家蚕Bmyan基因的克隆表达和作为microRNA 7靶基因的验证

microRNAs(miRNAs)是一类长约22 nt的非编码RNA,通过与其靶基因3′端非翻译区(3′-UTR)的结合来调节各项生命活动。克隆表达家蚕Bmyan基因,验证其是否是bmo-miR-7的靶基因对于深入研究家蚕变态发育机制有重要意义。基于同源性检索和PCR扩增,克隆了家蚕Bmyan基因CDS全长,编码476个氨基酸。序列分析表明,家蚕YAN蛋白的氨基酸序列保守,含SAM-PNT和ETs结构域。芯片数据、RT-PCR和定量PCR的检测结果表明,Bmyan在五龄3 d的家蚕头部、体壁、卵巢中高量表达,在其余组织中低量表达或不表达。在幼虫期,Bmyan表达水平相对较低,但在上蔟期和蛹期前4 d高量表达。通过3′RACE克隆了Bmyan基因的3′-UTR。RNAhybrid在线软件预测了其3'-UTR上bmo-miR-7的两个靶位点。构建了含有Bmyan基因3′-UTR和荧光素酶报告基因的转染载体,将该载体与bmo-miR-7的mimics序列共转染到家蚕胚胎细胞系BmE中,通过测定荧光素酶的活性,证明了Bmyan基因是bmo-miR-7的靶基因。本研究为进一步揭示bmo-miR-7和Bmyan在家蚕体内的生物学功能奠定了基础。     

let-7 microRNA调控动物器官发育的研究进展

微小RNA（microRNA,miRNA）是一类在进化上高度保守、长度约20～24 nt的小分子非编码RNA,能通过与靶基因3′非翻译区相结合从而抑制靶基因的翻译或降解靶基因。let-7 microRNA是发现较早的一类miRNA,最早在线虫中发现能调控细胞分裂的时序。此后大量证据表明,let-7参与动物多个器官发育的调控过程,并与人类疾病发生密切相关。该文综述了近年来let-7调控动物脑、神经及心肺系统等器官发育的研究成果,初步阐述了let-7调控动物器官发育可能的作用机制,以期为深入研究let-7的功能奠定基础。     

动物 microRNA 靶基因的筛选与鉴定研究进展

miRNA（microRNA）是一类在生物体内广泛存在的长度约22nt的小分子非编码RNA,其在转录后水平调控靶基因的表达,在生物体生长发育过程中起重要的调控作用。近年来,miRNA的功能研究越来越受到人们的重视,而miRNA功能研究的关键在于其调控靶基因的确定。miRNA主要作用于靶基因mRNA的3’UTR区的结合位点．但由于miRNA和靶基因的作用位点并不完全匹配,没有明显的规律可寻,导致应用传统方法鉴定靶基因十分困难。近年来,人们开发了各种特异的、灵敏度高的高通量miRNA靶基因筛选与鉴定方法,极大地促进了miRNA的功能研究。     

Smad7基因的克隆、表达及对c-myc基因的调控

Smad7是TGr-β家族信号转导通路的抑制分子,可反馈调节TGF-β／Smads信号转导通路,从功能推测,Smad7表达紊乱,可影响细胞对TGF-β的应答,从而促进细胞的恶性化进展,为了深入探讨Smad7基因功能,通过设计引物,用Touchdown巢式．PCR法从人胎脑文库中扩增Smad7基因编码区全长,回收产物,克隆并构建真核表达载体,同融合有报告基因的c-myc顺式增强子元件共转染BEP2D细胞,结果表明：TGF—p可抑制c．myc报告基因的活性,Smad7基因可正调控c．myc报告基因的表达,并拮抗TGF．B对该基因的抑制作用．由此得出结论：Smad7基因通过桔抗TGF．B来调控c．myc基因、     

家蚕miR-2769靶基因的鉴定及表达分析

【目的】MiRNAs在昆虫变态发育过程中发挥非常重要的作用。对家蚕Bombyx mori miRNAs及靶基因的研究将有助于阐明miRNAs参与调控家蚕变态发育的分子机制。【方法】往家蚕5龄第2天幼虫血淋巴注射蜕皮激素20E后,qRT-PCR检测miR-2769在家蚕脂肪体中的表达;通过生物信息学方法预测家蚕miR-2769的靶基因;利用双荧光酶报告载体系统分析miR-2769与预测靶基因BmE75B的互作;qRT-PCR检测miR-2769及其靶基因BmE75不同剪接体在家蚕不同发育时期(幼虫、蛹和成虫)和幼虫不同组织(头、表皮、丝腺、脂肪体、精巢、卵巢、马氏管、中肠和血淋巴)中的表达量。【结果】研究结果表明,miR-2769可通过与家蚕BmE75B的3′UTR区结合位点的互作,显著抑制荧光素酶报告基因的表达。qRT-PCR结果表明,miR-2769和BmE75A/BmE75B在20E诱导家蚕脂肪体中表达趋势相反。时空表达分析结果表明,miR-2769与BmE75的不同剪接体在家蚕不同发育时期和不同组织中均具有特异性表达特征。在家蚕变态发育的不同阶段,miR-2769和BmE75A的...     

microRNA分子表达与调控研究的最新进展

microRNA(miRNA)是一类分子长度为19~24nt的微小RNA,通常在转录后水平调控靶基因的降解或抑制翻译。miRNA分子在进化上高度保守,已经发现越来越多的miRNA分子参与真核生物的生长发育、生理活性、细胞增殖、组织分化、细胞凋亡、复杂疾病调控等功能。通过介绍miRNA的起源、合成、修饰、细胞表达特点,以及对真核细胞调控等的最新进展与研究方法,阐述miRNA在基因表达调节中的重要地位及应用前景。     

家蚕BmBrat基因的克隆与鉴定

NHL家族蛋白具有调控细胞增殖与分化的功能,在哺育动物中被广泛研究。本文克隆得到家蚕NHL蛋白家族成员BmBrat基因,通过RACE技术获得该基因cDNA全长序列为3 614 bp,其ORF为2 580 bp,编码859个氨基酸,预测其蛋白分子量为94.3 kDa,等电点为6.65。利用RT-PCR技术检测其在五龄3 d家蚕各组织表达情况,结果表明其在幼虫各组织均有表达,包括丝腺、中肠、脂肪体、马氏管等,且卵巢和头部表达量最高;胚胎时期表达谱分析显示其在胚胎发育第4天和第5天有高量表达。经原核表达、蛋白纯化及免疫小鼠后获得家蚕BmBrat多克隆抗体,且Western blotting及免疫荧光检测显示该抗体可以特异检测家蚕BmBrat蛋白;免疫荧光结果表明BmBrat蛋白定位于家蚕血细胞胞质中,为进一步研究BmBrat基因的生物学功能奠定了基础。     

家蚕miRNA Novel-31~*上调溶血素基因的表达

【目的】Novel-31*是在家蚕质型多角体病毒(Bombyx mori cytoplasmic polyhedrosis virus,Bm CPV)感染的家蚕中发现的一个差异表达miRNA。本研究旨在验证Novel-31*对其靶基因表达的调控作用,以便进一步研究miRNA及其靶基因在昆虫免疫调节中的作用。【方法】用生物信息学方法预测Novel-31*的靶基因,荧光定量PCR分析Novel-31*及其靶基因在家蚕感染Bm CPV后不同时间点的表达变化;构建miRNA慢病毒表达载体和靶基因慢病毒表达载体,转染293T细胞,同时合成Novel-31*mimics转染家蚕培养细胞Bm N,使用荧光定量PCR检测Novel-31*对靶基因表达的调控作用。【结果】生物信息学方法预测发现,溶血素基因是Novel-31*的靶基因,其结合位点位于溶血素基因的5'UTR区域。荧光定量PCR分析表明,Novel-31*及溶血素基因在感染Bm CPV的家蚕血淋巴细胞中呈现明显的上调表达。荧光定量PCR检测表明,在Novel-31*慢病毒表达载体和溶血素基因5'UTR慢病毒表达载体转染的293T细胞中和在转染Novel-31*mimics的家蚕Bm N细胞中,溶血素基因都上调表达。【结论】溶血素基因是miRNA Novel-31*的靶基因,Novel-31*与溶血素基因5'UTR结合,上调溶血素基因的表达。     

家蚕核糖体蛋白L7基因cDNA序列的克隆和分析

为了研究家蚕孤雌生殖的调节机制,应用二维凝胶电泳(2DE)技术分离正常生殖的家蚕卵与孤雌生殖家蚕卵的差异蛋白质,在蛋白质水平上筛选与家蚕孤雌生殖过程相关的重要蛋白质.利用MALDI-TOF-TOF MS分析这些差异蛋白,获得了大量小肽的序列特征.BLAST搜索本实验室构建的cDNA文库,获得了1个与家蚕孤雌生殖相关的核糖体蛋白L7基因.根据已有的cDNA文库,采用RACE方法克隆得到该核糖体蛋白基因的全长cDNA.利用生物信息学的方法和工具,对这个基因在核酸水平和蛋白质水平分别作了详细的分析和讨论并进行蛋白结构预测.结果表明,核糖体L7基因的cDNA全长为858 bp,编码区包含6个外显子,共编码268个氨基酸残基,蛋白的疏水性平均值为-0.586,分子量大小为30 kD,极性的最大值为 39.616,最小值为0.451,等电点为10.52.分子系统分析显示,该蛋白与Apis, Lysiphlebus 和Meladema中的核糖体蛋白L7具有较高的同源性.     

家蚕先天免疫基因 Bmimd 的克隆、表达及序列分析

昆虫的先天免疫应答由一组基因通过级联网络调控实现。果蝇 Drosophila 免疫缺陷(immune deficiency, imd)基因在体液免疫信号传递途径中起着重要的作用。我们利用生物信息学方法进行电子克隆,成功地找到了 imd 基因在家蚕 Bombyx mori 中的同源体,命名为 Bmimd。该基因全长1 092 bp,由 4 个外显子和 3 个内含子组成,开放阅读框(open reading frame, ORF)长 750 bp,编码 250 个氨基酸,预测蛋白质分子量为 28.6 kD。Bmimd 序列中含有一个致死结构域,经聚类分析表明该结构域与哺乳动物的受体相互作用蛋白(receptor interacting protein, RIP)相似。将该基因亚克隆到 PET-50b 载体进行原核表达,表达出了带有 2 个 6×His tag 和 1 个 Nus·Tag 标签的重组蛋白。Western blotting 结果表明 Bmimd 蛋白在 5 龄 4 天家蚕的头、脂肪体 、生殖腺、表皮和中肠中都有表达,但丝腺中没有检测到表达。     

家蚕Piwi亚家族基因的克隆、表达及进化分析

为克隆家蚕Bombyx mori Piwi亚家族蛋白基因cDNA全长序列,分析其分子特征和表达模式,探究Piwi亚家族蛋白在家蚕中的生理功能,本研究利用已知物种的Piwi亚家族蛋白搜索家蚕基因组,预测获得家蚕Piwi亚家族蛋白基因siwi1和siwi2,采用RACE技术克隆siwi1和siwi2的全长cDNA序列,利用ORFfinder、Gene-Explorer、InterPro等分析其分子特征;其次,利用已知的所有物种Piwi蛋白及其类似物Piwil构建系统发育树;最后,通过荧光定量PCR技术检测了siwi1和siwi2在丝腺、马氏管、中肠、头部、卵巢和精巢以及不同发育时期(卵、1～5龄幼虫、蛹、成虫)的表达水平,结果显示,克隆获得了siwi1 cDNA全长3 277 bp,包含部分5′UTR、完整的开放阅读框ORF和3′UTR,获得了siwi2的部分序列,其中siwi1对应BmPiwi,siwi2对应BmAgo3。系统发育结果显示,家蚕Piwi亚家族蛋白与乳草长蝽Oncopeltus fasciatus、黑腹果蝇Drosophila melanogaster、橘小实蝇Bactro...     

基于超高效液相色谱-质谱技术对野蚕茧和家蚕茧化学成分进行比较

鉴定并比较野蚕茧与家蚕茧的化学成分对于理解家蚕的驯化具有重要的意义。利用高温高压结合甲醇-水提取的方法获得蚕茧中的化学成分,利用UHPLC-MS技术对野蚕、家蚕大造品种和皓月品种3种蚕茧丝中的小分子成分进行鉴定和比较分析。通过阳离子模式和阴离子模式的UHPLC-MS获得了野蚕、大造和皓月蚕茧丝的代谢指纹图谱,对鉴定到的高丰度化合物进行注释,发现其中包括了氨基酸、黄酮、生物碱、萜类、有机酸和木脂素等成分。PLS-DA的得分图表明,野蚕、家蚕大造品种和皓月品种的3种蚕茧的代谢组存在显著差异。发现脯氨酸、亮氨酸/异亮氨酸和苯丙氨酸在大造茧中的含量显著高于在野蚕和皓月茧中的含量,黄酮类植物次生代谢物在大造茧中的含量显著提高,包括槲皮素、异槲皮素、槲皮素-3-O-槐糖苷、槲皮素-3-O-L-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷和山奈酚;而神经碱、白桥楼碱、毛果芸香次碱、美洲豚草内酯、线叶泽兰素和中缅木莲素等生物碱、萜类和木脂素类的植物次生代谢物在野蚕茧中的含量显著高于在家蚕茧中的含量。在紫外光的激发下观察黄酮的绿色荧光发现家蚕大造茧中的黄酮含量最高,家蚕皓月茧中的黄酮含量最低,而野蚕茧中的黄酮含量居中。生物碱和有机酸是良好的抗虫抗菌剂,它们在野蚕茧中的含量较高,能够提高野蚕茧的防护能力。黄酮类物质在家蚕大造茧中的含量较高,是导致家蚕大造茧呈黄绿色的主要原因。     

家蚕醛氧化酶基因（BmAOXs）的鉴定与表达分析

醛氧化酶（aldehyde oxidases, AO, EC 1.2.3.1）是属于钼-黄素酶（molybdo-flavoenzymes, MFEs）家族的一类蛋白酶。为了探讨该酶在家蚕Bombyx mori中的功能, 本研究对家蚕醛氧化酶基因（BmAOXs）家族进行了鉴定和分析。以其他物种AO基因序列检索家蚕全基因组数据库, 获得了8个BmAOX候选基因, 均具有醛氧化酶保守的功能域。进化分析表明, BmAOX与其他昆虫AO聚为一簇。RT-PCR分析结果显示: BmAOX1, BmAOX2, BmAOX3, BmAOX5具有很强的组织特异性; 而BmAOX4, BmAOX6, BmAOX7, BmAOX8则在蛹和成虫的多个组织中均有表达, 提示它们在家蚕生理代谢活动中起重要作用。利用Native PAGE和活性染色方法, 对BmAOX编码的蛋白进行检测, 结果表明: 家蚕蛹中有5种有活性的醛氧化酶, 而成虫中有6种, 各组织中均有有活性的BmAOX, 只是种类和活性水平有所不同。本研究结果为深入探讨BmAOX家族的功能奠定了基础。     

Analysis of ESTs and gene expression patterns of the posterior silkgland in the fifth instar larvae of silkworm, Bombyx mori L.

The fibroin gene expression pattern and regulation of the posterior silkgland were studied by means of expressed sequence tags (ESTs) using the first and fifth day larvae of the fifth instar of silkworm, Bombyx mori L (strain: C 108). The results showed that there were 911 repetitive ESTs and 1950 single sequences (Singlets) among total 2861 consentient sequences, which were spliced. 1335 sequences were identified and the other 1526 were unknown. 5560 sequences (55.89%) in the posterior silkgland cell of the silkworm were new ESTs without homology with EST data published by Mita et al. The number of repetitive ESTs and single sequences from the first day larvae of the fifth instar was double more than that of the fifth day of the same instar in the silkworms. The unigenes which were more than 50 in repetitive EST size (contig size) came to only about 0.5% in total consentient sequences. There were significant differences between gene expression frequencies, and expressed genes were related to fibroin synthesis and its secretion and fibroin composition. Comparing the fifth day with the first day of the fifth instar, the genes-expressed quantity of fibroin heavy-chain gene was 18 fold higher, fibroin light-chain gene 9 fold and fibroin P52 gene 8 fold. 508 genes functioned for cellular component and 315 for enzyme after function tracing. These results implied that the gene expression of the first day was mainly for preparation for fibroin synthesis except for the growth of silkgland cells, and the gene expression of the fifth day of the fifth instar was mainly for synthesizing and excreting fibroin. Because the ratio of heavy chain, light chain and p25 of fibroin was not 6:6:1 as theoretically expected, or its special H-chain structure, the H-chain gene was not easy to detect through EST technique. Most of genes among total 2861 consentient sequences functioned for fibroin synthesis and secretion. This suggested the fibroin synthesis and secretion procedure of the posterior silkgland was more complex than the knowledge we have.     

基于amy基因的中国野桑蚕遗传多样性及其与家蚕的系统发育关系

为探索中国野桑蚕Bombyx mandarina的遗传多样性及其与家蚕B. mori的系统发育关系, 采用PCR产物直接测序法（少数样本克隆测序）获得34个家蚕和野桑蚕样本淀粉酶基因amy序列片段（715 bp）。分析发现56个多态性位点, 鉴定出28种单倍型（haplotype）; 核苷酸多样性π=0.01390±0.00103, 单倍型多样度Hd=0.988±0.011。核苷酸不配对分析（mismatch analysis）和Fu’s Fs 检测表明中国野桑蚕曾发生过种群扩张。分子方差分析（AMOVA）表明, 遗野桑蚕传差异主要在种群内, 种群间和地理组群间差异不显著。聚类树上34个样本聚为3枝/3蔟, 野蚕和家蚕都不按地理区域或系统（类型）聚类, A枝由来自不同地区的野蚕和不同类型的家蚕混合构成, 并且进一步分成3个亚枝, 每一亚枝也同时包含家蚕和野蚕, B枝由3个家蚕和1个野蚕混合构成, C枝全部由来自不同地区的野蚕构成。网络分析没有发现“祖先单倍型”和优势单倍型。结果提示, 淀粉酶基因是一个多态性丰富的分子标记, 中国野桑蚕遗传多样性十分丰富, 据此推测家蚕起源于多种生态类型混杂的野桑蚕。     

Analysis of ESTs and gene expression patterns of the poste-rior silkgland in the fifth instar larvae of silkworm, Bom-byx mori L.

The fibroin gene expression pattern and regulation of the posterior silkgland were studied by means of expressed sequence tags (ESTs) using the first and fifth day larvae of the fifth instar of silkworm, Bombyx mori L (strain: C 108). The results showed that there were 911 repetitive ESTs and 1950 single sequences (Singlets) among total 2861 consentient sequences, which were spliced. 1335 sequences were identified and the other 1526 were unknown. 5560 sequences (55.89%) in the posterior silkgland cell of the silkworm were new ESTs without ho-mology with EST data published by Mita et al. The number of repetitive ESTs and single sequences from the first day larvae of the fifth instar was double more than that of the fifth day of the same instar in the silkworms. The unigenes which were more than 50 in repetitive EST size (contig size) came to only about 0.5% in total consentient sequences. There were significant differences between gene expression frequencies, and expressed genes were related to fibroin synthesis and its secretion and fibroin composition. Comparing the fifth day with the first day of the fifth instar, the genes-expressed quantity of fibroin heavy-chain gene was 18 fold higher, fibroin light-chain gene 9 fold and fibroin P52 gene 8 fold. 508 genes functioned for cellular component and 315 for enzyme after function tracing. These results implied that the gene expression of the first day was mainly for preparation for fibroin synthesis except for the growth of silkgland cells, and the gene expression of the fifth day of the fifth instar was mainly for synthesizing and excreting fibroin. Because the ratio of heavy chain, light chain and p25 of fibroin was not 6:6:1 as theoretically expected, or its special H-chain structure, the H-chain gene was not easy to detect through EST technique. Most of genes among total 2861 consentient sequences functioned for fibroin synthesis and secretion. This suggested the fibroin synthesis and secretion procedure of the posterior silkgland was more complex than the knowledge we have.