快速、有效筛选新的功能基因——差异显示技术

真核生物mRNA差异显示技术 (mRNADifferentialDisplay)的创立及其对该技术的一系列改进 ,为研究与生殖、发育、细胞分化、癌变、病变、衰老、程序化死亡及抗逆性与抗病性等生命过程有关的基因的差异表达 ,以及有关基因的分子克隆提供了有效工具。本文将就引物的问题进行讨论。     

真核生物mRNA差显技术(Differential Display)的研究进展

真核生物ｍＲＮＡ差显技术（ＤｉｆｅｒｅｎｔｉａｌＤｉｓｐｌａｙ）的创立及其对该技术的一系列改进,为研究与生殖、发育、细胞分化、癌变、病变、衰老、程序化死亡及抗逆性与抗病性等生命过程有关的基因的差异表达,以及有关基因的分子克隆提供了有效工具。本文简要概述差显技术的原理、优越性、主要缺陷、技术改进等方面的研究进展。     

差异显示技术及其研究进展

差异显示技术是分离差异表达基因的重要方法与手段,同其它研究基因差异表达的方法如RDA,SSH,SAGE相比,差异显示技术是其中使用频率较高的方法。该技术自1992年创立以来,经过各国研究者不断完善与改进,现已大大克服以往诸多不足,扩大了应用领域。本文就差异显示技术的原理及主要优缺点作以简要概述,并着重就引物设计、降低假阳性、鉴定差异表达基因及差异显示技术的衍生技术这4个方面的研究进展作以详尽介绍。     

差异显示技术及其进展

差异显示技术是在转录水平上研究基因表达差异的有效方法。它通过一系列的锚定引物与随机引物组合把不同种细胞的ｍＲＮＡ进行分组反转录及ＰＣＲ扩增,在相邻泳道上显示扩增结果,通过比较电泳图谱找出差异。差异显示技术建立至今仅五年时间便在分析基因表达差异、绘制遗传图谱、分离特异性表达基因、临床诊断遗传疾病等方面被广泛应用,并不断得到改进和完善。     

差异显示技术及其进展

差异显示技术是在转录水平上研究基因表达差异的有效方法。它通过一系列的锚定引物与随机引物组合把不同种细胞的ｍＲＮＡ进行分组反转录及ＰＣＲ扩增,在相邻泳道上显示扩增结果,通过比较电泳图谱找出差异。差异显示技术建立至今仅五年时间便在分析基因表达差异、绘制遗传图谱、分离特异性表达基因、临床诊断遗传疾病等方面被广泛应用,并不断得到改进和完善。     

运用多种策略改良差异显示PCR

目的：改进差异显示PCR技术,提高其在筛选差异表达基因方面的效率。方法：①采用单碱基金铆钉引物;②增加引物长度;③提高PCR反应的严谨性;④应用同步重复测序电泳。结果：减少经典方法的工作量,降低了非特异性和假阳性率。用改良技术研究热适应大鼠下丘脑基因的差异表达,发现了一个差异表达基因片段,斑点杂交证实为阳性片段。结论：改进后的差异显示PCR技术是一种研究基因差异表达从而发现新基因或基因新功能的有效方法。     

差异显示和RACE技术的发展与应用

差异显示是一套快速有效克隆差异表达基因的新技术 ,综述了该技术的原理及其技术改进、应用与展望。“快速扩增cDNA末端”(RapidAmplificationcDNAEnd)技术即RACE技术 ,是获得全长cDNA的快速有效的方法 ,阐述了该技术的发展与应用。     

用DDRT-PCR技术对太谷核不育小麦基因差别表达的研究

采用DDRT—PCR技术对太谷核不育小麦的一对近等基因系进行了差别表达分析,以找出与太谷核不育基因Tα1表达有关的基因并研究其引起雄性不育的机制。共用30对随机引物进行差异显示,从展示的近1000条cDNA片段中找出30条特异表达的cDNA片段,其中包括可育特异和不育特异,这些片段可能与Tα1基因的表达有关。     

Ywhaz和ATPase6在小鼠植入前胚胎中阶段特异性表达的分析

Ywhaz基因与卵裂球之间的通讯以及细胞通讯系统的建立有关,而ATPase6基因对1-细胞向2-细胞转变是非常关键的并在氧化磷酸化系统的建立中起重要作用。本文报道小鼠2-细胞期胚胎特异表达的基因的表达分析。对mRNA差异显示技术（DDRT-PCR）进行改进,使之在小鼠植入前胚胎发育领域得以应用。通过对感兴趣的差异片段进行回收,亚克隆,序列分析和反向Northern杂交,结果表明：Ywhaz和ATPase6是2-细胞期胚胎特异表达的基因。     

用DDRT-PCR方法克隆小鼠精子发生早期相关基因的EST

为了避免差异显示技术中的放射性污染 ,并用之于筛选、克隆精子发生早期的相关基因 ,分离纯化了小鼠的原始精原细胞及B型精原细胞 ,提取其总RNA ,逆转录获得cDNA ,以荧光差异显示方法筛选差异表达基因。利用斑点杂交技术对差异片段进行快速鉴定以排除假阳性。选取 16条差异显著的片段做克隆测序 ,通过Gen Bank/Blast比较 ,有 7个片段属于新的EST ,且均表现为在B型精原细胞中表达强度高于原始精原细胞。提交Gen Bank获得注册号。从中选取较有意义的 3条基因片段通过半定量RT PCR方法进一步验证其表达特征。和传统的差异显示方法比较 ,文中所采用的mRNA差异显示技术可快速排除假阳性结果 ,避免同位素标记带来的放射性污染。结果表明所获得的 7个新EST均表现为B型精原细胞中高表达 ,这些表达升高的基因可能与其后精子发生过程中的一系列特殊现象 (如减数分裂、变态成形 )有关 ,为生精细胞的分化做物质上的准备。     

利用差异显示法研究刺参表皮再生相关基因

应用mRNA差异显示法对刺参（Apostichopus japonicus）正常表皮组织和手术后再生的表皮组织的基因的差异表达进行了分析。利用经本实验室摸索改进的mRNA差异显示体系,获得了若干差异片段,将其测序结果在GenBank数据库中比对发现,其中一个差异片段与CD151基因具有较高的同源性,并且采用RT-PCR的方法对差异片段进行了验证。进一步分析表明,该基因可能与表皮的再生密切相关。     

差别显示mRNA法的改良

本文介绍了一种筛选和克隆差异表达基因的新方法——差别显示mRNA法。并在模板、引物、反应体系、反应条件等方面,对该方法作了深入的探索和改进,与原方法相比,改良法具有高效、可靠性高、经济等优点。实验表明,该方法能有效地筛选到一对细胞或组织在不同状态下表达差异的基因。为新基因的发现和克隆提供了新的手段。     

用差异显示PCR法筛选与血管外膜细胞表型转化相关的基因

为筛选血管外膜成纤维细胞（adventitial fibroblast,AF）与肌成纤维细胞（myofibroblast,MF）间表型转化有关的基因,实验建立了大鼠胸主动脉AF和MF两种细胞模型,用差异显示聚合酶链反应（DD－PCR）技术获得表达差异片段,对差异片段进行克隆和测序分析,并用定量PCR和Northern blot对差别显示结果进行验证。用反义核酸转染技术观察骨桥蛋白（osteopontin,OPN）对AF迁移的影响。结果表明,两种表型细胞存在明显的基因表达差异,其中一个在MF下调的差异片段与GenBank中NADH脱氢酶亚单位5（NADH dehydrogenase subunit 5,Nd5）基因高度同源。另一个在MF上调的差异片段与OPN基因同源。上述差异表达结果被定量PCR及Northern blot证实。此外还有4个表达序列标志（expressed sequence-tag,EST）在GenBank中未查到同源序列。反义OPN寡脱氧核甘酸可抑制AF的迁移活动。结果提示,AF转化为MF可能与ND5基因下调、OPN上调及其它未知基因的表达改变有关。应用反义技术适度抑制OPN表达在防治血管重塑中具有重要作用。     

基因工程

941288用改进的显示技术(DDRT-PCR)鉴别不同表达的mRNA种类[英]/Bauer,D. …∥NucleicAcids Res.-1993,21(18).-4272～4280[译自DBA,1993,12(22),93-12586] 建立了一种改进方法,差异显示逆向转录PCR,用以广泛地展示表达的基因并检出不同细胞的表达差异。经优化该方法可快速有效地鉴别基因并采用了自动分析系统,应用泛围也扩大了。以     

眼优角蚱两性成体转录组差异分析

为了解蚱类昆虫两性间基因转录水平上的整体差异,本研究以眼优角蚱Eucriotettix oculatus为研究对象,通过高通量转录组(RNA-Seq)测序和分析技术对其雌、雄成体的转录组进行了测定和分析。结果显示,在雌、雄转录组中共获得13 432条转录本,两性间差异表达基因共3 597个,其中雌性相对于雄性显著上调基因1 295个,显著下调基因2 302个。对其中9个差异基因进行实时荧光定量PCR验证,其结果与RNA-Seq分析一致。差异基因显著富集的GO条目大多是与细胞的形成有关,结合、细胞组分和细胞过程等条目相关基因显著高表达。KEGG富集显示差异基因主要是与性腺发育、遗传信息加工、能量代谢和消化等通路有关。研究结果对从分子水平进一步研究眼优角蚱两性差异提供一定的理论基础。     

DDRT—PCR方法克隆小鼠精子发生早期相关基因的EST

为了避免差异显示技术中的放射性污染。并用之于筛选。克隆精子发生早期的相关基因。分离纯化了小鼠的原始精原细胞及B型精原细胞,提取其总RNA。逆转录获得cDNA,以荧光差异显示方法筛选差异表达基因。利用斑点杂交技术对差异片段进行快速鉴定以排除假阳性,选取16条差异显著的片段做克隆测序。通过Gen-Bank/Blast比较,有7个片段属于新的EST,且均表现为在B型精原细胞中表达强度高于原始精原细胞,提交GenBank获得注册号,从中选取较有意义的3条基因片段通过半定量RT-PCR方法进一步验证其表达特征,和传统的差异显示方法比较,文中所采用的mRNA差异显示技术可快速排除假阳性结果。避免同位素标记带来的放射性污染,结果表明所获得的7个新EST均表现为B型精原细胞中高表达,这些表达升高的基因可能与其后精子发生过程中的一系列特殊现象（如减数分裂,变态成形）有关,为生精细胞的分化做物质上的准备。     

mRNA差别显示技术研究进展及其在水稻中的应用

随着基因组计划的顺利实施,大量的生物信息被解析,分离和鉴定差异表达基因已成为分子生物学研究的热点.mRNA差别显示技术(DDRT-PCR)是目前有效筛选、分离差异表达基因的方法之一.就DDRT-PCR的基本原理、存在的问题及相应的改进方法作了简要概述.阐明了该技术在水稻生长发育、杂种优势、抗逆性基因研究中的应用、取得的成绩,最后对该技术在水稻突变体及抗药性上的应用前景做了有益探讨.     

小麦苗期冷驯化相关cDNA的克隆

以中国春小麦幼苗为材料,利用改进的mRNA差异显示方法和银染技术,对不同低温驯化诱导表达的差异基因进行分离,共得到cDNA差异片段60条.经Reverse Northern验证,检出阳性表达片段8条,克隆并测序,分别命名为TIGW1~TIGW8.其中,TIGW2和TIGW3可能与抗冻蛋白积累、低温诱导蛋白的生成或低温信号的感受与传递有关;TIGW1、TIGW6、TIGW8中具有ACGT应答元件,TIGW3含有CAACA应答元件,说明可能获得了冷诱导基因的启动子序列.     

快速、有效筛选新的功能基因——荧光差异显示技术

控制生物性状的基本单位是基因,研究细胞的基因表达一直是分子生物学的重要课题之一。不同细胞间基因表达的差异决定了生命活动的多样性,如发育与分化、内环境稳定、细胞周期调节等。近年来,随着DNA重组技术的发展,已有数万个人类基因被克隆分析,要从如此众多的表达基因中找出引起细胞生理或病理变化的基因并非易事。应用荧光标记的mRNA差异显示技术将有可能在一定程度上起到关键的作用。以总RNA为模板,采用荧光标记的锚定引物,通过逆转录、差异显示PCR反应,经5.6％变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离差异条带,条带清晰、明亮、背景低,各样本间的差异不仅呈有无的变化,亦表现出很多强弱改变;本实验室经过多年的坚持摸索、研究,现已能成功的应用荧光标记差异显示技术,可快速（2d）、敏感、经济有效的筛选各种未知的表达基因。     

快速、有效筛选新的功能基因——荧光差异显示技术

控制生物性状的基本单位是基因 ,研究细胞的基因表达一直是分子生物学的重要课题之一。不同细胞间基因表达的差异决定了生命活动的多样性 ,如发育与分化、内环境稳定、细胞周期调节等。近年来 ,随着DNA重组技术的发展 ,已有数万个人类基因被克隆分析 ,要从如此众多的表达基因中找出引起细胞生理或病理变化的基因并非易事。应用荧光标记的mRNA差异显示技术将有可能在一定程度上起到关键的作用。以总RNA为模板 ,采用荧光标记的锚定引物 ,通过逆转录、差异显示PCR反应 ,经 5 6 %变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离差异条带