鸡局部黏着斑激酶基因5′UTR及启动子的克隆鉴定

为了研究鸡局部黏着斑激酶(FAK)基因表达调控的分子机制,运用cDNA末端快速扩增技术确定了鸡胚成纤维细胞FAK基因的转录起始位点,并发现FAK基因mRNA的5′非翻译区(5′UTR)存在4种剪切形式.分析这4种剪切形式的5′端序列,发现它们都不影响蛋白的编码,但可能影响mRNA的翻译效率.另外,将启动子序列935 bp片段克隆构建到荧光素酶报告基因表达载体pGL3-Basic中,转染鸡胚成纤维细胞,测定启动子的转录活性.通过启动子序列系列缩短的克隆,将核心启动子区定位在转录起始位点上游-662至+7的669 bp片段内,该启动子的典型特征是:没有TATA盒,而富含“GC“碱基.以上结果为FAK基因的表达调控研究提供了分子基础.     

小鼠ISG15基因5′调控区序列的克隆及序列分析

采用LA-PCR技术扩增小鼠ISG15基因1194bp的5′调控区序列,构建了重组克隆载体pEGFP-N1-ISG15,对阳性克隆进行了PCR扩增、限制性酶切鉴定、DNA测序及生物信息学分析。结果表明:试验成功构建了包含小鼠ISG15基因5′调控区的重组质粒;经同源性比对发现ISG15基因5′调控区在不同物种中同源性不高,在转录起始位点近端的启动子区域中小鼠与人、牛、乌鳢的同源性分别为41.36%,37.89%,38.71%;经过预测该调控区富含GAS、GR、SP1、NF-1、CBF-B等转录因子结合位点,有五处Enhancer区、一处ISRE元件以及一处保守的NF-κB结合位点。本研究为进一步确定小鼠ISG15基因核心启动子区域及该基因的表达调控奠定了理论基础。     

鹅催乳素受体基因cDNA 2种新5′-UTR特征分析

应用5′-RACE技术,在成年雄鹅睾丸中克隆到长度分别为361 bp、499 bp和594 bp 3种催乳素受体基因(gPRLR)cDNA 5′-端片段,表明雄鹅睾丸至少表达3种gPRLR mRNA.3种5′-端序列含有长度分别为210 bp、348 bp及443 bp的不同5′-UTR.3种5′-端序列后195个核苷酸一致,与鸡催乳素受体基因(cPRLR)cDNA第3和第4a外显子高度同源.3种5′-端序列起始密码子ATG均位于第3外显子45～47 bp处,与cPRLR cDNA起始密码子同一位置.348 bp与443 bp 5′-UTR结构相似.348 bp 5′-UTR中,第3外显子上游依次是235 bp和69 bp,其中69 bp与cPRLR cDNA第2外显子高度同源.443 bp 5′-UTR比348 bp 5′-UTR多插在235 bp和69 bp之间的95 bp.这些结果表明,含348 bp和443 bp 5′-UTR的mRNA来源于同一初级转录本转录后的选择性剪接.与348 bp和443 bp 5′-UTR不同的是210 bp 5′-UTR在第3外显子的上游含有一个不同的166 bp序列.这表明含210 bp 5′-UTR的mRNA来源于另一初级转录本348 bp 5′-UTR或443 bp 5′-UTR mRNA.     

黄颡鱼bmp2a与bmp4基因启动子的克隆及分析

为研究黄颡鱼bmp2a与bmp4基因的功能及其相关转录因子的调控网络,采用RLM-5′RACE方法确定bmp2a与bmp4基因的转录起始位点,通过hiTAIL-PCR方法克隆bmp2a与bmp4基因启动子序列并运用生物信息学方法预测启动子序列上的关键转录因子结合位点。结果显示,bmp2a与bmp4基因的转录起始位点分别位于bmp2a与bmp4基因编码区上游的391bp与351bp处。克隆bmp2a与bmp4的1 830bp、1 962bp启动子序列,在启动子序列的基础上预测出AP1、SP1、E-box、GATA1、CREB、PPARγ、SOX5、SOX6和SOX9等转录因子的结合位点,提示这些转录因子对bmp2a与bmp4基因的转录调控发挥潜在的重要作用。     

山羊β-酪蛋白基因调控区的克隆及启动子活性的检测

为了克隆山羊β-酪蛋白基因的调控区并检测5′调控区的启动子活性,利用Long PCR技术对西农莎能奶山羊β-酪蛋白基因(CSN2)5′和3′调控区进行了克隆(5′调控区分两段进行克隆,3′调控区进行直接克隆)、测序,将克隆的5′调控区的两个片段通过共有的单一性酶切位点HindⅢ融合成一个长为6.7 kb的片段,用其替代表达载体pEGFP-C1上原来的启动子CMV,指导报告基因绿色荧光蛋白(GFP)在山羊乳腺上皮细胞中的瞬时表达。结果表明,克隆的GC 3.3、GC 4.3、GC 6.6 3个片段与GenBank中登录的山羊CSN2基因相应序列相比,同源性均为99%,其包含了TATA box、GC island、CAAT box、SAR、AP1、Oct-1、Sm、Glyco、Pu-1、CAC等复合元件和转录翻译调节因子的作用位点,并且5′调控区可以有效指导报告基因的表达,从而初步验证了所克隆的山羊CSN2基因5′调控区的有效性,表明克隆的调控区可用于乳腺生物反应器的研究。     

三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因5′侧翼序列的克隆与分析

根据三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)5′端序列设计特异引物,采用反向PCR技术从三角叶滨藜总DNA中扩增并克隆了该基因的5′侧翼区约855bp的片段。距起始密码子ATG77bp处的T碱基为可能的转录起始位点。在-25～-30bp、-260～-265bp、-337～-342bp以及-715～-720bp含有推测的TATA box(TATAAA),在-389～-393bp和-720～-724bp含有推测的CAAT box(CCAAT),以及在-112～-116bp和-397～-401bp含有推测的ABA作用元件CACGT。仅其-178～-1bp区与中亚滨藜BADH基因启动子区高度同源,同源性为90%。该BADH基因5′侧翼区与其它植物BADH基因的启动子区无同源性。     

牦牛乳球蛋白基因5'调控区的分离、克隆及序列分析

根据文献设计1对PCR引物,寡聚核苷酸序列上游引物为5′-gCg,AAT,TCA,TCC,CAC,gTg,CCT,gC-3′,下游引物5′gAg,AAT,TCC,Tgg,ggA,ggg,ACC,TT-3′.经68℃退火及30轮循环的PCR程序后扩增出长度为1447 bp的DNA片段,将该片段从琼脂糖凝胶中回收,克隆到pMD18-T Vector后进行序列测定.序列分析结果表明,牦牛乳球蛋白基因5′调控区与文献报道的奶牛该基因同源性为97.65%,突出的碱基差异为牦牛乳球蛋白基因5′调控区发生了1个位点连续3个碱基的缺失突变和另一位点1个碱基的插入突变.该研究也为开展以牦牛乳球蛋白基因5′调控区为启动子的乳腺生物反应器研究准备了条件.     

中华蜜蜂气味受体AcerOr1基因启动子克隆及序列分析

为获取中华蜜蜂气味受体AcerOr1基因启动子并分析调控元件,以前期获得的中华蜜蜂AcerOr1基因的cDNA序列为模板,设计特异性引物并采用染色体步移的方法,从中华蜜蜂基因组中克隆到AcerOr1基因部分序列及其5'侧翼区,并分析其调控元件组成。生物信息学分析结果表明,克隆产物长1 831 bp,3′侧翼序列与Gen Bank中AcerOr1基因序列的5'端序列同源性为92%;在1 100～1 139 bp处存在基础启动子,其序列为:5′-ATTATATAAATATTGCTCGTGGCAAAATGATTCATAAGT-3′,转录起始位点可能位于翻译起始密码子ATG上游621 bp处的碱基T,其可能性为0.98。除含有基本启动子元件(TATA-Box、CAAT-Box等)外,还存在与胚胎发育或组织发育相关的元件CF2-Ⅱ、NIT2、CdxA和与环境应激相关的元件HSF,表明AcerOr1基因在中华蜜蜂体内的转录和表达可能受到胚胎、组织及外界环境的调控。     

b-Boule基因5′调控序列的克隆与睾丸组织DMR甲基化分析

【目的】研究b-Boule基因5′调控序列的序列特征,以及牦牛、黄牛与犏牛睾丸组织b-Boule基因DMR甲基化状态的差异,为揭示b-Boule基因的表达调控和犏牛雄性不育的表观遗传机制提供依据。【方法】采用PCR扩增和克隆测序技术获得牦牛b-Boule基因5′调控序列,利用生物信息学方法分析b-Boule基因5′调控序列的序列特征,采用亚硫酸氢钠测序法检测牦牛、黄牛与犏牛睾丸组织中b-Boule基因DMR的甲基化状态。【结果】b-Boule基因5′调控序列长度为1 352 bp,核心启动子区含有SP1等甲基化敏感位点,5′端存在一个CpG岛。犏牛b-Boule基因DMR的甲基化水平(17.78%)高于牦牛(7.50%)和黄牛(6.94%)(P<0.01),特别是CpG位点33—35的甲基化水平差异更明显。【结论】犏牛b-Boule基因DMR的甲基化水平高于牦牛和黄牛,结合前期mRNA表达水平和组织学观察结果,认为DMR甲基化在b-Boule基因的表达调控中发挥关键作用,犏牛b-Boule基因可能是通过DMR区的高甲基化抑制其mRNA表达来阻滞精子发生减数分裂过程。     

Cloning and multiple transcript analysis of Ms5 gene in kenaf(Hibiscus canabius L.)

为研究Ms5基因在红麻(Hibiscus canabius L.)花药中的转录特征,以L23A不育系为试材,基于已知的红麻Ms5基因5 ′端cDNA序列,采用3′RACE和RT-PCR技术对该基因全长cDNA序列进行克隆.序列比对分析结果表明,红麻花药组织中同时存在Ms5基因2种不同的转录本,其长度分别为972和1105 bp,依次命名为HcMs5-α和HcMs5 -β.这2种转录本均包含了完整且一致的编码序列,其编码序列(CDS)全长为858bp,预测编码的蛋白质含有285个氨基酸残基,分子质量为32.4 ku,理论等电点为7.62;两者5 ′端前972 bp序列完全一致,但3′端的非编码区(UTR)长度有所不同,HcMs5-β在第972 bp以后比HcMs5-α多出133 bp的序列,具有选择性转录终止的特征.这种转录终止信号的可选择性可能与该基因转录后水平的调控有关.     

牦牛乳球蛋白基因5′调控区的分离、克隆及序列分析

根据文献设计1对PCR引物,寡聚核苷酸序列上游引物为:5-′gCg,AAT,TCA,TCC,CAC,gTg,CCT,gC-3′,下游引物:5-′gAg,AAT,TCC,Tgg,ggA,ggg,ACC,TT-3′。经68℃退火及30轮循环的PCR程序后扩增出长度为1 447 bp的DNA片段,将该片段从琼脂糖凝胶中回收,克隆到pMD18-T Vector后进行序列测定。序列分析结果表明,牦牛乳球蛋白基因5′调控区与文献报道的奶牛该基因同源性为97.65%,突出的碱基差异为牦牛乳球蛋白基因5′调控区发生了1个位点连续3个碱基的缺失突变和另一位点1个碱基的插入突变。该研究也为开展以牦牛乳球蛋白基因5′调控区为启动子的乳腺生物反应器研究准备了条件。     

葡萄LEAFY基因启动子的克隆与序列分析

为探明葡萄LEAFY基因的表达调控规律,应用PCR技术从藤稔葡萄中克隆了1个长1 833 bp的DNA片段,该序列含有2个内含子区域,编码402个氨基酸,与葡萄LEAFY同源基因VFL有99%的同源性.应用基因组步移法克隆了LEAFY基因的5′侧翼序列925 bp,拼接后的LEAFY基因及启动子序列共2 692 bp(GenBank登录号EF222286).用PLACE、PlantCARE在线启动子预测工具分析表明:该序列含有启动子的特定结构,如TATA-box,CAAT-box等,另外含有一些顺式作用元件如MYB结合位点、ABA响应元件、光响应元件和一些其他的调控序列,说明葡萄LEAFY基因的表达可能受MYB、ABA和光等的调控.用FootPrinter在线工具对葡萄与拟南芥等其他4种植物的LEAFY同源基因启动子进行比较,发现不同植物的启动子既有保守性,又有多样性,转录因子结合位点的分布相似,但也有区别,暗示了LEAFY基因表达调控的精确性或多样性.     

红麻Ms5基因的克隆及多转录本分析

为研究Ms5基因在红麻(Hibiscus canabius L.)花药中的转录特征,以L23A不育系为试材,基于已知的红麻Ms5基因5′端cDNA序列,采用3′RACE和RT-PCR技术对该基因全长cDNA序列进行克隆。序列比对分析结果表明,红麻花药组织中同时存在Ms5基因2种不同的转录本,其长度分别为972和1 105bp,依次命名为HcMs5-α和HcMs5-β。这2种转录本均包含了完整且一致的编码序列,其编码序列(CDS)全长为858bp,预测编码的蛋白质含有285个氨基酸残基,分子质量为32.4ku,理论等电点为7.62;两者5′端前972bp序列完全一致,但3′端的非编码区(UTR)长度有所不同,HcMs5-β在第972bp以后比HcMs5-α多出133bp的序列,具有选择性转录终止的特征。这种转录终止信号的可选择性可能与该基因转录后水平的调控有关。     

葡萄LEAFY基因启动子的克隆与序列分析

为探明葡萄LEAFY基因的表达调控规律,应用PCR技术从藤稔葡萄中克隆了1个长1 833 bp的DNA片段,该序列含有2个内含子区域,编码402个氨基酸,与葡萄LEAFY同源基因VFL有99%的同源性.应用基因组步移法克隆了LEAFY基因的5′侧翼序列925 bp,拼接后的LEAFY基因及启动子序列共2 692 bp(GenBank登录号EF222286).用PLACE、PlantCARE在线启动子预测工具分析表明:该序列含有启动子的特定结构,如TATA-box,CAAT-box等,另外含有一些顺式作用元件如MYB结合位点、ABA响应元件、光响应元件和一些其他的调控序列,说明葡萄LEAFY基因的表达可能受MYB、ABA和光等的调控.用FootPrinter在线工具对葡萄与拟南芥等其他4种植物的LEAFY同源基因启动子进行比较,发现不同植物的启动子既有保守性,又有多样性,转录因子结合位点的分布相似,但也有区别,暗示了LEAFY基因表达调控的精确性或多样性.     

斑鳜胃蛋白酶原C及其5'侧翼区的克隆及序列特征分析

采用RT-PCR和RACE等技术克隆了斑鳜(Siniperca scherzeri)胃蛋白酶原C(pepsinogen C,PGC)的cDNA全长和部分DNA序列,结果表明:PGC cDNA序列全长1 505 bp,5'端非翻译区37 bp,3'端非翻译区304 bp,开放阅读框架(ORF)1 164 bp,共编码含有387个氨基酸的蛋白质,包括由16个氨基酸组成的信号肽、39个氨基酸的激活肽和332个氨基酸的成熟肽.斑鳜PGC氨基酸序列与斜带石斑鱼、伯氏豚虾虎鱼、狼鲈、美洲红点鲑4种鱼的相似度分别为92.0%、91.5%、90.2%、89.1%,与非洲爪蟾、鸡、人、兔、褐家鼠的序列相似度分别为76.8%、72.8%、72.5%、69.9%、67.3%,表明PGC基因在长期的进化中较为保守.PGC基因由9个外显子和8个内含子组成,内含子剪切位点符合GT-AG规则,在第7含子中发现(GACA)6、(CA)6类型的微卫星序列,第8内含子中发现(TG)5类型的微卫星序列.采用锚定PCR方法获得了PGC 5'侧翼区长1 924 bp的序列,启动子区域位于-40～+10 bp,包含TATA盒以及GATA-1、CdxA、Hand1/E47、AP-1、Nkx-2、S8、FOX J2等转录因子的结合位点.结果为进一步研究该基因的表达、功能及其转录调控特征奠定了分子基础.     

沼泽型水牛VASA基因启动子的克隆及转录活性检测

【目的】克隆沼泽型水牛VASA基因5′侧翼序列,对启动子进行生物信息学分析及转录活性检测,为后续水牛繁殖性能的分子机理研究奠定基础。【方法】根据GenBank已公布的河流型水牛(Bubalus bubalis)的VASA5′侧翼序列,经过同源比对,设计PCR引物。以沼泽型水牛血液基因组为模板扩增VASA基因5′侧翼序列并进行测序和生物信息学分析。将扩增的VASA基因5′侧翼片段插入pEGFP-1多克隆位点处,构建pVASA-EGFP-1载体。载体经脂质体转染HEK-293T和CHO细胞系,分析其转录活性。【结果】成功克隆沼泽型水牛VASA 5′侧翼序列及部分CDS区序列,共3 081bp,同源性分析表明,沼泽型水牛VASA基因5′侧翼序列与河流型水牛、黄牛、绵羊、山羊、小鼠和人的相似性分别为99%,96%,93%,95%,90%和79%。对其5′侧翼序列2 000bp进行启动子预测及转录因子结合位点预测,发现在其翻译起始位点上游-635--586处存在TATA box,启动子区存在Nobox、Stat1、Stat3、Stat4、Stat5a、Stat5b、Stat6、Gata3、Smad2、Smad3和Smad4等反式作用因子结合位点,其中Stat家族基因在VASA启动子区存在多个结合位点,且同一位点又存在多个Stats基因结合的情况。水牛VASA启动子能启动EGFP在HEK-293T细胞中的表达,但非常微弱;能启动EGFP在CHO细胞中表达,且启动活性与CMV启动子相似。【结论】成功克隆了沼泽型水牛VASA基因启动子,分析了其启动子序列特征并成功验证其组织特异性和转录活性。     

胡萝卜sⅡ基因启动子克隆及序列分析

克隆胡萝卜直根特异性表达的液泡转化酶Ⅱ型同工酶(sⅡ)基因启动子序列,为实现外源基因在胡萝卜直根特异性表达做准备。从天红五寸参胡萝卜叶片中提取总DNA,采用PCR扩增方法获得sⅡ基因启动子序列,然后结合5'RACE实验方法和生物信息预测方法对sⅡ基因启动子进行序列特征分析。结果表明:从胡萝卜基因组DNA中PCR扩增得到预期大小的启动子片段,序列分析表明该启动子序列与已发表的序列具有99.6%的同源性;试验确定了该启动子的转录起始位点位于翻译起始位点上游26bp处的“A”;生物信息学预测该启动子的核心序列及上游增强子序列、抑制子序列、根特异性序列及受病原菌、损伤、干旱、ABA激素调控序列等顺式作用元件。成功克隆并序列分析了胡萝卜直根特异性表达的sⅡ基因启动子,为该启动子在植物基因工程中的应用奠定基础。     

鹅催乳素受体基因cDNA5′端序列克隆

为寻找鹅就巢性相关基因,从洪泽湖性成熟公鹅睾丸组织分离并合成鹅cDNA第一链;利用RACE克隆了鹅催乳素受体基因(gPRLR)5′端序列。所克隆的499 bp 5′端序列可划分为348 bp的5′-UTR、151 bp的以ATG作为起始密码子的阅读开放框。与鸡催乳素受体基因(cPRLR)cDNA序列作比对,此499 bp序列可划分为238 bp的第1外显子、69 bp的第2外显子、114 bp的第3外显子及81 bp的部分第4外显子,起始密码子位于第3外显子45 bp处。阅读开放框核苷酸序列与cPRLR cDNA同源部位的阅读开放框同源性达到88%,推导的氨基酸序列同源性达到84%。     

贵州矮马与伊犁马生长激素基因5’侧翼区的结构特征

为了摸索贵州矮马生长发育的调控机制,探明贵州矮马与伊犁马生长激素基因5’侧翼区的结构特征,以4～5龄的贵州矮马和7～8龄的新疆伊犁马为研究对象,采用直接测序法从两种马基因组中克隆了生长激素(GH)基因5’侧翼区的DNA序列,并进行生物信息学分析。结果表明:1)从基因组中克隆的711bp片段为GH基因5’侧翼区序列;2)两个马品种的GH基因5’侧翼区中都存在TATA box、CAATbox、GC box和Octamer位点等真核生物启动子结构;3)从伊犁马GH基因5’侧翼区中检测到1个位于30bp处的突变位点发生了G→C颠换,由此新增了1个转录因子upstream stimulatory factor(USF)结合位点;4)从贵州矮马和伊犁马GH基因的5’侧翼区序列中发现了MZF1、CdxA、Nkx-2、AML-1a和c-Myc等19种共58个转录因子的结合位点。结论:克隆的711bp基因序列中存在大量的转录调控元件。     

DNA甲基化抑制剂DAC处理对鸡Wnt10a基因表达及其启动子甲基化的影响

Wnt10a基因在细胞增殖、分化及迁移中发挥着重要作用,参与调控机体生长发育的诸多生物学过程,但对鸡Wnt10a基因表达的表观遗传调控机制尚不清楚.为探究DNA甲基化对Wnt10a基因表达的影响,以DMSO处理为对照组,5-Aza-2'-deoxycytidine (DAC)处理为试验组,分别用0.25、0.5、1.0、2.5、5.0tμmol·L-1浓度的DAC处理鸡胚成纤维细胞DF-1,通过RT-qPCR分析比较Wnt 10a基因在DAC和DMSO处理后的表达水平;同时通过NCBI数据获取Wnt10a启动子区序列,设计亚硫酸氢盐测序(BSP)引物,5.0 μmol·L-1 DAC处理鸡胚成纤维细胞DF-1 48 h,焦磷酸测序分析鸡Wnt10a基因上游部分CpG位点的甲基化水平.结果 表明:相对于DMSO处理,DAC处理Wnt10a基因表达量极显著上调,且上调幅度随DAC处理浓度的升高而升高;同时Wnt 10a基因上游CpG位点甲基化水平显著下降.综合而言,DNA甲基化抑制剂DAC可显著降低鸡Wnt 10a基因起始位点上游序列部分CpG位点的甲基化水平,并激活Wnt10a基因的表达.