牛GDF9基因5'侧翼区克隆及生物信息学分析

生长分化因子9(GDF9)是转化生长因子B(TGF-β)超家族的一个新成员,对哺乳动物卵泡的发育有重要的调控作用.本研究克隆了牛GDF9基因5,侧翼区1 370 bp的基因组序列,生物信息学分析表明,该区域的平均GC含量为38.5%,利用CpG岛在线预测软件CpGProD分析表明,牛GDF9基因5'侧翼区没有CpG岛;利用Promter在线工具分析发现牛GDF9基因可能存在2个启动子位点,一个在翻译起始密码子前353bp处,另一个在翻译起始密码子前683 bp处;利用TFSiteScan在线程序分析发现该区域有98个潜在的转录因子结合位点,其中包括一些真核生物启动子的核心元件.如1个TATA-bo、4个GC-box等,表明该区域是转录因子结合位点比较密集的区域.     

牛GDF5基因启动子的克隆与序列分析

旨在了解生长分化因子5(GDF5)可能的调控序列。本研究通过基因组比对,扩增了牛GDF5基因5′侧翼区,并通过产物纯化、连接、转化及测序比对,确定了2043bp的启动子序列。同时综合考虑已经证实的人GDF5基因启动子结构及应用启动子在线分析软件,对该序列进行分析。结果发现,牛GDF5基因5′侧翼区没有CpG岛,序列比对发现,牛和人GDF5基因启动子区域同源性为78%;牛GDF5基因启动子没有TATAbox或CAATbox结构,其转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游-359bp位置,其潜在的转录因子有AML-la,Ap-1,AmL-la,CdxA,SRY,CdxA,TATA,AmL-la,GTATA-1,MZF1,CdxA,Nkx-2,CdxA,S8和SRY,其中Ap-1,AmL-la,SRY,Nkx-2,S8和SRY高度保守,与人的序列完全一致;推测发现牛GDF5基因启动子-457至-423bp序列中的GT重复序列可以增强启动子的活性,且最小增强子处于-458和-377bp之间。研究结果推测判定了牛GDF5基因启动子的转录起始位置、转录结合位点、活性序列及最小增强子序列,为以后深入研究GDF5基因在牛软骨细胞中的表达机制提供了理论基础。     

鸡内皮素3(EDN3)基因启动子区序列生物信息学分析

为解析鸡内皮素3(EDN3)基因启动子区序列的结构特征及其转录调控机制，本研究基于NCBI数据库中鸡EDN3基因5′侧翼区与外显子1共计2 052 bp核苷酸序列，利用不同在线软件对其核心启动子区域、顺式作用元件、转录因子结合位点及CpG岛等结构进行生物信息学预测分析，并通过DNASTAR Lasergene 17.3和MEGA 5.0软件进行不同物种EDN3基因启动子区序列相似性比对及系统进化树构建。结果表明：鸡EDN3基因起始密码子上游592～2 000 bp为可能的候选核心启动子区；5′侧翼区633 bp和1 547 bp存在2个潜在的转录起始位点T和A;该基因启动子区存在2个CAAT-box、3个GC-box、6个TATA-box、9个E-box和3个CpG岛结构域。综合多种在线软件预测，鸡EDN3基因启动子区存在Sp1、C/EBPα和NF-1等转录因子结合位点。鸡EDN3基因启动子区序列与环颈雉、鹌鹑、岩雷鸟、棕硬尾鸭、凤头潜鸭、山羊、绵羊、牛、猪和人的相似性为38.8%～90.3%;系统进化树表明，鸡与鹌鹑亲缘关系最近，与猪亲缘关系最远。研究结果为进一步探明鸡色素沉积关联E...     

贵州白山羊MyoG基因启动子区序列克隆及生物信息学分析

【目的】本研究旨在解析肌细胞生成素(MyoG)基因启动子区序列的结构特性及其转录调控机制。【方法】以贵州白山羊血液基因组DNA为模板,设计2对引物,采用PCR扩增、Sanger测序技术获得MyoG基因启动子区序列,通过DNAStar和Mega 5.0软件分别进行不同物种MyoG基因启动子区序列相似性比对及系统进化树构建,利用生物信息学软件预测分析该序列核心启动子区、转录因子结合位点、顺式作用元件、CpG岛等结构特征。【结果】贵州白山羊MyoG基因启动子区序列长2 334 bp,包括2 092 bp的5′-侧翼序列和242 bp的外显子1,GC含量略低于AT含量。通过不同物种比对分析,贵州白山羊MyoG基因启动子区序列与绵羊、牛、猪、人、小鼠和鸡同源序列相似性分别为98.34%、96.15%、77.76%、74.15%、57.63%和43.04%。系统进化树结果表明,贵州白山羊与绵羊和牛的亲缘关系较近,与鸡的亲缘关系最远。生物信息学结构预测发现,贵州白山羊MyoG基因转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游50 bp, 5′-侧翼区存在1个潜在的启动子区域和1个CpG岛,含有1个TATA...     

关岭牛解偶联蛋白3基因5’侧翼区克隆和生物信息学分析

本试验对贵州关岭牛解偶联蛋白3（uncoupling protein,UCP3）基因5'侧翼区进行克隆,并利用生物信息学软件对其1080 bp的克隆序列进行分析,以研究UCP3基因5'侧翼区特异性转录调控元件的调控机制。软件分析发现关岭牛UCP3基因5'侧翼区含有6个可能的转录起始点和33个潜在转录因子结合位点,与东北虎、家猫、印度水牛、藏羚羊、山羊、绵羊UCP3基因5'侧翼区（-196～+100 bp）序列相似性分别为82%、82%、98%、95%、96%和98%;该区域保守性较强,推测转录起始点上游-200～+1 bp可能是其核心启动子区域,该区域在调控基因转录和翻译方面具有共同的作用。试验成功克隆了UCP3基因5'侧翼区序列1080 bp,初步预测了该基因的核心启动子区。     

关岭牛肌球蛋白重链1基因5′侧翼启动子的克隆和生物信息学分析

本试验旨在进行关岭牛肌球蛋白重链1(myosin heavy chain 1,MYH1)5′侧翼启动子的克隆和生物信息学分析。采集关岭牛血液及组织样品(背最长肌、后腿肌、心脏、肝脏、小肠、脂肪组织),利用PCR方法扩增关岭牛MYH1基因5′侧翼区,构建关岭牛pUCm-T-MYH1克隆载体,并对MYH1基因5′侧翼区进行生物信息学分析,最后利用实时荧光定量PCR法测定了MYH1基因在关岭牛不同组织中的表达。结果显示,本试验成功获得1 373bp(-1 360~+12bp)的MYH1基因5′侧翼启动子序列;利用生物信息软件对获得的克隆序列进行分析发现,MYH1基因5′侧翼启动子序列存在5处可能的转录起始点和多个潜在转录因子结合位点;关岭牛与金丝猴、野猪、家鼠、藏羚羊、野驴的MYH1基因5′侧翼区保守性较强的区域为转录起始点上游-400~+100bp,推测转录起始点上游-400~+75bp可能是其核心启动子区域。实时荧光定量PCR分析发现,MYH1基因在关岭牛背最长肌和后腿肌中高表达,在心脏、肝脏、小肠、脂肪组织中表达量很低,说明MYH1基因表达具有组织特异性。     

猪StAR基因启动子区克隆及其转录活性研究

旨在通过分析猪StAR基因启动子活性区域,探究猪StAR基因的转录调控机制,从育种学角度为提高猪繁殖力提供新思路。本研究根据Ensembl数据库已公布的猪StAR基因的5′侧翼区序列,利用在线预测软件对该基因启动子区序列信息进行分析,以大白猪基因组DNA为模板,利用特异性引物,进行PCR扩增、测序,进而构建启动子区不同缺失片段的pGL3-StAR双荧光素酶表达载体,转染293T细胞并进行活性检测。结果显示,StAR基因5′侧翼区不含有典型的TATA-box和CpG岛;成功克隆了10个含有不同长度的启动子片段,并构建了各片段与表达载体的重组质粒;转染293T细胞后经双荧光素酶活性检测发现,大白猪StAR基因5′侧翼区存在着核心启动子,其中-196~+127bp这一区域活性值最高,且显著高于其他缺失片段(P0.01),表明在+127~-196bp的区域内存在重要的正调控因素,外显子1对启动子活性起重要的调控作用。-41~-196bp为核心启动子区域,该区域存在着关键的正调控元件,包含GATA2、GATA4、SP1、ZNF263、Hoxa9、KLF16和ZNF740转录因子结合位点。本试验通过对StAR基因进行生物信息学分析,并结合不同长度启动子片段双报告基因活性检测,证实了StAR基因的5′侧翼区序列具有启动子转录活性。初步确定了该基因的启动子区域,找到了启动子的核心区域和主要调控区域,为进一步研究StAR基因转录调控机制提供理论依据。     

猪DKK1基因启动子区的克隆及其活性分析

旨在初步探索DKK1基因转录调控机制,本研究利用启动子在线预测软件分析了该基因启动子区序列特征,根据Ensembl数据库已公布的猪DKK1基因的5′侧翼区序列,设计特异性PCR引物进行扩增、测序,进而构建启动子区不同缺失片段的pGL3-DKK1双荧光素酶表达载体,分别转染293T细胞和Hela细胞,并进行双荧光素酶报告基因检测。结果显示,DKK1基因启动子中含有1个TATA-box、多种转录因子和1个CpG岛;DKK1基因启动子对239T细胞具有偏好性,其中p-1 679/+292bp启动子片段活性最高,且显著高于其他缺失片段(P0.01)。-953~-1 679bp为核心启动子区域,-586~-953bp区域可能存在负调控元件,在-953~-1 679bp区域可能存在正调控元件。本试验通过对DKK1基因进行生物信息学分析并结合不同长度启动子片段双报告基因活性检测,证实了DKK1基因的5′侧翼区序列具有启动子转录活性,并初步确定了该基因的启动子区域,找到了启动子的核心区域和主要调控区域,为进一步研究DKK1基因转录调控机制奠定基础。     

猪PLEl基因启动子克隆及序列分析

通过巢式PCR方法获得猪PI。E1基因5’端上游启动子序列，通过T／A克隆法对PI。E1基因的启动子进行克隆，并对PCR鉴定为阳性的克隆子进行测序，参考人、啮齿类的羧酸酯酶家族的启动子结构，并利用启动子在线分析软件对其进行生物信息学分析。结果成功克隆得到PI。E1基因5’端上游1153bp的调控片段，分析表明该调控区没有CpG岛，也不存在典型的TATA盒结构；有2个转录起始位点分别位于翻译起始密码子ATG上游-39bp和-37bp处，潜在的转录因子结合位点有C／EBP、Spl、USF、CdxA、GATA-X、GATA-1、GATA-2、GATA-3、MZFl、AML-la、SRY、Nkx-2、LyLl、deltaE等。另外还发现了7种基序分别为EGF-1、INTEGRINBETA、CTCKl、ANA—PHYIJATOXIN-1、THIOLASE-3、TUBUI，IN、VWFC-1。研究结果可为进-步揭示PLEl基因转录调控机制提供理论参考。     

马鹿茸IGF-1基因5′端克隆及生物信息学分析

对鹿茸IGF-1 5′端调控序列进行生物信息学分析。提取鲜马鹿茸顶部组织基因组DNA,设计简并引物,利用PCR获得马鹿茸IGF-1 5′端调控序列及部分外显子(命名为CCS1074),用DNAMAN软件进行CCS1074与其他种属IGF-1基因的序列同源性分析;使用在线分析程序预测CCS1074的潜在转录因子结合位点并比较分析鹿茸区别于其他种属IGF-1的特有潜在转录因子,进行TATA box、CpG岛、候选启动子区段及信号肽预测。结果获得了包含部分外显子的鹿茸IGF-1基因5′端(Genbank Accession No.DQ234266);序列同源性分析表明鹿茸IGF-1与牛、羊IGF-1基因5′端存在差异;生物信息学分析表明:在CCS1074 180~310 base处存在CpG岛,在142~192、238~288、874~924、1359~1409 base处可能存在启动子,存在253个潜在的转录因子结合位点;比较发现,ZF5F/ZF5.01和HAND/HAND2_E12.01是鹿茸IGF-1区别于牛、羊、人、猪、家鼠、斑马鱼IGF-1启动子区域的潜在转录因子,这些潜在转录因子与鹿茸生长的关系尚待进一步试验证实;综合分析表明CCS1 074<1~1580base为鹿茸IGF-1 5′端区域,1581~1966 base为外显子1,1903~1966 base为信号肽,1967~>2087 base为内含子1。     

蒙古羊GDF11基因启动子区克隆及序列分析

为了研究生长分化因子11(growth differentiation factor,GDF11)基因与蒙古羊多脊椎性状间的关系,本研究首先克隆了该基因启动子区序列,并采用相关生物信息学软件对该序列进行了分析。结果得到512 bp的蒙古羊GDF11基因启动子区序列,整个序列碱基构成为A占10.55%,G占16.80%,T占31.84%,C占40.82%,整个序列G+C含量百分比为57.62%。通过在线软件对蒙古羊GDF11基因启动子区生物信息学分析结果表明,该区域未找到符合条件的CpG岛,也未发现TATA box或CAAT box结构,但存在一处潜在的转录起始位点和HSF2、HSF2、GATA-1、AML-1a和MZF1 5个潜在转录因子,并且具有5种基序结构:EGF_1、CTCK_1、ANAPHYLATOXIN_1、VWFC_1和DEFENSIN。本研究结果为进一步揭示该基因对蒙古羊脊椎数的调控机理提供了重要的理论依据。     

中国荷斯坦牛C4A基因5'侧翼区功能分析

利用在线预测软件对牛C4A基因的5'侧翼区序列进行生物信息学分析,成功构建了一系列表达载体,利用双荧光素酶报告基因检测系统分析牛C4A基因的5'侧翼区启动活性。分别通过定点突变技术构建突变质粒,研究调控C4基本表达和诱导表达的转录因子结合位点。利用EMSA技术验证转录因子在研究细胞系中存在与否。结果显示,C4A基因启动子序列转录起始位点上游169 bp为报告基因荧光值最高的片段,即为启动子核心区;其中SP1(-169~-158)、E-box(-122~-117)和AP-1(-80~-71)是调控C4基本表达的主要转录因子结合位点,且3个转录因子在Hep G2细胞系中真实存在。     

关岭牛肌球蛋白重链1基因5'侧翼启动子的克隆和生物信息学分析

本试验旨在进行关岭牛肌球蛋白重链1（myosin heavy chain 1,MYH1）5'侧翼启动子的克隆和生物信息学分析。采集关岭牛血液及组织样品（背最长肌、后腿肌、心脏、肝脏、小肠、脂肪组织）,利用PCR方法扩增关岭牛MYH1基因5'侧翼区,构建关岭牛pUCm-T-MYH1克隆载体,并对MYH1基因5'侧翼区进行生物信息学分析,最后利用实时荧光定量PCR法测定了MYH1基因在关岭牛不同组织中的表达。结果显示,本试验成功获得1 373 bp（-1 360~+12 bp）的MYH1基因5'侧翼启动子序列;利用生物信息软件对获得的克隆序列进行分析发现,MYH1基因5'侧翼启动子序列存在5处可能的转录起始点和多个潜在转录因子结合位点;关岭牛与金丝猴、野猪、家鼠、藏羚羊、野驴的MYH1基因5'侧翼区保守性较强的区域为转录起始点上游-400~+100 bp,推测转录起始点上游-400~+75 bp可能是其核心启动子区域。实时荧光定量PCR分析发现,MYH1基因在关岭牛背最长肌和后腿肌中高表达,在心脏、肝脏、小肠、脂肪组织中表达量很低,说明MYH1基因表达具有组织特异性。     

牛MYOZ2基因启动子克隆及活性分析

旨在克隆测定牛肌原调节蛋白2基因(Myozenin2,MYOZ2)启动子的全长序列,进行活性区域分析,为牛MYOZ2基因功能和表达调控机理研究提供理论依据。通过5′RACE方法确定牛MYOZ2基因转录起始位点;采用PCR技术,以牛基因组为模板克隆MYOZ2基因启动子序列。利用在线软件分析启动子区域中可能包含的转录因子结合位点。依据分析结果重新设计引物,构建7个包含不同缺失片段的双荧光素酶报告基因载体,转染C2C12细胞系,利用双荧光素酶系统检测不同片段的启动子活性。结果表明,克隆得到牛MYOZ2基因启动子序列2 065bp,确定MYOZ2基因的转录起始位点;MYOZ2基因片段-84/+125荧光素酶相对活性极显著高于空载体pGL3-Basic(P0.01),MYOZ2基因片段-683/+125荧光素酶相对活性极显著高于基因片段-263/+125(P0.01)。MYOZ2基因启动子核心区域位于-84/+125bp,而且MEF2,SRF,MyoD,YY1等转录因子可能参与MYOZ2基因的转录调控。     

内蒙古绒山羊角蛋白5基因启动子克隆及序列分析

试验旨在了解角蛋白5(keratin 5, K5)可能的调控序列。本研究根据UCSC公布的牛K5基因5'侧翼区设计PCR引物,扩增了内蒙古绒山羊K5基因部分启动子序列。通过产物纯化、连接、转化,并对测序结果进行了生物信息学分析。结果扩增得到内蒙古绒山羊K5基因启动子序列长度为1452 bp(GenBank登录号为:JQ277735),与牛和人相应序列的相似性分别为91.5%和74%。转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游－101 bp位置;含有两个TATA 盒,分别位于翻译起始位点上游－129—－124 bp(ATAAAA)和－178—－174 bp(TTAAT)位置;通过在线分析软件预测发现(按5'→3')SRY,MZF1,v-Myb,SRY,AP-1,CDP CR,HNF-4,AML-1a,HSF2,AP-4,AP2,AP2,Sp1,Nkx-2,Sp1和GATA-1转录因子结合位点。其中,转录因子SRY(TGTGTTT),和CDP CR(GATTGATGGC)是绒山羊特有的;转录因子HNF-4,AML-1a,HSF2,AP-4,AP2,Sp1,Nkx-2和GATA-1(AGCCATCATG)在绒山羊、牛和人K5启动子上的结合位点高度保守。两个最小增强子分别位于翻译起始位点ATG上游－140—－91 bp和－114—－67 bp位置,含有24 bp(GCGGCTCCCAGGTAACAGAGCCGC)重叠区,预测其与绒山羊K5基因的转录调控有关。试验确定了内蒙古绒山羊K5基因启动子的转录起始位置、转录因子结合位点及最小增强子序列,为进一步研究绒山羊K5基因的表达调控机制奠定了理论基础。     

牛CART基因核心启动子鉴定及转录调控分析

旨在筛选牛CART基因核心启动子区并鉴定调控CART表达的转录因子,探究其转录调控机制。本研究采集3头健康母牛下丘脑组织,提取基因组DNA,通过PCR扩增、测序获得牛CART启动子序列,EMBOSS、MethPrimer、New PLACE数据库分析启动子结构特征;构建4个包含不同截短长度的CART启动子报告基因载体,双荧光素酶报告基因活性检测鉴定核心启动子区;应用DNA pull down结合质谱分析(n=3),功能聚类及结合位点预测分析筛选核心启动子区候选转录因子;构建转录因子过表达载体,转染至293T细胞,分析转录因子对牛CART核心启动子区的转录调控功能(n=3)。结果表明,牛CART基因-1 200 bp～+22 bp区域存在CpG岛和TATA box、CAAT box等顺式作用元件;构建的4个截短启动子报告基因载体均具有转录起始活性,-292 bp～+22 bp片段转录起始活性最强,为牛CART基因核心启动子区;转录因子RFX5、CREB、RFX1、JUND、TEAD4、TFAP2D、RELA可与牛CART基因核心启动子区特异性结合;进一步研究证实RFX5、RFX1、TEA...     

山羊脂肪酸合酶基因(FASN)启动子结构与功能的初步分析

本研究旨在对山羊脂肪酸合酶基因(Fatty acid synthase,FASN)启动子进行结构与功能的初步分析,进而对其转录调控机制进行探讨。采用PCR技术从西农萨能羊基因组DNA中克隆FASN基因启动子,通过缺失分析,构建7个包含不同缺失片段的荧光素酶报告基因载体,转染山羊乳腺上皮细胞和MCF-7细胞,利用双荧光素酶系统检测不同片段的启动活性。结果表明,克隆得到FASN基因的启动调控序列2 589bp,生物信息学分析发现,该启动子序列含有典型的启动转录元件TATA-box和E-box,分别位于转录起始位点(+1)上游-41和-74bp处。报告基因分析表明,启动子核心区域定位在-293～-79bp,在线软件预测发现,该区域含有Sp1、NF-Y、USF和SREBP等转录因子结合位点。结果显示,FASN基因启动子前端存在负调控元件,Sp1、NF-Y、USF和SREBP等转录因子可能参与FASN基因的转录调控。     

蛋鸡胱硫醚β合酶基因启动子鉴定与分析

旨在鉴定胱硫醚β合酶(Cystathionine beta synthase,CBS)基因5′调控区和核心启动子特征,为研究蛋鸡骨骼中该基因的表达调控机制提供依据。采集68周龄罗曼蛋鸡胫骨组织,利用酚-氯仿法提取基因组DNA,以UCSC数据库中CBS基因序列为模板设计5′调控区扩增引物,利用生物信息方法分析5′调控区序列特征并进行转录因子结合位点预测,并构建双荧光素酶报告基因重组载体,通过转染DF-1细胞系后检测双荧光素酶活性,进行CBS基因的核心启动子区鉴定。结果表明,蛋鸡CBS基因5′调控区含有潜在的核心启动子区、典型的CpG岛和多个转录因子Sp1结合位点;不同长度片段均具有启动子活性,但不同片段活性存在显著差异,其中F4片段(-155~+131bp)具有最高的转录活性,确定该片段为核心启动子区。蛋鸡CBS基因5′调控区结构特征与核心启动子的鉴定和转录因子结合位点的发现为研究该基因在骨骼中的表达调控机制奠定了基础。