版纳微型猪近交系RNF4基因克隆、多组织qPCR表达及功能生物信息学分析

RNF4基因调节精细胞分化和增殖过程,文章以Gen Bank下载的猪及近缘物种RNF4 mRNA序列为参考序列,设计特异引物扩增版纳微型猪近交系(BMI)RNF4基因。应用qPCR分析15个重要组织mRNA表达谱,并对蛋白质序列作功能生物信息学分析,构建多物种系统进化树。研究获得BMI RNF4 573 bp编码区序列(Gen Bank登录号:KU705638,对应氨基酸登录号:AOC89056),编码190个氨基酸,蛋白质分子质量(Mw)为21.43 ku,等电点(pI)为6.95。多组织荧光定量表达分析表明RNF4基因在尿道球腺、睾丸、肝、肺中高水平表达;在其他11个组织中呈中低水平表达。功能生物信息学分析表明RNF4蛋白质存在1个保守结构域,无跨膜结构,无信号肽序列;N末端疏水,C末端疏水;有4类功能活性位点,位于细胞核概率为94.1%。系统进化分析表明,BMI与狗亲缘关系最近。结果为研究RNF4基因在猪精细胞分化和增殖方面作用奠定基础。     

版纳微型猪近交系RNF4基因克隆、多组织qPCR表达及功能生物信息学分析

目的以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)为材料,初步研究STRA8基因的功能,为该基因在猪精子形成过程的作用研究奠定基础。方法以GenBank下载的猪STRA8基因序列JQ965783及多条猪EST序列为参考序列,设计特异性引物扩增版纳微型猪近交系(BMI) STRA8基因。对STRA8蛋白质进行理化特性和功能生物信息学分析,包括二级结构、蛋白功能域、疏水性、跨膜结构、信号肽、亚细胞定位、磷酸化位点以及蛋白质功能分析;搜索并下载其他物种的STRA8蛋白质序列构建多物种系统进化树。应用实时荧光定量PCR技术检测BMI STRA8在版纳微型猪近交系15个组织中的mRNA转录表达水平。结果获得了包含编码序列1 101 bp的全长序列1 316 bp,编码366个氨基酸,序列已提交GenBank,基因登录号KU705622,蛋白质分子量(Mw) 41.06 ku,等电点(pI) 4.52。STRA8二级结构中α螺旋含量最高,占52.19%;含有1个蛋白功能域;在氨基端有1个HLH结构域和1个卷曲螺旋区域,在羧基端有2个低复杂度区域;疏水性结果表明STRA8基因N末端、C末端均亲水;无跨膜结构,无信号肽序列;该蛋白质位于细胞核中的概率是56.5%;STRA8蛋白共有34个磷酸化位点;系统进化结果表明：BMI与羊、水牛的相似度最高。STRA8基因mRNA在检测的BMI 15个组织中呈现差异表达现象,睾丸中表达量最高。结论结果将为进一步研究STRA8基因在猪精子发生方面的作用及功能提供参考。     

版纳微型猪近交系雄激素受体AR基因的克隆和表达分析

为探讨猪雄激素受体(Androgen receptor,AR)基因的序列、结构、表达和功能,以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line,BMI)睾丸组织为材料,用RT-PCR技术获得猪AR基因cDNA序列,进行生物信息学分析,应用荧光定量技术明确其mRNA的多组织表达特征。结果表明:BMI AR基因cDNA长3 257bp(GenBank登录号:KU705631),包含2 688bp的全长编码区,位于猪X染色体,含有9个外显子和8个内含子;推导出的BMI AR蛋白含有1个核定位信号、1个DBD结构域和1个LBD结构域,无信号肽,无跨膜螺旋;与黄牛、山羊、人、猩猩、大鼠和小鼠的AR蛋白依次有94.2%、94.0%、90.2%、89.0%、88.1%和87.5%的同源性;其二级结构中以无规则卷曲和α螺旋为主,延伸链和β转角只在局部出现;在二级结构预测结果的基础上利用同源建模构建了其三级结构;AR基因mRNA在被检测的BMI 15个组织中呈现差异表达现象,表达量最高的组织为睾丸。该研究结果为进一步研究AR基因在BMI中的生理功能及调节机制提供了依据。     

版纳微型猪近交系FABP4基因编码区序列扩增及生物信息学分析

以GenBank中登载的普通猪FABP4基因为参考序列,设计特异性引物,采用RT-PCR技术从版纳微型猪近交系卵巢组织中扩增FABP4基因的编码区序列,经直接测序后采用生物信息学软件对编码区序列和蛋白质结构进行生物信息学分析和结构预测.结果表明:版纳微型猪近交系(BMI)FABP4基因编码区序列长399bp,编码132个氨基酸;BMI FABP4基因同普通猪比对同源性为100%,未发现碱基突变;生物信息学分析表明不同物种FABP4基因编码区核苷酸序列与氨基酸序列具有较高的保守性;蛋白结构预测显示,FABP4蛋白空间结构为由2个α螺旋和10个反向平行的β折叠围成的桶状结构.     

版纳微型猪近交系RNF4基因克隆、多组织qPCR表达及功能生物信息学分析

\t\t\t\t\t目的\t\t\t\t\t抑制蛋白5 (ARRDC5)的功能尚不清楚,前期发现其可能与公猪繁殖力有关,本研究旨在克隆猪ARRDC5基因以及确定猪ARRDC5蛋白的亚细胞定位。\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t方法\t\t\t\t\t通过NCBI下载猪近缘物种ARRDC5基因序列,在线BLAST比对获得猪EST序列,电子克隆猪ARRDC5基因编码区及部分侧翼序列。构建真核融合表达载体并瞬时转染猪睾丸细胞系ST,利用倒置荧光显微镜检测蛋白表达。\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t结果\t\t\t\t\t获得版纳微型猪近交系(BMI)ARRDC5基因的cDNA序列1 045 bp,包含1 014 bp的CDS区,编码337个氨基酸,与牛及人的同源性高。成功构建了表达载体pEGFP-C1-ARRDC5,ARRDC5蛋白主要定位于细胞质中,部分细胞核中也有分布。\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t结论\t\t\t\t\t研究结果为进一步研究该蛋白功能奠定基础。\t\t\t\t     

版纳微型猪近交系TNF-α基因克隆、序列分析及分子系统进化研究

分别提取版纳微型猪近交系18种组织的RNA,反转录为cDNA,利用RT-PCR方法扩增肿瘤坏死因子(TNF-α)基因编码区全长序列,将纯化的片段与pMD18-T载体连接,转化大肠杆菌DH 5α,筛选阳性克隆并测定其序列,利用生物信息学方法分析其序列特征,并与其他15个物种构建系统进化树。同时采用半定量RT-PCR方法分析TNF-α基因在版纳微型猪近交系18种组织中的表达情况。结果显示,版纳微型猪近交系TNF-α基因编码区全长699 bp(GenBank登录号:JF831365),编码232个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,与猫等12个物种具有80%以上的相似性,分子系统进化表明与牛、山羊、绵羊及海豚的关系较近。多组织半定量RT-PCR研究表明,TNF-αmRNA在版纳微型猪近交系的多个组织中均有表达,其中在中脑、卵巢、脾、肺、神经及胃中表达量较高。     

猪睾丸表达序列37 (TEX37)克隆、mRNA表达及蛋白质功能生物信息学分析

目的以版纳微型猪近交系(Banna mini-pig inbred line, BMI)为材料,初步探索猪睾丸表达序列37 (TEX37) 基因的特性和功能,为该基因在猪精子生成过程的作用研究奠定基础。方法利用Oligo7软件设计特异引物扩增BMI TEX37基因整个编码区,应用实时荧光定量PCR技术检测BMI 15个组织的TEX37 mRNA表达谱,并初步预测TEX37蛋白质的功能,最后构建TEX37的多物种氨基酸系统进化树。结果扩增得到BMI TEX37编码区序列长561 bp,编码186个氨基酸,基因登录号KU705619,氨基酸登录号AOC89037。多组织相对荧光定量表达分析表明：TEX37基因在睾丸中呈相对最高表达,在其他组织中呈相对较低表达。生物信息学分析表明：TEX37蛋白质含有TSC21结构域,二级结构以无规则卷曲为主,N末端疏水,C末端亲水,有2类磷酸化位点,无跨膜螺旋结构和信号肽。系统聚类表明：BMI与其他物种相似度在67%以上,进化较保守。结论该研究可为TEX37基因在猪精子生成方面的作用机理研究提供参考。     

版纳微型猪近交系性别决定基因（SRY）原核表达载体的构建及蛋白高效表达

 为了构建版纳微型猪近交系SRY的原核表达载体pET 32a(+) SRY,并通过诱导使其在大肠杆菌中获得高效表达,研究采用添加限制性内切酶位点的引物特异性扩增SRY,连入pMD19 T simple载体,转化入大肠杆菌DH5α,克隆后提取pMD19 T SRY阳性重组质粒,使用相同的内切酶同时对pMD19 T SRY质粒和原核表达pET 32a（+）载体进行酶切,连接后使SRY定向克隆到pET 32a(+)表达载体中。经PCR、酶切和测序鉴定后,重组质粒转化大肠杆菌感受态DH5α,提取质粒后再次转化大肠杆菌Rosetta（DE3）,用不同浓度的异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）诱导表达,并通过15% SDS PAGE鉴定。结果显示,不同浓度IPTG诱导的SRY均在大肠杆菌中进行了高效特异性融合表达。     

版纳微型猪近交系B4GALNT2基因真核表达载体构建及亚细胞定位分析

【目的】研究异种器官移植免疫排斥相关基因B4GALNT2的亚细胞定位情况。【方法】以版纳微型猪近交系(BMI)为试验对象,通过RT-PCR方法获得B4GALNT2基因cDNA序列,运用分子克隆技术构建B4GALNT2和报告基因EGFP的重组真核表达载体pEGFP-C1-B4GALNT2,将其转染猪肾上皮细胞PK15进行瞬时表达,同时用Mito Tracker和Hoechst33342荧光染料分别对线粒体和细胞核染色,通过EGFP示踪检测B4GALNT2在PK15细胞中的表达和定位。【结果】成功构建了BMI B4GALNT2基因的绿色荧光蛋白融合表达载体pEGFP-C1-B4GALNT2,转染PK15细胞后主要在细胞质中检测到绿色荧光蛋白的表达,试验结果与PSORTⅡserver网站的预测一致。【结论】B4GALNT2蛋白主要定位于细胞质,揭示该蛋白主要在细胞质中发挥其功能作用。     

版纳微型猪近交系ARRDC5基因亚细胞定位研究

【目的】抑制蛋白5 (ARRDC5)的功能尚不清楚,前期发现其可能与公猪繁殖力有关,本研究旨在克隆猪ARRDC5基因以及确定猪ARRDC5蛋白的亚细胞定位。【方法】通过NCBI下载猪近缘物种ARRDC5基因序列,在线BLAST比对获得猪EST序列,电子克隆猪ARRDC5基因编码区及部分侧翼序列。构建真核融合表达载体并瞬时转染猪睾丸细胞系ST,利用倒置荧光显微镜检测蛋白表达。【结果】获得版纳微型猪近交系(BMI) ARRDC5基因的c DNA序列1 045 bp,包含1 014 bp的CDS区,编码337个氨基酸,与牛及人的同源性高。成功构建了表达载体pEGFP-C1-ARRDC5,ARRDC5蛋白主要定位于细胞质中,部分细胞核中也有分布。【结论】研究结果为进一步研究该蛋白功能奠定基础。     

牦牛CYGB基因CDS区克隆与生物信息学分析

【目的】丰富牦牛CYGB基因研究的基础数据,对牦牛CYGB基因的CDS区进行克隆和生物信息学分析。【方法】提取牦牛大脑海马区组织的总RNA并运用RT-PCR技术反转录为cDNA,并根据GenBank中普通牛CYGB基因cDNA序列（GenBank登录号：DV874786.1）,使用Primer3.0在线软件设计特异性引物,运用PCR扩增技术、TA克隆技术和核酸测序技术获得CYGB基因的完整CDS区序列及部分5′端和3′端UTR区,并使用ProtParam、PredictProtein、SWISS-MODEL等在线分析软件与Lasergene7.1软件包分析CYGB的一级结构、二级结构、三级结构与理化性质,并进行同源性分析及构建系统进化树;利用PyMol软件修饰并输出三维结构;使用在线亚细胞定位工具PSORT II Prediction预测蛋白质的亚细胞定位;使用Protfun软件对蛋白质的功能进行预测分析。【结果】克隆获得牦牛CYGB基因650 bp,包括CDS区573 bp(GenBank登录号：KF669898),碱基组成为A 20.59%、T 16.40%、G 33.33%、C 29.67%,编码190个氨基酸残基组成的蛋白质。与普通牛比对,牦牛CYGB基因在CDS区存在4个碱基突变,同源性为99.3%,这个突变未导致氨基酸序列的改变,4个突变均属同义突变。牦牛CYGB基因编码蛋白的分子式为C964H1513N263O278S7,分子量约为21.5 kD,理论等电点（pI）为6.32,消光系数为24075,不稳定系数为48.43,疏水指数为83.63,平均亲水性为-0.301,属不稳定可溶性酸性蛋白质,在哺乳动物网织红细胞内的半衰期为30 h。二级结构以α-螺旋和无规卷曲为主,其中α-螺旋占64.21%,无规卷曲占35.79%,属全α类蛋白质。三级结构是一个呈“three-over-three”三明治夹心型的α-螺旋折叠结构。亚细胞定位CYGB分布在细胞质(65.2%)、细胞核(17.4%)、线粒体(13.0%)、分泌系统的囊泡(4.3%)中,主要在细胞质,推测可能在能量代谢和辅因子的生物合成过程中发挥信号转导和转录因子调控的作用。牦牛CYGB氨基酸序列与普通牛、绵羊、家犬、小鼠、褐家鼠、原鸡、猴、黑猩猩、人的CYGB氨基酸序列的同源性分别为100%、98.9%、97.8%、95.3%、93.7%、78.8%、98.4%、95.8%和96.8%,物种之间同源性较高,系统进化情况与其亲缘关系远近一致,说明CYGB基因编码区在进化过程中比较保守。【结论】通过RT-PCR与TA克隆技术及核酸测序技术获得了牦牛CYGB基因全长573 bp的CDS区,并对其核苷酸序列和编码蛋白氨基酸序列及其蛋白结构和功能进行了分析,得知牦牛的CYGB是一个由190个氨基酸残基构成的可溶酸性蛋白质,在能量代谢和辅因子生物合成过程中发挥重要作用。CYGB基因编码区在长期生物进化过程中具有较强的保守性。该基因的成功克隆及分析为揭示牦牛CYGB基因的遗传特性提供了理论依据。     

牛Tollip基因编码区克隆及功能分析

采用RT - PCR和测序相结合的方法克隆了牛Tollip基因,并采用生物信息学方法分析了该基因及其所编码的蛋白质的结构和功能.结果表明:获得了2 619 bp的cDNA序列,其中第52～873 bp为编码区,编码273个氨基酸,其蛋白质的分子量为30.08 kD,等电点为5.30,含有C2结构域(51～151aa)和...     

沙柳PNY基因克隆、生物信息学及组织特异性表达

为了促进沙柳(Salix psammophila)分子定向育种,研究了其分枝及材性发育相关遗传机制。克隆获得了沙柳PNY基因。研究发现:沙柳PNY基因编码区全长1 446 bp,编码481个氨基酸残基。PNY蛋白由55.09%无规卷曲、29.73%α-螺旋及15.18%延伸链构成。保守结构域分析表明,该蛋白分子存在PNY蛋白典型的SKY、BELL、Homeodomain结构域。系统进化分析表明,沙柳与杞柳(Salix purpurea)、毛果杨(Populus trichocarpa)的PNY基因亲缘关系最近。qRT-PCR组织特异性表达分析发现,PNY基因在沙柳腋芽部位表达量最高,茎、叶、顶芽、根中表达量依次降低。     

猪IFIT1基因的克隆、生物信息学和组织表达分析

采用cDNA末端快速扩增(RACE)方法,对荣昌猪IFIT1基因进行克隆测序,利用生物信息学方法分析其结够和功能,并用Real-ti me PCR方法分析初生个体和1月龄个体11个不同组织(肺、心、肾、舌头、膀胱、卵巢、脾、肝、肌肉、胃和小肠)的表达情况.结果表明:IFIT1基因cDNA序列为1971 bp(GenBank登录号:HQ679904),包含5 UTR48 bp,全部CDS序列1437 bp和3 UTR487 bp,编码478个氨基酸,相对分子质量为55 232.9×103,等电点为6.18.其二级结构以α-螺旋和无归卷曲为主,三级结构具有典型的三角四肽和螺旋转角螺旋重复结构.荧光定量结果显示IFIT1表达量在初生个体和1月龄个体各组织间均存在着显著性差异(p<0.01),初生个体在脾脏中的表达量高于其它各组织(p<0.01),1月龄个体在肌肉中的表达量高于其它组织(p<0.01).     

猪OLR1基因克隆及生物信息学分析

设计猪氧化低密度脂蛋白受体1(OLR1)基因编码区全长引物,从猪脂肪组织中扩增OLR1基因编码区全长序列,对其蛋白质序列进行比对分析,预测蛋白质信号肽位点及结构域并研究该基因密码子使用偏好性。结果表明:猪OLR1基因编码区全长为825 bp,共编码273个氨基酸,猪OLR1基因与牛同源性最高(84%),其次是人(79%)、大鼠(51%)和小鼠(27%)。猪OLR1蛋白38~60位氨基酸为信号肽所在位置,144~256位氨基酸正是C型凝集素家族共有结构域;OLR1基因密码子A U含量(61.2%)远高于G C含量(38.8%),而且偏向使用A/U结尾的密码子(占76.53%),这可能影响到OLR1基因的表达水平。     

猪博卡病毒NP1基因的克隆及其生物信息学分析

根据Gen Bank发表的猪博卡病毒主要抗原基因NP1基因设计1对引物,采用降落PCR方法进行扩增,克隆后测序,并对该基因进行生物信息学分析。结果表明:成功克隆到猪博卡病毒NP1基因;NP1蛋白的二级结构中自由卷曲含量最高(51.77%),无跨膜蛋白,含有1个糖基化位点、30个磷酸化位点,有6个线性B细胞优势抗原表位,分别位于NP1蛋白的7—14位、27—50位、59—73位、85—94位、102—108位、151—155位。     

甘薯盐胁迫响应基因IbNAC14的克隆、生物信息学及表达模式分析

【目的】探究IbNAC14基因在甘薯胁迫响应过程中的可能功能。【方法】以耐盐性甘薯品种徐薯22与盐敏感性甘薯品种徐薯32为研究材料,从盐胁迫处理后得到的转录组数据中筛选新的NAC基因,命名为IbNAC14。随后对IbNAC14基因进行系统的生物信息学分析,并应用qRT-PCR方法检测其表达模式。【结果】生物信息学分析显示,IbNAC14基因(GenBank登录号:MH660528)包含一个771 bp的开放阅读框,编码着一个具有典型NAC结构域的蛋白,且该蛋白含有多个磷酸化位点。qRT-PCR分析表明,IbNAC14基因的转录水平受盐和干旱胁迫,以及ABA和ACC处理的诱导,暗示其可能在甘薯胁迫过程中发挥重要功能。【结论】IbNAC14基因可能是参与甘薯胁迫响应的重要候选基因。     

五指山小型猪APEX1基因cDNA的克隆及生物信息学分析

[目的]对五指山小型猪脱嘌呤嘧啶核酸内切酶cDNA进行克隆和生物信息学分析。[方法]以构建的五指山小型猪外周血白细胞cDNA文库为材料,采用菌落PCR方法,克隆得到APEX1基因全长cDNA,并运用生物信息学软件对该基因核苷酸序列及其编码蛋白的理化性质及二级结构等进行分析和预测。[结果]生物信息学分析表明,该cDNA全长1392bp,5′非翻译区长132bp,3′非翻译区长303bp,含有一个957bp的完整开放阅读框,编码318个氨基酸。该蛋白的分子量为35kD,等电点为8.05。比对分析表明,五指山小型猪APEX1基因的核酸序列及其氨基酸序列与人、小鼠、黑猩猩等哺乳动物具有较高的相似性。[结论]成功克隆了五指山小型猪A-PEX1基因cDNA,为进一步研究APEX1在动物体内的作用机制奠定了基础。     

水稻ARAB-1类似基因的电子克隆及生物信息学分析

[目的]对水稻OsARAB-1基因进行电子克隆,并对其进行生物信息学分析.[方法]以NP 174188.1为查询探针,通过电子克隆获得OsARAB-1基因全长cDNA,用生物信息学软件对其核苷酸序列和蛋白质序列进行生物信息学分析.[结果]获得了OsARAB-1基因全长cDNA,基因编码区序列(CDS)全长1 086 bp.电子定位于第五染色体基因组序列NC 008398.2核苷酸序列6 769 813 ～6 773 213 bp区域.OsARAB-1蛋白属于亲水性的胞外蛋白,比较稳定,偏碱性.二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主.具有2个功能结构域:SGNH水解酶型酯酶、GDSL脂肪酶.有21个磷酸化位点、7个糖基化位点.推定的活性位点的氨基酸残基为Ser34、Gly107、Asn167、Asp333、His336.与玉米酯酶亚型B4FM12亲缘关系最近.OsARAB-1基因的表达对水稻的发育和形态发生起重要作用,与水稻抗稻瘟病有关.[结论]该研究为用试验方法克隆该基因和功能鉴定奠定了基础.