家蚕丝素重链启动子驱动DsRed的瞬时分泌表达

根据家蚕丝蛋白基因的启动子活性高、丝蛋白具有高效分泌的特性,克隆了家蚕丝素重链基因(Fib-H)启动子及其下游的信号肽序列(FibHS),将DsRed基因与信号肽序列融合构建了分泌型瞬时表达载体;转染细胞实验显示,该载体能在家蚕BmN细胞中瞬时表达DsRed;家蚕注射载体后,可在丝腺腔中检测到红色荧光,表明瞬时表达的DsRed分泌到丝腺腔,推测所克隆的序列具有信号肽的功能。此外,本研究为家蚕丝腺生物反应器分泌表达外源基因的研究奠定了基础。     

能发荧光的转基因家蚕

利用同源重组的方法研究了家蚕丝心蛋白链基因的定点替代。将ＩＥ启动子带动的ＧＦＰ基因插入蚕丝心慢白质链基因的上、下游序列之间,构民 重组质粒。将该质粒线性化后导入早期受精卵。当家蚕饲养至五龄期时用紫外灯检测,在约５０００条蚕中发现３条有绿色荧光斑块。ＰＣＲ检测证明ＧＦＰ已整合到家蚕基因组中,对其中一条蚕的Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析表明丝心蛋白重链基因已被成功敲除并被ＧＦＰ报告基因所替代。这条转基因蚕能     

利用同源重组改变家蚕丝心蛋白重链基因

在家蚕丝心蛋白重链基因5‘和3‘端序列之间插入以绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）基因（gfp）与人工合成丝心蛋白样基因的融合基因,利用电穿孔方法导入蚕卵中,卵孵化、发育和结茧后,用紫外灯检查,在约5400个茧中有73个“亮茧”,茧蛋白在ELISA应中可以与GFP的多克隆抗体反应。“亮茧”对应的蚕蛾进行交配、制种。对其后代进行了基因鉴定,Southern杂交的结果表明,gfp基因和人工合成丝心蛋白样基因都存在于家蚕基因组DNA中且发生了预期的同源重组事件。上述结果说明“亮茧”这一表型能用于筛选转基因蚕,融合基因已通过同源重组进入家蚕基因组。     

带有丝素重链信号肽序列的家蚕丝胶蛋白启动子驱动DsRed的瞬时分泌表达

为了探讨家蚕Bombyx mori丝素蛋白重链信号肽序列在中部丝腺组织中是否具有功能活性,根据家蚕丝蛋白基因的启动子活性高、丝蛋白具有高效分泌的特性,构建了带有丝素重链基因fib-H信号肽的家蚕丝胶-1(ser-1)启动子(ser-HS),用ser-HS驱动DsRed基因构建了分泌型瞬时表达载体pSK-SerHS-DsRed-polyA。转染细胞实验显示,该载体能在家蚕BmN细胞中瞬时表达DsRed。家蚕注射载体后,可在中部丝腺腔中检测到红色荧光,表明瞬时表达的DsRed已分泌到丝腺腔内。据此提出克隆的fib-H信号肽序列在家蚕中部丝腺组织中具有信号肽的功能。     

家蚕丝蛋白基因启动子调控β－半乳糖苷酶在家蚕细胞系中的瞬时表达

家蚕丝蛋白基因启动子调控β－半乳糖苷酶在家蚕细胞系中的瞬时表达华刚,钱斌,吴祥甫（中国科学院上海生物化学研究所,２０００３１）关键词丝蛋白启动子;β－半乳糖苷酶基因;瞬时表达家蚕丝蛋自基因（Ｗｂ：Ｆｉｂｒｏｉｎｇｅｎｅ）在发育后期幼虫的后部丝腹中主要...     

家蚕丝心蛋白H链基因的荧光原位杂交(FISH)

蚕丝业在国民经济中占有极为重要的地位. 家蚕作为重要的模式生物和生物反应器, 历来为人们所关注. 有关蚕丝基因的结构、表达调控和分子进化都已有较详细的研究和报道, 但关于蚕丝结构基因的分子细胞遗传学基因定位的研究, 几乎尚无报道. 经用荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization, FISH)对家蚕丝心蛋白H链基因(Fib-H)的分子细胞遗传学定位研究结果, 初步将家蚕丝心蛋白H链基因定位在了分子细胞遗传学第25连锁群染色体的端部, 即25~0.0的位置, 从而解决了该基因迄今尚未定位的问题, 并证实了丝心蛋白H链基因在染色体位置上为单一座位.     

转蜘蛛拖牵丝蛋白基因家蚕蚕丝氨基酸组成及其机械性能

将以绿色荧光蛋白基因为报告基因、含有人工合成的1.6 kb的蜘蛛拖牵丝蛋白基因及转座子pig-gyBac的转基因载体成功导入减秋无滞育家蚕受精卵,得到转蜘蛛拖牵丝蛋白基因家蚕及绿色荧光茧。对转基因家蚕与对照家蚕丝素蛋白进行了氨基酸组成分析,结果表明转基因蚕茧丝素蛋白甘氨酸和丙氨酸的百分含量分别增加了1.65%和1.80%(平均值);对其生丝的机械性能进行了测试研究,结果表明转基因蚕茧生丝的伸长率降低,断裂强度和初始模量增加,且差异均显著,与理论预期结果吻合。结果表明转基因家蚕蚕丝的机械性能一定程度上得到了提高。     

转基因家蚕的研究进展及应用前景

转基因家蚕Bombyx mori是指利用分子生物学手段,将外源基因转移到家蚕染色体中, 使之出现先前不具有的性状和产物,并且可以保持传代,在个体水平可以体现外源基因的功能,使外源基因获得大量表达。目前转基因家蚕研究主要以piggyBac转座系统为常用载体, 绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)基因为常用报告基因,经显微注射法获得转基因家蚕的成功率可达40%。通过转基因家蚕技术已经探明了家蚕外源导入核受体基因BmFtz-F1,调控家蚕体壁半透明的BmBLOS2基因、蜕皮启动激素(ecdysis-triggering hormone, ETH)基因以及家蚕抗菌肽CecB(cecropin B)基因的功能;获得了具有高品质、高细纤度、高拉伸强度和高弹性丝品种,能吐带绿色荧光或粉红色荧光的蚕丝品种, 抗家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, BmNPV)品种及抗藤黄微球菌的品种;成功表达纯化了人的Ⅲ型前胶原蛋白、 人碱性纤维生长因子、人血清蛋白、人脑源性神经营养因子、人胰岛素生长因子Ⅰ、猫干扰素、单克隆抗体等生物活性蛋白、疫苗及特殊的生物材料。随着家蚕转基因技术的深入研究, 转基因家蚕产物将在国防、 军工、 航天、 医药等方面有着更为广阔的应用前景。     

家蚕丙氨酸转氨酶理化性质的研究

丙氨酸转氨酶(ALT)是家蚕丝心蛋白合成中的关键酶,为了阐明丝心蛋白的合成机理及利用ALT活力调控丝物质的形成,有必要深入了解ALT的分子性质。作者在分离纯化家蚕后部丝腺ALT的基础上,应用聚丙烯酰胺凝胶电泳等生化方法进一步研究了该酶的若干理化性质。结果表明,家蚕ALT由两种不同亚基组成,分子量分别是54kd和21kd;最适底物是丙酮酸;最适温度为50℃;最适DH为8．5;钾、钠、钙、镁等离子对酶有激活作用,而锰、铜、锌等离子对酶有抑制作用。研究还表明,该酶是一种依赖于金属离子的酶类,活性中心含有巯基或咪唑基。     

昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物对合成甘氨酸和丙氨酸有关酶系的调节控制

五龄后期蚕丝腺后部的细胞几乎只合成蚕丝的丝心蛋白。保幼激素类似物(JHA)能增加蚕丝心蛋白的生物合成。家蚕和蓖麻蚕丝心蛋白中,甘氨酸和丙氨酸的含量约占75%。我们用ZR515和ZR777分别处理五龄蚕后,观察到丝腺后部和脂肪体中合成甘氨酸和丙氨酸有关转氨酶的活力均有明显增加。(1)用ZR515处理五龄家蚕后,使五龄期延长1～2天,茧层量增加约10%。蚕丝腺后部的丙氨酸-乙醛酸转氨酶,丙氨酸-酮丙二酸转氨酶,谷丙转氨酶和谷天转氨酶活力,JHA 组均比对照组增高约10～40%,脂肪体中这些酶活力也相应地比对照组增高约30%,其中丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力增加到165%。酶活力增加的持续时间约3～5天。(2)用ZR777处理五龄蓖麻蚕后,丝腺后部和脂肪体中的谷天转氨酶、异亮氨酸-α-酮戊二酸转氨酶和丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力,均比对照组高。本文认为JHA 对蚕丝腺后部和脂肪体中形成甘氨酸和丙氨酸的转氮酶有明显的调控作用,从而为丝心蛋白的合成提供更多的甘氨酸和丙氨酸。这也许是JHA 增丝机制的一个重要方面。     

昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物对合成甘氨酸和丙氨酸有关酶系的调节控制

五龄后期蚕丝腺后部的细胞几乎只合成蚕丝的丝心蛋白。保幼激素类似物(JHA)能增加蚕丝心蛋白的生物合成。家蚕和蓖麻蚕丝心蛋白中,甘氨酸和丙氨酸的含量约占75%。我们用ZR515和ZR777分别处理五龄蚕后,观察到丝腺后部和脂肪体中合成甘氨酸和丙氨酸有关转氨酶的活力均有明显增加。(1)用ZR515处理五龄家蚕后,使五龄期延长1～2天,茧层量增加约10%。蚕丝腺后部的丙氨酸-乙醛酸转氨酶,丙氨酸-酮丙二酸转氨酶,谷丙转氨酶和谷天转氨酶活力,JHA组均比对照组增高约10～40%,脂肪体中这些酶活力也相应地比对照组增高约30%,其中丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力增加到165%。酶活力增加的持续时间约3～5天。(2)用ZR777处理五龄蓖麻蚕后,丝腺后部和脂肪体中的谷天转氨酶、异亮氨酸吨-α-酮戊二酸转氨酶和丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力,均比对照组高。本文认为JHA对蚕丝腺后部和脂肪体中形成甘氨酸和丙氨酸的转氨酶有明显的调控作用,从而为丝心蛋白的合成提供更多的甘氨酸和丙氨酸。这也许是JHA增丝机制的一个重要方面。     

家蚕生物反应器的研究进展及开发前景

目前,家蚕生物反应器的研究和开发主要是以BmNPV为载体,在家蚕体液中表达多种有用蛋白,其表达量比其它生化微生物高出许多倍;但是家蚕绢丝腺细胞表达外源蛋白比家蚕BmNPV表达系统有着更大的优越性。本文综述了家蚕BmNPV表达系统的研究现状及家蚕丝腺反应器表达外源基因的开发前景。     

转植酸酶基因家蚕的制作及表达检测

家蚕Bombyx mori丝腺具有高效合成蛋白质的特性,开发在丝腺特异表达外源蛋白质的生物反应器具有重要的意义。本研究利用piggyBac来源的两种载体pPIGA3GFP和pBac{3×P3-EGFPaf},建立了稳定的家蚕转基因技术体系; 然后,利用一株黑曲霉来源的植酸酶基因,构建了在家蚕后部丝腺特异表达的融合表达载体pBac [3×P3-EGFP+ FibLphyADsRed],注射蚕卵后,在53个G1蛾区中检测到3个有荧光蚕的蛾区。经Southern blot和反向PCR验证,转基因表达盒整合到家蚕染色体上。RT-PCR结果显示,植酸酶基因特异性地在后部丝腺表达,其表达模式与家蚕轻链丝素基因一致。结果表明我们成功获得了在后部丝腺特异表达植酸酶融合蛋白的转基因蚕,这为进一步开发家蚕生物反应器,利用转基因蚕生产各种重组蛋白具有积极的促进作用。     

基于RNA-Seq分析Ras1~(CA)在家蚕后部丝腺过表达对细胞周期通路基因的影响

【目的】本文旨在挖掘野生型家蚕Bombyx mori和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺中的转录本差异,分析和验证细胞周期通路中的差异表达基因,从而探讨Ras1CA过表达转基因家蚕提高蚕丝产量的分子机制。【方法】利用转录组学比较野生型和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺中的基因转录本差异,经实时荧光定量PCR(q RT-PCR)验证。【结果】野生型家蚕和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺组织中有2 636个差异表达基因,其中细胞周期信号通路中有42个差异表达基因,包括细胞周期依赖性激酶(CDK)、细胞周期素(Cyclin)以及转录因子等。通过q RT-PCR检测cdk1、cyclin D1、cyclin D2、cdc7、cdh1、dp-1,2等6个基因在野生型和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺组织中的相对表达量,发现转基因家蚕中的表达量均显著高于野生型(P<0.05),其中cyclin D2的表达差异极显著(P<0.01)。q RT-PCR结果与转录本差异一致,表明Ras1CA过表达后,能够促进细胞周期通路基因的表达。【结论】野生型家蚕和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺中有大量差异表达基因,且Ras1CA能够在转录水平上调控细胞周期通路,影响后部丝腺组织的细胞分裂和器官生长,从而促进蚕丝蛋白的合成。     

家蚕V型ATP酶B亚基的克隆及表达特征

V型ATP酶(Vacuolar-type ATPase)是一种定位于细胞膜和细胞器膜上的氢离子转运酶。它利用ATP水解的能量将氢离子转运到液泡、囊泡或者胞外,从而维持细胞内正常的酸碱环境。V型ATP酶B亚基(V-ATPase B)作为ATP的催化位点,也有着非常重要的作用。为了探讨家蚕V-ATPase B(Bm V-ATPase B)的功能,首先从家蚕五龄幼虫的中肠c DNA中克隆了Bm V-ATPase B基因并构建原核表达载体进行原核表达,获得了重组蛋白,经质谱鉴定正确后,通过镍柱亲和层析的方法纯化了该蛋白并制备了多克隆抗体;最后分析了该蛋白在家蚕丝腺中的表达特征并利用免疫荧光对其在丝腺中的表达位置进行了定位。结果显示Bm V-ATPase B基因序列全长1 473 bp,预测蛋白分子量55 k Da,预测等电点5.3。通过Western blotting对家蚕5龄第3天和上蔟第1天幼虫丝腺的不同区段进行Bm V-ATPase B蛋白的表达特征分析,发现在两个时期该蛋白均在前部丝腺高量表达,而在中部丝腺和后部丝腺表达量相对较低。进一步对两个时期丝腺的不同区段进行免疫荧光定位,发现该蛋白在两个时期的前部丝腺、中部丝腺和后部丝腺均定位于细胞层。利用激光共聚焦显微镜对该蛋白进行进一步的定位,发现该蛋白主要在丝腺的细胞膜表达。研究结果明确了该蛋白在丝腺中的表达模式,为深入研究该蛋白在蚕丝纤维形成中的作用奠定了基础。     

家蚕蚕丝蛋白轻链基因克隆及原核表达研究

克隆家蚕丝素蛋白轻链基因并构建原核表达系统。以家蚕总RNA反转录cDNA为模板,利用特异性引物FiblF和FiblR扩增编码丝素蛋白轻链基因(Fibl)765bp片段,以pET-28a(+)构建pET-28a(+)-Fibl表达载体,将重组表达载体转化BL21(DE3)感受态细胞构建产丝素蛋白轻链(Fibl)蛋白工程菌。构建了原核表达载体pET-28a(+)-Fibl,经测序验证基因序列正确,经聚丙烯酰胺凝胶电泳和Western Blot初步判断出表达产物为35.3KD的丝素蛋白轻链蛋白。成功构建产丝素蛋白轻链蛋白的工程菌BL21-pET-28a(+)-Fibl,为丝素蛋白的原核表达研究奠定了基础。     

YAC介导的天蚕丝素基因向家蚕的转移──天蚕丝素基因-YAC克隆在家蚕的表达

本文为天蚕Antheraeyamamai丝素基因在家蚕Bombyxmori成功表达的首次报道。我们构建了天蚕丝素基因的YAC克隆,然后把含有该克隆的DNA溶液导入家蚕受精卵。分子杂交实验证明天蚕丝素基因已整合到家蚕基因组中。通过丝心蛋白氨基酸组分分析以及茧丝的溶解性比较,发现有部分转基因家委表达了天蚕丝素基因。F2代的转基因家蚕蛾的染色体DNA中同时还存在YAC序列,说明YAC对丝素基因具有介导作用。天蚕丝素基因以单拷贝形式存在于转基因家蚕中。     

家蚕后部丝腺遗传物质的研究

家蚕(Bombyx mori)后部丝腺的脱氧核糖核酸(DNA)和信使核糖核酸(mRNA)直接关系到丝心蛋白(fibroin)的合成,因此引起人们较大的重视。我们从本省蚕丝生产中常用的蚕体后部丝腺中分离纯化了DNA和mRNA,并观察了它们的重要理化性质。     

家蚕Bms3a基因真核表达载体的构建及其在家蚕细胞和蚕体中的表达

Bms3a基因可能在家蚕Bombyx mori抗病或细胞凋亡中有一定的作用。将融合有绿色荧光蛋白的Bins3a基因克隆到杆状病毒转移载体pFastBac1中获得了pFastBac-IE1-Bms3a-EGFP真核表达载体,利用杆状病毒(Bac-to-Bac)表达系统筛选重组杆状病毒,以重组病毒感染家蚕BmN细胞和五龄幼虫,分别在感染24h和48h检测到有绿色荧光蛋白的表达,Western blot证明表达的融合蛋白在相对分子量约57kD处出现特异条带,与预计的蛋白理论值相符。结果表明BmS3A-EGFP融合蛋白在家蚕细胞BmN及幼虫体中得到高效表达。研究结果为进一步研究BmS3A蛋白的功能奠定了基础。     

家蚕羧酸酯酶基因BmCarE-9的鉴定与表达分析

羧酸酯酶是一个多功能超家族酶类, 为研究羧酸酯酶基因在家蚕Bombyx mori组织中的功能, 利用5′/3′RACE和RT-PCR方法克隆了一个家蚕羧酸酯酶基因BmCarE-9, 其GenBank登录号为EU523534。该基因含有一个1 680 bp的ORF, 编码559个氨基酸。BmCarE-9预测的分子量64.2 kD, 等电点7.13, 结构分析表明BmCarE-9存在一个类似的催化三联体, 其中两个残基发生改变。利用实时荧光定量PCR方法研究了该基因在家蚕5龄第3天幼虫不同组织以及在5龄期各日龄幼虫丝腺组织中的表达水平。结果表明, 该基因在丝腺中特异性高表达, 且主要在中部和后部丝腺中表达。该基因在5龄期随着丝腺的生长发育表达量逐渐增高, 到末期表达水平逐渐降低。据此推测该基因可能与丝腺的生长发育或丝蛋白的合成相关。