密码子优化后的αB-晶状体蛋白基因毕赤酵母重组质粒的构建及表达的初步研究

αB-晶状体蛋白属于小热休克蛋白家族,具有分子伴侣活性。在阿尔茨海默病大脑中,星形胶质细胞表达的αB-晶状体蛋白明显上调,并且这些上调的αB-晶状体蛋白紧密地分布在β-淀粉样蛋白沉积周围。为了在分子水平上研究胞外αB-晶状体蛋白在阿尔茨海默病中的作用机制,需要获得大量具有生物学活性的αB-晶状体蛋白。根据毕赤酵母密码子偏好性对人αB-晶状体蛋白基因进行优化,并在目的基因3'端加上6个组氨酸标签,优化后的基因克隆到巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)表达载体p PIC9K上;电转入毕赤酵母GS115中;优化确定最佳表达条件为:BMGY与BMMY的转接比为2∶1,表达时间为72h,甲醇补加终浓度为0.5%;经Western blotting鉴定,获得20kDa的目的蛋白,以及18.6kDa和13.1kDa两个蛋白质片段,重组目的蛋白出现了部分降解,纯化获得20kDa目的蛋白;利用胰岛素还原法测定该片段具有分子伴侣活性,为进一步研究外源αB-晶状体蛋白在阿尔茨海默病中对星形胶质细胞的保护机制奠定基础。     

优质L-天冬酰胺酶的开发与应用及重组表达研究进展

L-天冬酰胺酶用于治疗急性淋巴细胞白血病与淋巴瘤,但高昂的价格限制了临床上的广泛应用,重组表达解决了成本的难题。L-天冬酰胺酶所具有的低谷氨酰胺酶活性是其副作用的根源,同时细菌来源的L-天冬酰胺酶能导致危及生命的过敏反应,寻找副作用更低的优质L-天冬酰胺酶及其修饰方法,成为研究的重点。对L-天冬酰胺酶的重组表达,及具有更优性质的L-天冬酰胺酶开发进展进行了综述,并阐明其在临床治疗及食品工业领域的巨大应用潜力。     

野生稻基因导入系W6023对白叶枯菌的抗谱及转录组差异表达基因分析

水稻白叶枯病是世界性水稻病害,严重威胁水稻的高产和稳产。为了挖掘水稻抗白叶枯病新基因,本研究对一个野生稻基因导入系W6023进行了白叶枯病多菌系接种鉴定及抗谱分析,发现W6023具有广谱抗病性。用强致病菌PXO99诱导W6023及其感病轮回亲本IR24后进行转录组测序,分别获得105644962和91022599条序列,通过GO注释及KEGG富集分析,发现差异表达基因主要富集在次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导及糖代谢途径等方面。在这些差异表达基因中,发现203个基因的表达有显著差异,其中在W6023中上调表达的基因有114个(56.2%),下调表达的有89个(43.8%),而且35.9%分布在第11染色体上。生物信息学分析发现在203个差异表达基因中有16个属于类抗病基因,如NBS-LRR等;14个直接或间接与水稻体内过氧化物的代谢相关,如编码过氧化物酶和金属硫蛋白等;6个编码抗病相关转录因子,如WRKY和NAC等;18个为信号传导相关基因,编码钙调素结合蛋白和萜类合成酶等。随机选择6个W6023中上调表达和3个IR24中上调表达的基因进行RT-PCR及qRT-PCR分析,结果与转录组测序结果一致,表明本研究获得的转录组测序数据结果是可靠的,为以后更深入挖掘W6023的抗病基因及分子机理研究提供了基础。     

小球藻亲环蛋白A的酶活性及过表达拟南芥抗盐性分析

在前期研究中分离到噬碳酸盐小球藻（Chlorella sp.X1）的亲环蛋白基因CsCyp1A（登录号：KY207381）,编码CsCyp1A蛋白是否具有肽酰脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性功能是进一步研究它参与小球藻耐盐生物学过程的基础。通过His标签的pQE-30-CsCyp1A原核蛋白表达载体,经IPTG诱导它的E.coli M15菌株表达融合蛋白,Nitra-柱纯化后获得纯化的30 kDa左右的His-CsCyp1A融合蛋白质,Western杂交检测到HisCsCyp1A蛋白的杂交信号。酶活性分析显示,HisCsCyp1A融合蛋白中生色基团的产生速度明显快于对照,表明CsCyp1A蛋白可以催化底物N-succinyl-Xaa-Pro-Phe-p-nitroanilide中Xaa-Pro肽键的顺反折叠,说明纯化的CsCyp1A蛋白具有PPIase活性。典型的亲环蛋白家族成员具有肽酰脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性,参与折叠和转运、信号转导、免疫调节、细胞凋亡等生物学过程。真空渗入法侵染转化的拟南芥在35S启动子驱动下超表达CsCyp1A基因,耐盐性研究表明它提高了过表达株系对NaCl胁迫的耐性,揭示小球藻CsCyp1A基因的抗盐性功能,它将成为抗逆育种的基因资源。本研究也为探索小球藻亲环蛋白A的抗盐碱胁迫生物学作用和分子育种奠定了基础。     

柯萨奇病毒B3型3D蛋白抗体的制备

肠道病毒3D蛋白是其RNA聚合酶。柯萨奇病毒B3型(coxsackievirus B3,CVB3)主要感染心脏,其3D蛋白在心肌表达中的时序和分布尚不清楚。本研究将通过聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)获得的CVB 3D片段插入pET28a(＋)的表达框,获得pET28a(＋)-3D重组质粒。异丙基 β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导pET28a(＋)-3D表达3D-His蛋白,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)后,切胶,获得3D-His蛋白。3D-His蛋白加佐剂免疫新西兰大白兔制备3D蛋白多克隆抗体,蛋白免疫印迹法检测抗体效价及特异性。结果显示,本研究获得了高效价且特异性好的抗CVB3 3D蛋白抗体,可用于CVB3 3D蛋白功能的后续研究。     

毛竹漆酶基因PeLAC的克隆与表达分析

漆酶（LAC）对植物生长发育具有重要作用。本研究以毛竹（Phyllostachys edulis（Carr.） Lehaie）为实验材料,克隆获得毛竹漆酶基因PeLAC的cDNA和基因组序列,长度分别为1692bp和2785bp。该基因包含5个内含子和6个外显子;PeLAC蛋白编码563个氨基酸,推测的分子质量和等电点分别为62.3kD和9.056。系统进化分析表明,PeLAC与其它植物的漆酶具有较高的一致性。经预测PeLAC基因编码序列中含有miR397的靶点,利用RLM-5'RACE技术证明miR397对PeLAC能够准确切割,位点位于靶序列的第10~11位碱基之间。组织特异性分析表明,PeLAC基因在茎中表达丰度最高,根中次之,叶鞘中较少,叶片中几乎未检测到表达;随着笋高度的增加,PeLAC表达丰度上升,生长至15cm时达到最大值,30cm时又有所下降;而miR397的表达与PeLAC相反。本研究同时克隆了PeLAC基因上游启动子序列PeLACp,其包含ABRE、MBS等多种与逆境胁迫相关的响应元件。利用ABA（100μmol/L）和NaCl（400mmol/L）溶液处理可明显诱导PeLAC在毛竹根中表达,而GA₃（100μmol/L）处理则对其表达具有抑制作用。     

扩散型与繁殖型松材线虫数字基因表达谱对比分析

【目的】松材线虫作为林业重大外来入侵种,扩散型幼虫的形成对其传播扩散起着非常重要的作用,但扩散虫态的形成与维持机制尚未阐明。【方法】通过构建松材线虫数字基因表达谱(DGE),从滞育状态的维持、化学感受、代谢途径等方面分析松材线虫不同虫态的基因表达差异。【结果】参考松材线虫基因组数据,鉴定出2种扩散型幼虫(LⅢ,LⅣ)和繁殖型幼虫(Ln)各有11184、8533和10781个基因。相对于繁殖型虫态,大多数基因在LⅣ中下调表达,该虫态中特异上调表达的基因有化感受体基因、核受体基因以及一些代谢相关基因。推测这可能与扩散型线虫滞育状态的维持相关,并在其生理功能如化学感受和媒介/寄主互作中发挥作用。GO和Pathway富集分析显示,多数代谢相关通路在LⅣ中下调表达,而在LⅢ中的表达均活跃。【结论】以上结果与LⅣ处于不进食、总体代谢水平较低等生理状态的表型相一致。     

葱蝇热激蛋白DaHSP23基因的克隆及在冬滞育和夏滞育蛹中的表达分析（英文）

【目的】低分子量（12~43 kDa）热激蛋白(sHSPs)具有抗逆应答的功能,滞育是昆虫抵抗不良环境的特殊发育形式,但sHSPs在昆虫滞育发育过程中的作用仍不清楚。本研究克隆和特征化葱蝇Delia antiqua sHSP基因,并研究它在夏滞育和冬滞育发育过程中的表达模式,为阐明sHSPs在滞育发育上的功能奠定基础。【方法】通过RACE-PCR方法克隆了葱蝇HSP23基因,通过相似性比较分析了其特征、结构域及与双翅目代表性同源基因的系统发育关系;采用实时荧光定量PCR研究了该基因在葱蝇冬滞育蛹和夏滞育蛹发育过程中的表达情况,通过表达的差异比较揭示了该基因与滞育发育的关系。【结果】克隆出了葱蝇HSP23基因,命名为DaHSP23（GenBank登录号：HQ392521.1）,其cDNA全长序列为904 bp,编码186个氨基酸,推测蛋白分子量为20.9 kDa,等电点为6.42。该基因的编码蛋白与其他双翅目昆虫的sHSPs有超过66%的氨基酸序列一致性,与已报道的其他双翅目昆虫的滞育相关HSP23基因同源。基因组测序显示该基因无内含子。DaHSP23基因在葱蝇非滞育蛹的发育过程中一直保持在较低的水平,各发育阶段间的表达量不存在显著差异。但在冬滞育和夏滞育蛹中,该基因从滞育起始期开始逐渐显著升高表达,到滞育维持期的中后期达到峰值,在滞育终止期逐渐降到较低的水平。【结论】DaHSP23基因在葱蝇冬滞育和夏滞育发育过程中明显上调表达,但存在差异,它在滞育期的调控可能是种专化的。DaHSP23可能在葱蝇两种类型的滞育上起重要作用。     

米曲霉外源表达系统研究进展

丝状真菌米曲霉是发酵工业的重要菌种,具有强大的蛋白分泌能力和较高的食品安全性,可作为表达外源蛋白的细胞工厂。近年来,米曲霉全基因组序列的测序完成和基于表达序列标签的基因组学研究,为深入研究米曲霉外源表达系统提供了条件。从基因组学进展、遗传转化体系等方面综述了米曲霉作为外源蛋白表达宿主的研究进展。针对米曲霉在外源蛋白表达中存在的瓶颈,提出构建蛋白酶缺陷株、使用强启动子、融合表达等策略,以提高外源蛋白的表达和产量。最后介绍了米曲霉表达系统的应用,利用米曲霉代谢工程菌生产工业用酶和次级代谢产品具有良好的前景。     

鸡miR-21的组织表达谱及其功能预测分析

已知miR-21在多种生物学过程中发挥重要的调控作用,然而有关鸡miR-21功能的研究尚未见报道。为了解鸡miR 21的潜在生物学功能,采用qRT-PCR检测了固始鸡5个发育阶段、15种组织中miR-21的表达情况。同时,利用Pictar和TargetScan算法预测了miR-21的靶基因并对预测的靶基因进行了Gene Ontology分析和通路分析。结果显示,miR-21的表达具有明显的时序特征,除14胚龄鸡的小脑和腺胃外,胚胎期各组织中miR-21的表达水平均显著低于出壳后对应组织的表达水平;出壳后鸡的下丘脑、大脑、小脑、小肠、肝脏、胸肌和肾脏等组织中miR-21的表达水平随发育进程均显著上调。生物信息学分析显示,预测的miR-21的靶基因在基因表达调控、大分子代谢调控、转录调控、细胞代谢调控、细胞衰老和增殖、呼吸系统发育、骨骼发育、心脏发育和神经系统发育等广泛的生物学过程中显著富集。总之,鸡miR-21为广泛性时序表达miRNA,可能参与鸡出壳后诸多器官发育相关的生物学过程的调控。