Tropic1808基因作用于PC12细胞的表达谱芯片分析

为探讨tropic1808基因作用的分子机制,采用高密度寡核苷酸芯片(Affymetrix芯片)对表达tropic1808基因和空载体的PC12细胞株进行转录水平分析.基于获得的基因表达信息,对UCSC、TRANSFAC、NCBI等公共数据库进行检索,观察表达tropic1808基因导致PC12细胞株的基因表达谱变化.在检测的15866个目标基因中,855个基因表达上调,80个有显著比较意义,涉及包括粘附因子、离子通道、信号转导、细胞代谢等基因成员.其中包括多个细胞粘附因子及与细胞分化、神经发生和突触发生的有关基因.推测Tropic1808基因过表达可诱导PC12细胞株中粘附因子基因水平上调及与细胞分化、神经发生和突触发生相关的基因表达上调.     

三种绵羊BMP15基因第二外显子多态性及与产羔数的相关性分析

绵羊存在影响多胎性状的不同主效基因,选择影响Romney Hanna绵羊和Cambridge绵羊高繁殖力的骨形态发生蛋白15 (bone morphogenetic protein 15, BMP15)为候选基因,采用PCR-SSCP的方法检测BMP15基因外显子Ⅱ第747位点(T747→C)和755位点(T755→C)在蒙古羊、甘肃高山细毛羊、小尾寒羊三种绵羊母羊中的多态性,同时还研究了上述两处突变对三种绵羊产羔数的影响。表明:(1)一共检测到野生纯合型AA、突变杂合型AB (T747→C)、AC (T755→C)三种不同的基因型,AA为优势基因型,A为优势等位基因;(2)三种基因型在甘肃高山细毛羊中均被检测到,而蒙古羊和小尾寒羊中未检测出AB基因型;(3)突变杂合型蒙古羊(AC)比野生纯合型(AA)的平均产羔数多0.27只(p<0.05)。(4)AC的基因型频率,双羔母羊和多羔母羊均高于单羔母羊。根据以上实验推测,BMP15第755位点发生的T→C突变(AC型)对蒙古羊一胎产双羔影响十分显著,甘肃高山细毛羊中AC基因型的绵羊其产羔数有比AA基因型和AB基因型多的趋势,因此该位点可能是一个影响绵羊高繁殖力潜在的DNA标记。     

5-氟尿嘧啶敏感与非敏感的人胃癌BGC-823细胞基因表达谱差异分析

利用化疗药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)对胃癌细胞株进行筛选和诱导,建立具有耐药性的胃癌细胞株.与亲代细胞株对比生长特性及基因表达谱,初步探讨胃癌细胞的耐药机制.采用四唑盐比色法(MTT)测定5-Fu对胃癌细胞株BGC-823的半数抑制浓度(IC50);根据IC50设计5-Fu剂量,用大剂量的5-Fu逐渐递增间歇给药的方法,反复筛选,获得5株胃癌耐药细胞株.比较耐药细胞株和亲本细胞株的形态和生长特性,继而再用人类肿瘤基因芯片(human cancer arrays)比较测试亲本与耐药细胞株的基因表达谱差异;对其中189个上调基因和133个下调基因采用Gene Ontology中的BP(Biological Process)分析这些基因相关的功能,并用MAS2.0分析这些基因可能涉及的信号通路.结果提示,胃癌细胞株耐药(5-Fu)相关基因可能与转录因子信号转导、TNF受体介导的细胞凋亡和抗凋亡、细胞周期调节、细胞粘附及MAP激酶类的功能相关.对细胞周期、信号转导相关的6个基因采用定量PCR验证,结果与基因表达芯片结果一致.上述结果有利于进一步发现胃癌细胞的耐药基因和相关信号通路,探索抗胃癌治疗的耐药机制.     

cDNA微阵列技术分析NAG7基因对鼻咽癌细胞基因表达谱的影响

运用cDNA微阵列技术分析NAG7基因重表达对HNE1细胞基因表达谱的影响.抽提HNE1细胞和pcDNA3.1(+)/NAG7/HNE1细胞总RNA,分离polyA mRNA,将mRNA逆转录为cDNA,并在逆转录过程中用³³P-dATP进行标记,与含有16 150个基因和表达序列标签(EST)的cDNA表达阵列膜杂交,获得基因表达图谱.Array Gauge软件分析NAG7基因的重表达所导致的鼻咽癌细胞HNE1基因表达谱改变,并用RNA印迹对微阵列杂交结果进行验证.结果分析表明,2倍以上的差异表达基因或EST 179个,其中表达上调的91个,表达下调的88个;已明确基因表达产物的上调基因29个,下调基因37个.在差异表达基因中,涉及基因转录调控、信号转导、细胞生长、细胞代谢和细胞凋亡等基因.RNA印迹证实生长阻滞特异蛋白1（gas 1）基因表达上调.特别值得关注的是, 先前的蛋白质组研究结果亦发现NAG7基因可导致生长阻滞特异蛋白1表达上调,说明gas 1基因在NAG7重表达的HNE1细胞中具有重要作用,这为深入研究NAG7基因的作用环节和机理提供了重要的线索.     

n5-氟尿嘧啶敏感与非敏感的人胃癌BGC-823细胞基因表达谱差异分析

利用化疗药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)对胃癌细胞株进行筛选和诱导,建立具有耐药性的胃癌细胞株.与亲代细胞株对比生长特性及基因表达谱,初步探讨胃癌细胞的耐药机制.采用四唑盐比色法（MTT）测定5-Fu 对胃癌细胞株BGC-823的半数抑制浓度（IC50）;根据IC50设计5-Fu剂量,用大剂量的5-Fu逐渐递增间歇给药的方法,反复筛选,获得5株胃癌耐药细胞株.比较耐药细胞株和亲本细胞株的形态和生长特性,继而再用人类肿瘤基因芯片（human cancer arrays）比较测试亲本与耐药细胞株的基因表达谱差异;对其中189个上调基因和133个下调基因采用Gene Ontology中的BP（Biological Process）分析这些基因相关的功能,并用MAS2.0分析这些基因可能涉及的信号通路．结果提示,胃癌细胞株耐药（5-Fu）相关基因可能与转录因子信号转导、TNF受体介导的细胞凋亡和抗凋亡、细胞周期调节、细胞粘附及MAP激酶类的功能相关．对细胞周期、信号转导相关的6个基因采用定量PCR验证,结果与基因表达芯片结果一致．上述结果有利于进一步发现胃癌细胞的耐药基因和相关信号通路,探索抗胃癌治疗的耐药机制．     

转录因子XBP1S基因表达谱差异分析

目的 应用基因表达谱芯片技术了解XBP1S在肝细胞中可能上调或下调的基因,了解其可能的调节功能线索.方法 构建pcDNA3.1（-）-XBP1S真核表达载体,转染HepG2细胞,同时以空载体pcDNA3.1（-）处理相同细胞系作为对照.48 h后制备细胞裂解液,提取mRNA,应用基因表达谱芯片技术对差异表达mRNA进行检测和分析.结果 构建的表达载体经过限制性内切酶分析和DNA序列测定,证实准确无误,提取高质量的总mRNA并进行逆转录成为cDNA,进行基因表达谱芯片技术分析.经过差异基因表达谱的筛选,发现HepG2细胞转染XBP1S以后,有38个基因表达水平显著上调,30个基因表达水平显著下调.结论 成功构建XBP1S的真核表达载体pcDNA3.1（-）-XBP1S,运用基因表达谱芯片技术成功筛选了XBP1S转染细胞后的差异表达基因,这些差异表达基因包括细胞周期、蛋白质的翻译合成及运输、能量代谢、体内免疫调节、细胞凋亡及细胞内的信号转导等方面起重要作用及肿瘤发生相关的基因,为进一步阐明XBP1S可能存在的调控机制及XBP1S蛋白可能的生物学功能提供理论依据.     

钩苞大丁草高通量转录组测序及差异表达分析

该研究采用Illumina Hi-Seq2500高通量测序技术,对叶背有纤维和无纤维发育的两组钩苞大丁草(Gerbera delavayi Franch.)叶片样品的cDNA进行转录组测序,分析其叶背毡毛纤维发育机理。测序结果得到了108 694条单基因序列,进一步筛选得到了1 605条差异表达基因,838条差异表达基因在GO数据库具有功能定义,512条差异表达基因在COG分类体系中具有详细的蛋白功能释义,315条差异表达基因注释到了KEGG数据库中。其中,氨基糖和核苷酸糖代谢途径中控制纤维素合成的相关基因,苯丙烷类生物合成途径中控制木质素合成的相关基因,以及激素信号转导途径中控制生长素信号转导的相关基因表达量下调;激素信号转导途径中控制细胞分裂素、脱落酸信号转导的相关基因表达量上调。研究结果在一定程度上丰富了钩苞大丁草的基因信息,并为后续的遗传改良提供了基础数据。     

泌乳期奶牛乳腺基因表达谱研究

从青春期到泌乳期以至干乳期,奶牛乳腺经历复杂的生物学功能和代谢水平的变化.通过基因芯片分析奶牛乳腺的基因表达谱,通过泌乳旺盛的泌乳期与不泌乳的青春期和干乳期相比较,共筛选出122个差异表达的基因,其中包括79个泌乳期上调基因和43个泌乳期下调基因.GO分析表明,在泌乳期奶牛乳腺中上调的基因主要与物质转运、生物合成、信号转导、催化活性、免疫防御、细胞凋亡以及促进发育相关.这些数据提示了奶牛乳腺泌乳期所发生的分子事件.     

花生下胚轴曝光与不曝光差异表达基因的数字表达谱分析

为研究花生播种后通过覆土延长幼苗曝光,可促使下胚轴伸长,引伸子叶节出土,控制早花下针,有利于提高产量的机理,本研究采用数字基因表达谱的方法分析了花生幼苗曝光(处理)和不曝光(对照)下胚轴中的基因表达差异。结果表明,对照中检测到40 275个基因,处理中检测到40 554个基因;处理与对照相比,共检测出2 722个表达差异基因,其中1 887个基因上调表达,835个基因下调表达;根据GO分析标准,2 722个表达差异基因可以分为3个本体类别。生物过程本体有22类功能的基因,其中代谢过程类有关的基因最多,其次是细胞过程类有关的基因;细胞组成本体有14类功能的基因,其中细胞和细胞组分类有关的基因最多,其次是细胞器类有关的基因;分子功能本体有12类功能的基因,其中催化类基因最多,其次是结合类基因。进一步对差异表达基因富积的植物激素代谢路径分析表明,生长素代谢路径中有6个差异表达基因,其中3个基因上调表达,3个基因下调表达;细胞分裂素代谢路径中有3个差异表达基因,全部为下调表达;赤霉素代谢路径中有3个差异表达基因,其中2个上调表达,1个下调表达;脱落酸代谢路径中有4个差异表达基因,其中3个表达上调,1个表达下调;乙烯代谢路径中有2个差异表达基因,1个上调表达,1个下调表达;茉莉酸代谢路径有9个差异表达基因,2个表达上调,7个表达下调;另外,油菜素甾醇代谢路径中有一个表达上调差异基因。本研究结果对了解延长幼苗曝光,促进下胚轴生长,控制下针有利于花生高产的机理具有重要意义。     

基于转录组分析的金针菇冷诱导原基形成的调控网络

金针菇是低温结实型菌类,原基形成需要低温诱导,子实体发育也需要较低的温度,因此在工厂化生产过程中能源消耗大,生产成本高。本研究利用转录组测序对金针菇菌丝体和原基进行RNA-Seq分析,筛选得到7 935个差异表达基因,在原基形成后,有4 025个基因上调表达以及3 910个基因下调表达。通过GO注释和KEGG通路注释等生物信息学手段对代谢途径进行分析,可推测冷诱导形成原基的代谢调控为：当金针菇菌丝细胞接受到冷信号后,糖分转运相关的基因表达量下降,导致碳源摄取效率下降,因而糖酵解途径大部分相关基因表达量下调,进而导致三羧酸循环的底物乙酰辅酶A（乙酰CoA）合成量减少,整个细胞能量产出下降。此负反馈信号使细胞内储存的脂质进行氧化代谢的基因表达上调,产出乙酰CoA以供三羧酸循环产能。此负反馈导致不饱和脂肪酸的合成基因表达上调,以调节细胞流动性;同时磷脂和鞘脂代谢通路的相关基因表达大多上调,合成增多,细胞膜的组分因此改变,因此细胞进行重构进入另一种状态。与DNA复制、RNA转录和蛋白质合成的相关基因表达均大部分上调,表明了原基形成时细胞正处于增殖旺盛时期。本研究结果从分子水平上揭示了金针菇原基的形成伴随着能量来源的转变,各个代谢途径的相互调控以及相关基因的表达影响,为有目的培育高温型金针菇新品种,减少栽培能耗提供理论依据。     

蛋白质组学技术对不同性别中国美利奴细毛羊(军垦型) 皮肤差异蛋白的筛选

旨在了解性别因素对绵羊毛性状的影响。以周岁雄性和雌性中国美利奴羊（军垦型）为研究对象,利用液相色谱-串联质谱联用技术和数据非依赖性采集策略的定量蛋白质组学技术筛选皮肤组织差异表达蛋白,并对筛选获得的差异蛋白进行基因本体（gene ontology,GO）功能注释、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）代谢通路和蛋白互作分析。结果显示,共计筛选获得差异表达蛋白674种,其中,280种蛋白表达上调,394种蛋白表达下调;通过进一步分析发现,与皮肤毛囊发育及羊毛表型相关的差异蛋白有43种,上调差异蛋白30种,下调差异蛋白13种。GO注释结果显示,在分子功能方面,差异蛋白在氧结合、硫酸软骨素结合、亚铁血红素结合、谷胱甘肽过氧化物酶活性和转运活性等37个过程显著富集;在生物过程方面,差异蛋白在细胞氧化解毒作用、肌肉收缩调节、Notch信号通路、钙离子跨膜转运和谷胱甘肽新陈代谢等120个过程显著富集;在细胞组分方面,主要富集在肥大细胞颗粒、细胞核、肌质网状组织和内质网等31个过程。KEGG通路结果表明,这些差异蛋白涉及16条信号通路,其中,MAPK、P53信号通路和羊毛生长发育密切相关。蛋白质网络互作结果显示,COL1A1蛋白与MMP2、SPARC、THBS1等差异表达蛋白联系较为紧密,其可能在羊毛生长发育过程中发挥着关键作用。本研究为揭示不同性别绵羊毛性状的分子机制积累了基础数据。     

Identification of sheep ovary genes potentially associated with off-season reproduction

Off-season reproduction is a favorable economic trait for sheep industry.Hu sheep,an indigenous Chinese sheep breed,demonstrates a higher productivity of lambs and displays year-around oestrous behavior under proper nutrition and environment.The genetic basis behind these traits,however,is not well understood.In order to identify genes associated with the off-season reproduction,we constructed a suppression subtractive hybridization(SSH) cDNA library using pooled ovary mRNAs of 6 oestrous Hu females as a tester and the pooled ovary mRNAs of 6 non-oestrous Chinese Merino females as a driver.A total of 382 resulting positive clones were obtained after the SSH.We identified 114 differentially up-regulated genes in oestrous Hu sheep by using subsequent screening and DNA sequencing,of which 8 were previously known,93 were reported for the first time in sheep,and 13 were novel with no significant homology to any sequence in the DNA databases.Functions of the genes identified are related to cell division,signal transduction,structure,metabolism,or cell defense.To validate the results of SSH,6 genes(Ntrk2,Ppap2b,Htra1,Nid1,Serpine2 and Foxola) were selected for conformational analysis using quantitative real-time PCR(qRT-PCR),and two of them(Htral and Foxola) were verified by Northern blot.All of the 6 genes were differentially up-regulated in the ovary of oestrous Hu.It is obvious that off-season reproduction is a complex trait involving multiple genes in multiple organs.This study helps to provide a foundation for the final identification of functional genes involved in the sheep ovary.     

Identification of microRNAs in Wool Follicles during Anagen,Catagen, and Telogen Phases in Tibetan Sheep

Background

Wool quality is one of the most important economic traits in sheep. The wool fiber is derived from specialized skin cells that are referred to as wool follicles. To understand the roles of microRNAs (miRNAs) in wool fiber growth, we detected the expression patterns of miRNAs in wool follicles at the anagen, catagen, and telogen stages from Tibetan sheep through Solexa sequencing.

Results

A total of 244 mature miRNAs were identified. Of these, only five miRNAs are listed in the database of sheep miRNAs (miRBase Database V19), and the other 239 miRNAs have not been previously described in this species. Further analyses indicated that 204 miRNAs are evolutionarily conserved among mammal species, whereas 35 of the identified miRNAs were first found specifically in sheep. The expression pattern analyses showed that the expression levels of 39, 34, and 20 of the miRNAs significantly change between anagen and catagen, between anagen and telogen, and between catagen and telogen, respectively. The results of the bioinformatics analysis show that these differentially expressed miRNAs might regulate wool follicle development by targeting genes in many different pathways, such as the MAPK and Wnt pathways, as well as the pathways that regulate the actin cytoskeleton, focal adhesion, and tight junctions. Furthermore, we identified six differentially expressed miRNAs (oar-miR-103-3P, oar-miR-148b-3P, oar-miR-320-3P, oar-miR-31-5P, oar-novel-1-5P, and oar-novel-2-3P) that might target the key genes of the Wnt pathway. It has been reported that the Wnt pathway is critical for wool follicle development. Therefore, these miRNAs may regulate wool development through the Wnt pathway.

Conclusions

Our results provide new information on the identification and expression pattern of miRNAs in wool follicles. Our data might therefore aid in the understanding of the mechanisms of wool follicle development in sheep.     

家蚕5龄幼虫精巢和卵巢microRNA芯片及转录组比较分析

【目的】本研究旨在通过对家蚕Bombyx mori 5龄幼虫精巢和卵巢组织微小RNA (microRNA, miRNA)基因芯片及转录组进行分析,找到参与家蚕性腺发育相关的miRNA分子及可能的靶基因。【方法】采用新一代高通量测序平台对家蚕5龄幼虫精巢和卵巢(分别定义为Test和Control)进行miRNA基因芯片检测及转录组测序分析,根据P＜0.05且log₂(fold change, FC)≥2的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达miRNA;根据q≤0.05且|log₂(fold change)|≥1的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达基因 (differentially expressed genes, DEGs);随机选取8个上调和12个下调差异表达miRNA,对其表达及其预测的5个靶基因进行qRT-PCR验证;对DEGs以及差异表达miRNA的靶基因进行KEGG通路富集分析。【结果】从精巢和卵巢样本中(Test vs Control)分别鉴定出68个差异表达miRNA和3 991个DEGs,其中上调和下调miRNA分别为36和32个,上调和下调DEGs分别为2 033和1 958个。差异表达miRNA的qRT PCR验证结果均与芯片数据一致。KEGG通路富集分析结果显示DEGs在新陈代谢及核糖体的信号通路显著富集。对差异表达miRNA在DEGs中的可能靶基因进行预测,结果找到了4组表达趋势相反的miRNA与靶基因：分别是bmo-miR-2774a与LOC101745556;bmo-miR-92b与LOC101735954以及bmo-miR-3266与LOC733130和LOC778467;1组表达趋势一致的miRNA与靶基因：bmo-miR-3321与LOC101744895。5个靶基因的qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致。【结论】本研究获得了家蚕5龄幼虫精巢和卵巢转录组及miRNA芯片数据,筛选并验证了4组差异表达和1组一致表达miRNA及潜在靶基因,为探究家蚕精巢和卵巢发育差异奠定了基础。