北极狐TYRP1基因启动子活性及转录调控区域分析

通过分析调控北极狐毛色基因TYRP1启动子核心区域及转录因子,为探究该基因的表达调控机制提供理论依据,并为狐狸毛皮品质分子育种和彩色毛皮新材料的创制提供思路。通过基因组测序技术获得了北极狐TYRP1基因启动子序列,并利用生物信息学方法对北极狐TYRP1基因核心启动子区域和转录因子结合位点进行预测;以北极狐基因组DNA为模板,PCR扩增北极狐TYRP1基因不同长度的启动子缺失片段克隆至pGL3-Basic载体,将重组质粒瞬时转染到A375和293T细胞,利用双荧光素酶基因检测仪进行活性验证。结果表明,成功构建了9个含有不同长度启动子片段的重组质粒,经双荧光素酶活性检测发现北极狐TYRP1基因-699/+35区域为核心启动子区域,-699/-93区域存在着TYRP1基因正调控元件。生物信息学预测分析发现该区域存在4个转录因子结合位点;利用重叠延伸PCR技术成功构建了4个突变载体,经双荧光素酶活性检测发现4个突变载体活性均显著下降(P0.05),表明这4个转录因子是北极狐TYRP1基因转录调控的正调控元件。本研究确定了北极狐TYRP1基因启动子核心区域-699/+35,Sp1(-656/-646)、CREB(-598/-589)、Sp1(-539/-530)和Sp1(-163/-154)为北极狐TYRP1基因转录的正调控元件。     

山羊PMEL基因启动子活性及转录调控元件分析

旨在筛选调控山羊毛色基因PMEL的启动子活性区域及转录因子,为探究该基因的表达调控机制提供理论依据,并为彩色山羊的育种和改良提供思路。以山羊基因组DNA为模板,PCR扩增PMEL基因不同长度的启动子缺失片段,定向克隆至pGL3-basic载体,将重组质粒转染到293T和A375细胞,通过双荧光素酶检测系统测定相对荧光素酶活性值;利用生物信息学方法对PMEL基因核心启动子区的转录因子结合位点进行预测,随后利用重叠延伸PCR分别对pGL3-327质粒上预测的转录因子结合位点进行点突变并构建突变载体,利用双荧光素酶检测系统进行活性验证。结果显示,本研究成功构建了7个不同长度的启动子片段,其中6个片段具有明显的启动子活性。经过双荧光素酶活性检测发现山羊PMEL基因-251/+76区域为核心启动子区域。通过不同长度的启动子片段的活性比较发现,-251/-62区域的缺失造成启动子活性从最高到消失,表明该区域对山羊PMEL基因转录调控有重要影响,生物信息学分析发现该区域存在5个转录因子结合位点,利用点突变构建了5个突变载体,经过双荧光素酶检测发现5个突变载体的活性均显著下降。提示这5个转录因子是山羊PMEL基因转录的正调控元件。本研究确定了山羊PMEL基因启动子核心区域为-251/+76,NF-1(-206/-197)、Sp1(-186/-174)、Sp1(-151/-139)、CREB(-91/-82)和Sp1(-82/-71)结合位点为山羊PMEL基因转录的正调控元件。     

FOXL2基因与蛋鸡卵巢发育的相关性研究

试验采集120、160、220、330、480日龄海兰褐蛋鸡的卵巢,通过石蜡切片观察卵泡发育情况,采用荧光定量PCR检测FOXL2基因在卵巢的表达情况。结果显示:120~480日龄,卵巢重量呈现先增加后减少的趋势,220日龄达到最大;卵巢的初级卵泡数逐渐减少,而次级卵泡数先增加后减少,160日龄次级卵泡数最多;蛋鸡卵泡萎缩率增加,闭锁卵泡数逐渐增多;FOXL2基因的m RNA水平在120~480日龄呈下降趋势,暗示其可能与蛋鸡卵巢和卵泡的发育存在相关性。     

鹅MyoG基因启动子活性及转录调控元件分析

旨在分析鹅MyoG基因启动子活性区域和转录因子,探究该基因的转录调控机制.本研究首先通过PCR扩增泰州鹅MyoG基因5'侧翼区序列1 245 bp并对其进行测序和生物信息学分析,其次,构建4个不同缺失片段的双荧光素酶报告载体,转染C2C12细胞系.进一步利用在线软件预测核心启动子区关键转录因子,对转录因子结合位点HNF...     

山羊DCT基因启动子活性区及其转录因子调控探究

旨在探究山羊DCT基因启动子活性区及相关转录因子对该基因的调控作用,为山羊DCT基因的表达调控提供理论依据。通过对山羊DCT基因5′侧翼区序列及第一外显子区序列进行生物信息学分析,并与人和小鼠DCT基因启动子序列进行比对,同时结合在线启动子预测结果,采用快速克隆的方法构建5个5′系列缺失序列的启动子报告基因载体,以此为基础构建3′缺失序列的6个报告基因载体,并构建SOX10、MITF和OTX2转录因子结合位点点突变的6个报告基因载体,以瞬时转染的方法转染A375细胞,双荧光素酶检测试剂盒检测缺失片段和点突变片段的启动子活性。结果表明,成功构建了山羊DCT基因11个不同长度的启动子报告基因载体,-990~+232bp的P3片段荧光素酶活性极显著高于其他片段(P0.01),基于P3构建的3′系列缺失片段中-881~-154bp的P8片段荧光素酶活性极显著高于其他片段(P0.01)。转录因子SOX10结合位点突变的载体荧光素酶活性极显著降低(P0.01),MITF和OTX2结合位点突变的载体荧光素酶活性极显著增强(P0.01)。山羊DCT基因启动子核心调控区位于-881~-154bp区域,转录因子SOX10对山羊DCT基因发挥正调控作用,而转录因子MITF和OTX2对山羊DCT基因的调控作用尚需深入研究。     

猪Nhlh2基因启动子活性及其表达调控的初步研究

旨在研究母猪Nhlh2基因启动子活性及其与转录因子之间的调控关系,为探索该基因的表达调控提供分子水平的依据,也为研究母猪繁殖机制提供一定的参考。本研究以猪卵巢组织DNA为模板,PCR扩增Nhlh2不同长度的启动子缺失片段,克隆到pGL3-basic载体构建启动子报告基因重组质粒,并将其转染到猪卵巢颗粒细胞,测定相对双荧光素酶活性值;通过染色质免疫共沉淀技术(ChIP),研究Nhlh2启动子与YY1、C/EBPβ蛋白之间的相互作用;随后构建转录因子超表达、突变载体和小干扰RNA(siRNA),利用双荧光素酶检测系统进行活性验证。经双荧光素酶报告系统检测发现,Nhlh2基因的P7(-238~+129)区域启动子转录活性最高,-654~-238片段范围可能存在负调控元件,-238~-20区域可能存在正调控元件;通过生物信息学分析和ChIP验证,Nhlh2启动子区-101~-85和-153~-140区域分别是转录因子YY1和C/EBPβ的结合位点;突变YY1和C/EBPβ的结合位点后,P7的双荧光活性显著上调;超表达YY1和C/EBPβ后,P7的双荧光活性显著下调;干扰YY1和C/EBPβ的表达后,P7的双荧光活性显著上调。本研究确定了猪Nhlh2基因的核心启动子区域为-238~+129,YY1和C/EBPβ分别结合在Nhlh2基因启动子区的-101~-85和-153~-140区域,抑制猪Nhlh2基因的转录活性。     

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。     

北极狐MITF-M基因启动子活性及转录调控元件的分析

为了探究MITF-M基因对狐狸毛色的遗传调控机制,利用PCR扩增技术对北极狐MITF-M基因启动子区6个缺失片段(2 279,1 738,1 313,1 040,524和236 bp)进行扩增,利用双荧光素酶报告基因检测技术对该基因启动子表达载体转染细胞(A375和293T)的相对活性进行检测,通过在线软件对核心启动子区转录因子结合位点进行预测,利用重叠延伸PCR和双荧光素酶报告系统检测技术对预测出来的转录因子结合位点进行点突变活性分析。结果表明,北极狐MITF-M基因启动子区524 bp(-510 bp/+13 bp)处活性最高,预测发现-510 bp/-222 bp区域存在CREB(-312 bp/-319 bp)、Sp1(-295 bp/-307 bp)和Sp1(-249 bp/-262 bp)转录因子结合位点,这3个转录因子结合位点突变后能使北极狐MITF-M基因的启动子活性上升。综上,北极狐MITF-M基因核心启动子区在-510 bp/-222 bp区域,转录因子结合位点CREB(-312 bp/-319 bp)、Sp1(-295 bp/-307 bp)和Sp1(-249 bp/-262 bp)对北极狐MITF-M基因的转录激活起到一定的调控作用。     

静原鸡FOXL2基因PCR扩增及生物信息学分析

为研究FOXL2基因对鸡的性成熟及产蛋性能的影响,试验以优良地方品种静原鸡为研究对象,利用PCR技术成功克隆了静原鸡心脏FOXL2基因的CDS区,其序列长度为918 bp。生物信息学方法分析结果显示,静原鸡FOXL2基因编码了305个氨基酸,分子式为C1491H2267N425O432S15。FOXL2蛋白是亲水性蛋白质,但不存在跨膜区域,不含信号肽。FOXL2蛋白含有28个丝氨酸(Ser)磷酸化位点,含有4个苏氨酸(Thr)磷酸化位点,含有16个酪氨酸(Tyr)磷酸化位点。FOXL2蛋白在第46～132位氨基酸之间只有1个Forkhead结构。FOXL2蛋白二级结构主要的结构形式为α-螺旋与无规则卷曲。在SWISS-MODEL中建立FOXL2蛋白的三级结构,模型以2ef0.1.A(Ornithine Carbamoyltransferase)蛋白为模板,模板的序列同源性高达99.34%。与其他禽类FOXL2基因CDS区序列进行多序列比对,使用MEGA 7.0软件构建进化树。静原鸡与环颈雉亲缘关系较近,与原鸡的亲缘关系最近。     

FOXL2基因重组腺病毒载体的构建及鉴定

为了构建叉头框L2(Forkhead box L2,FOXL2)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因复制缺陷型腺病毒载体,试验将克隆的FOXL2基因与IRES-GFP片段通过酶切、纯化等方法共同连接到pShuttle-CMV载体中,再与pAdEasy-1腺病毒质粒在BJ5183大肠杆菌中进行同源重组,得到复制缺陷型AD-FOXL2腺病毒载体,再用PacⅠ酶线性化后转染HEK293细胞,观察绿色荧光表达,并测量病毒效价。结果表明:将AD-FOXL2腺病毒载体用PacⅠ酶线性化后,得到1个大于23 kb的大片段和1个4.5 kb的特异性小片段,证明同源重组成功;将所得的腺病毒载体转染HEK293细胞,可以观察到GFP的表达,证明包装成功,并测得病毒效价为1×10-8.61/0.1 mLTCID50。     

不同物种FOXL2基因的生物信息学分析

为了从核苷酸序列及氨基酸序列两方面对叉头框L2(Forkhead box L2,FOXL2)做初步系统的研究及指导后续的试验工作,试验采用BioEdit7.0.5、DanSP 4. 0等软件对来自22个物种的43条FOXL2 CDS序列及其相应氨基酸序列进行了生物信息学分析.结果表明:检测到的260个多态位点中有61个单一多态位点, 199个简约多态位点;哺乳动物中(除DQ089671、DQ089672个体外)都以TGA作为终止密码子,氨基酸序列间的相似性高达96%,氨基酸C-端低复杂性区域明显多于非哺乳动物;非哺乳动物氨基酸序列中不含多聚丙氨酸束、甘氨酸重复区及脯氨酸重复区;基序分析发现了10个高度保守位点,可能是蛋白的功能位点.     

绵羊CYP19基因卵巢启动子的克隆及其表达活性研究

本研究旨在克隆绵羊CYP19基因卵巢启动子序列片段,构建真核表达载体,并在细胞水平检测其组织特异性表达情况。参考已知序列设计特异性引物,PCR扩增绵羊CYP19基因卵巢启动子1.1和0.5kb两个片段,并与已公布的序列进行同源性比较;将测序正确的两个片段分别定向克隆到去除CMV的pEGFP-N2载体骨架中,构建真核表达载体pCYP19-1.1-EGFP-N2和pCYP19-0.5-EGFP-N2,重组质粒在脂质体LipofectamineTMLTX+PLUS介导下,分别转染绵羊的颗粒细胞和胎儿成纤维细胞,并于转染后24、48和72h观察EGFP表达情况。结果表明,扩增获得片段与已公布序列高度同源;应用转录因子结合位点预测软件对所得序列分析表明,该扩增片段含有类似于TATA-box核心启动顺式元件,并含有多个潜在转录因子的结合位点。转染24h后,发现pCYP19-1.1-EGFP-N2在颗粒细胞可观测到绿色荧光表达,48h荧光细胞数量有所增加;转染72h时荧光细胞数最多;在胎儿成纤维细胞也有少量EGFP基因表达。pCYP19-0.5-EGFP-N2在颗粒细胞和成纤维细胞中均未检测到荧光。结果表明,扩增所得的绵羊CYP19基因卵巢启动子1.1kb片段可引导外源基因在颗粒细胞中的表达,可用于与繁殖相关的基因功能及转基因动物研究,但并非卵巢特异性启动子。     

绵羊CCL19基因启动子活性分析及其转录调控元件筛选

【目的】 鉴定绵羊趋化因子C-C基序配体19(C-C motif chemokine ligand 19,CCL19)基因启动子的核心启动子区域和关键转录因子,探究该基因在转录调控方面的作用机制。【方法】 选取绵羊CCL19基因5'-侧翼序列1 000 bp,PCR扩增启动子的7个不同长度的截短片段,并连接至pGL3-Basic质粒;将重组质粒与pRL-TK质粒共转染到293T细胞中,结合双荧光素酶报告基因检测系统分析不同截短片段的相对荧光活性。利用在线预测软件分析和筛选CCL19基因核心启动子区域内的转录因子结合位点。采用定点突变技术构建转录因子结合位点缺失的荧光素酶报告载体,与pRL-TK质粒共转染到293T细胞,分析转录因子结合位点缺失质粒的相对荧光活性。【结果】 成功构建了7个不同长度(pGL3-P、pGL3-P1、pGL3-P2、pGL3-P3、pGL3-P4、pGL3-P5及pGL3-P6)的CCL19基因启动子片段的荧光素酶报告载体;采用双荧光素酶报告基因检测系统鉴定出转录起始位点上游－256/－186 bp为CCL19基因启动子核心启动子区域,表明该区域对CCL19基因转录调控有重要作用。生物信息学分析预测到该区域存在POU5F1(-201/-189 bp)、ZBTB26(-228/-217 bp)、FOXI1(-239/-228 bp)、GLI2(-255/-243 bp)和SP2(-219/-211 bp) 5个转录因子的结合位点,并成功构建了转录因子结合位点缺失的荧光素酶报告载体。双荧光素酶报告基因检测系统分析显示,POU5F1转录因子的结合位点缺失后绵羊CCL19基因转录活性极显著降低(P<0.01),FOXI1、ZBTB26、SP2转录因子结合位点缺失后绵羊CCL19基因转录活性均极显著升高(P<0.01)。【结论】 试验成功构建CCL19基因启动子荧光素酶报告载体,确定CCL19基因启动子的核心启动子区域为转录起始位点上游－256/－186 bp,并鉴定出转录因子POU5F1结合位点可能是CCL19基因转录的重要调控位点,为下一步研究绵羊CCL19基因在先天性免疫、适应性免疫和淋巴细胞迁移等方面的功能提供理论基础。     

猪速激肽3基因启动子活性及其表达调控的初步研究

为了确定猪速激肽3基因(tachykinin3,TAC3)核心启动子区域,探索作用于该区域的转录因子对TAC3的调控作用,以猪耳组织DNA为模板,PCR扩增TAC3基因5'端不同长度缺失片段,并构建至p GL3-basic载体,转染猪卵巢颗粒细胞,通过双荧光素酶活性分析确定核心启动子区域,染色质免疫共沉淀技术(Ch IP)验证转录因子与基因启动子区的作用,构建转录因子超表达载体和小干扰RNA(siRNA)转染至猪卵巢颗粒细胞,qRT-PCR检测TAC3基因mRNA表达变化。结果显示:成功构建了TAC3基因5'端不同长度缺失片段,通过双荧光素酶报告系统分析发现,-1 310/-544区域为TAC3基因的核心启动子区,-2 486/-1 633区域可能存在负向调控元件,-1 310/-544区域可能存在正向调控元件。Ch IP检测发现转录因子C/EBPβ和YY1分别结合在TAC3基因的-653/-639和-873/-856区域;超表达C/EBPβ和YY1后,TAC3基因启动子活性显著升高(P0.05)、mRNA表达水平显著上调(P0.01);干扰C/EBPβ后,TAC3基因mRNA表达水平显著下调(P0.01);干扰YY1后,TAC3基因启动子活性显著降低(P0.05)。结果表明:转录因子C/EBPβ、YY1结合在TAC3基因的核心启动子区域,促进TAC3基因的转录活性。     

水牛NOBOX基因启动子克隆及转录活性检测

为了对广西本地水牛新生儿卵巢同源盒基因(NOBOX基因)5'侧翼序列进行克隆、生物信息学分析及其转录活性进行研究,试验采用Gen Bank上已公布的黄牛NOBOX基因5'侧翼序列设计引物,以广西本地水牛血液基因组为模板扩增NOBOX基因5'侧翼序列并进行生物信息学分析。结果表明:研究成功克隆得到广西本地沼泽型水牛NOBOX基因5'侧翼序列及部分CDS区序列,共2 906 bp。同源性分析结果表明,其与地中海水牛、黄牛、绵羊和山羊的相似性分别为99%、96%、91%、91%。试验对NOBOX基因5'侧翼序列2 000 bp进行启动子及转录因子结合位点预测,在其翻译起始位点上游-868/-853 bp处存在TATA box,启动子区存在GATAs、Foxo1、Foxo3、Nobox、Stat1、Stat3、Stat4、Stat5a、Stat5b、Stat6、YY1等反式作用元件结合位点,其中GATAs家族基因在NOBOX启动子区存在多个结合位点,且同一位点又存在多个GATA基因结合。水牛NOBOX启动子能够启动EGFP在HEK-293T细胞上表达,但表达非常微弱,也能够启动EGFP在CHO细胞上表达,且与CMV启动EGFP在CHO细胞中的表达强度相似,表明水牛NOBOX是个强启动子。     

猪乳糖酶基因启动子及增强子的活性研究

采用PCR、TA克隆、构建pGL3.0 Basic荧光素酶报告基因载体并转染Caco-2细胞、Dual-Glo萤光素酶检测系统检测细胞系中荧光信号值的方法分析猪乳糖酶基因不同基因型的启动子与增强子活性。结果表明:GA型启动子和CG型启动子相比差异极显著(P=0.001),CG型启动子能显著促进猪LCT基因表达,而GA型启动子不能促进基因表达。A型增强子,可以使GA型启动子活性显著增强(P<0.05),使CG型启动子活性显著降低(P<0.01);G型增强子对GA型启动子或CG型启动子,均起显著的抑制作用(P<0.01)。猪LCT增强子和启动子多态性位点组合形成的单倍型促进基因表达的作用从高到低顺序为:A型增强子+GA型启动子>A/G型增强子+CG型启动子>G型增强子+GA型启动子。     

家蚕escargot基因的克隆及启动子活性鉴定

果蝇escargot(esg)基因作为表皮成组织细胞标记基因,可以指示果蝇成虫表皮形成过程。果蝇成虫雌较雄多1个体节,家蚕成虫与果蝇体节数相反。利用同源检索和RACE克隆获得果蝇esg在家蚕中的同源基因Bmesg,发现其ORF为1 128 bp,共编码375 aa。进一步克隆该基因上游约2 000 bp的调控序列esgp2k,细胞转染证明esgp2k有驱动活性。通过启动子截短及荧光素酶活性分析,证明起始密码子上游-270～-190 bp为esgp2k活性关键区域,并成功克隆长270 bp的核心启动子esgp7。上述结果为寻找家蚕成组织细胞潜在分子标记,进而研究家蚕雌雄体节数量差异的分子机制奠定了基础。     

家畜基因启动子调控功能的研究进展

 启动子是指一段进行转录的脱氧核糖核酸（DNA）序列,控制着基因表达的起始时间和表达程度。启动子研究对于了解生物生长发育、探讨物种的进化及同源性具有重要的意义。论文就猪、牛以及其他物种的启动子的调控功能的研究进展作了简要的综述,并对启动子调控功能的研究前景进行了展望。