水牛自噬相关基因克隆、序列分析及组织表达研究

为了克隆水牛ATG5、LC3基因序列,并分析自噬相关基因在水牛各组织中的表达情况,试验采用RT-PCR技术克隆了水牛自噬相关基因ATG5、LC3序列,并对其CDS序列进行了生物学信息分析,同时利用QRT-PCR方法,对ATG3、ATG5、ATG6、ATG7、ATG12、LC3、BECN1 7个基因在胎水牛心脏、肝脏和肌肉等9种组织、成年水牛卵巢中的mRNA表达水平进行了分析。结果表明:克隆得到水牛ATG5基因序列980 bp,其中包括CDS序列828 bp,预计编码275个氨基酸;水牛LC3基因mRNA序列全长499 bp,包括CDS序列378 bp,预计编码125个氨基酸;所分析的7个自噬相关基因在10种水牛组织中均有不同程度的表达。     

梅花鹿IFN-β1基因的克隆与分子进化分析

根据GenBank中牛干扰素-β1(IFN-β1)基因序列(E00137),设计并合成了1对引物,以梅花鹿肝脏组织DNA为模板,采用PCR技术扩增梅花鹿IFN-β1全基因,并克隆、测序。结果表明:梅花鹿IFN-β1基因全长561 bp,编码186个氨基酸,含有6个与二硫键形成有关的半胱氨酸,3个糖基化位点,成熟蛋白含有4个α螺旋,3个β折叠区,7个β转角。序列比较分析发现,梅花鹿IFN-β1基因序列与GenBank发表的23种IFN-β1基因核苷酸序列同源性为3.2%⁹1.1%,氨基酸序列同源性为21.9%91.1%,氨基酸序列同源性为21.9%⁷9.7%。梅花鹿与其他23种动物的IFN-β1基因序列分析和系统进化树分析表明,IFN-β1基因存在种属特异性。梅花鹿INF-β1基因的成功克隆,为进一步研究梅花鹿INF-β1基因表达、生物学活性和应用奠定了基础。     

水牛SND1基因克隆及生物信息学分析

试验旨在利用电子克隆法对水牛SND1(staphylococcal nuclease and tudor domain containing 1)基因进行克隆和序列分析,为探究该基因对水牛泌乳性能的作用机制奠定基础。以奶牛SND1基因(GenBank登录号:NM_205784.1)作为种子序列,利用Primer Premier 5.0设计3对引物,以水牛基因组DNA为模板,PCR扩增水牛SND1基因mRNA序列,扩增获得序列连接pMD18-T载体,通过测序拼接获得水牛SND1基因mRNA全序列,并对其进行生物信息学分析。结果显示,水牛SND1基因完整编码序列长为3 503bp,包含长为2 733bp CDS序列,编码910个氨基酸,蛋白分子式为C4523H7183N1281O1354S26,分子质量为102.01ku,理论等电点(pI)为6.74,不稳定系数为42.07,平均亲水性为-0.419,属可溶酸性蛋白。二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,其中α-螺旋占37.80%,无规则卷曲占34.18%。结合Protfun 2.2在线软件对SND1的功能进行预测分析表明,该蛋白在嘌呤和嘧啶、中央中间代谢、能量代谢、氨基酸生物合成发挥功能的可能性分别为0.449、0.401、0.303和0.262。SND1基因编码区序列与黄牛、绵羊、山羊、猪、马、人的同源性分别为98.7%、97.8%、97.8%、93.8%、93.1%和91.7%,物种之间同源性较高,系统进化情况与其亲缘关系远近一致。利用SMART在线软件预测蛋白结构域,结果显示,水牛SND1蛋白包含有4个SN区域,说明SND1基因编码区在进化过程中较为保守。     

水牛ATF3基因的克隆、组织差异表达和功能初步分析

为了揭示水牛激活转录因子3(ATF3)基因的结构与功能，试验克隆了水牛ATF3基因的完整编码区(CDS)序列，采用生物信息学方法初步分析其编码产物的理化特性、结构及功能，再通过实时荧光定量PCR方法检测该基因的组织差异表达情况。结果表明：水牛ATF3基因的完整CDS序列长为546 bp,编码181个氨基酸。水牛ATF3基因的氨基酸序列与普通牛、瘤牛、牦牛、山羊和绵羊的同源性在98.3%以上。在基于核苷酸和氨基酸序列构建的系统发育树中，水牛与牛科的其他物种普通牛、瘤牛、牦牛聚集在一起。水牛ATF3蛋白属于亲水性蛋白质，没有信号肽和跨膜结构，含有亮氨基拉链(bZIP)保守结构域，定位于细胞核中。ATF3蛋白的二级结构中α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲占比分别为51.93%、8.84%、6.08%和33.15%,三级结构与人的ATF3蛋白(5vpe.2.A)有45%的相似度。ATF3蛋白具有转录调控因子活性，通过选择性和非共价结合到顺式调控区域内特定的双链基因组DNA序列中来调节基因组的转录。水牛ATF3基因在肌肉、乳腺、心脏和肾脏中的相对表达量较高，在其余组织中低表达或几乎不表达，且...     

兰坪乌骨绵羊PDGFRL基因编码区序列扩增及其生物信息学分析

本研究根据Genbank载入的普通绵羊血小板衍生生长因子受体样蛋白(PDGFRL)基因序列设计特异性引物。利用PCR技术扩增乌骨绵羊PDGFRL基因编码区片段,经测序后对序列进行比对分析,并采用生物信息学软件对编码区序列和蛋白质结构进行预测。结果表明:兰坪乌骨绵羊PDGFRL基因编码区序列全长1128bp,编码375个氨基酸;同普通绵羊进行核苷酸序列同源性比对发现同源性为99.73%,发现3个碱基同义突变;生物信息学分析表明不同物种PDGFRL基因编码区核苷酸序列与氨基酸序列具有较高的保守性;蛋白结构预测显示,PDGFRL蛋白空间结构主要由α螺旋、β折叠和无规则卷曲构成。     

鹅细小病毒YBLJ株NS1基因的克隆及生物信息学分析

为了克隆鹅细小病毒(GPV)NS1基因,并对其进行生物信息学分析,试验参照Gen Bank发表的GPV全基因组序列(U25749)设计扩增GPV-NS1基因的1对特异引物,经PCR扩增,将克隆的GPV-NS1基因进行TA克隆和转化,对鉴定正确的质粒进行测序,并对测序结果进行生物信息学分析。结果表明:YBLJ株GPV-NS1基因全长1 884 bp,编码627个氨基酸,与其他11株GPV的NS1基因核苷酸同源性为93.6%~99.9%,氨基酸同源性为96.2%~99.8%;蛋白二级结构中α螺旋占31.42%,β折叠占19.30%,无规则卷曲占49.28%;蛋白三级结构中α螺旋和β折叠占GPV-NS1总蛋白的一半以上的比例。说明GPV-NS1基因和其编码的氨基酸均较保守,尤其氨基酸更为保守,提示NS1蛋白虽然是非结构蛋白,但其对于GPV应该是至关重要的功能蛋白。     

奶水牛HSD17B4基因的克隆及序列分析

17β-雌二醇脱氢酶Ⅳ(17β-Hydroxysteroid dehydrogenaseⅣ,HSD17B4)是一种在类固醇代谢过程中发挥重要作用的酶蛋白。为了阐明HSD17B4基因对水牛繁殖性能的影响,试验以奶牛HSD17B4基因序列(登录号:NM_001007809.2)为探针设计引物,利用PT-PCR克隆水牛HSD17B4基因,并对基因的核苷酸序列和蛋白质序列特征进行生物信息学分析。结果显示,水牛HSD17B4基因mRNA序列全长2 680 bp,其中5'端长145 bp,3'端长324 bp,CDS序列长2 211 bp,编码736个氨基酸。同源序列分析显示,水牛HSD17B4基因编码序列与其他物种具有较高的同源性,证明成功克隆水牛HSD17B4,为进一步阐明该基因在水牛上的作用机制奠定基础。     

羊口疮病毒QD/2015株B2L基因克隆及生物信息学分析

为分析羊口疮病毒(ORFV/QD/2015株)B2L基因的分子特征,预测其编码蛋白的生物学功能,对其B2L基因进行PCR扩增、克隆及序列测定,应用生物信息学相关软件及方法,对扩增所得的基因进行序列分析,并对其编码蛋白的二级结构、细胞抗原表位、三级结构、跨膜结构域和信号肽等进行预测和分析。结果显示:ORFV/QD/2015株B2L基因序列长1 137 bp,编码379个氨基酸;该毒株与其他12株羊口疮病毒参考株的B2L基因核苷酸序列同源性为96.8%~99.7%,氨基酸序列同源性为96.8%~99.2%。系统进化分析显示,ORFV/QD/2015株与2015年分离到的ORFV/Shaan Xi/2015/China株亲缘关系最近;B2L基因编码蛋白二级结构以α-螺旋区域和β-折叠区域所占比例较大,预测此蛋白可能存在7个细胞优势抗原表位,无跨膜区域,无信号肽区域;三级结构呈弯曲状螺旋结构。     

水牛Keap1基因的克隆、序列分析及组织表达研究

本研究克隆了水牛Keap1基因的全长编码区,并对其序列进行了生物信息学分析,同时探索了其在水牛各组织中的表达差异。根据GenBank中公布的牛Keap1基因的序列信息,设计特异性引物并扩增出水牛Keap1的目的片段,利用生物信息学分析方法,对测序所得水牛Keap1基因序列、预测蛋白质序列进行了分析,并采用实时荧光定量PCR技术对Keap1基因mRNA在水牛各组织中的表达进行了研究。结果表明,水牛Keap1基因编码区全长1 875 bp,预测编码624个氨基酸;多重分析结果显示,水牛与牛、绵羊、野猪和人Keap1基因的同源性分别为99%、96%、92%和90%;进化树分析表明Keap1在物种间具有较高保守性,不同物种间Keap1序列的差异符合物种间的进化性。对Keap1蛋白质二级结构预测发现,其包含24个α-螺旋、40个β-螺旋、38个T转角和27个无规则卷曲。实时荧光定量PCR结果显示,Keap1基因在水牛的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、卵巢和肌肉组织中均有表达,但心脏中表达量最高,肝脏、脾脏中表达量较低。本研究成功克隆了水牛Keap1基因,并进行了相关生物信息学分析及其mRNA在水牛各组织的表达情况研究,为阐明Keap1-Nrf2-ARE信号通路,提高水牛胚胎体外培养的抗氧化能力奠定基础。     

水牛转录抑制因子CTCF基因克隆分析及不同组织中的表达研究

本研究克隆了水牛转录抑制因子CTCF基因序列,并运用生物信息学方法对其核苷酸序列的保守性和氨基酸的理化性质、蛋白质结构进行了系统分析,此外还对CTCF基因在水牛不同组织中的表达差异进行了检测。结果表明,应用RT-PCR技术克隆获得了长2239bp水牛CTCF基因序列,其中编码区全长2184bp,编码727个氨基酸,理论蛋白质分子质量82.7ku,等电点为6.57。多重序列比较分析显示,水牛CTCF核苷酸序列与牛、猪、马、人和小鼠相应序列的相似性分别为99%、96%、96%、94%和92%,结合系统进化树分析结果推测,CTCF基因在不同物种及进化的过程中具有高度的保守性。对水牛CTCF蛋白的二级和三级结构分析结果发现,其存在连续11个锌指C2H2结构,预测其为重要的DNA结合蛋白。定量表达分析结果显示,CTCF在水牛肝脏组织中相对表达量最高,大脑、肌肉和肾脏次之,卵巢和皮肤表达量较低。     

沼泽型水牛ALK3基因克隆分析与表达模式研究

试验旨在对沼泽型水牛ALK3基因进行克隆、生物信息学分析,并对其在水牛组织中的表达规律进行系统研究.根据GenBank中已公布的牛ALK3基因序列设计特异性引物,应用RT-PCR方法扩增、克隆获得目的基因片段;应用生物信息学方法分析和预测了水牛ALK3的遗传进化及蛋白质的理化性质、二级和三级结构;并应用QRT-PCR技术对ALK3基因在水牛组织中的表达进行了差异分析.结果表明,水牛ALK3基因编码区全长1 599 bp,共编码532个氨基酸.多重序列比较分析显示,水牛ALK3核苷酸序列与牛、绵羊、猪、马、人和小鼠相应序列的同源性分别为98%、96%、95%、93%、94%和91%.系统进化树分析显示,ALK3基因在不同物种以及进化的过程中具有高度保守性.对ALK3蛋白质的分析表明该蛋白呈弱碱性,有信号肽,细胞亚定位于胞膜上,存在丝氨酸/苏氨酸激酶和GS等结构.定量分析结果显示,ALK3在水牛生殖脊、心脏、肝脏、颗粒细胞、肺脏、卵丘细胞、肾脏、下丘脑、垂体、大脑等15种组织或细胞中有不同程度的表达,其中卵巢中表达量最高,垂体、肺脏和睾丸次之,卵丘细胞表达量最低.本研究成功克隆了沼泽型水牛ALK3基因,并研究了其在不同水牛组织细胞中的表达规律,为阐明其在水牛繁殖过程中的功能及转基因载体构建中的应用研究奠定了理论基础.     

水牛SIRT6基因克隆及其在组织中的表达分析

本研究旨在克隆水牛SIRT6基因，构建真核表达载体，并对该基因进行生物信息学及组织表达谱分析。以牛SIRT6基因编码区为种子序列（GenBank登录号：NM_001098084.1），应用Oligo 7.0软件设计引物序列，用RT-PCR方法扩增水牛SIRT6基因完整编码区序列，测序鉴定后进行生物信息学分析，构建逆转录病毒载体pMXs-SIRT6-IRES-GFP，并在HEK-293T细胞和水牛胎儿成纤维细胞上进行重组载体表达鉴定；采集水牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肠、脑、皮肤、生殖嵴分别提取RNA，反转录后以cDNA为模板进行实时荧光定量PCR，检测SIRT6基因在各组织中的表达差异。结果表明，水牛SIRT6基因编码区全长1 080 bp，编码359个氨基酸，其中亮氨酸及脯氨酸含量最高（10.3%），酪氨酸含量最低（1.1%）。水牛SIRT6基因核苷酸序列与牛、人和小鼠的同源性分别为98.4%、86.7%和78.5%，物种间同源性较低。系统进化树结果表明，水牛与牛聚为一支，再与人、小鼠聚为一大支，亲缘关系相对较近，与果蝇亲缘关系较远。SIRT6蛋白理论分子质量为39.47 ku，分子式为C₁₇₃₇H₂₇₈₃N₅₀₉O₅₁₆S₁₃，等电点为8.48，不存在跨膜区，为膜内蛋白；含有Sirtuin家族特有的Sir2去乙酰化酶的催化结构。二级结构预测结果显示，水牛SIRT6蛋白包含13个α-螺旋、27个β-折叠、24个T-转角和20个无规则卷曲。逆转录病毒载体介导的SIRT6基因能在HEK-293T细胞和水牛胎儿成纤维细胞中表达。实时荧光定量PCR结果显示，SIRT6基因在水牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肠、脑、皮肤、生殖嵴中均有表达，其中在生殖嵴中表达量最高，在皮肤中的表达量次之，而在肝脏中表达量最低。本试验结果将为水牛SIRT6基因的功能研究提供参考。     

Cloning of Buffalo BMP1 Gene and its Expression Pattern Investigation in Different Tissues

Buffalo BMP1 gene was cloned in the present study, the BMP1 sequence was systemically analysed by bioinformatics techniques, and the expression level of BMP1 gene in different tissues were also assayed with Real-time fluorescence quantitative PCR (QRT-PCR).The results showed that with RT-PCR a 3 195 bp buffalo BMP1 gene was cloned and sequenced, including the whole ORF of 2 967 bp (coding 988 amino acid).The sequence multialigned results showed that buffalo BMP1 gene shared 99%, 96%, 96%, 96% and 95% of similar amino acid sequence with Bos taurus, Sus scrofa, Equus, Homa sapiens and Mus musclus, respectively.It was predicted that buffalo BMP1 protein contained a signal peptide domain, a preregion, a metalloproteinases domain, five complement-Uegf-BMP-1 domain (CUB domain) and two epitheloid growth factor-like domain (EGF-like domain).In addition, we also analyzed the expression level in different tissues through QRT-PCR, the results showed that BMP1 gene mRNA existed in all nine tissues with the most abundant expression in heart, followed by testis, ovary, genital ridge, while with lower amount of bone and other tissues, the minimal expression in liver was observed.     

水牛骨形态发生蛋白1基因的克隆及其在不同组织中的表达研究

本研究克隆了水牛骨形态发生蛋白1(bone morphogenetic protein-1,BMP1)基因序列,并运用生物信息学方法对其核苷酸序列的保守性和氨基酸的理化性质、蛋白质结构进行了系统分析,此外还运用实时荧光定量PCR技术对BMP1基因在水牛不同组织中的表达差异进行了检测。结果表明,应用RT-PCR技术克隆得到水牛BMP1基因的cDNA序列长度为3 195 bp,其中包含完整的2 967 bp的开放读码框(ORF),编码988个氨基酸。经序列相似性分析显示,水牛BMP1基因与牛、猪、马、人和小鼠相应氨基酸序列相似性分别为99%、96%、96%、96%和95%,具有很强的保守性。结合系统进化树分析结果推测,BMP1基因在不同物种及进化的过程中具有高度的保守性。对水牛BMP1蛋白的结构域预测结果发现,其存在1个信号肽区、1个前肽区、1个金属蛋白酶区、5个CUB区和2个EGF-like功能区。定量表达分析结果显示,BMP1基因在水牛心脏组织中相对表达量最高,睾丸、卵巢和生殖嵴等性腺器官表达量次之,骨头等其他组织表达量较低,肝脏表达量最低。     

水牛LPIN1基因克隆及序列分析

试验旨在克隆获得水牛脂素1（LPIN1）基因，并对其进行生物信息学分析，为揭示该基因在水牛脂肪沉积、生殖发育和泌乳调控中的作用奠定基础。本研究以水牛卵巢组织cDNA为模板，PCR扩增获得了LPIN1基因CDS区全长后测序，并结合生物信息学分析方法预测及分析蛋白质理化性质、二级结构及三级结构等。结果表明，水牛LPIN1基因编码区长2 793 bp，编码930个氨基酸。MegAlign软件分析显示，水牛LPIN1基因核苷酸序列与水牛（预测）、牦牛、黄牛、山羊、藏羚羊、绵羊、猪、骆驼、人和小鼠LPIN1基因的同源性分别为99.6%、97.9%、97.7%、97.5%、97.4%、97.1%、89.9%、89.8%、86.2%和83.5%；水牛lipin1蛋白氨基酸序列与黄牛、牦牛、山羊、藏羚羊、骆驼、猪及人的同源性分别为99%、99%、99%、99%、94%、94%及90%。应用Mega 5.0软件构建系统进化树发现，水牛与黄牛的亲缘关系最近，其次为绵羊和山羊，LPIN1基因在不同物种及进化的过程中具有高度保守性。对lipin1蛋白分析发现，其二级结构由α-螺旋、β-折叠、T-转角和无规则卷曲组成；蛋白呈弱酸性，无信号肽，亚细胞主要定位于细胞核中，存在Lipin_N、LNS2和AF1Q等结构域，其中Lipin_N、LNS2为保守结构域。     

水牛缝隙连接蛋白43基因克隆及表达

本研究克隆了水牛缝隙连接蛋白43(connexin 43,Cx43)基因序列,并运用生物信息学方法对其核苷酸序列的保守性和氨基酸的理化性质、蛋白质结构进行了系统分析,对Cx43基因在水牛不同组织和不同发育阶段卵泡中的表达差异进行了检测。结果表明,应用RT-PCR技术克隆获得了水牛Cx43基因序列,其中编码区全长1152 bp,编码383个氨基酸,蛋白质理论分子质量43.13 ku,等电点为8.88。多重序列比对结果显示,水牛Cx43核苷酸序列与牛、羊、猪、马和人相应序列的同源性分别为99%、98%、94%、93%和92%,系统进化树分析结果推测,Cx43基因在不同物种进化过程中具有高度保守性;对水牛Cx43蛋白的二级和三级结构分析发现,其具有缝隙连接蛋白的特有结构。定量RT-PCR结果显示,Cx43在水牛卵巢组织中相对表达量最高,睾丸、肾脏、心脏和皮肤次之,肝脏和大脑表达量较低。免疫组化结果发现,Cx43蛋白表达随卵泡发育时期的不同而变化,Cx43蛋白随卵泡发育表达逐渐增强。     

Cloning and Sequence Analysis of Buffalo Keap1 Gene and Investigation of Its Expression Pattern in Different Tissues

In this study,the CDS sequence of buffalo Keap1 gene was cloned and analyzed,then its expression pattern in different tissues was also investigated.A pair of primers of buffalo Keap1 gene was designed based on the nucleotide sequence of Bos taurus Keap1 gene from GenBank,and then the buffalo Keap1 gene was amplified.Using the bioinformation techniques,the gene sequence and the protein structure were analyzed.The expression level of Keap1 gene in different tissues were detected with Real-time quantitative PCR.The results showed that the length of buffalo Keap1 gene coding sequence was 1 875 bp and encoded 624 amino acids.The multiple sequence alignment results showed that buffalo Keap1 gene shared 99%,96%,92% and 90% of similar nucleotide sequence with that of Bos taurus,Ovis aries,Sus scrofa and Homo sapiens,respectively.And the phyogenetic tree also showed the conservatism between several different species.The second structure of buffalo Keap1 protein was predicted as 24 alpha regions,40 beta regions,38 turn regions and 27 coil regions.In addition,the results of Real-time quantitative PCR showed that Keap1 mRNA exists in all seven tissues,but the most abundant expression was in heart and the minimal expression was in liver and spleen.The results provided an foundation for further study of Keap1-Nrf2-ARE signal pathway,for enhancing the ability of antioxidant of buffalo embryo in vitro culture.     

水牛MBD3基因克隆分析及其真核表达载体的构建

本研究旨在克隆水牛MBD3基因,进行生物信息学分析,并构建MBD3基因的真核表达载体,为研究MBD3基因在水牛胚胎发育及诱导多能干细胞（iPSCs）中的作用奠定基础。试验从卵巢组织中提取总RNA,反转录得到cDNA,并以此为模板,应用RT-PCR克隆得到MBD3基因,测序并应用相关的生物学软件进行分析;将MBD3基因连接至真核表达载体pEGFP-C1,再将携带目的基因的重组质粒转染HEK293T细胞和水牛胎儿成纤维细胞（BFF）,利用RT-PCR及Western blotting方法分析目的基因的表达。结果表明,克隆获得了898 bp的水牛MBD3基因序列,其中编码区全长774 bp,编码257个氨基酸。通过对MBD3基因核苷酸序列的多重比对及进化树分析,MBD3基因在进化中高度保守,特别是MBD结构域,水牛与牛的同源性为100%,与人、猪、猩猩的同源性均为97%。将水牛MBD3基因真核表达载体转染HEK293T细胞和BFF,通过荧光观察、RT-PCR及Western blotting方法鉴定表明,成功构建了水牛MBD3基因的真核表达载体。本研究克隆得到了水牛的MBD3基因,并成功构建了MBD3基因的真核表达载体,为进一步研究MBD3基因在水牛胚胎发育及iPSCs诱导上的作用奠定了基础。