斑马鱼E3泛素连接酶基因的生物信息学分析和mRNA表达

目的对斑马鱼E3泛素连接酶基因进行生物信息学分析,并研究其mRNA表达情况。方法利用生物信息学方法分析斑马鱼E3泛素连接酶基因的cDNA序列、蛋白质二级结构、结构域、氨基酸序列同源性,并构建进化树;利用整胚原位杂交技术研究目的基因在斑马鱼体内的mRNA表达模式。结果在NCBI基因库中找出TRIM54、TRIM55a、TRIM55b、TRIM63a、TRIM63b和TRIM101 6个斑马鱼E3泛素连接酶基因。这些基因之间有较高的同源性,二级结构以α-螺旋和无规卷曲为主,编码的蛋白质均含有3个保守结构域：环锌指、B-box锌指和卷曲螺旋。进化树分析显示,所有基因聚为4组：各物种TRIM54基因聚为一组;各物种TRIM55基因聚为一组,但靠近于斑马鱼TRIM101基因分支;TRIM63基因分为一组。整胚原位杂交结果显示,这些TRIM基因的mRNA均在受精后24 h的斑马鱼的肌节中表达,且TRIM55a、TRIM63a和TRIM101基因表达量较高。这些TRIM基因在肌肉发育和肌肉功能中可能发挥作用。结论斑马鱼的6个E3泛素连接酶基因有较高的保守性,其mRNA特异性表达于肌节部位。结果对深入研究这些基因在鱼类肌肉中的作用和指导鱼类生产具有一定的意义。     

IL1RN基因在晋汾白猪仔猪和新山西黑猪仔猪不同组织和细胞中的表达特征分析

白细胞介素1受体拮抗剂（interleukin 1 receptor antagonist,IL1RN）是一种重要的宿主免疫调节因子,是天然存在的IL-1拮抗剂。为了解IL1RN基因在断奶仔猪不同组织和细胞中表达的特征,利用Trizol法提取晋汾白猪仔猪和新山西黑猪仔猪的心脏、肝脏、脾脏、淋巴细胞、巨噬细胞等18种组织和细胞的总RNA,采用RT-PCR方法检测IL1RN基因在不同组织和细胞中的表达情况,应用SPSS 19.0软件分析IL1RN基因在晋汾白猪仔猪和新山西黑猪仔猪4种免疫组织和细胞（脾脏、淋巴结、巨噬细胞、白细胞）中的表达差异情况。结果显示：IL1RN基因在晋汾白猪仔猪和新山西黑猪仔猪的脂肪组织中均不表达,在其余各组织和细胞中均表达;IL1RN基因在晋汾白猪仔猪的巨噬细胞与淋巴结、脾脏、白细胞之间的表达差异极显著（P<0.01）,且在淋巴结与脾脏、白细胞之间的表达差异极显著（P<0.01）;IL1RN基因在新山西黑猪仔猪的脾脏、淋巴结、巨噬细胞、白细胞的表达两两之间均呈极显著差异（P<0.01）;IL1RN基因在2个猪种的脾脏、巨噬细胞、白细胞之间的表达呈极显著差异（P<0.01）,在淋巴结中的表达呈显著差异（P<0.05）。该研究结果为进一步揭示2个猪种的IL1RN基因在疾病抵抗方面的作用及相关机制提供了依据。     

秦川牛CAP2基因CDS区克隆及表达谱分析

[目的]克隆秦川牛CAP2基因的编码区序列（CDS）,分析该基因在不同组织及原代脂肪细胞分化过程中的表达特征。[方法]采用RT-PCR方法扩增秦川牛CAP2基因的CDS区,运用ProtPram、TMpred、ProtFun 2.1 Server等在线网站进行CAP2蛋白的生物信息学分析;通过油红O染色和qPCR检测成脂标志基因PPARγ和FABP4基因的表达水平以构建牛原代脂肪细胞诱导分化体系;利用qPCR检测分析CAP2基因在秦川牛7种组织（心、肝、脾、肺、肾、肌肉和背脂）和原代脂肪细胞分化过程（0~10 d）中的表达。[结果]秦川牛CAP2基因CDS区长1 461 bp,编码486 个氨基酸,氨基酸序列主要由无规卷曲和α-螺旋构成。CAP2基因在脂肪组织中高表达,极显著（P<0.01）高于其他组织。牛原代脂肪细胞诱导分化过程中,PPARγ和FABP4基因的表达量逐渐上升,与第0天相比第10 天时表达量达到最大（P<0.01）;与对照组相比,诱导分化组脂滴积累明显增加;CAP2基因表达量也随时间推移逐渐上升,以0 d为对照,第10天表达量最高（P<0.001）。[结论]成功克隆了秦川牛CAP2基因全长1 461 bp的编码区;CAP2基因在牛脂肪组织中以较高水平表达,且CAP2基因可能参与脂肪生成与分化过程,预测CAP2基因可能是促进成脂分化的转录因子,对维持牛脂肪细胞状态发挥关键作用,可能作为秦川牛肉质性状的候选基因,该研究结果为进一步揭示牛CAP2基因的功能提供基础资料。     

蒙古马母体与胎儿胃肠道NF-κB信号通路相关基因mRNA相对表达水平研究

[目的] 研究蒙古马母体与胎儿胃肠道不同区段NF-κB信号通路相关基因的mRNA相对表达水平。[方法] 选取3匹体况良好的妊娠蒙古马进行屠宰,屠宰过程中取出胎儿,分别采集母体及胎儿的胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、大结肠、小结肠和直肠组织;采用实时荧光定量PCR方法（qPCR）,对NF-κB信号通路上6个相关基因（NF-κB p50、NF-κB p65、NFKBIA、IL-1β、TNF-α和IL-8）的mRNA相对表达量进行分析,比较母体和胎儿胃肠道不同区段组织中各基因的表达差异。[结果] NF-κB信号通路上6个基因在蒙古马母体和胎儿胃肠道不同区段8个组织中均有表达;总体来看,NF-κB p50、NF-κB p65和NFKBIA基因的mRNA相对表达量在母体和胎儿上均较高,IL-1β、TNF-α和IL-8基因的mRNA相对表达量均较低。在胃肠道区段8个组织中,6个基因的mRNA相对表达量基本呈现母体高于胎儿的特征;在回肠和盲肠组织中,母体NF-κB p50基因的mRNA相对表达量显著（P<0.05）高于胎儿;在大结肠组织中,母体NF-κB p65基因和NFKBIA基因的mRNA相对表达量显著（P<0.05）高于胎儿。[结论] NF-κB信号通路上6个基因在蒙古马母体和胎儿胃肠道8个组织中均有表达,且存在一定差异;母体部分肠道区段组织中的NF-κB p50、NF-κB p65、NFKBIA基因mRNA相对表达量显著高于胎儿。     

Brachyury基因在胚胎发育过程中的重要作用相关研究进展

Brachyury（T）基因是T-box家族中第一个被鉴定出来的基因,该家族也因此得名。科学家们一直在探索Brachyury基因和T-box家族各成员的分子结构和生理功能,研究发现,Brachyury基因在多种动物中同源性都比较高,这说明T基因在进化过程中高度保守;Brachyury基因在哺乳动物胚胎发育过程中对脊索、尾芽和尿囊的形成起到不可或缺的作用,而导致胚胎发育出现障碍的原因极有可能是Brachyury基因的改变引起了与Wnt和FGF信号通路相关因子表达的上调或下调;后来的研究还发现,动物短尾表型的形成似乎也与Brachyury基因在胚胎发育期间的表达有密切关系。基于国内外对Brachyury基因的研究现状,对Brachyury基因同源性和其在胚胎发育期间所起到的调控作用进行整理归纳,以期为相关研究提供参考。     

APAP急性肝损伤小鼠肝脏组织转录组RNA-seq及相关信号通路分析

[目的]筛选与对乙酰氨基酚（acetaminophen,APAP）诱导的急性肝损伤发生发展相关的基因和关键信号通路。[方法]建立C57BL/6J小鼠APAP急性肝损伤模型。构建正常小鼠肝脏组织样本和APAP急性肝损伤小鼠损伤后第2天肝脏组织样本的2个cDNA文库,进行转录组测序。对获得的转录组测序数据进行组装及功能注释。使用DESeq R包（1.10.0）分析具有生物学重复的差异基因的表达,利用KOBAS软件确定KEGG信号通路中差异表达基因的静态富集。[结果]APAP急性肝损伤小鼠损伤后第2天与正常小鼠肝脏组织转录组相比,共有7 270个DEGs,包括3 707个显著（P<0.05）上调表达基因和3 563个显著（P<0.05）下调表达基因。在所有显著上调表达基因中,表达量变化幅度较大的是Col1a1、Gsta1、S100a6基因;在所有显著下调表达基因中,差异表达量位于前3位的基因是Slc1a2、Glul、Acaa1b。共有2 515个DEGs在316个不同的KEGG通路中富集,显著上调表达基因富集的信号通路主要是趋化因子信号通路、B细胞受体信号通路、NOD样受体信号通路、ECM受体相互作用信号通路等免疫和炎症相关信号通路,显著下调表达基因富集的信号通路主要是氧化磷酸化、脂肪酸降解、脂肪酸代谢、碳代谢等合成代谢信号通路。[结论]在APAP急性肝损伤过程中涉及多个信号通路的参与,趋化因子信号通路和ECM受体交互作用信号通路可能是急性损伤期中发挥主要作用的信号通路。     

17α-甲基睾酮对稀有鮈鲫精巢DNA甲基转移酶基因表达的影响

[目的] 以稀有鮈鲫雄鱼为研究对象,探讨17α-甲基睾酮（17α-methyltestosterone,MT）对稀有鮈鲫精巢甲基转移酶（DNMT）基因相对表达量的影响。[方法] 采用不同浓度MT（25、50和100 ng/L）处理稀有鮈鲫雄鱼7、14和21 d,处理结束时,每组随机解剖10条鱼,取精巢组织,Trizol一步法提取总RNA,实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测DNA甲基转移酶基因（dnmts）相对表达量。[结果] MT处理稀有鮈鲫雄鱼7 d,25 ng/L MT处理组（P<0.05）、50 ng/L MT处理组（P<0.01）和100 ng/L MT处理组（P<0.05）精巢dnmt3基因相对表达量显著（或极显著）降低;25 ng/L MT处理组和50 ng/L MT处理组精巢dnmt5基因相对表达量显著（P<0.05）降低;50 ng/L MT处理组精巢dnmt7基因相对表达量显著（P<0.05）降低。MT处理稀有鮈鲫雄鱼14 d,100 ng/L的MT处理组dnmt3、dnmt5、dnmt6、dnmt7基因相对表达量显著（P<0.05）升高;50 ng/L的MT处理组dnmt1基因相对表达量极显著（P<0.01）升高。MT处理稀有鮈鲫雄鱼21 d,50 ng/L MT处理组和100 ng/L MT处理组dnmt1基因相对表达量显著（P<0.05）升高;100 ng/L MT处理组dnmt8基因相对表达量极显著（P<0.01）升高。[结论] MT可以干扰稀有鮈鲫精巢DNA甲基转移酶基因dmmts的mRNA表达。MT对DNMTs酶活性的影响以及是否可以通过改变DNA甲基化水平对稀有鮈鲫精子的发生产生影响有待研究。     

PTD-FNK蛋白对雄性小鼠生理功能的影响

[目的] 探究PTD-FNK蛋白对雄性小鼠生理功能的影响。[方法] 将16只8周龄健康雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组（n=8）和PTD-FNK蛋白组（n=8）,对照组腹腔注射生理盐水,PTD-FNK蛋白组腹腔注射300 μg/（kg·BW）PTD-FNK蛋白,每天腹腔注射给药1次,连续给药7 d;给药期间每天记录小鼠的体重、体温、血糖、采食量、饮水量,计算试验期间总采食量、总饮水量、体增重;于试验第1天和最后1天测量鼻肛距,计算试验前后Lee's指数;试验结束立即处死小鼠,称量心脏、肾脏、肝脏、脾脏和睾丸重量,计算脏器指数;分离小鼠附睾,制备精子悬液,测定精子活力和质膜完整率;利用qPCR法检测睾丸组织中细胞凋亡相关基因Bax和Caspase-3、氧化应激相关基因SOD和GPX1、内分泌相关基因STAR、17β-HSD的mRNA相对表达量。[结果] 与对照组相比,PTD-FNK蛋白组小鼠总采食量极显著（P<0.001）下降,总饮水量显著（P<0.05）下降;Lee's指数、体温、体重、血糖无显著（P>0.05）变化。肝脏指数显著（P<0.05）下降,其他脏器指数无显著（P>0.05）变化。精子活力极显著（P<0.01）升高,精子质膜完整率无显著（P>0.05）变化。睾丸组织中Bax基因mRNA相对表达量极显著（P<0.01）升高,Caspase-3基因mRNA相对表达量无显著（P>0.05）变化,SOD基因mRNA相对表达量极显著（P<0.01）升高,GPX1基因mRNA相对表达量无显著（P>0.05）变化,17β-HSD、STAR基因的mRNA相对表达量无显著（P>0.05）变化。[结论] PTD-FNK蛋白可以抑制雄性小鼠的采食、饮水及肝脏的生长发育,提高小鼠的精子质量。     

腹腔注射GnIH对雄性小鼠采食、体重和血糖稳态的影响

目的 探究促性腺激素抑制激素（gonadotropin-inhibitory hormone,GnIH）对雄性小鼠采食、体重和血糖稳态的影响。方法 选取体重及日龄相近的雄性小鼠20只,随机分为2组,分别为对照组[腹腔注射生理盐水100 μL/（次·只）]和试验组[腹腔注射20 μg/100 μL GnIH,100 μL/（次·只）],每组10只,每天注射2次,连续注射21 d。观察和记录小鼠的采食情况;对小鼠的体重、空腹血糖、葡萄糖耐量、胰岛素耐量进行测定;利用实时荧光定量PCR（qPCR）方法对小鼠胰腺中胰岛素转录因子基因（NeuroD1）、胰岛素基因（Ins）、胰高血糖素基因（Gcg）、胰岛素转录调控因子基因（Pdx1）mRNA相对表达量进行检测。结果 与对照组相比,试验组小鼠平均日增重和平均日采食量极显著（P<0.01）升高;试验组小鼠空腹血糖曲线下面积极显著（P<0.01）增加,葡萄糖耐量的血糖曲线下面积极显著（P<0.01）增加,胰岛素耐量的血糖曲线下面积极显著（P<0.01）增加;试验组小鼠胰腺Gcg基因mRNA相对表达量显著（P<0.05）升高,Ins基因mRNA、Pdx1基因mRNA和NeuroD1基因mRNA相对表达量均显著（P<0.05）下降。结论 慢性腹腔注射GnIH会引起雄性小鼠采食量和体重增加,并引起机体血糖紊乱。     

梭梭HabHLH74转录因子基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

利用分子生物学技术从梭梭中克隆了HabHLH74转录因子基因, 在大肠杆菌中表达HabHLH74蛋白, 旨在为梭梭抗逆分子机理提供研究基础。研究结果表明：①利用RT-PCR技术成功扩增了HabHLH74的完整编码区cDNA序列, HabHLH74编码区cDNA序列长度为1 218 bp。根据HabHLH74编码区序列预测出其编码蛋白的理化性质。②成功构建了HabHLH74基因的原核表达载体pET28a（+）-HabHLH74, 并在大肠杆菌中成功表达了梭梭HabHLH74蛋白, 其分子量为43.6 kDa。③对诱导条件进行单因素试验后获得的最佳诱导表达条件：诱导剂IPTG浓度为0.5 mmol/L, 诱导温度为37 ℃, 诱导时间为6 h。④对在优化条件下诱导后的菌体进行超声破碎后发现梭梭HabHLH74蛋白主要以包涵体形式存在;降低诱导温度（16 ℃、25 ℃诱导）未能得到可溶性表达的梭梭HabHLH74蛋白。     

牛HSL基因的克隆和生物信息学分析

旨在克隆牛HSL基因的CDS序列,并对该基因进行生物信息学、组织表达谱分析。根据GenBank登录的牛HSL基因序列(NM_001080220)设计1对引物,对牛组织样品中的HSL基因CDS序列进行RT-PCR扩增及序列测定;利用半定量RT-PCR方法检测HSL基因在牛各组织中的表达情况;利用生物信息学软件对其所编码的牛HSL蛋白进行分析。结果显示,获得的牛HSL基因CDS全长为2271bp,编码756个氨基酸,与GenBank登录的牛HSL基因同源性最高,为99.9%。HSL蛋白含有一个HSL-Nsuperfamily保守结构域,无信号肽结构,具有疏水性。半定量RT-PCR显示,HSL基因在检测的心脏、脾脏、肺脏、肾脏、肝脏、大网膜、皮下脂肪、肌肉8种组织中均有表达,其中在大网膜和皮下脂肪中表达量较高,在肾脏、脾脏、肝脏、肺脏、肌肉和心脏中度表达。该试验可为研究牛HSL蛋白的结构和功能提供参考。     

动物组织中GLUD1基因表达与GDH蛋白结构分析

[目的]研究动物不同组织中GLUD1基因的表达情况,比较不同物种中GDH蛋白的结构差异,明晰GLUD1基因的表达模式与GDH蛋白的功能。[方法]分别采集大鼠、绵羊、梅花鹿的肝脏、肾脏、皮肤、脂肪和肌肉5种新鲜组织样品。以β-actin为内参基因,采用荧光定量PCR法（qRT-PCR）分析3种动物不同组织中GLUD1基因的表达情况;利用无重复双因素分析方法表征GLUD1基因在不同组织中的表达量差异。比较人、小鼠、大鼠、山羊、绵羊、牛和猪7个物种GDH蛋白氨基酸序列,模拟这7个物种的GDH蛋白三维空间结构。[结果]GLUD1基因在大鼠、绵羊和梅花鹿的5个组织中均有表达,在肝脏中的表达量均高于其他组织;该基因在大鼠和梅花鹿肝脏组织中的表达量极显著（P<0.01）高于绵羊肝脏组织中的表达量,在大鼠肾脏组织中的表达量极显著（P<0.01）高于梅花鹿肾脏组织中的表达量。人GDH蛋白的氨基酸序列与猪、牛、山羊和绵羊的序列相似度较高,而大鼠与小鼠GDH蛋白的氨基酸序列相似度达到99.10%。大鼠、人、猪的GDH蛋白氨基酸序列中分别存在2个（第8位丙氨酸→缬氨酸、第40位丙氨酸→缬氨酸）、1个（第23位丙氨酸→丝氨酸）、2个（第33位丙氨酸→苏氨酸、第39位丙氨酸→苏氨酸）物种特异性突变位点。小鼠、大鼠、人的GDH蛋白预测为三聚体结构,山羊、绵羊、牛和猪的GDH蛋白预测为同源六聚体结构。[结论]GLUD1基因在大鼠、绵羊、梅花鹿不同组织中的表达量存在差异,在肝脏中都有较高水平的表达。不同物种GDH蛋白的氨基酸序列相似度较高,但依旧存在一定的序列差异性,并且存在数个对应物种特异性的氨基酸突变位点。     

洋草麦HdCAD基因的克隆与生物信息学分析

[目的]克隆洋草麦肉桂醇脱氢酶基因（HdCAD）,揭示HdCAD基因的序列特性,对HdCAD蛋白进行生物信息学分析。[方法]以洋草麦转录组数据中的HdCAD为参考序列,设计1对特异引物,利用RT-PCR技术克隆HdCAD基因;利用生物信息学软件对HdCAD基因序列进行分析,对HdCAD蛋白的理化性质、蛋白结构、亚细胞定位等进行预测和系统进化树分析。[结果]HdCAD基因编码区全长1 071 bp,共编码356个氨基酸。HdCAD蛋白含有17个磷酸化位点,不含有跨膜结构域和信号肽位点,预测定位在细胞质中;二级结构中,以无规卷曲元件占比最高;含有1个典型的CAD1结构域,属于MDR超家族。系统进化树分析结果显示,HdCAD蛋白与二粒小麦、节节麦、西藏裸大麦亲缘关系最近。[结论]该试验成功克隆HdCAD基因、预测了该基因编码蛋白的序列特征和功能,可以为今后研究洋草麦抗非生物胁迫功能提供参考。     

Wnt10b基因的生理功能及其在绒毛周期性生长中的作用研究进展

绒山羊的绒毛生长具有周期性的特点,受多种因素的影响。Wnt10b基因作为Wnt家族的重要成员之一,在动物体脂肪的生成、骨骼的生成和某些疾病（如肿瘤）的产生、毛囊的生成,以及毛发基板的生长与保持活性状态等方面发挥着重要作用。对Wnt10b的来源、结构、生理功能、调控机制及其对毛囊周期性生长的影响进行综述,以期为Wnt10b促进绒毛周期性生长的作用机理研究提供参考。