绵羊MSTN基因结构和功能的生物信息学分析

为了研究绵羊肌肉生长抑制素(MSTN)基因结构和功能,试验采用生物信息学方法对其编码蛋白的结构、理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、功能分类、二级结构、高级结构和功能结构域进行生物信息学分析并推测与其他物种的生物进化关系。结果表明:绵羊MSTN蛋白是一个疏水性不稳定蛋白,作为信号肽的可能性很大;含有9个α-螺旋、11个β-折叠、25个β-转角、1个跨膜结构区域,其功能域可能位于278～375位氨基酸处;绵羊MSTN基因在人、牛、黑猩猩、大鼠、狗、鸡等物种中与牛的亲缘关系最近。     

绵羊MSTN基因结构和功能的生物信息学分析

为了研究绵羊肌肉生长抑制素(MSTN)基因结构和功能,试验采用生物信息学方法对其编码蛋白的结构、理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、功能分类、二级结构、高级结构和功能结构域进行生物信息学分析并推测与其他物种的生物进化关系.结果表明:绵羊MSTN蛋白是一个疏水性不稳定蛋白,作为信号肽的可能性很大；含有9个α-螺旋、1...     

高坡猪MSTN基因多态性检测及生物信息学分析

为了研究高坡猪MSTN基因多态性和结构功能,试验采用PCR技术对MSTN基因的全部外显子进行克隆扩增,并对扩增产物进行直接测序,运用生物信息软件进行序列分析。结果表明:在MSTN基因的三个外显子中,仅在第三外显子63 bp处发现了C/T单核苷酸突变位点。该位点属于同义突变,只是引起密码子改变,所编码的氨基酸并未改变,蛋白质三级结构空间构象未发生变化。说明MSTN蛋白预测为亲水性蛋白,具有信号肽、跨膜结构,属于分泌蛋白。     

阿拉善双峰驼MSTN基因序列生物信息学分析

为了研究阿拉善双峰驼肌肉生长抑制素(MSTN)基因,进一步探讨阿拉善双峰驼MSTN基因的结构及功能,试验采用5对引物对阿拉善双峰驼MSTN基因进行PCR扩增,所得产物进行序列拼接,利用生物信息学方法对阿拉善双峰驼MSTN基因的结构、理化性质及其编码蛋白信号肽、跨膜位置、亚细胞定位等进行分析,并讨论了阿拉善双峰驼与其他物种MSTN氨基酸序列的进化关系。结果表明:阿拉善双峰驼MSTN基因长7.3 kb,1~581 bp为第一外显子区,2 384~2 757 bp为第二外显子区,4 800~6 737 bp为第三外显子区。阿拉善双峰驼MSTN蛋白属于疏水性不稳定蛋白,18~19位氨基酸是最有可能的剪切位点,作为信号肽的可能性很大;二级结构中α-螺旋占22.40%,延伸链占26.67%,β-转角占7.73%,无规则卷曲占43.20%;阿拉善双峰驼MSTN蛋白有1个跨膜结构区域,其功能域可能位于278~375位氨基酸处。阿拉善双峰驼MSTN基因与哺乳类及灵长类动物的亲缘关系较近,与猪的亲缘关系最近(相似性高达99.2%)。说明阿拉善双峰驼MSTN基因编码的蛋白符合一般TGF-β超家族的结构特征,并符合已知MSTN蛋白的结构特征,与猪、灵长类及反刍类动物的分子进化距离较近。     

草鱼CD40基因编码区分子序列特征分析

为了研究CD40基因在草鱼出血病中的作用,笔者利用生物信息学分析方法对草鱼CD40基因编码蛋白的理化性质、跨膜结构、蛋白质二级结构、N-糖基化位点、信号肽、结构域等高级结构进行了预测。结果表明,草鱼CD40基因编码288个氨基酸残基,是一不稳定的可溶性蛋白;有2个潜在的N-糖基化位点、存在1个典型的跨膜螺旋区;编码蛋白质的二级结构是以无规则卷曲和β-折叠为主的混合型蛋白。     

绵羊INHA基因的生物信息学分析

为了对绵羊INHA基因进行生物信息学分析,试验对从GenBank中检索到的8个物种的INHA基因同源序列进行系统进化分析,并对绵羊INHA基因的理化性质、编码蛋白二级结构、信号肽、跨膜结构以及蛋白质亚细胞定位进行分析。结果表明:绵羊INHA基因与山羊、牛、猪亲缘关系很近;其编码的蛋白是一个疏水性不稳定蛋白,分子质量为73 098.2 u,包含857个氨基酸;蛋白的二级结构由39个α-螺旋(14.72%)、15个β-转角(5.66%)、156个无规则卷曲(58.87%)、55个延伸链(20.75%)和3个跨膜结构区域组成;该蛋白定位于细胞核,不含信号肽。     

不同物种干细胞因子基因编码区生物信息学分析

为了解不同物种干细胞因子（stem cell factor, SCF）基因编码区（CDS）的遗传变异,本研究采用生物信息学方法比较分析了山羊、绵羊、牛、白犀、野猪、虎鲸、马、雪貂、人、鼩鼱、裸鼢鼠、褐家鼠、长尾毛丝鼠、小家鼠和智利八齿鼠SCF基因编码区的遗传多样性,并对该基因的氨基酸序列、跨膜结构域、导肽、信号肽和二级结构特征进行了预测和分析。结果发现,在15个物种55条基因序列中共检测到294个多态位点,生成36种单倍型,SCF基因序列编码区在物种间存在丰富的遗传多样性;理论等电点分布广泛,多数肽链呈酸性,亲水;N端具信号肽、无导肽,可溶型蛋白无跨膜结构域,跨膜型蛋白有1个长23个氨基酸的跨膜结构域;这些蛋白二级结构主要为α-螺旋、无序卷曲、伸展链及β-转角。     

荷斯坦牛免疫抗病相关Nramp1基因生物信息学分析

为研究牛的抗病能力,探究荷斯坦牛Nramp1基因所编码蛋白的结构与功能,本研究采用生物信息学分析的方法对荷斯坦牛Nramp1基因编码蛋白质的理化性质、疏水性/亲水性、信号肽跨膜区、跨膜结构域、N-糖基化位点和磷酸化位点、蛋白质二级结构、三级结构及蛋白质互作进行分析和预测.结果表明,荷斯坦牛Nramp1基因所编码蛋白全长...     

绵羊LBP基因序列的生物信息学分析

为了探究绵羊脂多糖结合蛋白(LBP)基因的分子特性,试验采用生物信息学方法对绵羊LBP基因及其编码蛋白的开放阅读框、理化性质、疏水性、信号肽、跨膜结构域、功能结构域、二级结构、三级结构、三级模型、互作关系、系统进化树进行了预测研究。结果表明:绵羊LBP基因的开放阅读框长度为1 445 bp,编码481个氨基酸,分子质量为53.481 ku,理论等电点为8.18,属于稳定的碱性蛋白;亲水性区域明显多于疏水性区域,LBP蛋白为亲水性蛋白;LBP蛋白可能含有的信号肽结构在1～25位氨基酸处,无跨膜结构;LBP基因属于BPI超家族,其具有BPI1和BPI2两个主结构域;α-螺旋和无规则卷曲是LBP蛋白二级结构的主要形式;三级结构预测结果与二级结构相符,可信度高;LBP蛋白与乙醇脱氢酶(ADhFE1)及白细胞介素-6(IL-6)等互作;绵羊LBP基因与黄牛进化距离最近,其亲缘关系较近。说明利用生物信息学方法分析绵羊LBP基因可初步揭示和验证绵羊LBP基因及其编码蛋白的结构和功能。     

陆川猪PLIN5基因的克隆和序列分析

为了研究陆川猪背最长肌围脂滴蛋白5(PLIN5,Perilipin5)基因的结构和功能,试验对陆川猪PLIN5基因进行RT-PCR扩增,所得产物经转化获得含目的基因的重组质粒pMD19-T-PLIN5,经菌落PCR扩增和测序鉴定正确后利用生物信息学方法对陆川猪PLIN5基因的结构、理化性质及其编码蛋白信号肽、跨膜结构、亚细胞定位等进行分析,并探讨了陆川猪与其他物种PLIN5氨基酸序列的进化关系。结果表明:PLIN5基因编码区(CDS)序列长度为1 377 bp,编码458个氨基酸,与NCBI上公布的野猪PLIN5基因序列中的编码区存在4个碱基差异,均为错义突变;陆川猪PLIN5蛋白不存在信号肽,没有跨膜结构域,不存在N糖基化位点;二级结构中α-螺旋占47.16%,无规则卷曲占43.67%,延伸链占9.17%;陆川猪PLIN5基因在不同物种及进化过程中具有较高的保守性,该基因编码的蛋白符合一般Perilipin超家族的结构特征。     

牛MSTN基因克隆及编码区E1-224-A〉C定点突变前后生物信息学对比分析

牛肌肉生长抑制素（Myostatin,MSTN）主要是骨骼肌生长发育的负调节因子,能够限制肌纤维的增粗增大,其前两个外显子共同编码N-端前肽,第三外显子编码C-端多肽。突变其前肽编码序列会阻止牛MSTN基因表达蛋白与相应受体的结合,导致MSTN功能失活,促进肌肉增值,但具体突变位点仍未确定。本研究设计特定的引物对牛MSTN基因编码区进行PCR扩增并进行了克隆及测序,并假定牛MSTN基因编码序列发生E1-224-A〉C点突变,通过生物信息学的方法,对牛MSTN基因突变前后编码产物的理化性质、结构与功能进行了对比分析,为MSTN基因结构与功能的研究奠定了基础。     

新西兰白兔MSTN基因克隆、生物信息学分析及表达谱构建

肌肉生长抑制素（MSTN）是骨骼肌发育的主要调控因子，为获得新西兰白兔MSTN基因序列及其表达规律，试验通过RT-PCR技术从新西兰白兔腿肌组织中扩增并克隆得到MSTN基因序列，利用在线网站对其进行生物信息学分析，并采用实时荧光定量PCR技术检测MSTN基因在新西兰白兔同一时期不同组织及不同时期腿肌组织中的表达量。结果显示，新西兰白兔MSTN基因CDS区序列长1 128 bp，编码375个氨基酸，其核苷酸序列与GenBank上公布的人、猪、马、小鼠、犬、牛和鸡的核苷酸序列相似性分别为95.9%、94.9%、94.9%、91.7%、91.5%、91.3%及84.2%。新西兰白兔MSTN蛋白属于酸性、亲水性分泌蛋白，且具有不稳定性，不含跨膜结构，含有1个信号肽，主要分布在内质网和线粒体中。MSTN蛋白二级结构和三级结构预测结果一致，以无规则卷曲为主，其次是α-螺旋、延伸链，为混合型蛋白。蛋白质互作关系预测发现，MSTN蛋白与PAX7、MYOG、IGF1、FST、Smad3及Smad2等与肌肉生长发育有关的蛋白之间存在相互作用。不同组织表达分析结果表明，新西兰白兔MSTN基因在心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、腿肌、子宫和胃中均有表达，在腿肌中表达量最高，极显著高于其他组织（P<0.01），其次是肾脏，在肝脏中的表达量最低。不同时期腿肌组织中的表达量分析结果显示，新西兰白兔MSTN基因在180日龄腿肌组织中的表达量显著高于90和240日龄（P<0.05）。研究结果为深入探讨MSTN基因对家兔肌肉生长发育的调控机制奠定了基础。     

Myostatin gene promoter: structure,conservation and importance as a target for muscle modulation

Myostatin(MSTN) is one of the key factors regulating myogenesis. Because of its role as a negative regulator of muscle mass deposition, much interest has been given to its protein and, in recent years, several studies have analysed MSTN gene regulation. This review discusses the MSTN gene promoter, focusing on its structure in several animal species, both vertebrate and invertebrate. We report the important binding sites considering their degree of phylogenetic conservation and roles they play in the promoter activity. Finally, we discuss recent studies focusing on MSTN gene regulation via promoter manipulation and the potential applications they have both in medicine and agriculture.     

藏羊MSTN基因克隆、生物信息学及组织表达分析

【目的】 对藏羊肌肉生长抑制素（myostatin，MSTN）基因进行克隆和生物信息学分析，检测其在藏羊不同组织中的表达，为探究MSTN基因在藏羊中的生物学功能提供参考。【方法】 以藏羊背最长肌组织cDNA为模板，克隆藏羊MSTN基因完整CDS区序列并测序，用SeqMan程序对测序结果进行拼接，并用BLAST在线程序对组装后的序列进行分析鉴定。用生物信息学软件进行相似性比对、系统进化树构建及生物信息学分析，用实时荧光定量PCR检测MSTN基因在藏羊不同组织中的表达量。【结果】 藏羊MSTN基因CDS全长为1 128 bp，编码375个氨基酸。藏羊MSTN基因氨基酸序列与绵羊、牦牛、牛、猪、恒河猴、人、黑猩猩、犬、鸡及斑马的相似性依次为100.0%、93.4%、93.4%、95.2%、94.4%、94.2%、94.4%、93.1%、87.8%和87.5%；系统进化树分析结果表明，藏羊与绵羊的亲缘关系最近，与斑马和鸡的亲缘关系最远。藏羊MSTN蛋白属于亲水性分泌蛋白，且具有不稳定性，不含跨膜结构，含1个信号肽，存在31个潜在的磷酸化位点、2个N-糖基化修饰位点，主要分布在线粒体和细胞质中；MSTN蛋白二级结构以无规卷曲为主，其次是α-螺旋、延伸链和β-转角；三级结构预测结果与二级结构一致。实时荧光定量PCR结果显示，MSTN基因在藏羊不同组织中均有表达，其中在臂三头肌和半腱肌的表达量显著高于肺脏、下丘脑、心脏、肝脏、十二指肠、瘤胃和肾脏（P<0.05）。【结论】 成功克隆了藏羊MSTN基因；该基因在藏羊肌肉中的表达量高于内脏组织。该结果为进一步研究MSTN基因对藏羊肌肉生长发育的调控机制奠定了基础。     

山羊肌生成抑制素(MSTN)基因的克隆及生物信息学分析

试验对山羊肌生成抑制素(myostatin,MSTN)基因序列进行了克隆及生物信息学分析,旨在为该基因的深入研究提供理论依据。结果表明,山羊MSTN基因序列长1128 bp,编码375个氨基酸,GenBank登录号为GU183368。山羊MSTN蛋白序列与绵羊、猪、兔、马、人、牛、鼠同源性依次为93%、89%、88%、88%、88%、87%、85%,同源性较高,说明该基因高度保守;疏水性分析结果表明,该蛋白大多数氨基酸为疏水性氨基酸;蛋白跨膜结构及方向显示,从内向外和从外向内分别含有1个强跨膜螺旋区;信号肽预测显示,信号肽序列长度为70;亚细胞定位预测发现,该蛋白是一个Ⅱ型膜蛋白,大部分定位于高尔基体、质膜和内质网膜,内质网腔内也有少量分布;结构功能域预测发现N-肉豆蔻酰化位点3个,N端糖基化位点2个,蛋白激酶C磷酸化位点5个,酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点5个,络氨酸激酶磷酸化位点1个,EF-hand 钙结合结构域1个,亮氨酸拉链1个,TGF 家族标记1个;二级结构预测显示,α螺旋占25.33%,β折叠占3.20%,随机卷曲占50.13%,延伸链占21.33%。     

CRISPR-Cas9介导的蒙古牛MSTN基因敲除细胞系的建立

试验旨在利用CRISPR-Cas9技术对蒙古牛胎儿成纤维细胞肌肉生长抑制素（myostatin,MSTN）基因进行编辑,构建无标记的MSTN基因敲除的蒙古牛细胞系,为培育肌肉发达的蒙古牛提供试验材料。通过组织块贴壁法对妊娠45 d的蒙古牛胎儿建立皮肤成纤维细胞系,同时在第2外显子区域选定1个gRNA靶位点,使用在线软件设计sgRNA序列,并选取评分较高的3个sgRNA,采用试剂盒法构建无标记的Cas9/gRNA载体,随后用T7E1酶酶切法对其进行活性验证,将有活性的载体用电转法转染蒙古牛胎儿成纤维细胞,通过无限稀释法和口吸管法将转染后的单细胞接种于96孔板扩繁后提取DNA,对其进行PCR扩增及测序验证来获取阳性细胞。本试验构建了3个无标记的CRISPR-Cas9载体,经验证1个有活性,对电转染后的单细胞进行筛选共获得96个单细胞株,测序分析后有1个单细胞株发生单碱基突变,使得MSTN基因不能编码正常的蛋白。试验成功建立了1个MSTN基因失活的细胞株,可作为后续体细胞核移植的供体细胞,用于生产无标记的敲除MSTN基因的蒙古牛,对培养产肉率高并具有生物安全性的蒙古牛具有重要的意义。     

绵羊Myostatin基因真核表达载体的构建及在其原代成纤维细胞中的瞬时表达

Myostatin(MSTN)基因是胚胎期肌肉形成和出生后骨骼肌生长的主要调控因子之一,通过抑制肌细胞的扩增和分化而调控肌肉的生长和发育。为了进一步揭示MSTN在绵羊成纤维细胞中的生物学功能,采用RT-PCR从绵羊肌肉组织中扩增MSTN基因,将其cDNA终止密码子TGA删除,采用定向克隆技术连接到带有水母绿色荧光蛋白(AcGFP)报告基因的真核表达载体pAcGFP-N1中,构建融合蛋白重组质粒,经XhoⅠ/SacⅡ双酶切、测序鉴定后,用脂质体介导质粒转染绵羊原代成纤维细胞,观测荧光表达及用RT-PCR和Western blotting方法检测基因转录、蛋白质表达情况。结果表明,成功克隆绵羊MSTN基因,通过PCR方法在MSTN阅读框两端引入了XhoⅠ和SacⅡ克隆位点,成功构建pAcGFP-MSTN融合蛋白真核表达载体,重组质粒转染绵羊成纤维细胞24 h后在荧光显微镜下观察到绿色荧光,通过RT-PCR扩增出1138 bp的转录产物,并用Western blotting检测到78 ku目的蛋白的表达。本试验为研究MSTN基因在成纤维细胞和脂肪分化调控中的具体机制奠定基础。     

肌肉生长抑制素基因的研究进展

肌肉生长抑制素(MSTN)基因是畜禽生产力的重要候选基因,并成为提高畜禽肉产量的研究的焦点。近年来,有关牛、猪、斑马鱼MSTN基因的研究不断增加,该领域的深入探讨可能对畜牧生产和医学上产生深远影响。本文较全面地介绍了MSTN基因的发现、基因的结构、基因的表达、作用机理及发现的突变点和多态性,评价了研究MSTN基因的意义。     

肌肉生长抑制素基因的研究进展

肌肉生长抑制素(MSTN)基因是畜禽生产力的重要候选基因,并成为提高畜禽肉产量的研究的焦点.近年来,有关牛、猪、斑马鱼MSTN基因的研究不断增加,该领域的深入探讨可能对畜牧生产和医学上产生深远影响.本文较全面地介绍了MSTN基因的发现、基因的结构、基因的表达、作用机理及发现的突变点和多态性,评价了研究MSTN基因的意义.