转录因子GATA3 mRNA 5′非翻译区内部核糖体进入位点的活性

GATA3(GA-TA-binding protein-3)是锌指蛋白GATA家族成员之一,在细胞的增殖和分化中起着重要的作用,GATA3在细胞中的异常表达也是导致众多肿瘤形成的原因。通过对GATA3m RNA 5′非翻译区(untranslated region,UTR)进行分析,发现其UTR长达557 bp并且具有复杂的二级结构。将GATA3 m RNA 5′UTR克隆至双荧光素酶报告载体p RL-FL中,瞬时转染至细胞中然后对细胞进行无血清培养后,发现GATA3 m RNA 5′UTR介导的翻译明显升高。将GATA3 m RNA 5′UTR克隆至Δp RL-FL载体上,瞬时转染细胞后检测萤火虫荧光素酶的表达,发现GATA3 m RNA 5′UTR不具有隐含启动子,进而确定GATA3 m RNA 5′UTR具有内部核糖体进入位点(internal ribosome entry sites,IRES)元件;进一步对GATA3 m RNA 5′UTR进行序列截短分析,发现GATA3 m RNA 5′UTR中345~557 bp区间可能是抑制IRES活性的调控元件,而95~344 bp区间则是IRES元件的主要活性中心调控域,并且在不同的细胞系中GATA3 IRES元件的活性存在显著的差异。该研究结果表明,GATA3m RNA的5′UTR可参与GATA3的表达调控。     

单股正链RNA病毒基因组3′非编码区的高级结构与功能研究进展

单股正链RNA病毒种类繁多,其宿主涉及人、动物、植物,对人畜健康和农业经济生产都有重大的影响.病毒基因组3′UTR内的序列形成茎环、假结、TLS等高级结构,既可以作为顺式元件,又可以结合蛋白质反式因子,对病毒的转录、复制、翻译都有调控作用.简要介绍了单股正链RNA病毒代表种属的3′UTR内高级结构与功能的研究方法、主要进展和存在的问题.     

细胞内表达的小干扰RNA靶向丙肝病毒5′保守区的研究

将丙型肝炎病毒(HCV)基因组的5′非编码区(5′UTR)插入到报告基因绿色荧光蛋白(eGFP)和荧光素酶(luciferase)的上游,并构建基于Ⅲ型启动子的表达载体,这种载体能产生针对HCV 5′UTR的小干扰RNA。然后将含有HCV 5′UTR的eGFP/luciferase和能产生小干扰RNA的质粒共转染入Hela细胞,通过测定细胞发出的荧光和化学发光强弱来观测抑制效果。实验结果表明,与HCV 5′UTR特异性小干扰RNA表达质粒共转染的细胞无论从定性还是从定量上所测得的荧光和化学发光强度都明显低于阴性对照,且细胞密度经核染色与对照组无明显区别。这揭示了小干扰RNA确实能引起HCV特异基因如5′UTR的沉默,且转染进去的小干扰RNA表达质粒对细胞没有毒害作用。这一工作是通过载体直接在细胞内表达小干扰RNA(siRNA)而不是化学合成的,可以使小干扰RNA在细胞内得到稳定表达,因此本研究设计的siRNA表达载体不仅可以有效沉默HCV 5′UTR,而且该系统可以灵敏地筛选更有效的针对HCV的siRNA,因而这一结果为研究利用RNA干扰进行基因治疗HCV感染做了初步探索。     

细胞内表达的小干扰RNA靶向丙肝病毒5′保守区的研究

将丙型肝炎病毒(HCV)基因组的5′非编码区(5′UTR)插入到报告基因绿色荧光蛋白(eGFP)和荧光素酶(luciferase)的上游,并构建基于Ⅲ型启动子的表达载体,这种载体能产生针对HCV 5′UTR的小干扰RNA.然后将含有HCV 5′UTR的eGFP/luciferase和能产生小干扰RNA的质粒共转染入Hela细胞,通过测定细胞发出的荧光和化学发光强弱来观测抑制效果.实验结果表明,与HCV 5′UTR特异性小干扰RNA表达质粒共转染的细胞无论从定性还是从定量上所测得的荧光和化学发光强度都明显低于阴性对照,且细胞密度经核染色与对照组无明显区别.这揭示了小干扰RNA确实能引起HCV特异基因如5′UTR的沉默,且转染进去的小干扰RNA表达质粒对细胞没有毒害作用.这一工作是通过载体直接在细胞内表达小干扰RNA(siRNA)而不是化学合成的,可以使小干扰RNA在细胞内得到稳定表达,因此本研究设计的siRNA表达载体不仅可以有效沉默HCV 5′UTR,而且该系统可以灵敏地筛选更有效的针对HCV的siRNA,因而这一结果为研究利用RNA干扰进行基因治疗HCV感染做了初步探索.     

人组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)mRNA5′端非翻译区(UTR)对其表达的调控

运用反转录-PCR技术,从黑色素瘤细胞中扩增出t—PA cDNA 5′末端460bp的片段,再经重组获得含完整5′-UTR的t—PA cDNA克隆,在兔网织红细胞裂解物中翻译和COS-7细胞中表达发现,t—PA mRNA 5′—UTR对其表达有明显的抑制作用。将t—PA mRNA 5′—UTR用苜蓿病毒RNA 5′—UTR替换,使t—PA的表达水平提高3-7倍,mRNA翻译起始区二级结构分析结果表明,翻译起始区的二级结构与t-PA的表达水平有关。     

猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(PRRSV)3′末端非翻译区中调控序列的研究

以北美株PRRSV感染性克隆pCBC2为平台进行反向遗传操作,将3′UTR中的一级结构进行了系列缺失或插入突变,并改变二级结构中的一个保守的茎环结构,构建全长PRRSV突变体克隆,解析3′UTR突变对病毒感染性的影响,旨在界定调控PRRSV3′UTR的启动子序列及二级结构,即复制过程中的最小调控元件。以空斑和Northern blot来研究拯救后重组病毒的复制、转录和生长特性,发现重组病毒感染动力学与亲本病毒无可见差别。结果表明PRRSV3′UTR的5′端可耐受一定数目的核苷酸的缺失(41nt)与插入(23nt)突变,但进一步9nt缺失造成保守的环结构突变后就使病毒失去了感染性。证明了这是3′UTR中控制PRRSV复制过程的的必需序列及二级结构,为进一步解析PRRSV复制过程的调控元件奠定了基础。     

鸭肝炎病毒基因组3′末端序列的克隆和分析

用3′RACE和RT-PCR扩增并克隆鸭肝炎病毒(Duck hepatitis virus,DHV)Ⅰ型毒株C80和Ⅰ型变异株E63的3′末端序列。分析结果显示,C80株和E63株基因组3′末端均包含1 359 nt的3D、终止密码子TGA、长314nt的3′UTR,而poly(A)尾分别含18个A和19个A。由2株DHV 3D核苷酸序列所推导的3D蛋白均含453个氨基酸,均包含KDELR、DxxxxD、GxxCSGxxxTxxxNS、YGDD和FLKR等小RNA病毒RNA聚合酶的特征基序,该结果进一步证实Ⅰ型DHV属于小RNA病毒科的成员。两株DHV与小RNA病毒科9个已知属之间3D蛋白的氨基酸序列同源性为16%~37%,介于属间3D蛋白的氨基酸序列同源性范围(18%~60%)之内;此外,Ⅰ型DHV的3′UTR在小RNA病毒科是最长的。用3D蛋白进行进化分析的结果表明,Ⅰ型DHV可能属于小RNA病毒科的一个独立的病毒属。     

登革2型病毒中国株3′非编码区RNA元件对翻译的影响

[目的]探讨登革病毒(dengue virus,DEN)3′非编码区(untranslated region,UTR)RNA元件(VR、RCS2、CS2、CS1和SL)对基因组翻译的影响.[方法]首先构建登革2′型病毒中国株(DEN2-43)UTR与萤火虫荧光素酶基因(LUC)组成的病毒诱导报告基因(virus induced reportergene,VIRG),在此基础上分别构建包含DEN2-43 3′UTR不同RNA元件的VIRG,并通过LUC检测、实时RT-PCR和Western blot方法分析含有不同元件VIRG对翻译效率的影响.[结果]发现完整的3′UTR缺失可显著抑制翻译,含有病毒VR元件VIRG的翻译水平与完整3′UTR的VIRG相似,RCS2或CS2元件可提高VIRG的翻译效率,CS1或SL元件可降低VIRG的翻译效率.[结论]DEN 2-43病毒基因组3′UTR参与了报告基因的翻译,其不同元件具有可上调和下调报告基因翻译效率的作用.     

口蹄疫病毒自身核酸片段对病毒样颗粒组装的促进作用

选取能够与口蹄疫病毒结构蛋白相互作用且有特殊结构的核酸片段5′非翻译区(5′UTR)和内部核糖体进入位点(Internal ribosome entry site,IRES)作为支架,进行病毒样颗粒组装的研究。通过对组装产物进行粒径、表面电位、凝胶阻滞、核酸酶消化、尺寸排阻色谱、透射电镜、圆二色光谱等检测,结果表明,核酸片段5′UTR和IRES能与口蹄疫病毒样颗粒共组装并形成病毒样颗粒。通过统计学分析发现VLPs-5′UTR的75S颗粒的组装效率显著高于单纯VLPs组(P0.001)和VLPs-IRES (P0.01),而VLPs-IRES的12S颗粒的组装效率显著高于单纯VLPs组(P0.000 1)和VLPs-5′UTR (P0.000 1),表明口蹄疫病毒自身核酸片段5′UTR更有利于口蹄疫病毒样颗粒的组装。该研究对促进口蹄疫病毒样颗粒组装提出了新的思路和优化策略,有助于病毒样颗粒疫苗的研发。     

大麦黄花叶病毒属成员UTR系统进化树分析及编码蛋白跨膜结构推测

对大麦黄花叶病毒属成员的同源性和系统进化树分析表明 ,同一病毒RNA1和 2基因组 5′ UTR区域在进化上的相关性高于不同病毒同一RNA组分间的关系 ,而 3′ UTR则相反。蛋白质二级结构分析显示RNA1编码的P3和 14K蛋白存在跨膜结构。BaMMVALS1分离物P3蛋白跨膜结构在大肠杆菌中原核表达时有致死作用。类比Potyviridae科其它属成员功能 ,此 2个蛋白可能与膜附着功能相关。RNA2编码的P2蛋白存在两个结构保守的跨膜区域 ,一些摩擦接种保存的大麦和性花叶病毒 (BaMMV)分离物和燕麦花叶病毒 (OMV)P2蛋白此两个结构(或一个 )缺失后 ,不能由介体禾谷多粘菌 (P .graminis)传播 ,揭示P2蛋白跨膜结构与禾谷多粘菌传播能力相关     

中蜂囊状幼虫病毒非编码区对蛋白翻译的影响

RNA病毒非编码区对病毒RNA的转译起始、稳定及病毒蛋白表达等方面均起着重要作用,为研究中蜂囊状幼虫病毒（Chinese sacbrood virus,CSBV）非编码区（Untranslated region,UTR）是否对蛋白翻译存在作用,将CSBV 5’UTR和3’UTR分别插入报告基因绿色荧光蛋白（Enhanced green fluorescent protein,EGFP）5’端,通过观察绿色荧光强度研究CSBV非编码区对蛋白翻译的影响。此外,利用双荧光素酶检测试剂盒检测5’UTR和3’UTR对荧光素酶活性的影响。结果表明：CSBV 5’UTR和3’UTR能够有效抑制绿色荧光蛋白EGFP表达,其中3’UTR抑制绿色荧光蛋白表达作用更强;经双荧光素酶报告系统检测,质粒pGLl-3’UTR和pGL3-5’UTR中报告基因相对活性分别为对照质粒pGL3-control的0.39和0.69,差异极其显著（P<0.001）。由此可见,CSBV 5’UTR和3’UTR对其蛋白翻译存在抑制作用,且3’UTR作用更加明显。通过本研究,为深入认识CSBV 5’UTR和3’UTR在病毒复...     

NS5B与HCV负链RNA 3′末端特异性结合的分析

NS5B是RNA依赖性RNA聚合酶，在病毒RNA合成过程中起到中心催化酶的作用，在肠杆菌中表达和提纯了GST－NS5B融合蛋白，应用紫外交联试验（UV cross-linking）检测NS5B与丙型肝炎病毒（HCV）负链RNA3′末端的结合，确定NS5B是否参与HCV负链与HCN负链RNA3′末端复制体的形成。NS5B可与HCV负链RNA3′末端发生结合，这种结合存在量效关系， 比与正链RNA3′UTR X区的结合强约10倍，超大量的非同源性RNA和蛋白质不能竞争抑制S5B与负链RNA3′末端的结合，证明这种结合存在特异性。结果提示NS5B是HCV负链RNA3′末端复制体的成分之一。     

三重融合PCR法构建感染性辛德毕斯嵌合病毒cDNA克隆

利用三重融合PCR法,即将3个DNA片段放在同一个反应里进行长片段PCR扩增法,融合得到了包含辛德毕斯病毒XJ-160株结构基因E3、E2、6K、3′UTR和辛德毕斯病毒YN87448株结构基因E1的融合DNA片段E3E26KE13′UTR。通过此融合片段两端引入的XbaI和XhoI酶切位点将其连接到XJ-160株的感染性全基因组cDNA克隆骨架上,成功构建了辛德毕斯病毒株XJ-160与YN87448外膜糖蛋白基因E1相互替换的嵌合病毒cD-NA克隆,命名为pBR-XJ160YE1。该克隆线性化后经体外转录,RNA转录体脂质体法转染BHK-21细胞,36h后细胞发生病变。间接免疫荧光检测到病毒蛋白的表达。提取5次传代后细胞上清中病毒RNA,RT-PCR法检测证明病毒来源于嵌合病毒cDNA克隆。此感染性辛德毕斯嵌合病毒cDNA克隆可以作为研究辛德毕斯病毒E1糖蛋白基因相关功能及XJ-160病毒和YN87448病毒存在单方向血清学反应的分子机理的分子生物学工具。     

猪内源性反转录病毒5′端非编码区的克隆及结构分析

通过五指山猪内源性反转录病毒5′端非编码区(5′UTR)cDNA的克隆,分析其一级结构和调控元件,为进一步研究其在PERV复制、转录中的调控机制奠定基础。本研究采用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得全长约1035bp的PERV 5′UTR。通过NCBI公共数据库BLASTn序列进行同源性分析,并应用KEGG数据库对该转录调控区进行顺式作用元件定位分析,结果发现PERV 5′UTR与GenBank公布的部分PERV 5′UTR相比较,同源性在82.6~94.8%之间。一级结构分析发现PERV 5′UTR由U3、R、U5区、引物结合区(PBS)及前导序列组成,可能的核心启动子序列与具有增强子作用的39bp重复序列分别位于U3区的-67~ 1与-97~-59区段。在5′UTR转录调控区(-428~ 507)鉴定出31个有效的顺式作用元件位点,其中NF-Y、TBP、Oct-1、HSF、GATA-1和GATA-2等与PERV的转录、调控密切相关。     

3′-poly(A)~-病毒RNA的大分子cDNA的合成和克隆

为了合成3′端无poly(A)的病毒RNA(登革热病毒Ⅱ)的3′区的长的cDNA,我们用RNA连接酶,把3′端被pCp封闭了的poly(A)<50bp连在病毒RNA的3′端,构成一个病毒RNA-poly(A)-pCp型模板,可用oligo(dT_(10-12))作引物,再用Watson和Jackson(1985)的RNase H代替硷降解法来合成cDNA。结果获得了≥5kb的cDNA。重组克隆的鉴定证明这个大分子cDNA确是病毒RNA 3′区的拷贝。这将有利于对这类RNA病毒基因组的结构-功能分析和对病毒cDNA拷贝的感染性的研究。     

一种简单高效扩增人杯状病毒ORF2区RT-PCR方法的建立及其意义

人杯状病毒(human calicivirus,HuCV)属于杯状病毒科(Caliciviridae),是单股正链RNA病毒,长约7·5 kb,其3′末端有poly(A)结构。它可分为两个属:诺如病毒(Norovirus)和札如病毒(Sapovirus)[1],根据病毒抗原性和核苷酸序列的多样性,目前将诺如病毒和札如病毒分别划分为三个遗传组(group),每一遗传组依据RNA多聚酶及衣壳蛋白区域序列的差异,可进一步划分为不同群或基因型(cluster or genotype)。病毒基因组包括3个开放读码框(open reading frame,ORF),5′端和3′端各有一个小的非编码区。ORF1编码非结构蛋白的前体聚蛋白,其中包括RNA…     

茶尺蠖小RNA病毒5'端非编码区的克隆和测序及与哺乳动物小RNA病毒的比较分析

用Trizol从纯化的茶尺蠖Ectropis oblique小RNA病毒（EoPV）中提取病毒基因组RNA,逆转录后加poly(dT),然后进行两步PCR扩增基因组5′端。克隆测序后,对其5′端非编码区的核苷酸序列进行分析,发现具有哺乳动物小RNA病毒的5′端非编码区的一些特征：A/T含量丰富、起始密码子上游AUG和小顺反子多。利用mfold预测了EoPV 5′端非编码区的二级结构,存在4个茎环结构,有哺乳动物内部核糖体进入位点（IRES）的保守区域,即含保守基序GNRA的茎环A和A/C丰富的环B及多聚嘧啶区域。据此推测EoPV基因组翻译采用IRES起始机制。     

病毒研究的崭新技术--RNA干扰

RNA分子可参与生物体细胞许多基本的生理活动,继发现核酶、肽核酸和反义RNA等之后,近未有关小干扰RNA及其所致的RNA干扰现象又成为研究热点。小干扰RNA是dsRNA被DICER降解后产生的长19～23核苷酸的小RNA片段,具有5′—磷酸、3′——羟基和2个核苷酸(dTdT或UU)的3′端;而RNA干扰则是由小干扰RNA引起的生物细胞内同源基因的特异性沉默现象,其本质是小干扰RNA与对应的mRNA特异结合,形成降解,从而阻止mRNA的翻译。RNA干扰是生物进化的结果,是生物体对病毒基因等外源核酸侵入的一种保护性反应。当病毒在宿主细胞内进行复制时,病毒RNA可被降解成小干扰RNA,从而在细胞内产生的RNA干扰,通过RNA干扰的作用抑制病毒的增殖。     

茶尺蠖小RNA病毒5′端非编码区的克隆和测序及与哺乳动物小RNA病毒的比较分析

用Trizol从纯化的茶尺蠖Ectropis oblique 小RNA病毒(EoPV)中提取病毒基因组RNA,逆转录后加poly(dT),然后进行两步PCR扩增基因组5′端.克隆测序后,对其5′端非编码区的核苷酸序列进行分析,发现具有哺乳动物小RNA病毒的5′端非编码区的一些特征:A/T含量丰富、起始密码子上游AUG和小顺反子多.利用mfold预测了EoPV 5′端非编码区的二级结构,存在4个茎环结构,有哺乳动物内部核糖体进入位点(IRES)的保守区域,即含保守基序GNRA的茎环A和A/C丰富的环B及多聚嘧啶区域.据此推测EoPV基因组翻译采用IRES起始机制.     

PLOD3基因3′调控区的人类特异突变改变miR-124a对PLOD3的调控

microRNAs(miRNAs)是一类在转录后水平调控基因表达的不编码蛋白质的小RNA(长度20—24个碱基)。其中,miR-124a是一个在哺乳动物中枢神经系统高度表达的miRNA,在神经前体细胞向神经元分化的过程中起着举足轻重的作用。由于miRNAs特异性地识别靶基因的3′端调控区(3′UTR)的靶序列,因此,在人类起源过程中基因3′UTR的单核苷酸序列变异有可能导致miRNA调控的改变。通过靶基因预测和3′UTR区在哺乳动物代表物种间的同源序列比较,我们发现miR-124a的靶基因中有一个基因(PLOD3)3′UTR的靶位点中存在人类特异突变位点。利用体外报告基因系统,发现PLOD3基因3′UTR靶位点中所含的一个人类特异的突变导致miR-124a对PLOD3的调控效率降低。研究表明,miRNAs靶基因3′UTR的序列变异具有功能效应,它有可能是人类中枢神经系统在起源和演化中发挥关键作用的重要遗传机制之一。