KCNQ1基因及其编码钾通道的研究概况

本文介绍了KCNQ1基因和其编码的通道蛋白的结构、生理学功能及电生理特点。归纳了围绕KCNQ1基因的热点研究方向和成果,并展望了未来的研究趋势。对基础医学上关心的KCNQ1基因突变与疾病的关系,及相关的病理药理学研究做了较为详细的介绍。     

PCR技术对人IL-3 cDNA进行定点突变的研究

本文利用PCR技术对人IL-3cDNA体外进行定点突变,将人IL-3cDNA第3位Met,第116位Lys密码子突变为Val密码子GTT。PCR扩增片段核苷酸序列与引物设计相应的cDNA突变体序列完全一致。结果证实此方法比经典寡聚核苷酸方法简单、迅速、成本低、效率高,也为基因的修饰,蛋白质工程研究提供了简便、稳定的方法。     

心脏特异性表达KCNQ1^（V180L）转基因小鼠的建立及表型分析

目的建立心脏特异性表达KCNQ1^V180 L转基因小鼠,为研究KCNQ1基因功能及其突变与心律失常性心脏疾病的关系提供工具动物。方法把KCNQ1^V180 L基因插入α-MHC启动子下游,构建转基因表达载体,显微注射法建立C57BL/6J KCNQ1^V180 L转基因小鼠,PCR鉴定转基因小鼠的基因型,采用Western Blot鉴定KCNQ1^V180 L在心脏组织中的表达,记录转基因小鼠死亡情况,超声分析转基因小鼠心脏结构形态和功能改变,心电分析转基因小鼠心肌电生理变化。结果建立了2个心脏组织特异性表达KCNQ1^V180 L转基因小鼠品系。转基因小鼠离乳前即出现猝死;超声检查显示转基因小鼠左心室内径变短,心室壁变厚,短轴缩短率增加;心电分析显示其心室复极异常。结论 KCNQ1^V180 L转基因小鼠具有临床长QT综合征类似的病理改变,可作为研究KCNQ1基因功能及其突变与心律失常发病机制的疾病动物模型。     

基于重叠延伸PCR法的定点突变技术

目的:建立一种高效而经济的定点突变方法。方法:采用重叠延伸PCR定点突变技术,引物设计时引入目的突变,以前两次PCR产物为模板,进行第三次PCR,即可获得突变后的目的DNA片段。将此片段连入pMDTM18-T载体后测序验证突变结果。结果:DNA测序表明,待突变位点已由ATTGG突变为ATTTT。结论:成功实现了目的位点的定点突变,重叠延伸PCR法是一种高效且经济的定点突变方法。     

一种改进的快速PCR定点突变技术

在基因工程与蛋白质工程研究中常常用到基因突变技术制备突变体,用于研究基因调控、蛋白质的结构与功能。本项研究在快速PCR定点突变技术的基础上,改进实验方法,简化实验步骤,以适用蛋白质结构改造研究的需要。建立的突变技术仅需一次PCR反应即可完成基因的定点突变,突变效率为79.6%左右。该法对1～3个连续碱基的突变和对间隔4个甚至多达15个碱基的数个密码子突变效果都很好。     

重叠延伸PCR对DNA片段进行定点双突变

探讨如何利用重叠延伸PCR对同一靶DNA片段中的两个不同位点实施联合突变。先用野生型DNA作模板,通过一轮重叠延伸PCR,获得突变一个预期位点的DNA片段,再用此突变DNA片段作模板,通过另一轮重叠延伸PCR获得两个预期位点均突变的DNA片段。重叠延伸PCR能对DNA片段进行双突变甚至多点突变,具有简便、快速、经济等特点,在阐明基因的调控机理、改造蛋白质结构等分子生物学领域中具有极大的应用价值。     

改进重叠延伸PCR技术构建定点双突变

目的:目的DNA片段中快速构建位点不同的定点双突变体。方法: 借鉴DNA shuffling技术中DNA小片段延伸扩增获得全长DNA片段的工作原理,与常规基因定点突变技术相结合,改进重叠延伸PCR技术构建定点双突变。结果:对嗜酸热脂肪杆菌(Alicyclobacillus acidocaldarius)Tc-12-31的甘露聚糖酶基因AamanA中两个可能的活性位点E151和E231进行双点突变,先后经过无引物和有引物两步PCR,扩增获得全长DNA,测序结果表明得到预期的定点双突变体;酶活性检测和薄层层析结果表明双点突变体丧失了酶的活性。结论: 改良的重叠PCR技术,能经济、简便、高效地获得双点定点突变体,在酶的催化机理的阐述、蛋白质结构改造等分子生物学领域中具有较高的应用价值。     

利用重叠PCR技术对OsAMT1.2进行定点突变

铵是植物吸收利用的主要氮源之一,而铵转运蛋白对铵的吸收、转运和代谢方面有重要的作用.为了深入研究水稻铵转运蛋白的结构功能特性,利用重叠PCR技术对OsAMT1.2蛋白质序列中保守的253 aa和257 aa的苯丙氨酸(F)和丝氨酸(S)分别突变为丙氨酸,成功获得了相应的2个点突变基因.因此,重叠PCR技术是一种简单有效的进行体外基因重组和突变的方法,对于研究高等植物功能基因的结构功能特性具有重要的意义.     

一种简便快速的单引物PCR定点突变方法

为了解决在一些特殊位点上利用Quick Change方法进行定点突变时会在突变位点处额外插入引物序列导致突变失败的问题,对Quick Change法进行了改良。改良方法为:合成在突变位点处点突变的一对反向互补引物,分别进行单引物PCR扩增,将两种扩增产物混合,变性复性后加入Dpn I进行酶切,酶切产物转化大肠杆菌DH5α,抗性筛选阳性克隆进行测序验证。利用此法成功突变紫穗槐二烯合酶(amorpha-4,11-diene synthase,ADS)基因中多个利用常规方法突变均因引入额外引物而无法成功的特殊位点,证明此方法实践上可行,而且也可以避免插入额外引物序列,这也从侧面证明额外引物插入的原因是双引物同时反应。     

长PCR技术及其在动物学研究中的应用

长PCR(1ongPCR)技术自194年发明以来,在生命科学发展中发挥了巨大的作用。长PCR技术与常规PCR有较大的区别。本文从长PCR技术的由来、长PCR技术对模板、引物和聚合酶的特殊要求及长PCR技术反应条件等方面进行了较全面的介绍。最后介绍了近期发展的LR-IPCR(long range-inverse PCR,长反向PCR)、内切酶介导性长PCR(endonuclease-mediated long PCR)、long RT-PCR以及LDD-PCR。目前此技术在动物学研究中的应用主要在基因组测序和线粒体基因组研究、病理诊断、基因差异表达、病原微生物的研究、遗传多态性分析等领域。     

单引物PCR法引入定点突变 *

目的:利用单个突变引物,在含人呼吸道合胞病毒F蛋白基因编码序列的pcDNA3.1(+)-F质粒中,通过单次环形PCR在特定序列位置引入定点突变。 方法: 以双链环状的pcDNA3.1(+)-F质粒DNA为模板,设计分别含有三种目的突变N70Q, I431N, Q270T的三条单引物,分别进行单次PCR。用甲基化DNA特异的限制性内切酶Dpn I处理PCR产物后转化大肠杆菌DH5α,进行克隆筛选,酶切鉴定和测序分析。 结果: 酶切鉴定结果和测序结果均符合预期,利用单引物PCR法成功在含人呼吸道合胞病毒F蛋白基因编码序列的pcDNA3.1(+)-F质粒DNA 中引入了单碱基突变、两个间隔碱基突变及相邻三碱基突变三种目的突变。 结论: 单引物PCR法解决了常规定点突变方法中多个PCR反应,程序繁琐及突变效率低等问题,是一种简便、快速、有效的基因工程定点突变新方法。     

PCR定点突变血红蛋白基因的克隆和筛选

为开展以基因重组血红蛋白为基础的血液代用品研究,我们首先用PCR 突变法扩增出含血红蛋白α、β珠蛋白的串联基因片段,经测序表明,所克隆的α、β基因符合预期设计结果,未发生意外突变。     

Novel Mechanisms of Trafficking Defect Caused by KCNQ1 Mutations Found in Long QT Syndrome

Long QT syndrome (LQTS) is a hereditary arrhythmia caused by mutations in genes for cardiac ion channels, including a potassium channel, KvLQT1. Inheritance of LQTS is usually autosomal-dominant, but autosomal-recessive inheritance can be observed in patients with LQTS accompanied by hearing loss. In this study, we investigated the functional alterations caused by KCNQ1 mutations, a deletion (delV595) and a frameshift (P631fs/19), which were identified in compound heterozygous state in two patients with autosomal-recessive LQTS not accompanied by hearing loss. Functional analyses showed that both mutations impaired cell surface expression due to trafficking defects. The mutations severely affected outward potassium currents without apparent dominant negative effects. It was found that delV595 impaired subunit binding, whereas P631fs/19 was retained in endoplasmic reticulum due to the newly added 19-amino acid sequence containing two retention motifs (R⁶³³GR and R⁶⁴⁶LR). This is the first report of novel mechanisms for trafficking abnormality of cardiac ion channels, providing us new insights into the molecular mechanisms of LQTS.     

Novel gene hKCNE4 slows the activation of the KCNQ1 channel

The KCNE genes encode small, single transmembrane domain peptides that associate with pore-forming potassium channel subunits to form mixed complexes with unique characteristics. We have identified a novel member of the human KCNE gene family, hKCNE4. The hKCNE4 gene encodes 170 amino acid protein and is localized to chromosome 2q35-36. The protein sequence shows 90% homology to mouse KCNE4 and 38% identity to human KCNE1. Northern blot analysis revealed that hKCNE4 is expressed strongly in heart, skeletal muscle, and kidney, less in placenta, lung, and liver, and weakly in brain and blood cells. Electrophysiological study showed that hKCNE4 modulates the activation of the KCNQ1 channel.     

邻近多位点基因突变的组合大引物PCR策略(英文)

报道了一种新的组合多位点突变策略,通过单管中三阶段聚合酶链式反应(PCR)得以实现。在第一阶段,PCR扩增出多位点突变大引物,然后在第二阶段延伸大引物,在第三阶段获得全长突变基因序列。基于退火温度与热循环参数的组合大引物反应的优化,三个阶段中退火温度差异小(低于10°C),成功扩增出多位点突变基因序列和比邻突变序列。是一种简单、高效的多位点突变方法。