番茄SlmiR393基因超表达载体的构建及其靶基因鉴定

为研究番茄(Lycopersicum esculentum)的SlmiR393基因功能,采用生物信息学方法从番茄基因组数据库中获得SlmiR393的前体序列及其潜在的靶基因。以基因组DNA为模板,克隆了番茄SlmiR393前体基因并整合到pLP35S-100植物表达载体;采用5′ RACE RT-PCR技术验证SlmiR393对预测靶基因mRNA的剪切作用,采用定量PCR技术检测SlmiR393及其靶标基因在番茄不同组织的表达。结果表明,SlmiR393的前体序列含有完整的茎环结构;成熟miR393与3个生长素受体同源基因(SlTIR1、SlTIR1-like1和SlAFB)之间具有识别作用位点。SlmiR393可对番茄3个靶基因的转录本进行剪切降解;SlmiR393与3个不同靶基因(SlTIR1、SlTIR1-like1和SlAFB)的表达模式在叶和茎、花蕾、花中存在一定的互补关系。因此,推断番茄中的SlmiR393可能在特定的组织或发育时期介导特定的靶基因mRNA的剪切降解, 初步证实生长素受体同源基因为SlmiR393的靶基因。此外,成功构建以CaMV 35S为启动子的植物表达载体pLP35S-pre-SlmiR393, 为深入研究SlmiR393在番茄生长素信号转导中的功能奠定了基础。     

毛白杨真菌胁迫下miRNA靶基因预测和生物信息分析

目前,关于杨树在真菌胁迫下其mi RNAs对基因的调控作用研究较少。准确快速地预测并鉴定mi RNA靶基因,对揭示真菌胁迫下mi RNAs在基因调控中的作用至关重要。该文根据mi RNA的进化保守性,通过靶基因预测软件ps RNATarget,以已知的毛果杨mi RNAs为探针,与毛白杨真菌胁迫下转录组的基因序列比对,找到其中347个mi RNAs的772个靶基因,分别编码与植物激素信号传导、植物病原互作、谷胱甘肽代谢等与植物抗病密切相关的蛋白。mi R393通过转录后水平作用于靶基因,调节生长素信号以响应多种外界刺激。该研究发现了mi R393的11个靶基因,主要参与生长素介导的信号通路;其中6个靶基因(SD1-13、CYP83B1、AFB2、TIR1、AFB3和PSBR)存在差异表达,这些基因是研究mi R393的生物学功能的关键候选基因。     

m RNA5′端不同位置的二级结构对原核生物翻译起始的影响

 一个 2 1 bp的序列插入 B50中的人 PCNA- Lac Z′融合蛋白 m RNA的 SD序列的上游 1 1 bpH ind 切点处 ,构成正、反向插入的两个重组质粒 B50 il、B50 i2 .通过计算机程序对 m RNA二级结构的模拟分析 ,B50 il的插入序列在翻译起始区 (TIR)前形成一个发夹结构 ,但不影响 TIR的二级结构 ;B50 i2的插入序列在 TIR 5′端形成一个二级结构 ;而另一克隆 D1 3与 B50因 SD前后的 6个和 7个碱基序列的不同 ;使翻译起始区 TIR的 SD到 AUG附近的二级结构不相同 .实验测定的四者的β-半乳糖苷酶活性与计算机计算的解开 m RNA TIR的二级结构所需能量ΔE进行比较 ,其结果说明 m RNA TIR前面的二级结构对翻译起始无影响 ,而位于 TIR的 5′端的二级结构对翻译起始效率是有影响的 .不过 ,它与 m RNA TIR的 SD到 AUG的附近的二级结构对翻译起始效率的影响相比 ,TIR5′端二级结构的影响比较小 .同时 ,PCNA- Lac Z和 PCNA- Lac Z′两种融合蛋白的β-半乳糖苷酶活性也进行了比较 ,酶活性有差别 ,但不同质粒酶活性的比值仍相同 .     

麻竹miR172a靶基因DlAP2的克隆及其表达

为了解开花麻竹(Dendrocalamus latiflorus)的Dl AP2基因功能,采用RT-PCR和RACE技术克隆了mi R172a靶基因AP2同源序列c DNA全长,命名为Dl AP2。结果表明,Dl AP2基因c DNA全长为1729 bp,包含5′端非编码区81 bp、开放阅读框1464 bp、3′端非编码区160 bp和24个碱基的Poly A尾巴,在编码框靠近3′端130 bp处有1个高度匹配mi R172a的结合位点(CTGCAGCATCATCAGGATTCT)。Dl AP2编码487个氨基酸的蛋白,具有两个AP2结构域,属于AP2/ERF家族AP2亚家族的AP2组,与来自其它单子叶植物的AP2蛋白均有较高同源性。RLM-5′RACE分析表明,mi R172a主要在靶序列的第11~12个碱基之间剪切靶基因Dl AP2的mi RNA。q RT-PCR结果表明,麻竹花芽中Dl AP2基因的表达规律与mi R172a表达变化正好相反,证明mi R172a对Dl AP2基因的表达具有调控作用。     

特超强毒型马立克病病毒囊膜糖蛋白I基因序列及与其它致病型毒株的比较

特超强毒型 6 48A株马立克病病毒 (MDV)的囊膜糖蛋白I(gI)基因经PCR扩增后克隆进pUC18质粒载体 ,并对其ORF完成了DNA测序。与已发表的其它致病型毒株的糖蛋白I的DNA和氨基酸序列比较表明 ,6 48A株的 gI基因序列与超强毒RBIB株已发表的ORF 5′端 76 1个碱基完全相同。但是在该基因中完整ORF的 10 6 8个碱基中 ,6 48A株与强毒GA株间有 8个碱基变异并导致 7个氨基酸的变化 ,且这一变化主要发生在该基因的 5′端 ,其 3′端三分之一完全相同     

m RNA5′端不同位置的二级结构对原核生物翻译起始的影响

一个 2 1 bp的序列插入 B50中的人 PCNA- Lac Z′融合蛋白 m RNA的 SD序列的上游 1 1 bpH ind 切点处 ,构成正、反向插入的两个重组质粒 B50 il、B50 i2 .通过计算机程序对 m RNA二级结构的模拟分析 ,B50 il的插入序列在翻译起始区 (TIR)前形成一个发夹结构 ,但不影响 TIR的二级结构 ;B50 i2的插入序列在 TIR 5′端形成一个二级结构 ;而另一克隆 D1 3与 B50因 SD前后的 6个和 7个碱基序列的不同 ;使翻译起始区 TIR的 SD到 AUG附近的二级结构不相同 .实验测定的四者的β-半乳糖苷酶活性与计算机计算的解开 m RNA TIR的二级结构所需能量ΔE进行比较 ,其结果说明 m RNA TIR前面的二级结构对翻译起始无影响 ,而位于 TIR的 5′端的二级结构对翻译起始效率是有影响的 .不过 ,它与 m RNA TIR的 SD到 AUG的附近的二级结构对翻译起始效率的影响相比 ,TIR5′端二级结构的影响比较小 .同时 ,PCNA- Lac Z和 PCNA- Lac Z′两种融合蛋白的β-半乳糖苷酶活性也进行了比较 ,酶活性有差别 ,但不同质粒酶活性的比值仍相同 .     

CRISPR/Cpf1单碱基编辑系统的构建及应用

作物的优良性状往往来自于其相应基因的单个碱基突变,而传统育种无法轻易获得此种定向单碱基变异。单碱基编辑技术是以成簇规律间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR?associated proteins,CRISPR/Cas）系统为基础改良的一项基因编辑技术,该技术可在不造成DNA双链断裂的情况下对靶序列上的特定碱基进行定向替换。为拓展单碱基编辑技术在作物中的识别范围,利用来自Francisella novicida细菌的FnCpf1核酸酶及胞嘧啶脱氨酶APOBEC1对单碱基编辑系统进行改良,并针对玉米BT2基因靶位点构建相应载体,通过瞬时转化手段检测其编辑能力。检测结果发现9种碱基变化类型,其中靶位点5′端第11个碱基的胞嘧啶转化为腺嘌呤,位点编辑效率达到2.5%。结果表明该系统能够识别“TTN”作为原型间隔序列毗邻基序（protospacer?adjacent motif,PAM）并对靶位点进行单碱基编辑,为单碱基编辑识别范围的拓展提供了研究思路。     

miRNA-9基因家族进化分析及其靶基因预测

microRNAs(miRNA)是真核生物中一类长度约为21～25个核苷酸的非编码小分子RNA,在转录后水平调控基因的表达。该文在miRBase中搜索后生动物的mir-9基因序列。47个物种中共搜索到120条mir-9基因序列,说明mir-9基因家族广泛存在于不同物种中。基因定位显示86%的mir-9基因存在于基因间隔区(IGR),多序列比对发现miR-9基因家族成熟序列的第2位到第8位碱基以及第14位到第18位碱基为保守碱基。进化分析表明mir-9b和mir-9c可能是此基因家族最早出现的基因形式,即祖先基因。这些祖先基因经过串联重复、大片段重复、个别碱基的缺失及突变等方式形成了脊椎动物中miR-9-1至miR-9-7数个基因。分别采用四个miRNA靶基因预测软件对mmu-miR-9的靶基因进行预测,发现miR-9与神经系统发育、心肌系统疾病和跨膜运输系统等密切相关。该研究为今后进一步研究miRNA调控的神经系统发生和神经细胞生长与分化的机制奠定了基础。     

用长PCR方法检测含有较大缺失或插入的DNA大片段

选择位于19q13.3上的人类肌张力蛋白激酶基因(myotonin protein kina se gene,MT-PK)为靶基因(基因全长为14kb),以G+C含量较高且含有1kb缺失或插入,由基因第8内含子中的Alu±1kb的5'端至第15外显子3'非编码区中的CTG重复序列3'端,即两者间的距离为5.3kb的DNA片段为待扩增靶序列,通过优化DNA聚合酶的组合和反应缓冲体系,点考查了含有Alu-1k b和Alu+1kb缺失或插入的MT-PK等位基因片段共扩增的长PCR方法。本方法可有效地同步扩增6.5kb和5.5kb两个等位基因片段,对6.5kb和5.5kb纯合等 位片段则达到了更有效的扩增。     

一种优化翻译起始效率的方法

本文以人分裂细胞核抗原(PCNA)基因作为目的基因,把包括PCNA基因5′端非翻译区(5′NTR)的24bp和编码38个氨基酸114 bp的顺序插入pTZ19R,构建与LacZ’5′端的融合基因。用寡核苷酸定点突变法在PCNA 5′NTR形成SD顺序,再用PCR法在SD顺序左右两侧分别随机突变6个和7个碱基,使它们与结构基因5′端顺序自发地形成各种可能的翻译起始区(TIR)二级结构。重组质粒转化JM109(DE3),以T7 RNA聚合酶-T7启动子调控转录。对288个重组子的β-gal活性测定表明,不同重组的表达量可相差55倍,其中9个表达量不同的重组子的RNA dot blot证实它们在转录水平无明显表达差异。由此提示,该研究策略和方法能有效地改变目的基因的TIR二级结构和捕获具有高翻译起始效率的表达克隆。     

芥蓝miR172家族成员进化特性比较及时空表达分析

为了明确植物miR172家族成员的进化特性及其在不同组织部位的表达情况,该研究以芥蓝miR172a家族为例,通过芥蓝miR172a成熟体序列比对、前体(pre-miRNA)二级结构预测、系统发育进化树构建、靶基因预测及实时荧光定量等手段,对芥蓝miR172a和miR172b基因家族的进化特性及其在芥蓝不同组织部位中的表达规律进行分析。结果显示:(1)芥蓝miR172家族存在20个成熟体成员,通过比对发现20条序列都存在一个重叠区域,该区域中ACTAGATC 8个碱基高度保守,并且在芥蓝pre-miR172的3′和5′端均能形成成熟体。(2)mfold预测结果显示,miR172a家族5个前体成员的最小折叠自由能在-54.55~-78.60kal/mol之间,均能自发形成典型、稳定的茎环二级结构。(3)系统发育进化树显示,芥蓝miR172a家族的前体成员具有一定的保守性和多样性,并与番木瓜pre-miR172a亲缘关系较近。(4)靶基因预测发现芥蓝miR172a共有13个不同靶标基因,多个成员也可以作用于相同靶标基因。(5)实时荧光定量PCR显示,芥蓝pre-miR172a和pre-miR172b家族不同成员在不同组织部位表达量差异显著,10个成员在9个组织部位中的表达各不相同。其中,芥蓝pre-miR172a-1、pre-miR172a-2、premiR172a-3和pre-miR172b在芥蓝荚中大量表达;pre-miR172b-5p和pre-miR172b-5p-2在芥蓝花中大量表达。研究表明,miR172在芥蓝花和荚的发育过程中起着重要的作用。     

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。     

酵母tRNA结合蛋白(43kD蛋白)羧端cDNA的克隆及其序列测定

为了研究酵母分子量为 4 3kD的tRNA结合蛋白的基因来源 ,通过溴化氰部分化学裂解此蛋白 ,产生的 18kD肽段经过蛋白质氨端序列测定 ,测得 18kD肽段氨端部分序列为AFTFKK .针对序列AFTFKK设计简并引物 ,利用简并PCR方法和cDNA的 3′末端的快速扩增方法 (3′RACE) ,成功克隆 4 3kD蛋白mRNA的 3′端序列 .DNA序列测定结果表明 ,该序列位于 3 磷酸甘油酸激酶 (PGK1)基因 10 0 3位— 170 0位 ,长度为 6 98bp ,编码 3 磷酸甘油酸激酶羧基端的 180氨基酸残基以及 3′端非翻译区 .结果证实 ,4 3kD蛋白的基因就是PGK1酶的基因     

稀有的黑檀体基因(ebony)5'UTR自发突变导致黑腹果蝇的黑条体突变

由于果蝇Drosophila群体中有很多自发突变其中包括多种体色突变,因此它是一个研究自发突变的优秀的模式体系。本研究证实我们实验室发现的一个可以引起果蝇体色突变的自发突变(bsr)是一个黑檀体(e)的等位基因,将其命名为ebsr。序列分析显示ebsr的5′端缺失了953个碱基,其中包括外显子1后端的206个碱基及相连的内含子1的747个碱基。逆转录PCR结果显示5′端的缺失导致内含子1不能从mRNA中剪接掉,由此导致该mRNA的翻译起始密码子AUG前端增加了一个3.2kb的序列。该序列导致ebsr的mRNA的5′UTR(5′-untranslated region)区较野生型基因增加近3kb的长度。通过mRNA二级结构分析发现这个增加的3kb的片段可以形成复杂的颈环结构(stem-loop)。免疫印迹结果显示该突变基因没有基因产物产生。本研究进一步证实了由于mRNA的5′UTR序列结构的改变可以影响到蛋白质的翻译。     

扩展青霉PF898碱性脂肪酶基因组DNA的克隆及序列分析

扩展青霉 (Penicilliumexpansum)PF898可产生一种具有重要工业生产价值的碱性脂肪酶(PEL) .在通过 3′RACE和 5′RACE获得PEL完整的cDNA序列的基础上 ,通过PCR方法首次克隆了该脂肪酶的完整的基因组DNA序列 (GenBank登录号为AF330 6 35 ) .该脂肪酶DNA全长 14 0 4bp ,包括PEL编码区、3′非翻译区和部分 5′非翻译区基因的序列 .编码区DNA由 1135个碱基组成 ,含有 5个内含子 ,大小分别为 5 8bp、4 7bp、5 0bp、5 6bp和 6 9bp .在已报道的丝状真菌脂肪酶中 ,PEL基因的内含子数量最多 ,而其大小与其它丝状真菌脂肪酶基因的内含子一样 ,均为只有几十个碱基的小内含子 .PCR扩增获得的PLEDNA序列还包括由 195个碱基组成的 3′端非编码区序列 ,74个碱基的部分 5′端非编码区序列 .PELDNA全长序列中的 - 2 4至 - 2 7nt为TATAbox ,终止码TGA下游15 6nt出现AATAAA序列 ,TGA下游 182位出现poly(A)尾 ,为典型的真核基因结构 .同源性序列分析表明 ,PEL与其它真菌来源脂肪酶的基因组DNA序列同源性约为 39%～ 4 9% ,PEL内含子之间或PEL内含子与其它丝状真菌脂肪酶基因的内含子之间的序列同源性约 4 2 %～ 5 7% .     

鸡传染性支气管炎中国地方分离毒株LX4mRNA1ORF1的遗传变异特征

应用RT-PCR方法扩增了冠状病毒鸡传染性支气管炎中国分离毒株LX4的mRNA1 ORF1,并将其进行了克隆、序列测定和分析.表明LX4mRNA1基因包含2个ORF,其中ORF1a由11 916个核苷酸组成,编码一条3 971个氨基酸残基组成的多肽.ORF1b由7 950个核苷酸组成,编码2 649个氨基酸残基组成的多肽.与美国Beaudette株对应的ORF1a核苷酸及推导的氨基酸序列同源性均为85%,与对应的ORF1b的同源性分别为89%和95%.二者ORF1a和ORF1b重叠区推测的"滑脱序列"(slippery sequence)核苷酸序列一致,"假结"(pseudoknot)基本结构相似.不同之处在于"假结"第2环中LX4的第7位为A,而Beaudette株在该位置为G.与Beaudette株比较,LX4 ORF1a核苷酸变异最频繁的区域集中在第2 656～3 098位碱基处,且在该区域有60个碱基的插入,导致推导的氨基酸序列插入了20个氨基酸残基.LX4 ORF1b序列缺失9个核苷酸,主要集中在第5 168～5 181位之间,导致对应的氨基酸缺失3个.但这些差异是否与病毒的生物学特性有关不明.     

菜粉蝶微孢子虫核糖体RNA(rRNA)编码基因的研究

用PCR方法扩增、克隆了菜粉蝶微孢子虫核糖体小亚单位RNA(SSUrRNA)编码基因的核心序列 1 2 0 5bp后 ,进一步克隆到菜粉蝶微孢子虫SSUrRNA基因 3′端至LSUrRNA基因 5′端 (580R区 ) 657bp长的序列。与GenBank中对应序列比较后 ,在 657bp这段序列鉴定出菜粉蝶微孢子虫SSUrRNA基因 3′末端、rRNA基因内转录间隔区 (ITS)及LSUrRNA基因 5′端 (580R区 ) ,它们分别位于该序列中 1 45位、1 46 1 86位及 1 87位。与SSUrRNA基因核心序列拼接后SSUrRNA全基因长为 1 2 4 5bp ,rRNA基因内转录间隔区为 41bp及核糖体大亚单位RNA(LSUr RNA)编码基因 580R区为 470bp。同时还构建了菜粉蝶微孢子虫SSUrRNA的完整二级结构。关于微孢子虫rRNA基因的克隆及SSUrRNA的二级结构在国内尚属首次报道 ,它为进一步利用核糖体RNA编码基因及SSUrRNA的二级结构对不同微孢子虫的分类及亲缘关系的确定奠定了基础     

牛β-酪蛋白5′端上游调控序列的克隆和序列分析

该文用PCR扩增了牛β－酪蛋白基因5′－端上游调控序列,并对其进行了克隆和序列分析。采集成年母牛肝,提取DNA。在牛β－酪蛋白基因外显子1和上游调控区内设计引物,扩增其上游调控序列。两条引物长均为19个核苷酸,引物间跨度为635bp。以牛肝DNA为模板,进行PCR扩增,扩增产物在2％琼脂糖凝胶上电泳,可见特异的目的条带。从凝胶中回收目的片段,克隆到pGEM－T载体中。重组质粒提取DNA,进行序列分析。测序结果与文献发表的类似序列相比,仅有4个碱基不同,同源性达99．4％。表明获得了牛β－酪蛋白基因5′－端上游调控序列的克隆。     

SV40PolyA顺式活化基因元件中不完整茎环结构的发现和序列研究

研究室的前期工作发现,Alu串连序列插入pEGFP-C1质粒的GFP基因下游,瞬时转染HeLa细胞抑制GFP基因表达,2F2R(来自SV40PolyA反序5′端的第2个60 bp)插入GFP和Alu串连序列之间可以解除Alu序列对GFP基因的抑制作用。文章通过删减2F2R发现,45R(2F2R 5′端的45 bp)、30R和22R可以活化基因,且二串连体活化基因作用高于单体。Secloop(2F2R近中部的22 bp)和Poly4(2F2R 3′端的30 bp)不能活化基因。30R与Poly4用9碱基连接形成30R-Poly4,其活化基因作用低于2F2R,两个22R之间连接碱基数对活化GFP基因作用没有明显的影响。22R(5′-GTGAAAAAAATGCTTTATTTGT-3′)含有不完整的回文序列,可以形成不完整的茎环结构,包括一个3碱基loop、3 bp第一茎、2碱基泡和3 bp第二茎。改变22R茎环结构的碱基突变明显影响其活化GFP基因的作用,过多互补和过少互补的茎环结构均不利于活化基因,提示适当的不完整茎环结构与活化基因有关。     

采用RACE技术获得全长人新基因MAGE-D1

 c DNA末端快速扩增 (RACE)技术是快速获得新基因 5′和 3′端未知序列的有效手段 .鉴于新报导的人肿瘤基因 MAGE家族成员之一 MAGE- D1的 c DNA序列不完全 ,从而拟用 RACE技术获得 MAGE- D1的全长 c DNA序列 .结果显示 ,MAGE- D1的 c DNA全长为 2 80 0个碱基 ,编码778个氨基酸 .同时对 RACE技术应用时的一些关键问题进行了讨论 .