线虫线粒体基因组全序列分析研究进展

 线虫(nematode)种类繁多,生活方式多样,一部分线虫可寄生于动物和植物体内,引起线虫病(nematodiasis),其中旋毛虫病、猪蛔虫病等是重要的人兽共患寄生虫病,在中国和世界各地普遍流行,危害严重。本文将对线虫线粒体基因组的研究进展、应用和今后发展方向做一简要综述。迄今,已完成46种线虫的线粒体基因组全序列测定和分析。线虫线粒体基因组的碱基组成、基因结构、基因变异等方面有其特点,这些分析结果为线形动物门线粒体功能基因组学研究、比较基因组学研究、分子分类学研究、虫种(株)鉴定与分类、分子系统发育和进化分析等提供了重要依据和指导作用,为线虫病诊断、分子流行病学调查等分子检测方法的建立提供参考依据。     

带属绦虫线粒体基因组全序列生物信息学分析

通过利用生物生物信息学方法分析带属绦虫线粒体DNA(mtDNA)碱基组成、基因结构、密码子利用、基因变异及其在分子系统进化研究中的应用价值等,以期为带属虫种线粒体功能基因组学研究、分子分类学研究及其疾病诊断提供重要依据。从NCBI GenBank中下载已测序的6种带属绦虫线粒体基因组(mt genome)全序列,以细粒棘球绦虫mtDNA序列作为参考序列(外群),用ClustalX软件(1.83)(http://www2.ebi.ac.uk/clustal w/)进行多重序列比对,用DNAStar软件进行序列差异性分析,用MEGA4软件的邻接法(Neighbor-joining method)构建进化树,核苷酸进化距离算法用最大似然法(Maxi mumlikelihood method),氨基酸进化距离算法用泊松校正法(Poissoncorrection method),进化树检验用自展法(Bootstrap test)。tRNA和2个非编码区RNA二级结构预测分别使用软件ARWEN和RNAstructure Version 4.6。结果显示,带属绦虫mtDNA为双链闭环分子,为13.3~13.7 kb;4种碱基成分中,T含量最高(超过47%),C含量最低(低于9%);共有36个按照相同顺序排列的编码基因,其中蛋白质编码基因有12个,tRNA编码基因有22个(其中编码丝氨酸-tRNA和亮氨酸-tRNA的基因有2个,其余18种tRNA分子各有1个),rRNA编码基因有2个(包括1个大亚基和1个小亚基)。基因组结构紧凑,基因间存在重叠区域,如nad4L和nad4基因;除广泛使用ATG作为起始密码子编码蛋氨酸,部分基因如多头绦虫nad6基因用GTG作为蛋白质翻译的起始密码子。线粒体tRNA长度为58~76 nt,二级结构多数呈典型的三叶草结构,少数呈D-loop结构;2个线粒体rRNA亚基基因rrnL和rrnS被trnC基因分隔开;线粒体基因组有2个大的非编码区,1个长非编码区(LNR)和1个短非编码区(SNR);线粒体基因组中蛋白编码基因之间的差异为5.7%~28.9%,其中cox1和nad4L基因比较保守,而nad5和nad6则变异较大,进化较快。结果表明,根据线粒体基因组序列绘制的带属绦虫分子进化树表明,亚洲带绦虫(T.asiatica)和牛带绦虫(T.saginata)间的亲缘关系最近,成为姊妹种,而多头绦虫(T.multiceps)与前两者的亲缘关系比猪带绦虫(T.solium)与前两者的关系更近,但与虫种的生物学特征存在一定差异。     

弓形虫棒状蛋白2研究进展

棒状蛋白2(ROP2)为弓形虫生活史各期均能分泌的抗原,具有高度的保守性和免疫反应性.综述了近年来关于ROP2分子生物学特征、免疫特性、疫苗的研究进展.     

寄生性蠕虫丝氨酸蛋白酶抑制剂研究进展

丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpin)是一种蛋白水解酶,广泛存在于生物体中。本文论述了丝氨酸蛋白酶抑制剂的分类、结构、功能及在寄生性蠕虫中的研究进展。指出通过对Serpin的研究,有望使其作为寄生性蠕虫病诊断和疫苗的候选分子,为寄生性蠕虫病防治奠定基础。     

旋毛虫新生幼虫期特异性T314全长cDNA的克隆及表达

利用PCR将旋毛虫新生幼虫期特异性全长T314cDNA的信号肽祛作后重组到原核表达载体pET-28a。将重组质粒pET28-T314转入克隆菌DH5a和表达菌DE3，分别提取质粒进行酶切，测序鉴定。用KIPTG诱导培养重组表达菌DE3，做菌体裂解物外源表达产物的SDS－PAGE分析。将重组质粒表达的融合蛋白免疫家兔制备抗血清，采用Western blot检测T314cDNA在旋毛虫不同发育时期的表达情况及其天然表达产物的相对分子质量。测序结果显示：外源T314cDNA的PCR产物在重组质粒pET28-T314中阅读框架正确；SDS－PAGE分析结果显示：经IPTG诱导后转化菌DE3的裂解产物与对照菌相比出现了1条相对分子质量约为39000的新条带，大小与外源cDNA融合蛋白的理论推导值38800相符；Western blot检测结果显示：T314cDNA的天然表达产物仅存在旋毛虫新生幼虫，不存在于成虫与肌幼虫，且相对分子质量大小与其在原核重组质粒中表达产物相同。     

多头纤虫抗原特性的研究——多头绦虫节片抗原及原头节ES抗原的S…

为了探明多头绦虫成虫节片抗原及多头蚴原头节排泄分泌抗原的多肽组分，以供今后在免疫诊断与预防脑多头蚴病的应用，本试验应用ＳＤＳ－ＰＡＧＥ首次分析了多头绦虫成虫节片抗主多头蚴原头节ＥＳ抗原的多肽组分。应用１２．５％凝胶的连续系统，垂直板型电泳，考马斯亮头Ｒ－２５０染色的结果表明，成虫节片抗原共有１６条多肽带，其分子量范围２９￣１５４ＫＤ，其中主带４条，分别为７３，８８，１２８，１３４ＫＤ，原头节ＥＳ抗     

旋毛虫新生幼虫差减cDNA文库的构建及其步筛选

利用差减杂交（减法杂交，subtractive hybridization)技术，以旋毛虫新生幼虫（newborn larvae,NBL)的cDNA作为试验方（tester)，以肌幼虫＋成虫的cDNA作为驱动方（driver)，制备新生幼虫差减cDNA,利用T载体构建NBL差减cDNA文库，获克隆株90个，以试验方的差减cDNA第2次PCR产物＋未差减cDNA为试验方探针，以驱动方的差减cDNA第2次PCR产物＋未差减cDNA为驱动方探针，在NBL差减cDNA文库中初筛NBL的期特异性克隆，获初筛克隆24个。这些初筛斯异性克隆进一步用Southern blot确认鉴定，获直阳性期特异性克隆2个（NBL SSC1，NBL SSC2）.DNASIS以及Blaster的分析结果显示，这2个克隆为旋毛虫的2个新基因，其中NBL SSC1编码糖蛋白，NBL SSC2编码丝氨本蛋白酶，本试验为旋毛虫期特异性基困全长序列的调取，分析，鉴定以及强保护性抗原基因的筛选奠定了基础。     

旋毛虫肌幼虫p53cDNA的克隆及鉴定

根据GenBank中旋毛虫53000抗原基因的序列设计引物，用PCR技术直接从旋毛虫肌幼虫cDNA文库中扩增靶基因p53cDNA，将其克隆到pMD-18T载体，转化至大肠埃希氏菌NovaBlue后测序分析，结果表明，克隆到1176bp的p53cDNA，共编码391个氨基酸。序列分析表明，p53cDNA序列与GenBank中的旋毛虫p53基因序列相比共有12个核苷酸发生改变，二者的同源性为98％，所编码蛋白质氨基酸序列的同源性为98％。将其克隆到原核表达载体pET28a并转化至表达菌BL21star（DE3），经IPTG诱导表达后获得约48000的重组蛋白。Western blotting检测证实，p53重组蛋白可以被旋毛虫感染猪血清识别，具有很好的抗原性。     

旋毛虫T3223-6 cDNA的表达及鉴定

利用PCR技术将T3223-6 cDNA扩增克隆到原核表达载体pET-28a,将重组质粒转入克隆菌Nova-blue,提取质粒进行酶切和测序鉴定后转入表达菌BL21star(DE3).用1 mM IPTG诱导培养重组表达菌,对菌体裂解物进行SDS-PAGE分析,检测重组蛋白的表达情况.用旋毛虫感染猪血清和正常血清,通过western blotting检测重组蛋白的反应原性.结果表明:经IPTG诱导后重组转化菌的裂解产物出现44 kD左右的表达带,大小与理论值相符;western blotting检测结果显示重组蛋白可以被旋毛虫感染猪血清识别,具有反应原性.     

刚地弓形虫GJS株微线体蛋白基因MIC3的克隆与原核表达

根据Genbank中编码MIC3的已知基因序列设计并合成一对引物,应用PCR技术对刚地弓形虫GJS株微线体蛋白基因MIC3进行克隆、表达及鉴定.结果表明:克隆的MIC3基因的开放阅读框与Genbank收录的MIC3基因在核菌酸和氨基酸水平上高度一致,说明弓形虫MIC3蛋白的高度保守性;构建的原核细胞表达质粒PET-MIC3表达产物分子量为46 ku,且经Western-blot显示可被猪抗弓形虫免疫血清识别.