Tol2转座子介导斑马鱼rps26基因附近增强子捕获及注解分析

随着人类等生物大规模基因组测序工作的完成,认识和理解基因组上表达调控元件成为后基因组时代的重要研究任务,增强子捕获技术是一种鉴定基因组上增强子元件及其对基因表达调控机制的有效方法。本研究选择Tol2转座子系统介导制备的稳定增强子捕获品系TK4系(头部和躯干特异性GFP表达),利用Splinkerette PCR(sp-PCR)、原位杂交和比较基因组学等技术手段进行所捕获增强子的解析研究。将TK4系的F1代与野生型斑马鱼杂交,收集受精卵,于6 hpf(Hour post fertilization)、24 hpf、48 hpf、3 dpf(Day post fertilization)、4 dpf、5 dpf六个发育阶段通过荧光显微镜检测绿色荧光蛋白报告基因的表达模式;然后通过sp-PCR方法克隆到Tol2转座子插入位点斑马鱼基因组侧翼序列,经比对分析表明插入位点位于基因组23号染色体27749253位置,在rps26基因的intron1中,且报告基因插入方向与基因方向相反。在插入位点100 kb的基因组范围内有7个基因,分别为arf3a、wnt10b、wnt1、rps26、IKZF4、dnajc22和lmbr1l。通过VISTA程序对不同脊椎动物基因组同源序列比对结果显示,在rps26基因下游有2个潜在保守的非编码序列区CNS1(Conserved non-coding sequence)和CNS2,为可能的增强子元件。胚胎原位杂交表明:rps26基因的两个转录本有母源性表达,rps26-201在合子中的表达早于rps26-001,而TK4系斑马鱼的GFP在早期(6 hpf)不表达,后期rps26与GFP的表达模式既存在相似性,也存在差异性,提示两者可能既接受共同的增强子调控,但也存在不同增强子调控,所获得的2个潜在的增强子(CNS1和CNS2)可能对附近的基因(包括rps26)发挥差异的时空表达调控作用。本研究首次成功获得rps26基因附近2个潜在增强子,为深入研究这两个增强子对基因组附近基因的表达调控机制奠定基础,本研究所采用的结合技术手段也为增强子解析提供参考。     

Y1转座酶关联转座子在大肠杆菌和沙门氏菌基因组中的分布和结构特征

Y1转座酶关联转座子(Y1ATs)的活性催化位点为一个酪氨酸,能够切割和连接单链DNA,在原核生物分布广泛。为探究Y1转座酶关联转座子在大肠杆菌(Escherichia coli, E. coli)与沙门氏菌(Salmonella enterica, S. ente)基因组中系统进化特性,通过Hmmsearch程序对Y1转座酶关联转座子进行了挖掘分析。结果表明,Y1转座酶关联转座子广泛分布于96.84%大肠杆菌基因组和80.4%沙门氏菌基因组。根据序列比对和蛋白结构域预测将Y1转座酶关联转座子分为10类,均隶属于IS200/IS605超家族,其中11 645个属于IS200家族,4 811个属于IS605家族。IS200家族广泛分布于S. ente基因组中(72.24%),而IS605家族广泛分布于E. coli基因组中(89.38%)。IS200拷贝数以及完整拷贝数显著高于IS605。IS200家族仅含有一个Y1转座酶编码区,而IS605家族含两个开放阅读框,分别编码Y1转座酶和TnpB蛋白。IS200家族的Y1氨基酸序列高度保守(95.3%),而IS605家族的Y1和TnpB具有较高遗传多样性,为研究转座子在原核生物的遗传进化模式提供重要参考。IS200家族具有高度保守的Y1转座酶,且完整拷贝数比例较高,提示该类转座子可能具有转座活性,对其活性的挖掘有利于研制转座子介导的新型高效基因编辑工具。     

9种硬骨鱼类转座组注释

通过生物信息学手段对9种硬骨鱼转座组进行注释。结果表明9种硬骨鱼类转座组大小和构成差异显著,其转座组含量从高到低分别为斑马鱼、矛尾鱼、青鳉鱼、罗非鱼、花斑剑尾鱼、大西洋鳕鱼、三刺鱼、金娃娃和红鳍东方鲀,转座子含量和基因组大小呈正相关。DNA转座子在硬骨鱼类中具有多样性高和含量差异大的特点(0.50%–38.37%),是硬骨鱼类转座组差异的主要决定因素,其中h AT和Tc/Mariner超家族是硬骨鱼类主要的DNA转座子。RNA转座子在硬骨鱼类中也具有多样性高的特点,其中LINE转座子占硬骨鱼类基因组的0.53%–5.75%,共检测到14个超家族分布,其中L1、L2、RTE和Rex转座子扩增较为明显,LTR转座子除了在斑马鱼和三刺鱼中含量达到5.58%和2.51%,在大多硬骨鱼类基因组中的含量低于2%,在硬骨鱼类中共检测到6个LTR转座子(Copia、DIRS、ERV、Gypsy、Ngaro和Pao)超家族分布,其中扩增最为明显的是Gypsy。而SINE转座子在硬骨鱼类中扩增最弱,仅在斑马鱼和矛尾鱼中分别达到3.28%和5.64%,在其他7个物种中低于1%。SINE中t RNA、5S和MIR三个超家族在部分硬骨鱼类中有一定程度扩增。本研究表明硬骨鱼类转座组具有多样性丰富、差异大的特点,转座组差异与硬骨鱼基因组大小有很强的相关性,转座组是决定硬骨鱼基因组大小的重要因素。     

猪精浆蛋白基因PSP-Ⅰ和PSP-Ⅱ启动子序列克隆及生物信息学分析

分别用PCR方法扩增了1.7kbp和1.6kbp的猪PSP-Ⅰ和PSP-Ⅱ基因的启动子,并进行TA克隆,测序鉴定,测序结果用DNAstar程序与Genebank中的相应序列进行对比分析,结果显示与已发表序列的同源性分别为99.8%和96.3%。利用生物信息学的方法对克隆的1.7kbp和1.6kbp的猪PSP-Ⅰ和PSP-Ⅱ基因的启动子区进行了预测分析。PSP-Ⅰ和PSP-Ⅱ基因序列对比(mVista)分析发现,启动子0→-1000bp的保守性较高,其中0→-200bp核心启动子部分的序列同源性达到了100%,而-1000bp上游序列的保守性则较低。启动子的位置预测(Promoter Scan)结果显示,转录起始点上游200bp的区域为两基因的核心启动子位置。启动子区转录因子结合位点预测(TFSEARCH)发现,转录起始位点上游的1000bp区域内含有大量的顺式调控元件,并且得到了一系列潜在的转录因子结合位点。     

猪GH基因部分突变位点对生产性能的影响

本试验利用PCR-RFLPs技术,用MspⅠ,ApaⅠ两种限制酶,检测了猪生长激素基因+206～+711位共506bp片段中的[+295～+300、+563～+566]2处突变位点,分析了各多态位点在姜曲海猪中的分布及其与生产性能的关系.发现:姜曲海猪中,MspⅠ酶切突变位点中的G1G2基因型和G2G2基因型个体的生产性能没有差异,不同日龄体重在两组间变化没有规律.ApaⅠ酶切突变位点G4G4基因型个体的20日龄体重、45日龄体重高于G3G3/G3G4基因型个体,但差异不显著,G4G4基因型个体的70日龄体重极显著高于G3G3/G3G4基因型个体(P<0.01).G4G4基因型个体的0～70日龄日增重也极显著高于G3G3/G3G4基因型个体(P<0.01).这些结果显示GH基因有可能作为数量性状基因座的侯选基因。 Abstract:A 506bp segment of the porcine growth hormone gene encompassing base +206 of the first intro through base +711 of the third exon was amplified by PCR [Base numbering followed the designation of Vice & Wells (1987)].Two polymorphic restriction sites forApaI,Msp[ were identified at +295~+300,+563~+566 respectively.DNA was from Jianquhai breeds.The effect of genotype on bodyweight was analysed.The result showed that there was no difference of bodyweight between G1G2 and G2G2 genotype pigs in MspI polymorphic restriction sites.But in Apa I polymorphic restriction sites,the 70-days-bodyweight and average day gain from birth to 70-days of G4G4 genotype pigs was extremely significant(P<0.01) higher than G3G4/G3G3 genotype pigs.Result suggested that GH gene may be a candidate gene for quantitative trait locus in pigs.     

猪卵泡抑素基因接拼形式克隆、表达及分析

猪卵泡抑素基因（Follistatin,FS）具有调控动物生殖活动和肌肉生长的生物功能,但对猪的研究报道很少。本研究克隆了猪卵泡抑素基因两种接拼形式、比较分析其蛋白结构特征、进化关系和组织表达特性。研究结果表明,通过两对引物成功克隆了猪卵泡抑素基因的1045bp（FS—L）和964bp（FS-L）的两种接拼形式;与Genbank中的序列比对表明FS-L和FS-L的CDS序列与人、牛、家鼠、沟鼠、斑马鱼的卵泡抑素基因序列相似性在80％以上。对两种蛋白质结构域的比较发现,FS-L蛋白相比FS-L蛋白而言缺失了一个FS结构域。同源性分析表明,猪与牛的亲缘关系较近,与人、小鼠、沟鼠和斑马鱼的关系相对较远。组织表达分析表明,两种拼接形式在梅山猪不同组织中的表达存在差异,FS-L基因在梅山猪肌肉及生殖系统等组织中均有表达,而FS-L基因则主要在生殖系统中表达。表明FS-L在肌肉生长中发挥作用,而FS-L主要调控动物的生殖功能。