线虫fat-1基因密码子优化设计

本研究旨在优化线虫fat-1基因,使其在牛肌肉组织中高效表达,为进一步生产fat-1转基因肉牛提供目的基因。试验在不改变fat-1基因编码氨基酸序列的基础上,参考了11个牛肌肉蛋白相关基因的密码子使用频率,对fat-1基因进行了密码子优化。结果发现,共改变了65个碱基,涉及65个密码子、7个氨基酸,约占fat-1基因总碱基数的5.38%,G+C含量从45.08%上升到50.04%,且分布均匀利于基因的表达。结构预测结果显示,该优化后的基因能够在牛肌肉中高效表达。     

秀丽隐杆线虫去饱合酶FAT1基因密码子优化及真核表达载体构建

ω-3长链多不饱和脂肪酸对人体的营养和健康具有重要意义,一旦缺乏将会引起人类各种疾病。去饱和酶FAT1基因是在线虫中合成ω-3长链多不饱和脂肪酸最关键的基因。为了对FAT1基因的密码子进行优化,并构建一个真核表达载体,利用JCat软件对FAT1基因进行了密码子优化,得到一个优化后的基因FAT1m。设计突变引物,利用重叠PCR法拼接全长FAT1m基因,并连接到pBudCE载体中。结果表明:FAT1m基因的16个密码子被改造,包括Val 2个,Ser 2个,Gln 8个,Leu 4个,但是并没有改变氨基酸序列。并且把FAT1m基因连接到pBudCE载体,成功构建了真核表达载体pBud-FAT1m。     

体细胞核移植生产转fat-1基因克隆Holstein牛

为培育含ω-3多聚不饱和脂肪酸(ω-3polyunsaturated fatty acids,PUFAs)丰富的转基因奶牛新材料,本试验将fat-1基因转染到Holstein奶牛胎儿成纤维细胞,筛选获得的转基因阳性克隆细胞株,通过核移植方法构建转基因重构胚胎,比较了非转基因与转基因重构胚体外发育情况,并移植到代孕母牛子宫角。妊娠足月产下犊牛后,对犊牛进行转基因的DNA以及mRNA的表达鉴定。结果显示,非转基因与转基因重构胚囊胚率分别为32.1%和28.1%,两者之间无显著差异(P0.05)。受体母牛的妊娠率为66.7%(6/9),其中3头母牛妊娠足月(50%)。自然分娩3头克隆牛,体细胞克隆牛的效率为20%(出生小牛头数/移植胚胎数)。经PCR鉴定,这3头小牛中有1头为转fat-1基因阳性,其余2头均为阴性,转基因阳性率为33.3%。     

人溶菌酶基因的密码子优化设计及生物信息学初步分析

对猪乳蛋白密码子使用偏好性进行了分析,并基于其使用规则,在不改变编码氨基酸序列的基础上对人溶菌酶基因hLYZ的密码子进行了优化设计和生物信息学初步分析。研究结果表明,人hLYZ基因与猪乳蛋白相关基因的密码子使用频率存在明显差异,优化前后猪乳蛋白偏好性hLYZ基因（LYZ-Cas）共改变了109个碱基,约占hLYZ基因碱基总数的24.38%,G＋C含量由47.0%下降至43.8%。改造前后hLYZ基因CDS序列所翻译的氨基酸序列比对结果显示,其氨基酸序列没有发生变化,二级结构预测及Nc值计算显示,其能够在猪乳中相对高效表达。本研究旨在分析并比较优化前后hLYZ基因密码子的生物信息学变化,使其在猪乳蛋白中高效表达,对于生产富含人溶菌酶的hLYZ转基因克隆猪具有重要的理论意义,并且对于提高仔猪成活率,防治哺乳动物乳腺炎,提高乳品质等方面具有巨大的应用潜力。     

密码子优化的甲型H1N1流感病毒HA基因DNA疫苗在小鼠体内免疫保护效力研究

为了提高甲型H1N1流感病毒HA基因DNA疫苗的免疫原性,本研究将流感病毒rPan09(HA和NA来自A/California/04/09,其余6个片段来自PR8的重组病毒)的HA基因通过人工合成的方法将其密码子优化为哺乳动物体内偏嗜性密码子opti-HA,同未优化的rPan09的HA基因分别与真核表达载体pCAGGS连接构成重组质粒pCA-optiHA和pCA-HA转染293T细胞,48 h后采用间接免疫荧光的方法检测HA基因的体外表达情况,结果显示重组质粒pCA-optiHA的蛋白表达量明显高于pCA-HA。为评价这两种重组质粒的免疫及保护效力,选取6~8周龄雌性BALB/c小鼠,将质粒pCA-HA、pCA-optiHA以100μg/只的剂量,进行后腿肌肉多点注射,同时设立空载体pCAGGS对照,共免疫3次,每次间隔2周。结果表明DNA疫苗pCA-optiHA可显著提高小鼠的体液免疫和细胞免疫应答水平。三免2周后用107.45EID50的rPan09采用滴鼻方式进行攻毒,用Real-time PCR及制作肺组织石蜡切片检测DNA疫苗的保护效力。结果表明,pCA-optiHA免疫组的保护效力明显高于pCA-HA免疫组。本研究为进一步研究和设计有效的甲型流感病毒DNA疫苗奠定了基础。     

H1亚型猪流感病毒HA基因密码子优化的DNA疫苗免疫保护效力研究

DNA疫苗的免疫效果与抗原基因的表达量及表达抗原的免疫原性有直接关系。为了提高猪流感病毒（Swine influenza virus,SIV）HA基因DNA疫苗的表达量,增强其免疫效果,本研究通过人工合成的方法将H1亚型猪流感病毒A／Swine／Guangdong／1／01（H1N1）的HA基因密码子优化为猪体内偏嗜性密码子optiHA,同野生型A／Swine／Guangdong／1／01（H1N1）的HA基因分别与真核表达载体PCAGGS连接构成重组质粒PCAGGS—optiHA和PCAGGS—HA,然后分别转染293T细胞,48h后采用间接免疫荧光的方法检测Ⅲ基因的瞬时表达蛋白情况。将质粒PCAGGS—HA、PCAGGS—optiHA以100μg／只的剂量,采用后腿肌肉多点注射的方式,免疫6-8周龄雌性BALB／c小鼠,同时设立空载体PCAGGS对照。共免疫3次,每次间隔2周,三免2周后对每组以10^3.87 EID50的A／Swine／Guangdong／1／01（H1N1）进行攻毒。采用ELISA、血凝抑制试验、细胞因子检测和肺组织病毒含量测定等实验评价这两种DNA疫苗的免疫效果。结果表明,HA基因密码子优化的DNA疫苗可显著提高体液免疫和细胞免疫的应答水平,攻毒后免疫组PCAGGS—optiHA的保护效力明显高于免疫组PCAGGS—HA。这一结果为进一步研究和设计有效的SIVDNA疫苗奠定了基础。     

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。     

猪FUT2基因密码子使用偏好性分析及优化

为了揭示猪α-（1,2）岩藻糖转移酶2（FUT2）基因密码子使用特性并提高其在外源宿主内的表达量,本研究综合运用EMBOSS Explorer网站和CodonW软件包分析了猪FUT2基因的密码子使用偏好性的相关参数,并与3种模式生物（大肠杆菌、酵母菌和果蝇）基因组密码子使用模式进行比较,最后参照与之最为相近的模式生物基因组密码子使用方式,利用JCat和OPTIMIZER两个密码子优化网站对猪FUT2基因密码子进行优化。结果显示,猪FUT2基因表达水平不高,存在24种偏好密码子,且这24种偏好密码子中有23种以G/C结尾;猪FUT2基因与果蝇基因组密码子使用模式的差异小于大肠杆菌和酵母基因组,表明果蝇更适合猪FUT2基因的外源表达;根据果蝇基因组密码子使用模式优化猪FUT2基因密码子,优化后其适应指数有了明显提高,而整体GC含量没有明显变化,说明在理论上猪FUT2基因优化成功。本研究从翻译水平上揭示了猪FUT2基因的密码子使用特性,为其在遗传改良中选择最佳外源表达系统及提高其在宿主细胞内的表达水平提供一定的理论依据。     

密码子优化型鸭甲肝病毒VP1基因在昆虫细胞中的表达

为了提高基因A型鸭甲肝病毒（Duck hepatitis A virus,DHAV）VP1基因在昆虫细胞中的表达水平,本研究根据昆虫细胞密码子偏爱性对野生型DHAV VP1（wtVP1）基因进行改造,合成了optiVP1基因,并利用Bac-to-Bac表达系统构建了重组杆状病毒rBacmid-wtVP1和rBacmid-optiVP1,分别转染对数生长期的sf9昆虫细胞表达VP1蛋白。转染72 h后,sf9细胞出现典型的细胞病变（cytopathic effect,CPE）, Western-blot和间接免疫荧光法（indirect immunofluorescence assay,IFA）检测结果表明VP1蛋白在重组杆状病毒感染的sf9昆虫细胞中获得了良好表达。用Image J软件对Western-blot扫描的图片进行灰度分析发现, optiVP1基因在昆虫细胞中的表达水平明显高于wtVP1。本研究为进一步研制诊断抗原和新型基因工程疫苗的开发奠定了基础。     

猪细小病毒NS1基因密码子偏爱性分析

为给猪细小病毒（Porcineparvovirus,PPV）主要非结构蛋白（NS1）基因选择良好的宿主表达系统提供参考依据,本研究运用EMBOSS在线分析软件的CHIPS和CUSP程序对PPVNS1基因进行密码子偏爱性分析。结果显示PPVNS1基因的CAI值为0．642,ENC值为39．703,这表明NS1在密码子使用上存在较明显的偏爱性,且第三位核苷酸尤其偏爱A或T;从与PPVNS1基因密码子使用频率比值上看,使用频率差异较大的在大肠杆菌有33个、酵母有26个、人有27个;PPVNS1基因共有71个大肠杆菌稀有密码子,并且还有多个稀有密码子多次串联成簇出现的情况。结果表明酵母等真核生物与其密码子偏爱性较为接近,可作为该基因体外表达宿主的首选。     

密码子优化的鸡白细胞介素-17在昆虫细胞中的表达研究

为了获得具有良好生物学活性且具有较高表达量的鸡白细胞介素-17(ChIL-17),本研究在前期研究工作基础上,将ChIL-17的编码基因按照真核细胞(昆虫细胞)偏爱的密码子进行优化改造,经全基因合成后插入到转座载体pFastBacTM Ⅰ中,构建重组转移质粒pfast-mod.ChIL-17并转化DH10Bac感受态细胞.通过位点特异性转座将mod.ChIL-17基因整合到穿梭质粒Bacmid中,获得重组穿梭质粒Bacmid-mod.ChIL-17.应用脂质体将重组穿梭质粒转染Sf9昆虫细胞,获得重组杆状病毒rBac-mod.ChIL-17.重组病毒传代扩增感染Sf9细胞,通过间接免疫荧光检测目的蛋白的表达.结果表明,经过优化的ChIL-17在杆状病毒系统中获得表达.     

羊口疮病毒B2L基因密码子优化及截短表达

B2L蛋白是羊口疮病毒(ORFV)的结构蛋白,也是病毒的保护性抗原,可以刺激机体产生强烈的抗病毒反应。为表达出高可溶性的B2L蛋白并检测其免疫原性,将羊口疮病毒B2L基因进行密码子偏爱性优化设计,并截取抗原性高、疏水性好的区域,构建了His-tag融合可溶性标签的表达重组载体,转化至大肠杆菌BL21(DE3)感受态中,经IPTG诱导,利用SDS-PAGE电泳对融合蛋白的可溶性表达进行检测,筛选出高可溶性表达的His融合蛋白。重组蛋白通过Ni-NTA agarose亲和纯化后,进行Western-blot验证。结果显示,经过SDS-PAGE和Western-blot鉴定的目的条带分子质量与预期大小相符。本试验成功在上清中表达和纯化出B2L基因编码蛋白。     

猴B病毒囊膜蛋白gC基因密码子优化及其在大肠埃希菌中的表达

根据猴B病毒E2490标准株gC基因,选择大肠埃希菌偏好的密码子,设计合成了1 200个碱基,共编码400个氨基酸,测序证实后,克隆入pET-28b(+)载体,转化至大肠埃希菌BL21(DE3),在IPTG诱导下获得50 ku以包涵体形式表达的gC重组蛋白.Western blot分析表明表达产物能够被猴B病毒标准阳性...     

蝉抗茵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(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.     

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。     

牛病毒性腹泻—黏膜病病毒C24V株E0截短基因密码子优化及其在卡介苗中的表达

The protein encoded by E₀ gene is one of the major protective antigens of bovine viral diarrhea-mucosal disease virus (BVDV). E₀ gene is a candidate for developing genetic engineering vaccine of BVDV and it could not express in BCG, it has been shown that E₀ protein has RNase activity, and has a plurality of rare codons according to analyze the codon usage frequency of BCG. By truncating the gene and optimizing its codons, E₀ gene expressed in BCG successfully and its antigenic activity was detected, which laid the foundation for building bivalent genetic engineering vaccine to prevent tuberculosis and bovine viral diarrhea-mucosal disease at the same time.