日本发现8种与染色体数目异常相关的基因

日本大阪大学蛋白质研究所教授绦原彰等研究人员近日在面包酵母体内发现了8种与染色体数目异常相关的基因,它们如果出现异常,会提高酵母染色体基因不能重组的概率,另外这8个基因合成的蛋白质会结合成一个复合体,不能形成复合体的酵母染色体数目也会发生偏差。由于人体内也存在类似基因,这项成果可能有助于研究染色体数目异常引起的流产和唐氏综合征等疾病。     

蒺藜苜蓿全基因组中WRKY转录因子的鉴定与分析

WRKY基因家族是植物基因组内一类重要的转录因子, 参与植物许多生理生化过程, 如植物发育、代谢以及生物和非生物胁迫。目前, 已在多种植物中鉴定出WRKY基因家族, 但是关于蒺藜苜蓿(Medicago truncatula L.) WRKY基因家族的系统分析鲜有报道。文章利用生物信息学方法, 从蒺藜苜蓿全基因组中共鉴定出93个WRKY基因, 包括81个标准的WRKY基因(19个Ⅰ型基因, 49个Ⅱ型基因以及13个Ⅲ型基因)和12个非标准类型的WRKY基因。对这些WRKY基因进行了基因重复、染色体定位、基因结构、保守基序和系统进化等方面的分析。蒺藜苜蓿WRKY基因家族中最近共发生了11次基因重复事件, 共涉及24个基因, 占全部WRKY基因的26%。染色体物理定位分析表明, 蒺藜苜蓿WRKY基因在染色体上呈不均匀分布, 存在6个基因簇。对WRKY Ⅲ型基因的进化分析表明, 它们在长期的进化过程中受纯化选择压力。     

利用酵母人工染色体（YAC）减数分裂同源重组构建人免疫球蛋白κ链基因组大片段

具有同源重叠区的酵母人工染色体(YAC)可以利用酵母细胞减数分裂进行同源重组,从而构建更大的人工染色体基因组,这对生命科学基础研究和生物技术应用研究有着非常重要的意义。本实验以两个含人免疫球蛋白κ链基因簇片段的YAC克隆为材料,通过酵母改型、异型接合、二倍体发孢、单孢子筛选和分子生物学鉴定等技术和方法,利用酵母菌减数分裂同源重组机制,构建了一条包含人的免疫球蛋白κ轻链32个Vκ基因、5个Jκ基因、Cκ基因、Eκ基因和κde基因的YAC重组体,长度约400kb。同时,本实验利用溶壁酶消化法获取单孢子重组体,代替了传统的显微分孢操作。使得利用酵母人工染色体减数分裂同源重组的技术更加简便可行。     

利用酵母人工染色体(YAC)减数分裂同源重组构建人免疫球蛋白κ链基因组大片段

具有同源重叠区的酵母人工染色体(YAC)可以利用酵母细胞减数分裂进行同源重组,从而构建更大的人工染色体基因组,这对生命科学基础研究和生物技术应用研究有着非常重要的意义。本实验以两个含人免疫球蛋白κ链基因簇片段的YAC克隆为材料,通过酵母改型、异型接合、二倍体发孢、单孢子筛选和分子生物学鉴定等技术和方法,利用酵母菌减数分裂同源重组机制,构建了一条包含人的免疫球蛋白κ轻链32个Vκ基因、5个Jκ基因、Cκ基因、Eκ基因和κde基因的YAC重组体,长度约400kb。同时,本实验利用溶壁酶消化法获取单孢子重组体,代替了传统的显微分孢操作。使得利用酵母人工染色体减数分裂同源重组的技术更加简便可行。     

稳定遗传的染色体组合整合酿酒酵母重组菌株的构建

染色体整合表达可获得稳定遗传的基因工程菌,是工业酿酒酵母育种的重要手段。pAUR135整合载体是抗生素标记基因可循环使用的载体,添加特定的同源臂后可构建在酵母染色体上稳定遗传的菌株。目前对酵母菌的分子育种常需要对多个基因进行过表达,利用pAUR135载体可将不同基因分别整合在不同染色体或相同染色体的不同位点,这种组合整合表达方法可对不同基因的表达强度比例进行调节,构建表型优化的工业酿酒酵母菌株。本研究以木糖代谢途径基因为例,构建了3个pAUR135整合载体,将3个木糖代谢基因依次整合到工业酿酒酵母染色体的不同位点,获得了染色体组合整合表达的代谢工程菌株。与将这3个基因整合在同一个位点的对照重组菌株相比,染色体组合整合的重组菌株木糖利用率提高了24.4%–35.5%。多基因染色体组合整合方法从新的角度对工业酵母进行代谢工程改造,所获得的工程菌株不带有任何外来基因和选择标记,可以保持性状的稳定,是工业酿酒酵母分子育种的新方法。     

染色体分离的分子机制

染色体分离是真核生物正确传递遗传信息的关键。通过对真核模式生物特别是酵母突变体的研究,筛选并克隆出了很多与染色体分离相关的基因,初步揭示了染色体分离的分子机制。染色单体黏着的分子基础是黏连素。黏连素的黏着降解、纺锤体检验点的监控及shugoshin的保护作用在染色体正确分离过程中起着关键的作用。     

枯草芽孢杆菌bgls基因在酵母染色体上整合

将枯草杆菌β－1,3—1,4－葡聚糖酶基因(bgls)2．7kbEcoRl片段和酵母染色体Rdna片段克隆到整合型不含酵母自主复制序列(Autonomusly replicating sequence)的大肠杆菌／酵母菌穿梭质粒YIP5上,构建成YIP5-bgls—Rdna的杂种质粒PCZH,转化S．Cerevisiae并得到表达。稳定性测定表明．Y 33(PCZH101)和Y 33(PCZH104)在无选择压力的YEPD培养基中繁殖70代以上,两个转化子90％以上的酵母细胞仍含有质粒并且遗传特征与染色体行为相似。以bgls基因作探针;与酵母染色体DNA的Southern bloot分子杂交证实bgls基因已整合到酵母菌染色体上。     

基因拷贝数与染色体位置对酵母表达乙肝病毒融合表面抗原SA-28基因的影响

应用ＦＬＰ重组酶介导的染色体定点整合技术,将带有不同拷贝数的乙肝病毒融合表面抗原ＳＡ－２８基因表达单元的质粒整合在酵母不同的染色体位点,并测定了ＳＡ－２８基因的表达情况,初步研究了基因拷贝数与染色体位置对酵母表达外源基因的影响。结果表明ＳＡ－２８基因在ＨＩＳ３位点整 合时的表达水平随基因拷贝数的增加而提高,遵循基因剂量效应;在某些染色体位点整２合时,插入方向对其表达有不同程度的影响,呈现出明显的染     

水稻中一个谷胱甘肽转移酶基因的克隆、表达和酶活性分析

OsGSTL1是位于水稻3号染色体上的一个λ类谷胱甘肽转移酶基因,由8个内含子和9个外显子组成,编码一个由243个氨基酸组成的多肽链。将OsGSTL1克隆到酵母表达载体pYTV上,转化大肠杆菌,然后再转化酵母菌PEP4。Western印迹分析表明外源OsGSTL1基因在转基因酵母中表达,分析半乳糖诱导表达的酵母粗提液的谷胱甘肽转移酶活性表明:转基因酵母的谷胱甘肽转移酶较非转基因酵母和未诱导的酵母高,说明OsGSTL1在转基因酵母中受半乳糖的诱导表达,具有谷胱甘肽转移酶活性。     

人工合成的黑曲霉NRRL3135菌株植酸酶基因在毕酵母系统中的高效表达

本文以黑曲霉（Aspergillus niger)NRRL3135菌株植酸酶基因为对象,通过基因人工合成的方法去除了该基因的内含子与信号肽编码序列,换用在毕赤酵母（Pichia pastoris）中使用频率较高的密码子以优化其表达。该人工合成植酸酶基因（PhyA-as)以N端融合的方式正确插入到毕赤酵母表达载体pPICZαA。通过电击将重组表达载体整合人酵母染色体DNA中得到重组转化子。SDS－PAGE结果与表达产物酶这性质研究表明植酸酶得到分泌表达,且与天然产物性质基本一致。筛选得若干株高产基因工程菌,其中SPAN－Ⅲ菌株达到了在摇庆培养条件下,每毫升发酵液产生165000u植酸酶的水平,基本满足工业化生产的要求。     

酵母PHO85结合蛋白PAP1基因的克隆和表达

酵母调探因了ＰＨＯ８５是一个依赖于细胞周期蛋白（ｃｙｃｌｉｎ）的蛋白酶（ＣＤＫ）,参与对细胞周期和酸性磷酸酯酶基因表达的调控。冯ＰＨＯ８５为靶分子,利用酵母的染色体基因文库中克隆到了一个新的与ＰＨＯ８５相结合的蛋白因子的基因,利用酵母双杂交（ｔｗｏ－ｈｙｂｒｉｄ）系统从酵母的染色体基因文加中克隆到了一个新的与ＰＨＯ８５相结合的蛋白因子的基因,将此蛋白质命名为ＰＡＰ１（ＰＨＯ８５ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ     

沉默调控基因Sir2的结构与功能

首先在酵母 (Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉａｅ)中发现的Ｓｉｒ基因家族 (Ｓｉｒ1、Ｓｉｒ2、Ｓｉｒ3、Ｓｉｒ4)是调节染色质沉默的重要基因。在酵母的衰老过程中 ,染色质的沉默可能是衰老的机制之一 ,处于沉默状态的染色质中的许多基因无转录活性 ,可能由此影响酵母生长。Ｓｉｒ基因的突变能影响酵母的寿命[1] 。1 .Ｓｉｒ2基因酵母共有 1 7条染色体 ,Ｓｉｒ2位于第 4条染色体的左臂上 ,全长 464 9ｂｐ。编码一个 562个氨基酸的蛋白质 ,编码区的前端有一段前导序列 (ＳＬ)。其ｃＤＮＡ序列包括一个 1 689全碱基开放阅读框架 ,一…     

扣囊复膜孢酵母BGL1基因在工业酒精酵母中的整合表达

构建了含有工业酿酒酵母自身GPD2启动子和终止子、扣囊复膜孢酵母b-葡萄糖苷酶基因(BGL1)和潮霉素选择性标记hyg的重组质粒pPIC-gpd-bgl-hyg, 通过酵母染色体同源重组, 将BGL1基因整合进入工业酒精酵母的染色体上。重组酵母可以在以纤维二糖为唯一碳源的培养基上生长, 48 h时b-葡萄糖苷酶酶活达到0.764 U/mL。在玉米浓醪酒精发酵实验中, 与宿主菌株相比, 重组酵母醪液中纤维二糖含量减少约80％, 达到了消耗醪液中纤维二糖含量的目的。     

染色体外DNA在酵母细胞衰老中的作用

细胞衰老的影响因素甚多,机制复杂。近年来已发现酵母染色体外ＤＮＡ在细胞衰老中具有重要作用,并认为细胞的衰老受控于一种特定的染色体外ＤＮＡ复制的次数,具有精确的时间控制机制［１、２］。１．染色体外ＤＮＡ与衰老的关系酵母染色体外存在大小不等的ｒＤＮＡ环,称为染色体外ｒＤＮＡ环（ｅｘｔｒａｃｈｒｏｍｏ－ｓｏｍａｌｒＤＮＡｃｉｒｃｌｅ,ＥＲＣ）。已发现衰老的酵母细胞中含有丰富的ＥＲＣ,而年轻酵母细胞中的ＥＲＣ则很少。芽殖酵母中含有人类Ｗｅｒｎｅｒ氏综合征（一种早老症）ＷＲＮ基因的同源序列——ＳＧＳ１基因…     

扣囊复膜孢酵母BGLl基因在工业酒精酵母中的整合表达

构建了含有工业酿酒酵母自身GPD2启动子和终止子、扣囊复膜孢酵母β-葡萄糖苷酶基因（BGL1）和潮霉素选择性标记hyg的重组质粒pPIC-gpd-bgl-hyg,通过酵母染色体同源重组,将BGLl基因整合进入工业酒精酵母的染色体上。重组酵母可以在以纤维二糖为唯一碳源的培养基上生长,48h时β-葡萄糖苷酶酶活达到0.764U／mL。在玉米浓醪酒精发酵实验中,与宿主菌株相比,重组酵母醪液中纤维二糖含量减少约80％,达到了消耗醪液中纤维二糖含量的目的。     

HBsAg基因在酵母细胞中的表达

先前从酵母染色体[DNA中得一个作用较强的启动基因片段,使HBsAg基因在其控制下,构建了大肠杆菌一酵母细胞穿梭质粒。这种质粒转化的酵母细胞能生产和装配HBsAg颗粒。经放射免疫分析,超离心沉降研究和电子显微镜观察,酵母产生的HBsAg颗粒与人血清中的HBsAg颗粒十分相似。     

扣囊复膜孢酵母BGL1基因在工业酒精酵母中的整合表达

构建了含有工业酿酒酵母自身GPD2启动子和终止子、扣囊复膜孢酵母b-葡萄糖苷酶基因(BGL1)和潮霉素选择性标记hyg的重组质粒pPIC-gpd-bgl-hyg, 通过酵母染色体同源重组, 将BGL1基因整合进入工业酒精酵母的染色体上。重组酵母可以在以纤维二糖为唯一碳源的培养基上生长, 48 h时b-葡萄糖苷酶酶活达到0.764 U/mL。在玉米浓醪酒精发酵实验中, 与宿主菌株相比, 重组酵母醪液中纤维二糖含量减少约80％, 达到了消耗醪液中纤维二糖含量的目的。     

基于Hi-c数据的酵母染色体三维结构重构

通过染色体交互频率数据(Hi-c)来预测染色体三维空间结构是近年表观遗传研究热点。研究表明染色体三维空间结构在生物基因表达、调控等方面起到重要作用,对其进行三维重构是研究细胞代谢过程的基本途径。针对酵母Hi-c数据在不同染色体所呈现出的统计特征,拟合出每条染色体交互频率数据分布的数学模型,然后利用梯度上升迭代算法预测并重构其三维结构,并给出模型评估指标。实验结果表明,模型具有较高可重复性和预测精确度。     

乳蛋白调控元件和乳腺表达载体的研究进展

利用转基因动物乳腺生物反应器生产重组蛋白是一项极具潜力和开发价值的生物技术,但成功的例子并不多,主要是由于乳蛋白的表达调控机制还未完全阐明,构建的表达载体不足以克服位置效应的影响,使得外源基因的表达难以预期。目前乳腺生物反应器研究的热点是对乳蛋白表达调控元件进行更深入的研究,构建基于酵母人工染色体、细菌人工染色体的经过修饰的乳蛋白基因座载体。简要综述了乳蛋白表达调控元件和表达载体的研究进展。     

两种模式生物核小体定位比较研究

在对两种模式生物酵母与果蝇胚胎期核小体定位进行研究时,发现不同物种间以及同一物种中不同表达模式基因上的核小体分布呈现出差显著异性。在总体上,转录起始位点附近的酵母核小体NFR区域比果蝇的NFR短。经基因中心对齐后,酵母与果蝇胚胎期沉默型基因的核小体缺失区域的两个边界中间处共同呈现了一个明确有着均匀间隔的核小体数n,且随着基因长度L的变长其周期性特性逐渐变模糊,但果蝇的图谱表现的更为复杂。结果表明,从单细胞酵母生物到多细胞果蝇生物间基因组的进化过程中,核小体组织的演化既有变异性,也具有保守性。