利用EST库资源克隆家蚕腺苷酸转移酶基因

根据物种间同源基因相对保守的特点 ,利用生物信息学方法以果蝇 (Drosophilamelanogaster)腺苷酸转移酶基因 (adeninenucleotidetranslocase,ant)cDNA序列作为模板 ,对家蚕 (Bombyxmori)EST数据库进行同源检索筛选 ,克隆了家蚕腺苷酸转移酶基因的cDNA序列 (GenBank登录号为AY2 2 70 0 0 ) ,全长为 1936bp ,并经RT PCR克隆、序列分析验证 ,结果与电子克隆序列完全一致。该cDNA序列具有完整的开放阅读框架 (ORF ,2 0 7～ 110 9bp) ,推测编码蛋白为 30 0个氨基酸 ,通过与烟草天蛾 (Manducasexta)、蜜蜂 (Apismellifera)、绿蝇 (Luciliacuprina)、果蝇、蚊子(Anophelesgambiae)等昆虫的腺苷酸转移酶蛋白序列比较 ,发现该基因具有高度的保守性。表明根据物种间同源基因序列 ,对跨物种间EST数据库进行同源检索筛选、拼接 ,是基因克隆的一条有效途径。     

家蚕泛素结合酶新基因的克隆与基因组结构及5′调控区分析

在家蚕丝腺cDNA文库测序过程中,发现一个编码家蚕泛素结合酶的EST序列,利用3′RACE方法克隆了一个新的家蚕泛素结合酶基因cDNA全长序列,命名为BmUCE2 I(GenBank登录号为DQ219874)。家蚕BmUCE2 I基因全长cDNA由465 bp的开放阅读框序列(ORF)、97 bp的5′端非翻译区序列(5-′UTR)和237 bp的3′端非编码区序列(3-′UTR)组成,其编码的154个氨基酸与其他真核生物间具有较高的同源性。利用BmUCE2 I的EST片断作探针,通过筛选家蚕噬菌体基因组文库,获得了家蚕BmUCE2 I基因组序列和5′调控序列。BmUCE2 I基因由4个外显子和3个内含子组成,在5′端上游调控区域没有类似TATA盒元件,但在-219~-268 bp的区域存在一个50bp的启动子序列,此外还存在CF2-Ⅱ、FTZ、DFD、BRCZ2、DL、STAT、PRD-HD等多个转录因子结合位点。家蚕泛素结合酶新基因的克隆、基因结构及5′调控区的分析为进一步研究泛素蛋白水解酶复合通路相关基因的调控规律提供了重要依据。     

一种家蚕胚胎发育因子的分子克隆及分析

利用表达序列标签（Expression sequence tag，EST）和电子克隆等技术，克隆家蚕BmEDF基因cDNA电子序列，经RT—PCR生物验证正确，登录GenBank（DQ443161）。BmEDF基因cDNA长1098bp，ORF全长810bp，编码产生269个氨基酸。BmEDF基因编码的蛋白分子量约为30．7kDa，等电点（PI）为9．16。本研究将对今后分子水平分析胚胎发育提供研究基础。     

与家蚕细胞凋亡相关的Caspase基因BmIce的克隆和序列分析

DrIce基因在果蝇的细胞调亡代谢途径中起着重要作用。采用tblastn程序将DrICE在家蚕EST数据库中进行同源性检索,检索到的EST序列进行电子延伸,根据延伸结果设计引物,用RT-PCR检测和克隆测序验证,成功地克隆到家蚕第二种Caspase基因的全长cDNA(GenBank登录号为:AY885228)。克隆的cDNA长1410bp,ORF长825bp,编码275个氨基酸残基,预测分子量为31.8kD,等电点为6.15,基因名定为BmIce。将BmIce的cD-NA与家蚕基因组序列进行比对,结果表明该基因具有6个外显子,外显子/内含子边界处均符合GT-AG规则。BmICE在氨基酸水平上与果蝇DrICE、线虫的CED-3的一致性分别为34%和29%,在第169个氨基酸残基处具有QACRG的五肽活性位点,该活性位点是Caspase家族的典型结构。与果蝇Caspase家族聚类分析中,BmICE与果蝇中具有短的N端结构域的DrICE、DCP-1及DECAY聚为一类,根据其结构分析和聚类分析,推测家蚕BmIce基因可能参与细胞凋亡的执行作用。     

家蚕真核翻译起始因子3f基因结构与表达研究

在对家蚕5龄丝腺cDNA文库测序的过程中,发现一个编码家蚕翻译起始因子基因(eIF3f)的EST序列。利用电子克隆、3′RACE(3′rapid amplification of cDNA ends)方法克隆了家蚕eIF3f基因cDNA序列全长,命名为eIF3f(GenBank登录号为DQ868530)。家蚕eIF3f基因cDNA全长为1 009 bp,由870 bp的开放阅读框序列(openreading frame,ORF)、55 bp的5′端非翻译区序列(5′-UTR)和65 bp的3′端非编码区序列(3′-UTR)组成,编码289个氨基酸。氨基酸序列比较分析显示,家蚕eIF3f与其他物种的eIF3f都具有翻译起始功能所必需的JAB_MPN结构域。家蚕eIF3f基因组结构分析:该基因由5个外显子和4个内含子组成;5′调控序列存在E74A、DFD、DRI等多个潜在的转录因子结合位点,但没有TATA盒启动子序列。家蚕eIF3f基因的表达在不同组织和不同发育时期存在差异,eIF3f是一种负调控翻译起始因子。研究结果有助于进一步研究真核翻译起始因子的相关基因调控规律。     

鸡白细胞介素15基因的克隆及序列分析

根据GenBank中所收录的鸡白细胞介素15(ChIL 15)的cDNA序列设计特异性引物,以经ConA刺激3 h的科宝鸡脾脏淋巴细胞的总RNA 为模板,用RT PCR 方法克隆获得了ChIL 15的cDNA。ChIL 15的cD NA全长655 bp,其中第84 位~644 位是该基因的阅读框(ORF),共编码187 个氨基酸。将所克隆的序列与已报道序列相比较,二者核苷酸的同源性为100%(655/655),所编码蛋白质的氨基酸序列同源性也为100%。     

家蚕体节极性基因(Bmdpp)的克隆与表达研究

体节极性基因dpp是昆虫发育过程中的关键基因。采用生物信息学的方法,利用家蚕EST数据获得了家蚕dpp基因(Bmdpp)cDNA序列。该cDNA序列全长1 206 bp,ORF1 146 bp,编码381个氨基酸,预测蛋白分子质量38.6 kD,等电点9.18。将克隆的Bmdpp基因完整CDS序列亚克隆到pET-28a(+)表达载体,转化、诱导后经SDS-PAGE电泳检测到约40 kD与预测分子质量相符的目的蛋白条带。对Bmdpp在家蚕胚胎不同发育时期的表达分析发现,该基因在受精6~14 h的表达量很低,甚至没有表达。这一表达模式和果蝇dpp基因在胚胎发育过程中的表达模式相似,推测Bmdpp在家蚕早期胚胎发育的背-腹轴分化中起作用。     

家蚕转录因子AP-4基因cDNA的分子克隆与生物信息学分析

AP-4(activator protein 4)是一种转录因子,在生物的生长发育中有重要作用。根据家蚕表达序列标签(EST)并利用cDNA末端快速扩增(RACE)方法克隆了家蚕AP-4(Bombyx mori activator protein4)基因,结合生物信息学方法对所获的序列进行开放阅读框、序列同源性分析,预测了AP-4蛋白的理化性质。获得的家蚕AP-4基因cDNA的全长为1621bp,其开放阅读框为996bp,编码331个氨基酸,基因由3个外显子和2个内含子组成。同源性比对表明该基因推导的氨基酸序列与棉铃虫AP-4和谷蛀虫AP-4推测的蛋白同源性分别为76%和54%,第45-99位氨基酸序列是一个典型的保守结构域。实时定量RT-PCR显示该基因在所检测家蚕的各发育时期中,除幼虫1龄和蛹期第4天无表达外,其它时期均有表达,其中幼虫3龄和4龄期的表达量较高。     

内蒙古绒山羊 CDK2 基因的克隆与序列分析

采用同源序列克隆技术结合RT-PCR和RACE技术,首次从内蒙古绒山羊睾丸组织中克隆出羊CDK2基因的全长cDNA序列（GenBank登录号为EF035041）。结果显示：羊CDK2基因的cDNA序列长为1355bp,5′端非翻译区为174bp,3′端非翻译区为266bp,开放阅读框为894bp,编码298个氨基酸。与牛CDK2基因cDNA序列同源性为98％,氨基酸序列完全一致;和其他哺乳动物CDK2基因的cDNA序列同源性也达92％以上;氨基酸序列同源性为93％以上。说明CDK2在结构和功能上有很高的保守性。     

与家蚕细胞凋亡相关的Caspase基因Bmlce的克隆和序列分析

Drlce基因在果蝇的细胞调亡代谢途径中起着重要作用。采用tblastn程序将DrICE在家蚕EST数据库中进行同源性检索，检索到的EST序列进行电子延伸，根据延伸结果设计引物，用RT-PCR检测和克隆测序验证，成功地克隆到家蚕第二种Caspase基因的全长cDNA（GenBank登录号为：AY885228）。克隆的cDNA长l410bp，ORF长825bp，编码275个氨基酸残基，预测分子量为31．8kD，等电点为6．15，基因名定为Bmlce。将Bmlce的cD-NA与家蚕基因组序列进行比对，结果表明该基因具有6个外显子，外显子／内含子边界处均符合GT-AG规则。BmICE在氨基酸水平上与果蝇DrICE、线虫的CED-3的一致性分别为34％和29％，在第169个氨基酸残基处具有QACRG的五肽活性位点．该活性位点是Caspase家族的典型结构。与果蝇Caspase家族聚类分析中，BmICE与果蝇中具有短的N端结构域的DrICE、DCP．1及DECAY聚为一类，根据其结构分析和聚类分析，推测家蚕Bmlce基因可能参与细胞凋亡的执行作用。     

家蚕糖转运蛋白基因BmST3的克隆及序列分析与表达研究

糖转运蛋白在家蚕体内糖类化合物的转运与代谢过程中发挥重要作用。在电子克隆的基础上,通过RT-PCR方法克隆了家蚕糖转运蛋白基因BmST3(GenBank登录号:GQ871756)。生物信息学分析结果显示,该基因位于家蚕27号染色体,开放阅读框(ORF)长1434bp,编码477个氨基酸,预测蛋白有典型的Sugar_tr结构域和12个疏水的跨膜结构域,与埃及伊蚊、致倦库蚊、冈比亚按蚊、赤拟谷盗登录号分别为EAT47626、EDS35465、EAA11457、EFA05337的同源蛋白相似性均在60%以上。RT-PCR检测和基因芯片信号值分析结果显示,BmST3基因的表达具有组织特异性,在家蚕5龄第3天幼虫的9种组织中,主要在马氏管中大量表达,推测其可能在马氏管细胞膜内外物质的跨膜转运中发挥作用。     

一个新的家蚕BmLITAF基因的电子克隆及序列分析

在对家蚕蛹cDNA文库的测序中发现了脂多糖诱导肿瘤坏死因子α的转录激活因子(lipopolysaccharide-induced tumor necrosis factor-α factor,LITAF)的EST序列(GenBank登录号AADK01016184)。经过比对发现BmLI-TAF全长为981 bp,由97 bp的5′端非翻译区序列(5′UTR)、390 bp的开放读码框(ORF)和494 bp的3′端非翻译区序列(3′UTR)组成。用电子克隆方法对BmLITAF进行基因结构分析发现,此基因由3个外显子和2个内含子组成,编码129个氨基酸。对BmLITAF蛋白进行疏水性、跨膜结构和信号肽分析的结果显示,BmLITAF具有跨膜结构域。根据BmLITAF的电子克隆序列由家蚕基因组PCR扩增获得BmLITAF基因,将其克隆到pGEM-T-easy载体中,测序验证与电子克隆结果一致。     

家蚕丝氨酸蛋白酶BmHP14基因的克隆与表达模式分析

家蚕受到外源微生物侵染或损伤时,前酚氧化酶原级联反应中的起始丝氨酸蛋白酶会激活下游信号通路,最终产生黑色素。采用RACE技术,获得了家蚕前酚氧化酶原级联反应起始丝氨酸蛋白酶——血淋巴蛋白酶编码基因的全长cDNA序列,命名为BmHP14(GenBank登录号:JQ954757)。BmHP14 cDNA全长2 508 bp,开放阅读框为2 013 bp,编码670个氨基酸,预测蛋白质分子质量71 kD,等电点5.09,N端17个氨基酸预测为信号肽序列。多重序列比对显示BmHP14与烟草天蛾HP14的相似度很高,达到57%;分子进化树中二者也聚为一支。RT-PCR分析表明,BmHP14在家蚕5龄第3天幼虫脂肪体、马氏管、精巢、卵巢、表皮、血细胞、头部均有表达,其中以脂肪体中的表达水平最高。以黑胸败血芽孢杆菌、大肠杆菌、球孢白僵菌注射侵染家蚕5龄第3天幼虫,Real-time PCR检测显示在受到病菌侵染后,幼虫脂肪体中的BmHP14表达上调。Westernblotting检测结果显示,BmHP14在家蚕体液中以前体和成熟体的形式共同存在。研究结果提示,BmHP14是家蚕前酚氧化酶原级联反应信号通路中的关键酶。     

家蚕细胞色素P450基因Bmcyp6A8的克隆及序列与表达分析

昆虫细胞色素P450第6亚家族(CYP6)氧化酶在对异源有毒物质的代谢中具有重要作用。采用生物信息学方法获得与果蝇CYP6亚家族基因cyp6A8同源的家蚕cyp6A8基因序列,预测该基因的开放阅读框(ORF)为1572bp,编码523个氨基酸,推定的蛋白分子质量为61.52kD,等电点为8.17。以家蚕5龄第3天幼虫头部cDNA为模板,用设计的特异引物PCR扩增出一条约1500bp的条带,大小与家蚕cyp6A8基因的ORF预测值接近,命名为Bmcyp6A8基因(GenBank登录号:GQ241737)。同源性分析结果:Bmcyp6A8基因与野桑蚕cyp6AE8基因的相似性为93%;与棉铃虫cyp6AE12基因的相似性为57%;与人cyp3A43基因的相似性为48%。芯片数据分析显示Bmcyp6A8基因在家蚕5龄第3天幼虫的头部、表皮与中部丝腺前部高量表达,与家蚕CYP6亚家族的其它横向同源基因不同的是,只有该基因在中部丝腺前部表达,推测其具有功能特异性。     

家蚕小热休克蛋白基因BmHSP20.8的表达及功能研究

小热休克蛋白(small heat shock protein,sHSP)是一类受热处理后诱导产生的蛋白家族。从构建的家蚕蛹cDNA文库中获得了一条全长764 bp的基因序列(GenBank登录号:AAG30944.1),其开放阅读框(ORF)长561 bp,编码186个氨基酸。用生物信息学方法对此序列进行同源性分析,表明该序列是一条保守性高达85%的家蚕小热休克蛋白20.8(BmHSP20.8),无跨膜结构,主要分布于细胞质。将该序列的ORF与pET-28a(+)载体连接构建重组质粒,并转化到大肠杆菌BL21进行原核表达,纯化后的融合蛋白免疫新西兰大白兔获得抗血清。通过亚细胞定位技术研究BmHSP20.8在正常和热激状态下的家蚕卵巢上皮细胞Bm5和BmN中的变化,结果显示热激后BmH-SP20.8蛋白从细胞质往细胞膜方向迁移。有BmHSP20.8表达的大肠杆菌菌株经48℃处理后,其生存率比未表达BmHSP20.8蛋白的菌株高4倍左右,说明BmHSP20.8蛋白在大肠杆菌中表达能够提高细菌体在高温环境下的生存率。     

鸡堆型艾美耳球虫新基因的克隆与生物信息学分析

试验旨在对堆型艾美耳球虫（Eimeria acervulina）孢子化卵囊新基因EST序列进行克隆与生物信息学分析。通过RACE技术扩增从E. acervulina cDNA表达文库中筛选获得的EST序列,得到EST全长cDNA序列,利用多种生物信息学分析软件对其编码蛋白进行分析和预测。结果表明,该EST序列为E.acervulina孢子化卵囊阶段新基因,GenBank登录号为EU590120;该基因含1个492 bp的开放阅读框,编码163个氨基酸,理论分子质量为17.049 ku,等电点为6.69,酸性氨基酸8个,碱性氨基酸8个,分子式为C₇₆₁H₁₂₂₃N₁₉₉O₂₁₉S₁₂;总平均亲水性（GRAVY）为0.731;该蛋白有信号肽,为分泌性蛋白;具有4个跨膜结构,在105～115、28～32和132～138位之间有很强的疏水性;具有1个蛋白激酶C磷酸化位点、1个N-糖基化位点、2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、4个N端豆蔻酰基化位点。因此根据生物信息学全面预测和分析,发现该基因所编码的蛋白具有较多的生物学功能位点和潜在的抗原表位区域。     

猪硒蛋白P基因克隆、鉴定及组织mRNA相对表达量分析

本试验旨在克隆、鉴定猪硒蛋白P基因(Sepp1),并探明其在猪不同组织中的mRNA相对表达量,为以猪为模型研究硒蛋白P(Sel P)的功能奠定基础。根据表达序列标签(EST)序列设计引物,利用c DNA末端快速克隆(3'-RACE)技术从猪肝脏总RNA中扩增出含开放阅读框(ORF)至poly A片段,然后与EST序列进行拼接;采用荧光定量PCR技术考察Sepp1在猪9个组织中的mRNA相对表达量。结果显示:1)扩增出共1 707 bp的片段,测序后与EST拼接获得了2 109 bp的猪Sepp1序列,并提交至NCBI Gen Bank数据库,序列号为EF113596.2;该基因1 170 bp的ORF编码区和对应的氨基酸残基与人相应序列分别有83.72%和75.64%序列同源性,其编码390个氨基酸,含有14个硒代半胱氨酸(Sec)残基,分别位于第59、267、286、309、311、327、339、352、354、361、376、378、385和387位。2)Sepp1 mRNA在猪组织中广泛分布,在肝脏中具有最高分布,依次为甲状腺肾脏睾丸下丘脑脾脏垂体心脏肌肉。本试验成功克隆、鉴定了猪Sepp1,检测了其在猪不同组织中表达分布情况,为其进一步以猪为模型探讨其功能奠定了基础。