去势和非去势公猪背最长肌circRNA差异表达分析

公猪去势可减少异味和打斗,但去势后产肉量和肌内脂肪沉积发生变化,其分子机制的解析对生产具有重要意义。近年来研究表明,环状RNA(circRNA)在肌肉发育中具有重要调控作用。为探究去势后circRNAs对背最长肌发育的调控,本研究选择6头淮南公猪,随机选择3头去势,当体重达130kg左右屠宰,采集背最长肌样品,利用高通量测序筛选差异表达circRNAs (differentially expressed circRNAs, DECs)并进行KEGG功能富集分析。结合前期筛选的公猪去势相关miRNAs,构建DECs-miRNAs调控网络,最后使用猪骨骼肌卫星细胞验证候选circRNA表达谱及其与miRNA互作关系。结果表明,去势和非去势组背最长肌样品共获得5866个circRNAs,两组之间共有370个DECs (|log2Foldchange|> 1, padj<0.8),KEGG富集分析表明,DECs来源母基因主要富集于肌肉发育、肌纤维类型转化、能量代谢等相关通路。构建的DECs-miRNA调控网络共包括69个circRNAs和8个miRNAs。选择circRNA     

猪PID1基因CDS区的克隆及其mRNA表达与肌内脂肪沉积关系

为了探索PID1(Phosphotyrosine interaction domain containing1)基因的表达与脂肪沉积的关系,文章利用兼并引物进行RT-PCR从猪脂肪和肌肉组织中克隆PID1基因CDS(Coding region)区全序列,并采用荧光定量PCR方法对大白猪、鲁莱黑猪、莱芜猪3个猪品种的肝脏、脂肪和肌肉组织PID1基因mRNA表达进行了相对定量分析。结果表明:经克隆、测序,得到了猪PID1基因654bp全编码区序列,通过Blast比对,与人、大鼠、牛有93.88%、66.94%、88.07%的同源性。PID1基因在同一个品种猪中mRNA表达水平总体表现为:肝脏脂肪肌肉。在不同品种3种组织中PID1基因mRNA表达水平总体表现为:莱芜猪鲁莱黑猪大白猪,其中肝脏中差异显著(P0.05),但是在脂肪和肌肉组织中莱芜猪与鲁莱黑猪差异不显著(P0.05)。对于高肌内脂肪(LWH)、中等肌内脂肪(LWI)和低肌内脂肪(LWL)沉积的3组莱芜猪,PID1基因在肝脏组织中的表达水平是LWH显著高于LWL(P0.05),在肌肉组织中则是LWH显著高于LWI和LWL(P0.05)。PID1基因在莱芜猪品种内3个组织中mRNA表达量与IMF含量相关均不显著,而在品种间3个组织中mRNA表达量与IMF含量呈显著正相关(P0.05)。结果提示:PID1的表达可能与脂肪沉积性状存在一定的关系。     

宁乡猪皮下脂肪与肌内脂肪组织转录组差异分析

为了比较分析宁乡猪皮下脂肪(subcutaneous fat,SAF)和肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)组织脂肪沉积的分子机制,本文利用RNA-seq技术鉴定和分析宁乡猪SAF和IMF组织中差异基因表达谱。选取6头250日龄健康状况良好、种内个体体重相近(约85 kg)的雄性宁乡猪为实验材料,采集SAF与IMF组织样品。通过对两个脂肪组织转录组测序并进行GO(Gene Ontology)功能注释及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)信号通路富集分析,得到与脂肪沉积和脂质代谢相关的差异基因。为验证测序数据结果的可靠性,本研究随机选取6个差异基因进行qRT-PCR验证。结果表明,宁乡猪SAF和IMF组织中有2406个基因差异表达,其中1422个基因表达上调,984个基因表达下调。通过GO功能注释分析发现,差异表达基因主要通过参与类固醇生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、甘油磷脂代谢及自噬途径等与脂质代谢相关途径,调控宁乡猪SAF和IMF的沉积。KEGG通路富集结果显示,差异基因主要富集在脂质结合、脂肪酸代谢过程、甘油...     

筛选差异表达基因和蛋白质的方法进展

分离和鉴定差异表达基因和蛋白质不仅有助于发现基因和蛋白质的功能,更有助于揭示某些疾病的发生机理.目前筛选差异表达基因的方法主要有差异显示PCR方法(differential display RT-PCR,DDRT-PCR)、消减杂交法(subtractive hybridization,SH)、基因芯片技术(DNA chip technique)和基因表达的系统分析(serial analysis of gene expression,SAGE)等,其中消减杂交法中又先后建立了代表性差异分析技术(representational difference analysis,RDA)、抑制消减杂交法(suppression subtractive hybridization,SSH)和获得全长基因的消减杂交法(full-length-gene-obtainable subtractive hybridization).筛选差异表达蛋白质的方法主要有双向电泳技术(two-dimentional gel electrophoresis)和噬菌体全套抗体库技术(phage display antibody repertoire library technique).这些方法各有特点,各有利弊,研究者可根据自己的需要选择适合于自己的方法.     

不同品种猪背最长肌中IGF-1-PI3K/AKT通路基因的生长发育表达模式差异

本文研究了广西巴马小型猪和长白猪背最长肌中IGF-1-PI3K/AKT信号通路相关基因的发育表达模式的差异,为今后研究巴马小型猪的生长发育和肉质性状提供分子理论基础.克隆猪INSR、IRS1、IGF-1、PI3K、PI3KR1、PDK1、PTEN、AKT1、FoxO1、mTOR、4EBP1和β-actin基因,构建荧光定量PCR标准曲线,采用实时PCR法检测上述基因在广西巴马小型猪和长白猪出生后1、30、60、90、180 d背最长肌的表达变化.在同一生长发育阶段,PTEN和4EBP1基因的表达均极显著高于同一品种其他基因的表达,FoxO1、PI3KR1和AKT1基因中度表达,IGF-1、INSR、IRS1、PI3K、PDK1基因低度表达;在不同生长发育阶段基因的表达存在显著差异;两个品种猪在同一生长发育时间的表达也存在差异.本研究结果表明广西巴马小型猪和长白猪IGF-1-PI3K/AKT通路相关基因的表达呈现出明显的品种差异性和时空差异性,PTEN、FoxO1和4EBP1基因表达差异可能是两个品种猪肌肉产量和肉质性状存在差异的原因之一.     

草鱼PAX7基因的克隆、序列分析及组织表达

配对盒基因7(Paired box 7 gene,PAX7)在神经嵴发育及原肠胚形成、肌肉自主更新与再生中扮演着重要角色,对细胞更新、分化、凋亡等起着十分重要的调控作用。参照Gen Bank中斑马鱼、线鳍电鳗和虹鳟等物种PAX7序列的保守区域设计简并引物,进行反转录PCR扩增,获得草鱼PAX7基因的部分序列,长645 bp,编码214个氨基酸,包含编码128个氨基酸的PAX7蛋白配对框(PD)。氨基酸序列比对结果发现,草鱼PAX7基因与其他物种具有高度的相似性,与斑马鱼、线鳍电鳗、日本青鳉、金头鲷、虹鳟、大西洋鲑、北极嘉鱼、人、野牦牛、褐家鼠和小鼠的PAX7氨基酸序列同源性可达90%-97%;各物种PAX7部分氨基酸序列的系统进化树结果显示,草鱼与斑马鱼、日本青鳉、北极嘉鱼、大西洋鲑、虹鳟、线鳍电鳗和金头鲷聚为一大支,小鼠、褐家鼠,野牦牛与人类另聚一支,所得结果符合物种传统分类进化地位。运用实时荧光定量PCR检测草鱼PAX7基因在各组织中的差异表达,结果显示PAX7基因在肌肉中表达量最高;其次是前肠和皮肤,在心、脑、肾和肝中仅少量表达,所得结果与该基因的功能相一致。     

家蝇幼虫差异表达基因的克隆筛选与分析

目的是利用mRNA差异显示(DDRT-PCR)技术对诱导后家蝇幼虫差异表达基因进行克隆分析。取诱导和未诱导家蝇(Musca domestica vicina)三龄幼虫总RNA进行mRNA差异显示反应,产物经6％非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳展开,银染分析后,回收差异显示条带。随机选取4条诱导家蝇三龄幼虫中上调表达的基因条带,进行Northern杂交验证,有2条被验证为真实带,命名为YD1和YD2。对这2条基因片段进行T-A克隆和测序,长度分别为495bp和265bp,登录NCBI运用Blastn程序进行同源性比较,发现两者与任何已知基因同源性都低于70％,提示为两个未报道的新基因,在家蝇免疫反应中可能起着一定的作用。     

HSV-1UL-12基因的克隆、表达及产物复性

目的:克隆及表达单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV-1)UL12基因,对其表达产物HSV-1碱性核酸酶(AN)进行复性,为建立抗HSV-1药物的分子筛选模型奠定了基础,对于寻找抗病毒药物具有重要意义.方法:从HSV-1感染的Vero细胞中提取HSV-1基因组DNA,通过PCR克隆出UL12基因并对其测序;然后将HSV-1 UL12基因先克隆至pMD19-T载体,再亚克隆到pET32a表达载体上,并将重组载体转化到E.coli Rosetta菌中进行表达;最后用梯度盐酸胍对表达出的包涵体进行复性.结果:成功构建了pET32a-UL12重组载体,经序列比对,与GenBank上公布的HSV-1国际标准毒株17株的UL12基因序列的同源性达到了99.2%.在E.coli Rosetta菌中以包涵体的形式表达,经复性得到有活性的HSV-1碱性核酸酶(AN).AN同时具有核酸外切酶和核酸内切酶的活性,与核酸作用60min时酶活性最高.结论:重组载体pET32a-UL12经表达、复性可获得有活性的HSV-1 AN.     

五指山猪和长白猪背最长肌差异基因的筛选与注释

为了筛选五指山猪和长白猪背最长肌组织差异表达基因,本研究采用RNA-seq技术和生物信息学方法对6月龄、8月龄五指山猪和长白猪的背最长肌进行转录组测序分析,并对差异表达基因进行GO和KEGG Pathway显著性富集分析。通过与猪基因组比对分析后发现,在6月龄和8月龄五指山猪和长白猪均有约44 000 000条Clean reads能够比对到猪基因组上相关基因,每个文库均获得约18 200个表达基因,而转录本的数据为25 000个。在6月龄五指山猪与长白猪中共有30个基因差异表达,在8月龄五指山猪与长白猪中获得29个差异表达的基因。这些差异表达的基因主要富集在与糖酵解代谢、MAPK信号代谢通路和胰岛素信号通路等肌肉发育信号通路,通过筛选获得了与肌肉生长发育有关的候选基因,为探索五指山猪肌肉发育的分子机制提供了理论依据。     

中华蜜蜂酪胺受体基因克隆及表达分析

酪胺(tyramine)属于生物多聚胺类,是昆虫中枢神经系统内重要的神经递质、神经调质和神经激素,参与调控昆虫的多种行为和生理过程,如酪胺受体基因参与调控动物的学习与记忆。本研究首次克隆获得中华蜜蜂(Apis cerana cerana)酪胺受体基因Actyr1和Actyr2的全长cDNA序列,利用qRT-PCR方法鉴定了Actyr1和Actyr2在中华蜜蜂不同组织器官中的表达谱,采用地高辛原位杂交技术对Actyr1和Actyr2在大脑中的表达进行了定位。中华蜜蜂Actyr1、Actyr2的cDNA全长序列分别为1241 bp(GenBank登录号：KC814693)和1270 bp(GenBank登录号：KC814694),分别编码297、399个氨基酸残基。qRT-PCR分析结果表明,Actyr1和Actyr2在不同组织中的表达量为头部最高,其次是腹部表皮,触角和胸部肌肉的表达量最低,并且头部的表达量显著高于其他组织的表达量;原位杂交结果显示,Acytr1和Actyr2在中华蜜蜂大脑蘑菇体的凯尼恩细胞、触角叶周围的细胞处均有较强阳性着色。这些研究表明,Acytr1和Actyr2基因可能参与了蜜蜂的学习记忆,并且在相同的细胞中互相作用,共同调控蜜蜂的生物学功能。     

基于黏虫转录组的几丁质酶基因筛选和表达分析

昆虫的几丁质酶对昆虫的生长发育致关重要,是生物农药的重要靶标。本研究使用高通量测序技术对迁飞性害虫黏虫Mythimna separata的中肠和表皮组织进行了转录组测序、序列组装、功能注释及差异表达基因分析。对转录组数据库中鉴定出的几丁质酶基因进行了理化性质的预测,包括cDNA长度、蛋白质分子量、氨基酸序列、等电点、不稳定系数、跨膜结构和蛋白结构域等。使用MEGA软件构建了黏虫和其他昆虫几丁质酶的系统进化树,并通过q-PCR验证了黏虫基因在不同组织和发育阶段的表达模式。通过中肠与表皮的转录组测序,获得了19.42 Gb的数据,在COG、GO、KEGG、KOG、Pfam、Swissprot、eggNOG、nr数据库注释到了25 236个Unigene;基因表达分析结果表明,中肠和表皮的差异表达基因共有3 137个,其中中肠高表达基因有1 872个,表皮高表达基因有1 265个。从转录组数据中鉴定出9个几丁质酶基因,其中7个是新的几丁质酶基因,这些基因的cDNA长度在1 362~9 816 bp,SMART结构预测表明几丁质酶含有1个或多个催化结构域。构建的系统进化树将昆虫几丁质酶基因分为9个亚家族。q-PCR结果表明〖STBX〗MsCht2、MsCht5、MsCht6、MsCht7、MsIDGF1在表皮中表达量较高,MsCht4、MsCht11和MsChi-H在中肠中表达量较高,与转录组数据一致;多数几丁质酶基因在蛹期或预蛹期表达量最高,而MsCht4〖STBZ〗在5龄期表达量最高,在蛹期表达量很低。黏虫几丁质酶基因表达上存在不同的差异,不同的几丁质酶基因可能具有不同的功能。本研究筛选出了7个新的几丁质酶基因,为黏虫的生物防治提供了新的靶标。研究结果为进一步研究黏虫几丁质酶的功能奠定了基础。     

Identification of EPHX2 and RMI2 as two novel key genes in cervical squamous cell carcinoma by an integrated bioinformatic analysis

Cervical cancer is the fourth most common malignancy in women worldwide and cervical squamous cell carcinoma (CESC) is the most common histological type of cervical cancer. The dysregulation of genes plays a significant role in cancer. In the present study, we screened out differentially expressed genes (DEGs) of CESC in the GSE63514 data set from the Gene Expression Omnibus database. An integrated bioinformatics analysis was used to select hub genes, as well as to investigate their related prognostic signature, functional annotation, methylation mechanism, and candidate molecular drugs. As a result, a total of 1907 DEGs were identified (944 were upregulated and 963 were downregulated). In the protein–protein interaction network, three hub modules and 30 hub genes were identified. And two hub modules and 116 hub genes were screened out from four CESC-related modules by the weighted gene coexpression network analysis. The gene ontology term enrichment analysis and Kyoto encyclopedia of genes and genomes pathway analysis were performed to better understand functions and pathways. Genes with a significant prognostic value were found by prognostic signature analysis. And there were five genes (EPHX2, CHAF1B, KIAA1524, CDC45, and RMI2) identified as significant CESC-associated genes after expression validation and survival analysis. Among them, EPHX2 and RMI2 were noted as two novel key genes for the CESC-associated methylation and expression. In addition, four candidate small molecule drugs for CESC (camptothecin, resveratrol, vorinostat, and trichostatin A) were defined. Further studies are required to explore these significant CESC-associated genes for their potentiality in diagnosis, prognosis, and targeted therapy.     

黑尾叶蝉卵黄原蛋白受体基因cDNA的克隆、序列分析及表达模式

【目的】卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor,VgR)属于低密度脂蛋白受体,通过介导内吞作用为发育中的卵母细胞摄取卵黄原蛋白,为胚胎发育提供营养物质,在昆虫生殖过程中发挥关键作用。为研究黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps VgR(NcVgR)基因的生理功能及其在生殖中的作用,本研究克隆并解析了NcVgR基因的序列,并对其时空表达进行了研究。【方法】根据黑尾叶蝉转录组数据信息,利用RT-PCR克隆了NcVgR基因,并进行了生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR研究了不同发育时期、成虫不同组织NcVgR的表达水平。【结果】NcVgR c DNA序列全长6 676 bp,开放阅读框长度5 568 bp,编码1 855个氨基酸,预测编码蛋白的分子量为206 k D,N端前17个氨基酸为信号肽。序列分析显示,NcVgR具有低密度脂蛋白家族的5个经典保守域,即:配体结合域(ligand-binding domain,LBD)、表皮生长因子前体同源域(EGF-precursor homology domain,EGFP)、O-糖链结构域(O-linked sugar domain,OLSD)、跨膜域(transmembrane domain,TMD)和胞质尾域(cytoplasmic domain)。系统发育分析表明,NcVgR与褐飞虱N.lugens VgR亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,NcVgR转录起始时间为5龄若虫,羽化后转录水平逐渐上升,至羽化后8 d达到峰值,随后下降。有意思的是,随着黑尾叶蝉产卵,NcVgR转录水平再次上升,至羽化后16 d达到最高水平。组织定位结果显示,NcVgR在黑尾叶蝉雌成虫卵巢中特异性高表达,而在雌成虫脂肪体和肠道中微量表达,在雌成虫脑及雄成虫中均未检测到表达。【结论】NcVgR在黑尾叶蝉雌成虫卵巢中特异性表达,并且不同发育时期具有不同的表达量,这为研究黑尾叶蝉的生殖调控机理提供了分子信息。     

A plasmid-based vector system for the cloning and expression of Helicobacter pylori genes encoding outer membrane proteins

Helicobacter pylori produces a number of proteins associated with the outer membrane, including adhesins and the vacuolating cytotoxin. We observed that the functional expression of such proteins is deleterious to Escherichia coli, the host bacterium used for gene cloning. Therefore, a general method was developed for the functional expression of such genes on a shuttle vector in H. pylori, which has been termed SOMPES (Shuttle vector-based Outer Membrane Protein Expression System). The intact, active gene is reconstituted by recombination in H. pylori from partial gene sequences cloned on an E. coli-H. pylori shuttle vector. This system was established in an H. pylori strain carrying a precise, unmarked chromosomal deletion of the vacA gene, which was constructed by adapting the streptomycin sensitivity system to H. pylori. It is based on the expression of the H. pylori rpsL gene as a counterselectable marker in the genetic background of an rpsL mutant. The utility of this approach is demonstrated by the expression of a recombinant gene encoding vacuolating cytotoxin (vacA) and a recombinant gene encoding an adherence-associated outer membrane protein (alpA) in H. pylori. Received: 10 May 1999 / Accepted: 7 July 1999