基于CRISPR/Cas9技术的基因敲入/敲除策略

成簇的规律间隔性短回文序列(CRISPR)基因编辑系统,因其设计简单操作方便和无种属限制,已成为一种广泛应用的基因组定点编辑工具,在复杂的基因组编辑,例如基因的人源化改造以及条件等位基因的构建中有所应用。在自然界中,CRISPR系统拥有多种类别。其中,CRISPR/Cas9系统是研究最深入、应用最成熟的一种。本文针对CRISPR/Cas9系统,分别从基因敲入/敲除片段的大小、同源臂长短、构型即递送方式等技术环节进行综述,阐述不同设计及操作条件下由CRISPR/Cas9系统介导的基因敲入/敲除的效率差异。     

Erwinia carotovora ssp. carotovora Infection Induced ＂Defense Lignin＂ Accumulation and Lignin Biosynthetic Gene Expression in Chinese Cabbage （Brassica rapa L. ssp. pekinensis）

Erwinia carotovora subsp, carotovora （Ecc） infects and causes soft rot disease in hundreds of crop species including vegetables, flowers and fruits. Lignin biosynthesis has been implicated in defensive reactions to injury and pathogen infection in plants. In this work, variations of lignin content and gene expression in the molecular interaction between Chinese cabbage and Ecc were investigated. H2O2 accumulation and peroxidase activity were detected by 3, 3＇- Dimethoxybenzidine staining at mocked and Ecc-inoculated sites of Chinese cabbage leafstalks. Klason lignin content in inoculated plants increased by about 7.84%, 40.37%, and 43.13% more than that of the mocked site at 12, 24 and 72 h after inoculation, respectively. Gas chromatography detected more p-coumaryl （H） and less coniferyl （G） and sinapyl （S） monolignins in leafstalks of Chinese cabbage. All three monomers increased in Ecc-infected leafstalks, and the Ecc-induced ＂defense lignin＂ were composed of more G and H monolignins, and less S monolignin. After searching the expressed sequence tags （EST） data of Chinese cabbage, 12 genes putatively encoding enzymes involved in lignin biosynthesis were selected to study their expression. All of these genes could be induced by mock inoculation and Ecc infection, while the gene expression lasted for several more hours in the infected samples than in mocked and untreated plants. Our results indicated that ＂defense lignin＂ was different from the developmental lignin in composition; G and S monolignins were significantly induced in plants in response to the soft rot Ecc; thus, lignin biosynthesis was differentially regulated and played a role in plant response to the soft rot Ecc.     

基于分组重量编码的蛋白质功能预测

从蛋白质序列出发,采用分组重量编码(Encoding Based on Grouped Weight,简记EBGW),并结合最近邻居算法对蛋白质功能进行预测。对酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白质的1826条序列进行预测,整体预测准确率与其他基于序列信息的蛋白质功能预测方法相当。实验结果表明基于EBGW编码方案的新方法可有效地应用于蛋白质功能预测。     

小麦种子中几丁质酶基因的扩增及序列分析

根据http://www.tigr.org中与小麦几丁质酶基因相关的序列TC187877,设计引物,分别从小麦品种Gamenya和苏麦3号中扩增到大小约为1 000bp的片段。经序列测定和软件分析比较,发现这些片段所编码的蛋白质氨基酸序列,都有CHITINASE-19.1和CHITINASE-19.2的基序,为第II类几丁质酶基因。扩增的核酸序列在GenBank上发表,登录号分别为AY973229和AY973230。     

尘螨变应原Derf1核酸序列测定及其分子进化分析

目的:对尘螨主要变应原Der f1进行核酸序列测定,探讨其系统进化信息。方法:根据Genbank公布的Der f1基因序列设计引物,巢式PCR扩增Der f1的cDNA,纯化、回收、克隆至pMD19-T simple后进行序列测定,序列比对后用Clustal W 1.83构建分子进化树。结果:成功扩增出Der f1的cDNA片段,测序表明该基因含ORF1个,长度966bp,与参考序列同源性达99.9%。该变应原具半胱氨酸蛋白酶活性,与果蝇进化关系最远,与梅氏嗜霉螨进化关系最近。结论:成功获得了尘螨变应原Der f1基因片段,根据其编码的氨基酸序列构建出的系统进化树与形态学分类不一致。     

FMR-1基因中CGG重复序列扩增条件的优化

目的:优化PCR扩增条件,建立一种有效检测脆性X综合征的方法。方法:在常规PCR的基础上,采用耐高温酶替代法、碱基替代法,同时加入有机溶剂DMSO等,对表型正常的人群进行FMR1基因CGG重复序列检测。结果:改良PCR法可以提高G C富集区扩增效率,并取得了较好的效果。结论:建立了一种扩增FMR-1基因中CGG重复序列的可行方法。     

后基因组时代的病毒学

人类基因组计划的提出及实施完成了人类基因组全序列的测定,与此同时,其他多个物种的基因组序列也相继被获知[1],加速了学界从分子水平破译人类所有DNA序列和识别其中所有基因的进程.     

研究报告：鳗弧菌（Vibrio anguillarum）核酸适配体的筛选及其结合蛋白的分离鉴定

目的鳗弧菌（Vibrio anguillarum）是水产养殖中的重要条件致病菌,每年给水产养殖业造成巨大的经济损失,研究其致病机制、对其进行快速的检测鉴定是其病害防治的前提和基础。核酸适配体因其高亲和力、高特异性等多种优点,在微生物的靶标分析、检测鉴定以及致病机制等多个领域都呈现出较好的应用潜力。因此,筛选鳗弧菌的核酸适配体,利用核酸适配体对鳗弧菌相关位点进行分析鉴定,不仅能为鳗弧菌的检测鉴定提供一个新的手段,对于探索鳗弧菌相关位点在其病害防治中的作用也具有重要意义。方法以鳗弧菌为靶目标,采用每轮测序的SELEX筛选方法,从高频序列中筛选鳗弧菌的核酸适配体;采用单链DNA浓度法测定核酸适配体的亲和力,研究核酸适配体对鳗弧菌的亲和特异性;采用Origin软件、选择反比例函数（Hyperbola函数）进行非线性拟合,获得核酸适配体的亲和常数（K_d）和最大亲和力（A_m）;采用磁分离技术和聚丙烯酰胺凝胶电泳分离纯化出核酸适配体H5的结合蛋白,通过质谱对该蛋白质进行分析鉴定,并利用Prabi、Phyre2、Psortb 3.0等在线网站分析该结合蛋白的...     

家蚕微孢子虫感染对家蚕海龟蛋白(Bmtutl)基因表达水平的影响

【目的】本研究旨在阐明家蚕微孢子虫Nosema bombycis感染不同时间对家蚕Bombyx mori幼虫不同组织中家蚕海龟蛋白(Bombyx Turtle, Bmtutl)基因表达水平的影响,为揭示家蚕微孢子虫的侵染机制奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对家蚕海龟蛋白3种亚型Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810的序列结构特征进行了分析;利用qPCR检测家蚕微孢子虫感染后12, 24, 48, 72, 96和120 h,家蚕幼虫中肠、血淋巴与脂肪体组织中Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810基因表达水平的变化情况。【结果】家蚕海龟蛋白3种亚型的二级结构均主要由无规则卷曲、α螺旋、β转角和延伸链组成,其中无规则卷曲所占比例最高。但是PredictProtein分析发现,Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810之间的蛋白/多核苷酸结合位点存在较大差异。qPCR结果表明,感染家蚕微孢子虫后,家蚕幼虫中肠、血淋巴与脂肪体组织中Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810基因的整体表达处于被抑制状态,尤其在脂肪体中最为明显：Bmtutl-519和Bmtutl-810基因的表达在家蚕微孢子虫感染家蚕后的72 h开始受到显著抑制,特别是Bmtutl-519基因,其相对表达水平均不到对照的5.0%。【结论】家蚕海龟蛋白这3种亚型的序列结构特征存在较大差异,家蚕微孢子虫感染在一定程度抑制了家蚕幼虫中肠、血淋巴与脂肪体组织中Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810基因尤其是Bmtutl-519的表达。结果说明,与其他两种家蚕海龟蛋白亚型相比,Bmtutl-519蛋白可能在家蚕微孢子虫侵染宿主的过程中起主要作用。