人类正常胃肠道组织基因表达谱特征的生物信息学分析

目的:筛选人类正常胃肠道组织特异性高表达基因.方法:以公开发表的人类正常组织基因表达数据库资料为研究对象,应用单侧 Student T检验筛选胃、回肠和结肠组织的特异性高表达基因.Ingenuity软件和KEGG分析特异性高表达基因相关的生理功能;Cluster软件分析胃特异性高表达基因谱在胃癌基因数据库中的表达特征.结果:筛选出胃高表达基因196个,回肠高表达基因203个,结肠高表达基因224个,高表达基因的功能与胃肠道的主要生理功能相吻合.筛选出的正常胃肠高表达基因中含有一些癌基因和抑癌基因.系统聚类分析发现胃特异性高表达基因在胃癌数据库的胃正常组织中高表达,而相应的胃癌组织低表达,癌组织和正常组织可以完好聚类分组,并且可以区分中分化和低分化胃癌.结论:人类正常胃、回肠和结肠具有组织特异的与生理功能密切相关的高表达基因群.     

甜瓜雄性不育系不同发育时期雄蕊转录组分析

从分子水平探讨甜瓜雄性不育雄蕊发育不同时期差异表达基因与花粉败育的相关性,为探究甜瓜雄性不育发生机理提供依据。通过对甜瓜雄性不育系(Male sterile,MS)花蕾(直径为2和5 mm时期)雄蕊进行转录组测序,筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行荧光定量分析。共发现224个差异表达基因,对差异表达基因进行GO功能分析显示,全部基因均归属于生物合成、分子功能和细胞组分3大分支,其中与酶类相关的差异基因为9个,2个差异表达基因为羧酸酯酶同源基因,4个为碳水化合物相关酶类的表达基因,细胞信号传导相关表达基因和玉米素生物合成相关表达基因各1个;qRT-PCR(Quantitative realtime PCR)验证表明,与碳水化合物相关酶类的表达基因和玉米素生物合成相关表达基因在雄性不育株2 mm花蕾雄蕊中的表达量均低于5 mm花蕾雄蕊中的表达量,与细胞信号传导相关表达基因在雄性不育株2 mm雄蕊中的表达量高于5 mm雄蕊中的表达量。雄性不育的发生与能量代谢相关基因表达量的上升和细胞信号传导相关表达基因表达量的减少存在一定的相关性。     

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。     

差异表达基因克隆技术的进展

分离并克隆差异表达基因,不仅有助于揭示生命的奥秘,而且还能为基因诊断与治疗提供重要的理论依据。基因差异表达的变化有两种,即新出现的基因表达与表达量差异的基因表达。以前,过多强调克隆新出现的表达基因,忽略表达量差异的基因。目前研究认为,表达量差异的基因...     

纳豆激酶基因的优化设计、合成及其在烟草叶片中的瞬时表达

根据植物偏爱密码子优化设计、合成纳豆激酶基因sNK,利用重叠延伸PCR法在其中插入番茄果实特异性表达基因E8的第一内含子构成sNKi基因,通过农杆菌渗透法将这两种基因渗入到烟草NC89叶片中并实现瞬时表达。通过RT-qPCR法将两种基因在烟草叶片中转录水平的表达量进行比较,结果表明两种基因在烟草叶片中均表达,且sNKi基因的表达量显著高于sNK基因;通过纤维蛋白平板法在两种基因的瞬时表达样品中均能检测到纤溶酶活性,表明目的基因在烟草叶片中可正常翻译并表现出溶栓活性,且sNKi基因在翻译水平的表达量显著高于sNK基因。表明内含子对人工合成的纳豆激酶基因的瞬时表达具有显著的促进作用。     

小伞山羊草中新型avenin-like基因的克隆及真核表达载体的构建

目的：克隆小伞山羊草中新型avenin-like（类燕麦储藏蛋白）基因,揭示avenin-like基因的表达模式,并构建avenin-like基因真核胚乳特异性表达载体。方法：利用RT-PCR方法揭示avenin-like基因的表达模式,并用PCR方法从小伞山羊草中克隆新型avenin-like基因;将克隆的avenin-like基因插入表达载体pLRPT构建真核表达载体pLRPT-avel,并经酶切和测序鉴定。结果：avenin-like基因在胚乳中特异性表达;克隆得到新型avenin-like基因,并构建了其真核胚乳特异性表达载体。结论：新型avenin-like基因的克隆及其真核表达载体的构建,为小麦品质改良提供了研究基础。     

白桦BpNAC012基因调控白桦木质部发育表达谱分析

NAC转录因子成员被认为是调控植物次生壁合成的开关。前期研究结果显示BpNAC012基因的表达能够调控白桦次生细胞壁的合成。为研究BpNAC012调控的下游靶基因,本研究分别以该基因的过表达,抑制表达株系茎为材料构建转录组,以野生型为对照分析差异表达基因。结果显示:与对照相比,过表达株系OE中上调的基因有627条,下调的基因有229条,抑制表达株系中上调的基因有299条,下调表达的基因有207条。过表达BpNAC012相对于抑制表达能够调控更多的基因表达变化。而抑制表达BpNAC012更多的是影响蛋白修饰和转运类基因的表达变化。在差异表达基因中,涉及受体信号通路,营养代谢,氨基酸合成,及苯丙烷生物合成相关代谢通路基因比较富集。BpNAC012能够调控纤维素、木质素合成及木质部发育相关基因的表达变化,同时能够调控多种转录因子的表达变化。该研究为深入分析BpNAC012在白桦次生细胞壁合成的分子调控机制奠定基础。     

长白落叶松过氧化氢酶LoCAT1基因克隆及表达分析

为了解长白落叶松过氧化氢酶(CAT)基因的相关信息,探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性,本研究根据长白落叶松转录组数据库中获得的CAT1基因全长序列设计引物,克隆得到长白落叶松CAT1基因,命名为LoCAT1。该基因完整的开放阅读框(ORF)长度为954bp,共编码317个氨基酸。系统进化树分析结果显示,LoCAT1基因与北美云杉、银杏等CAT基因亲缘关系较近。利用实时定量RT-PCR技术分析了LoCAT1基因在长白落叶松中的组织表达特异性和应对非生物胁迫的表达模式。结果表明:LoCAT1基因在长白落叶松的根、茎、叶中均有表达,其中在茎部表达量最低,在叶中相对表达量最高。在非生物胁迫下,LoCAT1基因在长白落叶松根、茎、叶中的表达均发生了变化,但表达模式不同。在NaCl处理后,根和茎中LoCAT1基因均表现为下调表达,在12h时表达量最低,而叶中LoCAT1基因表达在24h明显受抑制,随后被上调表达,胁迫96h时表达量最高。PEG6000处理后,根和茎中LoCAT1基因的表达在胁迫早期被明显抑制,随后被上调表达。而叶中LoCAT1基因的表达在所有时间点均表现为上调表达。本研究推测长白落叶松LoCAT1基因可能参与了植物响应逆境胁迫的应答。     

人类ZNF434基因的克隆、真核表达和组织表达谱分析

目的:克隆人类ZNF434基因并构建其真核表达质粒,鉴定ZNF434基因的组织表达谱。方法:实时定量PCR检测ZNF434基因在人体10种组织中的表达情况;克隆ZNF434基因的全长开放读码框区并连入真核表达载体pIRES2-EGFP,磷酸钙沉淀法转染HEK293T细胞,荧光显微镜和Western blot鉴定ZNF434蛋白的表达情况。结果:ZNF434基因在检测的人体组织中均有表达,其中骨髓和睾丸表达最高,成功克隆了ZNF434基因并构建了该基因的真核表达质粒ZNF434-pIRES2-EGFP,转染HEK293T细胞可观察到绿色荧光蛋白表达,Western blot可检测出分子量56kDa的Flag-ZNF434融合蛋白表达。结论:明确了人类ZNF434基因的组织表达谱,构建了该基因的真核表达载体,为该基因的进一步研究奠定了基础。     

大规模鉴定大鼠 0, 4, 36, 72, 96 h 短间隔连续部分肝切除中再生肝差异表达的基因

用抑制性消减杂交方法(SSH)构建了短间隔连续部分肝切除(SISPH)再生肝的消减cDNA文库, 从中筛选出了551个与肝再生相关的基因, 把这些基因制成cDNA 微阵列(cDNA芯片), 分析它们在0 h正常肝及 4, 36, 72, 96 h再生肝中的动态变化发现, 185个基因至少在肝再生的一个时间点表达变化达2倍以上; 185个基因中的86个属未报道的基因, 99个为已报道的基因, 但在此之前尚不知道它们与肝再生有关; 185个基因中的103个在肝再生中表现上调表达, 82个表现下调表达. 用GeneMath软件和GeneSpring方法对这些基因在肝再生中的表达轮廓进行聚类分析表明, 基因的表达模式可分为8组, 即早期诱导、中期诱导、晚期诱导、持续诱导、早期抑制、中期抑制、晚期抑制和持续抑制. 与一次性部分肝切除(PH)相比, 41个基因在SISPH中特异性表达, 其他基因在两个模型中的表达趋势相同, 但在各时间点的表达丰度有差异. 综合分析可见, 抑制性消减杂交技术与基因芯片技术相结合是研究再生肝差异表达基因的有效方法; 肝再生中上调表达的基因多于下调表达的基因; 早期诱导的基因多于晚期诱导的基因; 诱导表达幅度大的基因少于诱导表达幅度小的基因.     

应用基因芯片筛选鼻咽癌信号转导相关基因

目的：建立具有组织特异性的鼻咽癌基因表达谱,筛选鼻咽癌中信号转导相关基因。方法：采用深圳微芯公司基于玻片的包含8046个人类基因的基因芯片,检测7例鼻咽癌组织及1例鼻咽炎组织,初步获得鼻咽癌异常表达基因;结合GO分类从异常表达的基因中筛选信号转导相关基因,以Biocarta信号通路数据库查询筛选基因相关转导信号通路信息。结果：在鼻咽癌组织独得1241个异常用表达基因,其中高表达基因871个,低表达基因343个。发现28个差异表达基因与细胞的信号转导相关,其中表达上调的21个,表达下调的7个。结论：成功建立了具有组织特异性的鼻咽癌基因表达谱,初步获得了鼻咽癌信号转导相关基因。     

蒺藜苜蓿花器官特异基因的表达分析

蒺藜苜蓿(Medicago truncatula G)花器官特异表达基因是参与其花器官形成与发育的重要基因。筛选蒺藜苜蓿的花器官特异表达基因,寻找这类基因在其他模式植物中的直系同源基因,并将其表达模式在不同植物间进行比较,有利于深入的理解这类基因在蒺藜苜蓿花器官发育中的功能。根据蒺藜苜蓿表达谱,并以其PISTILLAZA(PI)基因为模板,文章筛选了97个蒺藜苜蓿花器官特异表达基因(Ratio≥10,且Z≥7.9).通过同源比对,确定了这类基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)、大豆(Glycinemax L.)、百脉根(Lotusjaponicus L.)和水稻(Oryzasativa L.)中的直系同源基因。对这类基因在5种植物中的表达量、表达部位和功能进行比较,发现进化关系较近的植物,直系同源基因的表达变异较小,而进化关系较远的植物,直系同源基因的表达变异较大。进一步对表达分化较大的直系同源基因进行启动子分析,发现不同植物中直系同源基因表达模式的变化与启动子中调控元件的特性有关。     

利用生物信息学研究肥胖与2型糖尿病患者肝组织基因表达变化

目的:利用芯片数据分析工具对GEO基因芯片数据进行数据挖掘,系统分析肥胖与2型糖尿病患者肝组织相关基因表达的变化,探讨肥胖与2型糖尿病的联系及糖尿病早期预防和诊断的新靶点。方法:首先在公共芯片数据库中选择肥胖与2型糖尿病相关芯片数据(GSE15653),利用R等芯片数据分析工具分析肥胖与2型糖尿病患者肝组织基因的表达变化,并预测相关差异表达基因在血中蛋白表达。结果:肥胖患者与正常人肝组织比较发现412个差异表达基因,其中上调表达基因212个,下调表达基因200个,2型糖尿病患者中控制良好者与正常人肝组织比较发现486个差异表达基因,其中上调表达基因253个,下调表达基因233个,而2型糖尿病患者中控制不良者与正常人肝组织比较发现1051个差异表达基因,其中上调表达基因560个,下调表达基因491个;2型糖尿病控制良好者与肥胖患者肝组织有263个相同的表达变化基因,而2型糖尿病控制不良者与肥胖患者肝组织有131个相同的表达变化基因;结合蛋白质组学结果分析肥胖与2型糖尿病相关的差异表达基因中有30个蛋白表达产物是分泌型蛋白。结论:肥胖及2型糖尿病患者肝组织与正常肝组织比较基因表达均发生明显变化,其基因表达变化数目随疾病的严重性增加而增多,而且2型糖尿病的控制情况与肝组织基因表达变化有密切关系。肥胖与2型糖尿病相关的差异表达基因中表达分泌型蛋白的可进一步用于研发监测疾病发生发展的候选靶分子。     

人胃癌细胞系中FHIT基因mRNA的表达及pcDNA3．1-FHIT的构建与转染

目的:检测人胃癌细胞系中FHIT基因mRNA的表达状况及构建pcDNA3.1-FI-IIT真核表达载体.方法:RT-PCR法检测三种不同类型人胃癌细胞系中FHIT基因mRNA的表达,构建真核表达质粒pcDNA3.1-FHIT,通过酶切法、PCR扩增法和DNA序列分析鉴定重组质粒后,用脂质体转染至FHIT基因mR.NA阴性表达人胃癌细胞系MKN-45,经G418筛选后RT-PCR鉴定.结果:FHIT基因在人胃癌细胞系BGC-823中呈阳性表达,在MGC-803、MKN-45细胞系中呈阴性表达.FHIT基因cDNA正确克隆到真核细胞表达栽体pcDNA3.1中,并成功转染FHIT基因mRNA阴性表达人胃癌细胞系MKN-45.结论:FHIT基因在不同类型人胃癌细胞系中表达各异.成功构建pcDNA3.1-FHIT,并转染到FHIT基因mRNA阴性表达人胃癌细胞系MKN-45,使其唧T基因阳性表达.     

决明1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶和1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶的功能鉴定与表达分析

本研究根据决明三代转录组测序获得的1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(CoDXS)和1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(CoDXR)基因的全长序列设计特异性引物,PCR扩增获得CoDXS、CoDXR基因的OFR,构建原核表达载体pTrc-CoDXS、pTrc-CoDXR在含有质粒PAC-BETA的TOP10重组菌中进行表达,通过TOP10的菌斑颜色变化来验证CoDXS和CoDXR基因的功能。利用实时荧光定量PCR来检测CoDXS、CoDXR基因在决明不同组织中以及六种胁迫条件下的表达情况。研究结果表明CoDXS、CoDXR基因的OFR分别为2 127、1 416 bp,编码的氨基酸数目分别为708、471,功能鉴定结果显示含有CoDXS、CoDXR基因编码区的TOP10菌斑呈现出深橘黄色;CoDXS基因的表达趋势为:花茎种子叶根,CoDXR基因的表达趋势为:叶花茎根种子。对CoDXR和CoDXS基因在不同的胁迫条件下的相对表达量检测分析发现,在盐胁迫条件下:CoDXS基因的表达量整体呈现出下降趋势,CoDXR基因的表达量波动范围较小;在ABA胁迫条件下:CoDXS基因的表达量呈现出先下降上升趋势,CoDXR基因的表达量呈现出上升趋势;在MeJA胁迫条件下:CoDXR和CoDXS基因的表达量均呈现出先下降后上升的趋势;在PEG6000胁迫条件下:对CoDXS基因表达量的影响较小,CoDXR基因的表达量呈现出上升趋势;在高温胁迫条件:CoDXS基因呈现出下降趋势,对CoDXR基因的表达影响较小;低温胁迫条件下:CoDXR和CoDXS基因的表达均呈现出下降趋势。     

猪CFL2b基因在成肌细胞中的表达及对肌球蛋白重链基因表达的影响

猪CFL2b基因主要在骨骼肌中表达,对肌肉的发育和肌纤维的形成具有一定作用。为了解猪CFL2b基因与肌纤维性状的相关性,利用定向克隆和基因转染技术获得能稳定表达猪CFL2b基因的成肌细胞株,荧光显微镜观察及Western Blotting检测CFL2b基因在成肌细胞中的表达;应用实时定量PCR技术对细胞内肌球蛋白重链基因（MyHC）的表达变化进行检测。结果显示：CFL2b基因对MyHC的表达有明显影响,其中MyHC2x基因和MyHC26基因的表达明显上调,MyHCl／slow的表达变化不明显。表明CFL2b基因与猪的肌纤维性状密切相关,推测猪CFL2b基因的高表达可能导致猪的不良肉质性状,可以考虑将CFL2b基因作为猪肉质性状的候选基因[动物学报54（6）：1014—1019,2008]。     

6天龄与10天龄大鼠的睾丸组织的基因差异表达

通过基因芯片技术,利用Roche-NimbleGen公司制作的大鼠12×135K全基因组表达谱芯片,对日龄为6d和10d的大鼠睾丸组织进行全基因组表达差异分析。结果显示:具有2倍以上的差异表达基因有4298个,其中表达上调的基因共1878个,表达下调的基因共2420个。这些差异表达的基因中有3154个基因具有基因本体注释,参与了154个生物学通路。进一步分析表明具有8倍以上差异表达的基因有13个,这些基因参与了生物学过程、细胞组分和分子功能等基因本体分类,进一步选择3个差异表达的基因,LOC686076、Cxcl6和Trib3,做了实时定量RT-PCR检测。其结果趋势与芯片数据一致。因此,我们初步认为精原干细胞的发生与增殖在大鼠早期的发育过程中已经有大量的基因参与,是一个多基因协调表达的过程。     

杆状病毒lef基因家族及其功能

病毒基因结构与功能和表达调控的研究是分子生物学领域的热点之一。其核心内容是揭示病毒基因组的复制机理以及早期基因对晚期基因的调控机制。昆虫杆状病毒基因的表达是级联式调控,按其表达的时序可分为极早期基因、早期基因、晚期基因和极晚期基因。早期基因主要为病毒基因组DNA复制、晚期基因的表达提供必需的蛋白因子。     

Affymetrix基因表达谱芯片在新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间差异表达基因筛选中的运用

目的:运用基因表达谱芯片筛选并分析新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间的差异表达基因。方法:收集我院2014年1月至2016年6月间行手术切除的维吾尔族与汉族胰腺导管细胞癌组织并提取总RNA,选取经Nanodrop 2000与Agilent 2100仪器质检合格的样本总RNA采用Affymetrix基因表达谱芯片筛选出差异表达基因并绘制统计图,运用基因本体(GO)分析及信号通路(Pathway)分析对这些差异表达基因的生物信息进行汇总分析。结果:通过基因表达谱芯片分析,新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间共检测到1063个基因存在差异表达,在维吾尔族胰腺癌标本中显著上调表达的基因共281个,差异表达倍数最高的为IGLV1-44基因(差异倍数:9.99)下调表达的基因共782个,差异表达倍数最高的为CPB1基因(差异倍数:33.76);在Gene Ontology数据库中共检索到815个上述差异表达基因具有明确的GO分类,差异表达倍数最高的为CPB1基因(差异倍数:33.76);Pathway分析中共检测到30条信号通路包含有上述差异表达基因,共涉及196个基因,其中以FAK信号通路差异表达基因富集程度最高,差异表达倍数最高的基因为COL11A1基因(差异倍数:5.02)。结论:基因表达谱芯片分析结果显示,在新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间存在大量的差异表达基因,这些基因与胰腺癌的增殖分化、侵袭转移及多药耐药等特性密切相关,且参与了多条生物体内重要信号转导通路的调控。     

小鼠胚胎干细胞向脂肪细胞分化过程中PPARγ2基因的表达模式

将PPARγ2基因启动子和报告基因荧光素酶相连接克隆于特定载体构建成表达质粒,电穿孔转染小鼠ES细胞,筛选阳性克隆.诱导ES细胞向脂肪细胞分化,通过定量检测荧光素酶活性跟踪PPARγ2基因的表达情况,以此研究脂肪细胞分化过程中该基因的表达模式.结果显示PPARγ2基因在未分化的ES细胞和EB形成的前两天中不表达,从EB形成的第3天开始表达,直至脂肪细胞分化完成.该基因在已完成分化的脂肪细胞中的表达远强于在分化中的前脂肪细胞中的表达.首次报道了从小鼠ES细胞到脂肪细胞分化过程中PPARγ2基因的表达模式,支持了PPARγ2基因为脂肪组织特异性表达基因的已有报道,并为脂肪细胞分化机理研究提供了线索.