Construction and characterization of different MutS fusion proteins as recognition elements of DNA chip for detection of DNA mutations

Three MutS fusion systems were designed as the mutation recognition and signal elements of DNA chips for detection of DNA mutations. The expression vectors containing the encoding sequences of three recombinant proteins, Trx-His6-GFP-(Ser-Gly)6-MutS (THGLM), Trx-His6-(Ser-Gly)6-Strep tagII-(Ser-Gly)6-MutS (THLSLM) and Trx-His6-(Ser-Gly)6-MutS (THLM), were constructed by gene slicing in vitro. THGLM, THLSLM and THLM were then expressed in Escherichia coli AD494(DE3), respectively. SDS-PAGE analysis revealed that each of the expected proteins was approximately 30% of the total bacterial proteins. The recombinant proteins were purified to the purity over 90% by immobilized metal (Co2+) chelation affinity chromatography. Bioactivity assay indicated that three fusion proteins retained the mismatch-binding activity and the functions of other fusion partners. DNA chips arrayed both mismatched and unpaired DNA oligonucleotides as well as rpoB gene from Mycobacterium tuberculosis were prepared. THGLM, THLSLM and THLM that was labeled with Fluorolinktrade mark Cy3 reactive dye, were then used as both mutation recognition and labeling elements of DNA chips. The resulting DNA chips were used to detect the mismatched and unpaired mutations in the synthesized oligonucleotides and single base mutation in rpoB gene of M. tuberculosis that is resistant to rifamycin.     

原核生物RubisCO的研究进展

核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)羧化酶/加氧酶(RubisCO)是Calvin循环中的关键酶,也是地球上最丰富的酶,广泛地存在于一些原核生物、真核生物以及高等植物中.对原核生物RubisCO的结构、活化、动力学性质、基因结构表达与调节、基因工程等方面的最新进展作一综述.     

鸡MD基因5'侧翼区多态性与鸡生长和体组成性状的相关研究

苹果酸脱氢酶(Malate Dehydrogenase,MD)是一种氧化还原性酶,参与体内多种能量代谢反应.它可以催化苹果酸氧化脱羧生成丙酮酸和CO2,并使NADP+还原成NADPH,NADPH是脂肪酸合成所必需的载体,棕榈酸可以利用生成的NADPH来合成长链脂肪酸,MD的活性与脂肪酸合成效率之间存在密切的相关,MD也参与体内骨骼肌、心肌的能量代谢,并对肌纤维的生长有一定的调节作用.根据鸡MD基因的5侧翼区序列设计一对引物,用直接测序的方法在侧翼区检测多态性位点,在235bp(GenBank登录号U49693)处发现一个SNP位点,此位点是一个限制性内切酶(SphⅠ酶)发生变化的位点.以东北农业大学高低脂双向选择系的第8世代肉鸡和东农F2资源群体为实验材料,用PCR-RFLP的方法进行基因型分析,建立适合的统计模型,进行基因型与生长和体组成性状的相关分析.结果表明在高低脂系第8世代肉鸡中AA基因型个体的腹脂重和腹脂率显著高于BB基因型个体(P＜0.05);BB基因型个体的大胸肌重和大胸肌率显著高于AA基因型个体(P＜0.05).在东农F2资源家系中BB基因型个体的大胸肌重和大胸肌率显著高于AA和AB基因型个体(P＜0.05);AA基因型个体的肝脏重和肝脏率显著高于BB基因型个体(P＜0.05).综上所述,MD基因可能是影响鸡生长和体组成性状的主效基因或与控制生长和体组成性状的主效基因相连锁.     

Islet1基因与心脏发育

心脏发育及心脏疾病干细胞的治疗要求对心脏发育过程中的控制细胞增殖及分化的相关基因的作用机制进行深入了解.Islet1基因(Isl1基因)含有6个外显子和5个内含子,定位于人类5号染色体5q11.2.该基因在基因组内约占12kb,目前所知其最长可读框(ORF)至少由5个外显子组成,编码一个由384个氨基酸组成的转录因子蛋白.最近研究发现,不同的心脏细胞可能源于同一种多能心脏祖细胞—Isl1+细胞,心脏的这一发育模式与血液细胞的形成模式非常相像.另外有研究结果显示,Isl1是与心脏发育密切相关的转录因子之一,其表达随着心脏发育成熟而逐渐下调.虽然针对Isl1基因做了较多的研究工作,但是它表达调控的具体模式及发挥功能的详细作用机制目前仍未完全清楚,本文对最近几年Isl1基因的研究进展作一综述.     

RNA干扰的研究进展及应用

RNA干扰(RNAi)是生物体的一种在进化上保持高度保守的,能抵御外源基因或外来病毒侵犯的重要防御机制,是一种序列特异性的转录后基因沉默现象。它由双链RNA引发,广泛存在于动、植物等各种生物体内。我们简要综述了RNAi发生的机制、特点、哺乳动物与RNAi现象,以及RNAi的应用等。     

Potassium Channel Modulation by a Toxin Domain in Matrix Metalloprotease 23

Peptide toxins found in a wide array of venoms block K⁺ channels, causing profound physiological and pathological effects. Here we describe the first functional K⁺ channel-blocking toxin domain in a mammalian protein. MMP23 (matrix metalloprotease 23) contains a domain (MMP23_TxD) that is evolutionarily related to peptide toxins from sea anemones. MMP23_TxD shows close structural similarity to the sea anemone toxins BgK and ShK. Moreover, this domain blocks K⁺ channels in the nanomolar to low micromolar range (Kv1.6 > Kv1.3 > Kv1.1 = Kv3.2 > Kv1.4, in decreasing order of potency) while sparing other K⁺ channels (Kv1.2, Kv1.5, Kv1.7, and KCa3.1). Full-length MMP23 suppresses K⁺ channels by co-localizing with and trapping MMP23_TxD-sensitive channels in the ER. Our results provide clues to the structure and function of the vast family of proteins that contain domains related to sea anemone toxins. Evolutionary pressure to maintain a channel-modulatory function may contribute to the conservation of this domain throughout the plant and animal kingdoms.     

农业景观结构对麦蚜寄生蜂群落组成的影响

麦蚜是中国北方小麦上最重要的害虫之一,既能直接刺吸危害也可传播多种病毒,但麦蚜通常的危害期只有2～3个月。随着现代农业与设施农业的发展,农业景观结构发生了巨大的改变,整个麦蚜寄生蜂群落也随之发生了显著的变化。经典假说认为复杂的农业景观能够维持局部的物种多样性及种间关系,也能够维持更大的天敌资源。作者在4种不同的麦田景观类型下研究了麦蚜及寄生蜂的群落结构,发现简单农业景观与复杂农业景观中寄生蜂寄生率与多样性差异不显著,但初寄生蜂在800m2左右的生境面积中寄生率与多样性最高,重寄生蜂却并没有表现出这种分布,而在更大的生境中重寄生率与多样性更高。研究结果表明:1)生境面积是影响麦蚜及寄生蜂群落的重要因子,2)简单农业景观与复杂农业景观下麦蚜及寄生蜂群落多样性差异不显著,3)一定程度的生境破碎化能够促进初寄生蜂的种群而抑制重寄生蜂的种群,但高度的生境破碎化会同时抑制2种寄生蜂的种群。     

Analysis of genetic polymorphism of Athetis lepigone (Lepidoptera:Noctuidae ) populations from China based on mtDNA CO Ⅰ gene sequences

二点委夜蛾Athetis lepigone 是2005年首次在河北省发现危害夏玉米苗的新害虫,2011年7月在河北、河南、山东、山西、安徽和江苏6省47市夏玉米苗期大面积暴发成灾,严重威胁玉米生产.为了从种群水平探讨该虫暴发成灾的机制,我们通过分析线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ (mtCO Ⅰ)基因序列来研究不同地区二点委夜蛾种群的进化关系.本研究采集了河北、河南、山东和山西等地的19个不同地理种群样本,用同源序列比对的方法分析样本mtCO Ⅰ基因片段,利用DnaSP 5.0软件和Arlequin 3.5软件对不同地理种群间的mtCO Ⅰ单倍型多样性分析和Tajima's D中性检测,建立了单倍型邻接(N-J)系统发育进化树和单倍型网络图.结果表明,在203头个体的658 bp mtCO Ⅰ基因片段中,得到17种单倍型和18个变异位点,河北省的二点委夜蛾的单倍型多态性最丰富,而河南、山东和山西3省采集的二点委夜蛾样品其单倍型均有与河北种群单倍型一致的类型.二点委夜蛾不同地理种群间基因流水平较高,种群间没有明显的遗传分化,并且在较近的历史时期未经历明显的种群扩张.