筛选差异表达基因和蛋白质的方法进展

分离和鉴定差异表达基因和蛋白质不仅有助于发现基因和蛋白质的功能,更有助于揭示某些疾病的发生机理.目前筛选差异表达基因的方法主要有差异显示PCR方法(differential display RT-PCR,DDRT-PCR)、消减杂交法(subtractive hybridization,SH)、基因芯片技术(DNA chip technique)和基因表达的系统分析(serial analysis of gene expression,SAGE)等,其中消减杂交法中又先后建立了代表性差异分析技术(representational difference analysis,RDA)、抑制消减杂交法(suppression subtractive hybridization,SSH)和获得全长基因的消减杂交法(full-length-gene-obtainable subtractive hybridization).筛选差异表达蛋白质的方法主要有双向电泳技术(two-dimentional gel electrophoresis)和噬菌体全套抗体库技术(phage display antibody repertoire library technique).这些方法各有特点,各有利弊,研究者可根据自己的需要选择适合于自己的方法.     

基于转录组测序技术研究黑水虻幼虫对锌离子胁迫的响应

黑水虻Hermetia illucens L.是世界范围内重要资源昆虫,过量锌离子（Zn2+）胁迫会对其幼虫的生长发育产生影响,而转录组分析有助于揭示Zn2+胁迫影响黑水虻幼虫发育的分子机制。本试验以不同浓度Zn2+（75、150、300、1 200 mg/kg）对黑水虻幼虫进行连续5代胁迫,利用Illumina HiSeq 4 000高通量测序平台对第5代6龄幼虫转录组进行测序及分析。结果显示,Zn^2+胁迫影响了第5代黑水虻幼虫的基因表达水平,75、150、300和1 200 mg/kg Zn^2+处理幼虫中上调/下调的差异表达基因分别是1 293 / 1 839、1 277 / 2 306、1 080 / 1 966和1 444 / 2 170个;GO富集分析结果表明,差异表达基因在细胞过程中所占比例最大,细胞组分中主要是细胞和细胞成分,分子功能中主要为催化活性和细胞结合;KEGG富集差异分析显示,75 mg/kg Zn^2+胁迫下差异表达基因主要富集在免疫相关反应、免疫相关信号传导途径及脂类物质代谢,300 mg/kg Zn^2+处理组差异表达基因主要富集在氨基酸代谢和碳水化合物代谢;1 200 mg/kg Zn^2+胁迫下氨基酸和脂类代谢、免疫相关反应和生长均受到严重影响,这些富集的与上述有关的差异基因大多表达下调。本研究表明,Zn^2+胁迫影响了黑水虻幼虫基因表达,高浓度Zn2+胁迫基因表达影响尤为显著,主要表现在细胞过程、催化活性和结合的基因表达下调;高浓度Zn^2+胁迫还导致了黑水虻幼虫免疫系统、环境相关信号传导途径和脂质代谢等的紊乱。     

取食人工饲料和豆蚜的七星瓢虫转录组比较分析

为明确七星瓢虫Coccinella septempunctata取食人工饲料和豆蚜Aphis craccivora的生物特性分子机制和营养代谢通路,利用高通量测序技术分析七星瓢虫4龄幼虫和成虫的相对转录水平。结果显示,从18个样本中共筛选出1 234 640 650条干净序列（clean reads）,与参考基因组比对到813 335 465条序列。通过DESeq2软件分析,其中有11 120个差异基因（DEGs）表达水平发生了显著的变化,总共有2 280条DEGs被注释到KEGG通路中。在取食人工饲料的七星瓢虫中,与生物学特性相关的细胞色素P450 (Cytochrome P450)、保幼激素环氧水解酶（Juvenile hormone epoxide hydrolase, JHEH）、保幼激素酯酶（Juvenile-hormone esterase, JHE）、保幼激素Ⅲ合成酶（Juvenile hormone-Ⅲ synthase,JHAMT）、多巴脱羧酶（Dopa decarboxylase, DDC）和几丁质酶（Chitinase）大部分DEGs在4龄幼虫、雌雄成虫中下调,精液蛋白基因α-酮戊二酸脱氢酶（2-oxoglutarate dehydrogenase, sucA）和胰岛素样生长因子2 (Insulin-like growth factor 2) DEGs在雌、雄成虫中均上调,脂蛋白（Lipoprotein） DEGs在雌虫中大部分上调,蜕皮诱导蛋白（Ecdysone-induced protein）基因在幼虫中下调。DEGs在KEGG中富集到6个氨基酸、7个脂类代谢、2个淀粉和糖代谢、6个维生素相关代谢通路。其中取食人工饲料的七星瓢虫大部分氨基酸代谢通路基因下调;脂类代谢在成虫中大部分下调,而在幼虫中大部分上调;淀粉和糖代谢在成虫中大部分上调,但在幼虫中大部分下调;维生素在幼虫中大部分下调。qRT-PCR验证证明了转录组测序获得序列质量的可靠性,可作为后续试验的研究基础。这些转录组数据为进一步优化人工饲料提供了参考依据,促进人工饲料配方的改良。     

Astrocytic Ephrin-B1 Regulates Synapse Remodeling Following Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury (TBI) can result in tissue alterations distant from the site of the initial injury, which can trigger pathological changes within hippocampal circuits and are thought to contribute to long-term cognitive and neuropsychological impairments. However, our understanding of secondary injury mechanisms is limited. Astrocytes play an important role in brain repair after injury and astrocyte-mediated mechanisms that are implicated in synapse development are likely important in injury-induced synapse remodeling. Our studies suggest a new role of ephrin-B1, which is known to regulate synapse development in neurons, in astrocyte-mediated synapse remodeling following TBI. Indeed, we observed a transient upregulation of ephrin-B1 immunoreactivity in hippocampal astrocytes following moderate controlled cortical impact model of TBI. The upregulation of ephrin-B1 levels in hippocampal astrocytes coincided with a decline in the number of vGlut1-positive glutamatergic input to CA1 neurons at 3 days post injury even in the absence of hippocampal neuron loss. In contrast, tamoxifen-induced ablation of ephrin-B1 from adult astrocytes in ephrin-B1^loxP/yERT2-Cre^GFAP mice accelerated the recovery of vGlut1-positive glutamatergic input to CA1 neurons after TBI. Finally, our studies suggest that astrocytic ephrin-B1 may play an active role in injury-induced synapse remodeling through the activation of STAT3-mediated signaling in astrocytes. TBI-induced upregulation of STAT3 phosphorylation within the hippocampus was suppressed by astrocyte-specific ablation of ephrin-B1 in vivo, whereas the activation of ephrin-B1 in astrocytes triggered an increase in STAT3 phosphorylation in vitro. Thus, regulation of ephrin-B1 signaling in astrocytes may provide new therapeutic opportunities to aid functional recovery after TBI.     

消减杂交筛选2BS细胞衰老过程中差异表达基因

细胞的复制性衰老最终导致不可逆的G1 期阻滞 ,研究此过程中差异表达基因对于阐明衰老发生机制有重要意义 .分别构建年轻和衰老 2BS细胞高表达基因的消减文库 ,经点杂交筛选后共得5 3个差异表达基因 .对其中部分基因的VirtualNorthern印迹分析证实差异表达确实存在 .选择Y1 1 4和S1 1 1片段 ,以Northern印迹分析确证其表达变化 ;并通过对新生儿和老年人白细胞中二者的表达分析 ,显示二者在体内也存在与体外衰老过程相一致的随增龄表达变化 .结果在一定程度上体现了 2BS细胞衰老过程中基因表达谱的变化 ;首次报道了TSSC3(tumorsuppressingsubtransferablecandidate 3)、hnRNPK (heterogeneousnuclearribonucleoproteinK)等基因在成纤维细胞衰老时发生差异表达 ;通过对Y1 1 4和S1 1 1在体内衰老时的表达分析 ,显示体内和体外衰老有一定的相关性     

差异表达基因的分离策略

生命活动的各个进程伴随着不同基因的选择性开启和关闭。如何有效地分离克隆各种差异表达的基因,成为分子生物学研究的一个努力方向,大量差异基因分离策略因之问世。本文扼要介绍了近年来发展的几种主要分离策略,并详细介绍一种新的差异基因分离方法--抑制差减杂交。     

鸡胚公母性腺差异表达基因的基因芯片杂交筛选

采用Affymetrix公司鸡基因组芯片对9日龄鸡胚公母性腺总RNA进行了芯片杂交, 并对基因表达谱进行了分析。统计结果显示, 9日龄母鸡性腺表达基因数19 368个, 公鸡性腺表达基因数19 493个; 公母性腺绝对差异表达基因,即公鸡性腺表达而母鸡性腺不表达基因145个, 母鸡性腺表达而公鸡性腺不表达基因189个。绝对差异表达基因功能分类结果显示, 参与细胞组成、细胞加工和分子结合基因占多数, 部分基因参与细胞器组成、代谢加工、生物学调控以及催化反应和细胞信号转导等。值得注意的是, 本研究发现了一些已经报道同性别决定和分化有一定关联的基因, 如ASW、CHD1和SOX9等, 同时也发现了一些未知其同性腺分化和发育有关联的基因和编码假想蛋白的表达序列。进一步分析这些基因和表达序列的生物学功能和表达模式, 将对鸟类性别决定和分化机制的了解提供有益参考。     

基于转录组的不同火龙果品种抗性差异分析

不同的品种抗性不同,为进一步探究不同火龙果品种之间的抗性差异,为后续火龙果抗性育种提供参考,该研究利用Illumina HiSeq 2000测序平台对'普通白肉'(BR)和'厄瓜多尔黄龙'(EY)两个品种进行转录组测序分析,并参考GO Ontology、KEGG等公共数据库对差异表达基因进行功能分类与富集分析.结果表明...     

胶质母细胞瘤预后相关基因的数据挖掘分析

胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)是恶性程度最高的颅内恶性肿瘤,目前临床上缺乏有效治疗药物,复发率高且预后差,开发新的抗GBM药物是目前临床上亟待解决的问题。为了筛选与GBM预后密切相关的基因,为寻找新的药物靶点提供线索,采用GEO2R工具从GEO数据库中的269个肿瘤组织和61个正常组织中初步筛选出差异表达基因,然后利用Cluster Profiler数据库进行基因功能富集分析,STRING及Cytoscape进一步筛选出37个差异表达基因,采用GEPIA交互分析对这37个基因在GBM肿瘤组织中的表达进行验证。为了进一步探索这些差异表达基因与患者预后的关系,研究中利用GEPIA工具对TCGA数据库中与患者预后相关的数据进行深入挖掘,最终发现PTTG1、RRM2、E2F7与患者中位生存期呈显著性负相关。研究筛选出的与患者预后密切相关的基因不仅可以为评估患者预后提供参考,同时也为开发新的抗GBM药物提供了潜在的靶点。