716的切割效率可达到 93% .3个核酶转染HeLa细胞 ,评价其在体内的切割活性 .在TNF α作用下 ,转染pM1 GS716的HeLa细胞内caspase 3mRNA下降了 75 % ,蛋白含量下降了 6 9% ,caspase 3蛋白酶活性下降了 5 2 % .Hoechst 332 5 8染色表明 ,细胞凋亡率较对照明显下降 (分别为 2 1 6± 0 7%和 4 9 4± 0 2 % ,P <0 0 1) .提示体外制备的pM1 GS716具有良好的特异催化切割活性 ,有望通过切割caspase 3而抑制细胞凋亡 .     

In vitro construction of effective M1GS ribozymes targeting HCMV UL54 RNA segments

Seven sequence-specific ribozymes (M1GS RNAs) derived in vitro from the catalytic RNA subunit of Escherichia coli RNase P and targeting the mRNAs transcribed by the UL54 gene encoding the DNA polymerase of human cytomegalovirus were screened from 11 ribozymes that were designed based on four rules: (1) the NCCA-3′ terminal must be unpaired with the substrate; (2) the guide sequence (GS) must be at least 12 nt in length; (3) the eighth nucleotide must be U, counting from the site-1; and (4) around the cleavage site, the sites -1/ 1/ 2 must be U/G/C or C/G/C. Further investigation of the factors affecting the cleavage effect and the optimal ratio for M1GS/substrate was carried out. It was determined that the optimal ratio for M1GS/substrate was 2:1 and too much M1GS led to substrate degrading. As indicated above, several M1GS that cleaved HCMV UL54 RNA segments in vitro were successfully designed and constructed.Our studies support the use of ribozyme M1GS as antisense molecules to silence HCMV mRNA in vitro, and using the selection procedure as a general approach for the engineering of RNase P ribozymes.     

M1RNA在基因治疗中的研究进展

E.coli RNase P复合体的M1RNA亚单位是一类具有催化活性的核酶,它切割tRNA前体分子（pre-tRNA）的5′端前导序列,产生成熟的tRNA分子。M1RNA主要通过结构特异性识别底物,不需要底物有特定的序列,从而可设计修饰过的核酶为抑制靶基因的表达,在消除染色体易位产生的肿瘤相关畸形染色体上,M1RNA是一种理想的工具,研究表明M1RNA作为一种新型核酶有着广阔的应用前景和极大的临床价值。     

RNA干扰抑制nm23-M1基因表达对骨髓瘤SP2/0细胞增殖的影响

建立RNA干扰 (RNA interference, RNAi)抑制nm23-M1基因表达的骨髓瘤SP2/0细胞株, 初步探讨nm23-M1基因对小鼠骨髓瘤细胞增殖的影响.针对 nm23-M1 mRNA序列设计3个小干扰RNA (small interfering RNA, siRNA)序列, 分别构建表达这3个序列及阴性对照序列的pGenesil-1重组质粒, 再转染小鼠骨髓瘤SP2/0细胞并经G418抗性筛选稳定表达细胞株.采用半定量RT-PCR及Western 印迹检测3个重组质粒对nm23-M1 mRNA及蛋白质表达的抑制效果, 然后用MTT法观察抑制nm23-M1表达对SP2/0细胞增殖的影响.结果显示, 设计的3条siRNA不同程度地特异抑制骨髓瘤SP2/0细胞nm23-M1 mRNA及蛋白质的表达, 其中siRNA-2抑制作用最强, 其对nm23-M1 mRNA和蛋白质的抑制率分别为74.4%和62.1%; 且siRNA-2抑制nm23-M1基因表达后SP2/0 细胞增殖受到明显抑制 (P < 0.05).本研究成功构建了pGenesil-1-nm23-M1 siRNA重组质粒, 筛选出稳定抑制nm23-M1基因表达的SP2/0细胞株, 提示抑制nm23-M1基因表达有抑制骨髓瘤细胞增殖的作用; 为进一步研究nm23基因的生物学功能及临床应用打下了基础.     

特异切割12-脂加氧酶mRNA的核酶体外活性及动力学研究

根据锤头状核酶(Ribozyme)的作用模式,设计、合成并克隆了特异性切割12-脂加氧酶(12-LO)mRNA的核酶基因。以合成的25个核苷酸长的12-脂加氧酶RNA片段为底物与转录的核酶RNA一起保温检测其体外切割活性。实验结果表明,在37℃保温时,核酶在体外对12脂加氧酶具有较高的特异切割活性,其Km值为1300 nmol/L,其kcat值为0.083/min,在50℃保温时,核酶具有很高的切割活性,其kcat值为0.31/min。