京海黄鸡促性腺激素释放激素受体基因密码子特性分析

为了了解鸡促性腺激素释放激素受体(gonadotropin releasing hormone receptor, GnRHR)基因的密码子特性,以便于为GnRHR基因的表达选择合适的外源表达系统,本研究使用在线工具CUSP、CHIPS及CodonW软件对鸡GnRHR基因的密码子特性进行分析,并与鸡、模式动物基因组和其他动物GnRHR基因密码子特性进行比较.结果显示,京海黄鸡GnRHR基因的ENc值较小,具有较强的密码子偏好性,且偏好以G/C结尾的密码子, GnRHR基因CDS序列中,GC含量大于AT含量;CodonW软件计算结果表明,京海黄鸡GnRHR基因密码子中,密码子GCC、ATC、CTC、CTG、CGC、CGG、AGC、TCC和GTG(RSCU>2)偏好性较强,且均以G/C结尾.对31条鸡基因分析表明鸡偏好密码子中有12种G/C结尾的密码子.与大肠杆菌、酵母菌和小鼠基因组密码子使用频率比较显示,京海黄鸡GnRHR基因密码子偏好性与3种生物相差很大,不适合进行外源表达.与其他动物GnRHR基因密码子偏好性比较显示,禽类GnRHR基因偏好含有或以G/C结尾的密码子,而其他物种的GnRHR基因无强烈的偏好性.聚类分析结果表明,亲缘关系近的物种之间倾向于拥有相同的密码子偏好性.     

鸡Z染色体基因表达的密码子偏性

从NCBI数据库(http:∥www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/mapview/map)下载鸡Z染色体上全部基因完整的cDNA,最终共有626个基因的CDS序列纳入统计分析.使用CodonW(1.4.2)进行密码子偏性分析,确定了CGG、AGC、UGC等26个密码子为Z染色体基因表达的"最优"密码子.对应分析表明,影响鸡Z染色体基因表达的密码子偏性的主要因素分别为GC3s、基因的表达丰度、GC含量、CDS长度及氨基酸的疏水性.鸡Z染色体基因表达的密码子用法受到了核苷酸组成偏好的显著影响,这种核苷酸组成偏好很可能是突变偏畸、固定偏畸及基因转换导致的.对于鸡这种群体有效规模较大的群体,密码子的偏性更有可能是核苷酸组成偏好及选择等因素综合作用的结果.     

13种植物actin基因的密码子使用特性分析

[目的]分析13种植物actin基因的密码子组成、密码子偏性及聚类关系,了解其密码子使用模式及影响密码子使用的因素,为深入研究分子进化及物种进化提供参考.[方法]运用CodonW 1.4.4软件分析13种植物的肌动蛋白基因(actin)密码子组成及使用参数,并对影响密码子偏性的因素进行研究.应用MEGA 4.1对13条基因的CDS序列进行聚类分析,采用SPSS 20.0进行密码子偏性的聚类分析.[结果]双子叶植物中actin基因的GC含量为45.0%~51.2%、GC3s含量为36.3%~53.8%,单子叶植物中GC含量为53.0%~58.3%、GC3s含量为60.9%~75.8%;actin基因在单子叶植物中偏爱G/C结尾的密码子,双子叶植物中偏爱A/T结尾的密码子.GC和GC3s与有效密码子数(ENC)呈极显著负相关(P<0.01),相关系数均为-0.906.ENC绘图分析结果表明,actin基因密码子偏性同时受突变和选择压力影响,单子叶植物受选择压力影响的程度大于双子叶植物.基于actin基因密码子偏性的聚类将单子叶植物高粱、玉米聚为一类,水稻、大麦、竹聚为一类,8种双子叶植物聚为一类.[结论]actin基因密码子偏性与碱基组成密切相关,其密码子偏性在单、双子叶植物间存在差异,依据密码子偏性的聚类能在一定程度上反映物种间的亲缘关系.     

Cryptocaryon irritans recombinant proteins as potential antigens for sero‐surveillance of cryptocaryonosis

Cryptocaryonosis is a major problem for mariculture, and the absence of suitable sero‐surveillance tools for the detection of cryptocaryonosis makes it difficult to screen Cryptocaryon irritans‐infected fish, particularly asymptomatic fish. In this study, we proposed a serum‐based assay using selected C. irritans proteins to screen infected and asymptomatic fish. Eight highly expressed genes were chosen from an earlier study on C. irritans expressed sequence tags and ciliate glutamine codons were converted to universal glutamine codons. The chemically synthesized C. irritans genes were then expressed in an Escherichia coli expression host under optimized conditions. Five C. irritans proteins were successfully expressed in E. coli and purified by affinity chromatography. These proteins were used as antigens in an enzyme‐linked immunosorbent assay (ELISA) to screen sera from experimentally immunized fish and naturally infected fish. Sera from both categories of fish reacted equally well with the expressed C. irritans recombinant proteins as well as with sonicated theronts. This study demonstrated the utility of producing ciliate recombinant proteins in a heterologous expression host. An ELISA was successfully developed to diagnose infected and asymptomatic fish using the recombinant proteins as antigens.     

Patterns of synonymous codon usage bias in chloroplast genomes of seed plants

Codon usage in chloroplast genome of six seed plants （Arabidopsis thaliana, Populus alba, Zea mays, Triticum aestivum, Pinus koraiensis and Cycas taitungensis） was analyzed to find general patterns of codon usage in chloroplast genomes of seed plants. The results show that chloroplast genomes of the six seed plants had similar codon usage patterns, with a strong bias towards a high representation of NNA and NNT codons. In chloroplast genomes of the six seed plants, the effective number of codons （ENC） for most genes was similar to that of the expected ENC based on the GC content at the third codon position, but several genes with low ENC values were laying below the expected curve. All of these data indicate that codon usage was dominated by a mutational bias in chloroplast genomes of seed plants and that selection appeared to be limited to a subset of genes and to only subtly affect codon usage. Meantime, four, six, eight, nine, ten and 12 codons were defined as the optimal codons in chloroplast genomes of the six seed plants.     

口蹄疫病毒VP1基因密码子偏好性分析

VP1蛋白是口蹄疫病毒(FMDV)的主要结构蛋白,可诱导机体产生中和抗体以及激发保护性免疫应答。为探究VP1基因密码子偏好性,筛选出其最佳体外表达系统,使用Visual Gene Developer、CodonW、GraphPad Prism等软件,对VP1基因进行密码子偏好性分析,同时将VP1基因密码子使用频率与大肠杆菌、毕赤酵母、昆虫杆状病毒和哺乳动物细胞表达系统作了比较。结果显示,VP1基因的CAI为0.21,ENC为55.43,GC3S为65.26%,表明该基因密码子使用偏好较弱并且密码子偏好以G/C碱基结尾。结合VP1基因与各表达系统密码子使用频率比值,发现其与昆虫杆状病毒表达系统频率比值差异最小且CAI最大,因此推断昆虫杆状病毒表达系统是FMDV VP1基因最适体外表达系统。本研究为FMDV亚单位疫苗研制等提供了技术基础。     

犬TfR胞外区密码子的优化、真核表达及与犬细小病毒VP2蛋白结合

为制备大量具有天然活性的犬胞外区可溶性转铁蛋白受体(sTfR),本试验通过密码子优化提高sTfR在真核细胞中的表达水平.利用RT-PCR方法从犬肝脏中扩增sTfR编码基因,依据该基因编码的氨基酸序列,参照人偏爱的密码子,对该基因进行密码子优化并由公司合成.利用peDNA3.1-CD5质粒分别构建野生型和密码子优化的sTfR基因真核表达载体,经磷酸钙介导使其在HEK293T细胞中进行表达,利用Western-blotting鉴定表达产物,通过ELISA检测重组犬sTfR蛋白与犬细小病毒VP2蛋白的结合活性.结果显示本试验扩增的犬sTfR基因与GenBank该基因序列的同源性为100%;通过在HEK 293T细胞中进行瞬时表达,结果显示密码子优化可以明显提高sTfR基因在HEK 293T细胞中的表达水平,提高了75%.同时表达的sTfR蛋白能够与犬细小病毒VP2蛋白进行特异结合,表明表达的重组sTfR蛋白具有天然活性.     

蝉抗菌肽基因密码子优化及其毕赤酵母表达载体构建

根据毕赤酵母（Pichia pastoris）密码子的偏嗜性,通过SOEing法合成改造后的抗菌肽Cryptonin基因片段。基因克隆到pGAPZα-A质粒中,获得分泌型重组酵母表达载体pGAPZα-A-Cryptonin。经酶切分析、PCR和测序鉴定证明载体构建成功。表达载体的正确构建为Cryptonin的高效表达和生物学活性研究奠定基础。     

基于采后转录组的香菇密码子偏好性分析

以香菇基因组数据为基础,对其细胞核基因组的密码子偏好性及偏好性形成因素进行分析。香菇细胞核编码基因的GC含量为48.66%,同义密码子第3位中碱基T（T3s）的出现频率最高（36.07%）,同时高表达基因的GC、GC3以及GC3s含量均显著高于基因组水平;相关性分析结果显示基因表达与序列C3s含量、GC3、GC3s、GC含量、C含量以及CAI呈显著正相关;香菇基因组编码序列中共29个高频密码子,结合转录组筛选高表达和低表达基因的基础上鉴定出16个最优密码子;偏好性形成影响因素分析表明,香菇基因组密码子偏好性形成受中性突变和选择压力影响。本研究可以为采后香菇关键基因功能解析,开展香菇采后品质劣变机制研究提供参考。     

羊口疮病毒B2L基因密码子偏好性分析

B2L蛋白是羊口疮病毒(ORFV)的主要囊膜蛋白,为重要保护性抗原之一,可刺激机体产生强烈的抗体反应。本研究对B2L基因运用Visual Gene Developer生物信息学软件,分析其在大肠杆菌、毕赤酵母、昆虫杆状病毒表达系统中的密码子使用偏好性,从而选择一个最适表达系统,以增加B2L蛋白的表达量。分析表明,B2L基因在昆虫杆状病毒表达系统中会得到更好的表达,这为B2L基因表达系统的选择提供了参考。