谷子RNA干扰相关酶类基因家族的鉴定与分析

Dicers酶类、Argonautes蛋白以及RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerases, RDRs)是RNA干扰(RNA interference, RNAi)机制中重要的核心蛋白,但在谷子(Setaria italica)中尚无系统报道。为了研究谷子中与RNA干扰相关酶类基因的特征,本研究对谷子的RNA干扰相关酶类基因家族进行了蛋白质理化性质、亚细胞定位预测、蛋白质保守基序、基因保守结构域、基因家族成员间系统发育关系以及组织特异性表达谱分析。研究共发现24个与谷子RNA干扰相关酶类基因,包括7个DCL (Dicers),13个AGO (Argonautes),4个RDRs。系统进化树分析表明,这些家族被分为3个进化支。同一家族基因成员具有共同的保守结构域。虽然大多数基因可同时在不同发育时期的叶、茎和穗中表达,但其在各时期的穗和茎中的表达量最高。本研究为详细探讨这些基因在谷子生殖和生长发育中的表观遗传修饰作用提供了理论依据。     

大白猪ZnT基因家族生物信息学分析及组织表达研究

【目的】 分析大白猪溶质载体30A （ZnT）基因家族成员的生物学特性,并检测其在猪不同组织中的表达水平,为研究ZnT基因家族调控锌的代谢提供科学依据。【方法】 使用多种生物信息学软件对猪ZnT基因家族10个成员（ZnT1~ZnT10）进行序列分析,包括基序、保守结构域、跨膜结构域、进化树、蛋白相互作用分析;使用实时荧光定量PCR方法检测ZnT基因家族在6月龄大白猪心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、卵巢、乳腺中的表达差异。【结果】 ZnT1~ZnT10基因定位到猪的8条染色体上,分子质量在41.61~85.30 ku之间;等电点介于6.27~9.30之间,其中ZnT6等电点最高为9.30,ZnT1等电点最低为6.27。ZnT基因家族中,除ZnT3外都属于稳定蛋白,除ZnT5、ZnT9外都含有6层跨膜结构域,除ZnT6、ZnT9外所含基序顺序均一致,Cation-efflux是ZnT基因家族共有的保守结构域。ZnT6与ZnT2、ZnT3、ZnT7、ZnT9蛋白关联程度最高,ZnT1与ZnT3蛋白关联程度最高,ZnT8与其他家族成员间关系较远。ZnT基因家族序列在哺乳动物进化过程中相对保守。ZnT基因家族的10个基因在大白猪肺脏中相对表达量较高,在心脏中相对表达量较低,除ZnT5、ZnT7、ZnT9外的ZnT基因家族的其他成员在肌肉中几乎不表达。【结论】 ZnT家族属于跨膜结构蛋白,所含基序顺序基本一致,Cation-efflux是ZnT基因家族共有的保守结构域。ZnT基因家族多数成员在大白猪肺脏中表达量最高,在心脏和肌肉中相对表达量较低。     

白刺14-3-3基因家族的鉴定及表达分析

为探明白刺(Nitraria tangutorum)14-3-3基因家族的基本特征及其进化关系,本研究基于白刺转录组数据,利用生物信息学方法,对白刺14-3-3基因家族成员进行鉴定,预测其理化性质、亚细胞定位、保守结构域,分析其系统进化关系及其基因在不同浓度盐、干旱处理下的组织器官表达模式。结果表明：从白刺转录组数据中初步筛选出10个14-3-3家族成员,其中具有完整蛋白质编码区(Coding Sequence,CDS)的9个成员,其蛋白的编码氨基酸的数目为212~297个,等电点在4.73~6.14之间,分子量范围是24.06~33.51 kDa,二级结构主要以α螺旋为主,三级结构高度保守;亚细胞定位预测显示该家族成员主要分布在细胞质上;表达模式分析表明,14-3-3基因在白刺不同组织器官中呈现不同的表达规律,且参与应答外界的干旱和盐胁迫。由此推测,14-3-3基因家族可能在白刺的胁迫防御方面发挥重要功能。本研究结果为进一步深入揭示白刺14-3-3基因家族的功能奠定基础。     

DAZ基因家族生物学功能的研究进展

雄性不育是医学界关注的重要问题之一,其病因多种多样,其中精子质量和无精子症基因(DAZ)是2个重要因素。后者即DAZ基因家族,包括DAZ、DAZL和BOULE基因,是精子生成的重要调控因子。DAZ基因家族成员只在生殖细胞中表达,并且它们的蛋白产物均含有一个高度保守的RNA结合序列。DAZ基因家族的无义突变影响雄性或雌性的生殖,DAZ和DAZL基因在生殖细胞的整个生命过程中都有表达,是原始生殖细胞发育以及生殖细胞分化、成熟所必需的;BOULE基因仅在减数分裂期表达,具有特定的生物学功能。DAZ蛋白在体内和体外都可与RNA结合,并有可能参与了mRNA转录后的表达调控,文章仅就近年来DAZ基因家族生物学功能的研究状况作一综述。     

空心莲子草SOD基因家族鉴定和表达模式分析

超氧化物歧化酶（SOD）是一类保守的抗氧化酶，在植物生长发育和胁迫应答响应过程中发挥重要作用。目前，尚缺乏对空心莲子草SOD家族成员的系统认识。本研究通过生物信息学对空心莲子草SOD基因家族进行了系统的鉴定及分析，并对其理化性质、保守基序、基因结构、系统发育进化关系、miRNA靶向关系和表达模式等进行了分析。结果表明，在空心莲子草中共鉴定到43个ApSOD，其中22个属于Cu/ZnSOD亚家族，21个属于Fe/MnSOD亚家族；蛋白质特征分析表明，36个ApSOD蛋白为亲水蛋白，37个ApSOD蛋白为稳定蛋白；亚细胞定位预测发现，大部分Cu/ZnSOD定位在叶绿体或细胞质，大多数Fe/MnSOD定位在线粒体。保守结构域分析发现，同亚家族中的成员具有相似的保守基序与基因结构。miRNA靶向关系预测发现，17个空心莲子草miRNA通过切割或翻译抑制作用靶向14个ApSODs。表达模式分析发现，ApSODs在不同环境条件和组织中表达水平相对稳定。利用RT-qPCR分析了6个ApSODs在除草剂处理下的表达模式，结果表明，在噁草酮和氯氟吡氧乙酸胁迫下，6个ApSODs在药后7 d内显著上调表达...     

美洲狼尾草HXK基因家族鉴定及表达

己糖激酶(Hexokinase, HXK)是糖酵解途径中的关键酶，在细胞信号传导和糖感知过程起重要作用。探究美洲狼尾草HXK家族基因的详细特征及功能，解析其在该物种生长发育各个环节中的调控作用，本研究基于美洲狼尾草全基因组数据对美洲狼尾草的己糖激酶基因家族展开分析，共鉴定出12个美洲狼尾草PMhxk基因，同时通过系统进化分析将其分为4个亚组。蛋白质基序分析表明PMhxk家族具有两个较为保守的motif片段，顺式作用元件分析表明PMhxk成员的启动子、增强子等调控区域有大量的胁迫响应与植物激素响应元件。PMhxk基因家族的表达分析表明，美洲狼尾草的HXK基因集中表达于抽穗期的穗组织中，部分PMhxk成员在干旱胁迫和盐胁迫中出现表达上调，且干旱胁迫更为明显。综上，本研究鉴定了美洲狼尾草HXK基因家族成员，并通过全面的转录组数据发现该家族成员具有显著的组织特异性和逆境表达差异性，为深入探讨HXK家族基因的功能提供了有价值的信息。     

家蚕葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶家族基因BmGMCβ2的克隆及序列与表达分析

葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶(glucose-methanol-choline oxidoreductases,GMC)家族是昆虫体内一大类以黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)为辅酶的氧化还原酶类,家蚕基因组中含有43个GMC家族基因。以家蚕5龄幼虫cDNA为模板克隆到一个家蚕GMC家族基因,命名为BmGMCβ2(GenBank登录号:JQ965926)。该基因cDNA全长1 875 bp,编码624个氨基酸,预测蛋白质分子质量为69.3 kD,pI为6.21,定位于家蚕16号染色体的nscaf3058上,编码蛋白质含GMC家族共有的ADP-bindingβ-α-β折叠结构域。系统发育分析表明该基因是家蚕GMC家族β亚家族基因成员。RT-PCR检测家蚕不同发育时期和5龄第3天幼虫不同组织中BmGMCβ2基因mRNA转录水平,以5龄盛食期最高,并且主要在表皮、脂肪体和气管中转录表达;Westernblotting分析BmGMCβ2蛋白主要在5龄第3天幼虫的脂肪体中表达。将BmGMCβ2克隆到原核表达载体pET-28a(+)中,转化E.coli BL21表达菌株,IPTG诱导表达BmGMCβ2融合蛋白,通过His-亲和层析得到纯化的融合蛋白并制备多克隆抗体,为后续研究该蛋白在家蚕生长发育过程中的功能奠定了基础。     

猪14-3-3蛋白家族基因生物信息学分析

14-3-3蛋白在哺乳动物中均有表达,是一类高度保守的酸性蛋白家族,广泛参与各种信号传导途径,具有十分重要的功能。本研究以猪的14-3-3蛋白家族为研究对象,运用生物信息学方法,首先对猪(Sus scrofa)14-3-3蛋白家族基因组数据库进行搜素,获得猪14-3-3蛋白家族的7个亚型。然后通过对所有的猪14-3-3蛋白家族的DNA序列及各种表达序列标签(Expression Sequence Tags,ESTs)作进一步比对分析。结果表明:猪14-3-3蛋白家族的7个亚型在猪中均有表达;蛋白质多序列匹配分析表明猪14-3-3蛋白存在多个保守结构域,在各功能区段相当保守;通过基因结构分析、ESTs表达分析和蛋白质预测分析表明,14-3-3蛋白质家族均为亲水性蛋白,且不同亚型在猪体内不同组织表达,参与不同的生物学功能。本文将为猪14-3-3蛋白家族进一步的功能分析提供研究基础。     

Dmrt基因家族的研究进展

Dmrt基因是指与果蝇Dsx基因和线虫Mab-3基因同源的基因,许多Dmrt基因也因此构成一个基因家族,该基因家族有一个共同特征,即所编码的蛋白质都包含一个具有高度保守的DM结构域,DM结构域是在果蝇的性别决定基因Dsx(double-sex)编码的蛋白质中发现的结构基序,通过锌指方式与特定的DNA序列结合及调控下游基因的表达来发挥Dmrt基因的作用,主要参与性别决定和性别分化.     

美洲狼尾草CCD基因家族全基因组鉴定及分析

鉴定美洲狼尾草（Pennisetum glaucum）中的类胡萝卜素裂解双加氧酶（Carotenoid cleavage dioxygenases,CCD）基因家族成员,为美洲狼尾草中PmCCD基因进一步的功能研究与遗传改良提供一定的理论依据。基于美洲狼尾草已公开的全基因组数据,成功鉴定了其中的CCD成员,并预测了该家族成员的系统进化关系,此外,分析了这些成员的蛋白理化性质、功能结构以及保守基序,并深入研究了它们的启动子顺式作用元件等,最后结合转录组数据分析了PmCCD基因在组织中、高温胁迫和干旱胁迫下的表达模式。共鉴定出13个PmCCD基因,分布于5条染色体上,系统进化分类为2个大类别,共计6个亚家族,所鉴定出的成员均具备典型的RPE65或PLN型蛋白结构域,其启动子区域有与逆境胁迫、激素响应以及生长发育等生物过程密切相关的顺式作用元件。转录组数据分析表明,PMccd-1、PMcccd-6、PMccd-7、PMccd-12基因在美洲狼尾草的穗组织中具有显著的高表达,在干旱与高温胁迫下,PmCCD基因产生了显著的表达变化,且受胁迫影响根系中的表达差异高于叶片。综上结果表明在干旱诱导时,...