猪传染性胃肠炎病毒非结构蛋白3a和3b融合表达及对细胞周期的影响

【目的】克隆及真核表达猪传染性胃肠炎病毒（transmissible gastroenteritis virus ,TGEV）陕西分离株的3a和3b基因,研究表达蛋白在细胞中的分布及其对细胞周期的影响。【方法】利用软件Primer 5.0参照Genbank公布的序列设计两对分别针对TGEV非结构蛋白基因3a和3b的特异性引物。采用RT-PCR方法从TGEV 陕西分离株克隆3a和3b基因,再将其与真核表达载体pEGFP-N1连接,构建真核表达质粒p3a-EGFP-N1和p3b-EGFP-N1。利用脂质体转染法将重组质粒转染猪小肠黏膜上皮细胞（intestinal epithelial cells,IEC）,采用激光共聚焦显微镜检测转染细胞内融合蛋白的表达分布情况。通过RT-PCR检测细胞中目的基因的转录情况,Western blotting检测细胞中融合蛋白的表达情况。利用流式细胞仪检测表达蛋白对细胞周期的影响,采用实时荧光定量PCR检测融合蛋白的表达对内质网应激蛋白标志性分子GRP78和细胞周期蛋白Cyclin A的表达的影响,通过Western blotting试验检测细胞中蛋白表达后GRP78、Cyclin A和Cyclin B1表达量的变化情况。【结果】成功克隆出完整的TGEV陕西分离株的3a及3b基因,经过测序鉴定,3a基因的大小为213bp,3b基因的大小为732bp;经过与不同来源的TGEV毒株进行对比分析,3a基因的核苷酸序列与其他毒株同源性为97.4%-100%,氨基酸同源性为98.6%-100%;3b基因的核苷酸序列与其他毒株同源性为98.3%-99.9%,氨基酸同源性为100%。重组表达载体转染IEC细胞后,经Western blotting分析IEC分别表达出分子质量约为35kD的3a-GFP和54kD的3b-GFP的融合蛋白,与预期结果相一致。激光共聚焦显微镜观察到融合蛋白3a-GFP和3b-GFP在IEC细胞的细胞核和细胞质中均有表达,流式细胞仪分析TGEV非结构蛋白3b的表达能够使G2/M期的细胞增多,实时荧光定量PCR分析显示细胞周期蛋白Cyclin A的mRNA水平高于对照组细胞（IEC和IEC-GFP）,同时Western blotting分析结果显示表达3b蛋白的细胞中Cyclin A 蛋白水平表达量高于对照组,并且Cyclin B1的表达量低于对照组细胞,差异显著;TGEV非结构蛋白3a对细胞周期没有影响。实时荧光定量PCR分析结果显示,表达TGEV非结构蛋白3a的细胞中GRP78的mRNA水平高于对照组, Western blotting分析GRP78的蛋白水平高于对照组,差异显著,说明非结构蛋白3a可以使GRP78表达水平的上调;TGEV非结构蛋白3b对GRP78的表达没有影响。【结论】TGEV陕西株的非结构蛋白3a和3b在IEC细胞中成功表达,3a蛋白可以引起细胞内质网应激反应,3b蛋白通过使细胞周期蛋白Cyclin A表达上调并且使Cyclin B1表达下调引起细胞周期阻滞于G2/M期。     

白桦木质部原生质体初生细胞壁再生过程转录组分析

  目的  木质部细胞壁的组成及特性是决定材性的重要因素,研究木质部细胞壁形成的分子调控机制对于木材改良具有重要意义。本研究探究了白桦木质部原生质体初生壁再生过程的分子调控机制,并鉴定出重要调控基因,旨在为林木材性性状研究提供数据和材料。  方法  分别以培养0 h和2 h的白桦木质部原生质体为材料,通过荧光增白剂染色观察初生壁再生过程。利用转录组分析技术研究初生壁再生前后的差异表达基因及其参与的调控途径,将检测到的差异表达基因在GO、KEGG、PlantTFDB数据库中进行比对分析。  结果  荧光显微镜观察结果显示:原生质体分离后不具有细胞壁,培养2 h再生初生细胞壁。以|log₂（FC）| ≥ 1（FC为差异倍数）且q < 0.05为标准筛选差异基因,结果显示:相较于刚分离的原生质体,培养2 h的原生质体中检测到4 396个上调表达的基因,4 056个下调表达基因,总计8 452个差异表达基因。其中GO数据库共注释到10个显著上调条目,KEGG数据库注释到10个显著差异代谢通路,PlantTFDB数据库共注释到16个家族的360个差异表达转录因子。GO注释结果表明,DNA复制、细胞周期相关基因上调表达。KEGG注释结果表明,谷胱甘肽、α-亚麻酸等与抗逆代谢相关的基因下调表达,果胶脂酶相关基因上调表达。PlantTFDB注释结果表明,bHLH、NAC、MYB、bZIP等与细胞壁合成密切相关的转录因子均差异表达。  结论  培养2 h的木质部原生质体处于细胞壁再生及分裂准备状态,DNA复制、细胞周期、多糖合成代谢等相关基因在白桦木质部原生质体培养及初生细胞壁形成过程中起调控作用。      

蔬菜变态根茎发育的分子机理研究进展

变态根茎是许多蔬菜作物重要的产品器官。阐明变态根茎的形成不仅是植物发育生物学研究的重要内容, 也是提高相关蔬菜作物产量和品质的重要保障。近年来,关于蔬菜变态根茎形成机理的研究已经取得了重要进展。本文主要以代表性根茎类蔬菜作物萝卜、芜菁、马铃薯、莲藕、榨菜、山药、芋艿为对象, 就其变态根茎发育的遗传和分子机理, 包括变态根茎发育相关性状的遗传及QTL定位,形态建成的物质和能量代谢, 细胞周期及细胞膨大,植物激素、光周期、转录因子等调控机制的研究进展进行了综述。蔬菜变态根茎发育相关性状多为寡基因或多基因控制的数量性状。目前,一系列发育相关性状的QTL位点被鉴定,一些重要性状的连锁标记被开发。作为形态建成物质的淀粉、糖类和蛋白质为变态根茎的发育提供重要的物质、能量和营养来源,诸多基因参与形态建成物质的代谢。细胞周期作为细胞分裂的调节器,决定细胞数目。细胞周期受细胞周期蛋白（cyclins,CYC）、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent protein kinases,CDKs）以及转录因子 RB/E2F 的调控。细胞膨大决定细胞大小,受扩展蛋白（expansin,EXP）和木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶（xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases,XTHs）等重要因子调节。植物激素是变态根茎发育的基础调控因子,诸多激素如赤霉素、生长素、脱落酸、细胞分裂素和茉莉酸等参与变态根茎的发育。光周期调控是变态根茎发育的动态信号,大量参与光周期调控的基因,如光敏色素、CONSTANS (CO)、FLOWERING LOCUS T (FT)、APY 等在变态根茎形成过程中都起到重要的调控作用。此外,MADS-box、ABF/AREB 和 homeobox 等转录因子也在变态根茎的发育中扮演重要角色。另外,文章就小RNA、表观遗传学、转录组学、蛋白质组学、比较基因组学、全基因组测序和关联分析的研究在变态根茎发育机理中的应用进行了简要介绍。     

南极鱼Ⅲ型抗冻基因真核表达质粒的构建及其细胞表达

为了探讨多聚AFPⅢ的作用机制,从南极鱼Lycodichthys dearborni的多聚三型抗冻蛋白基因LD12 cDNA中克隆得到AFPⅢ的四聚体,命名为LD4,并构建真核表达质粒Tol2-actin-LD4-2A-EGFP。将表达质粒转染到斑马鱼细胞系ZF4中,发现LD4可以在ZF4中大量表达并且能够减少斑马鱼细胞在低温胁迫下的死亡率。通过对不同处理温度(28、18、10 ℃)下的WT、EGFP和LD4细胞进行转录组测序分析,找出26个表达差异转录因子,其中I3MB13、ZNF687b等表达上调,JUN、Cremb等表达下调,并且通过荧光定量PCR的验证。通过KEGG pathway分析发现,这些差异性基因主要参与细胞凋亡、细胞周期、增殖等调节通路。采用 Annexin V-PE/7-AAD双染色法对3种不同温度下的WT、EGFP和LD4细胞进行细胞凋亡检测,结果显示,LD4在低温下与对照组相比凋亡率没有显著差异,说明LD4可能是通过其他通路而不是通过抑制细胞凋亡来抵御低温胁迫,这为LD4作用机制的进一步研究提供了理论基础。     

水稻抗白叶枯病相关基因的亚细胞定位

利用亚细胞定位技术对水稻抗白叶枯病相关基因的表达产物进行了分析,为基因功能分析提供了重要信息。通过前期基因芯片筛选、半定量/定量PCR的验证及基因功能注释,从高抗白叶枯病水稻品种Y73中筛选了18个潜在的与抗白叶枯病相关的基因,并在烟草叶片细胞中进行亚细胞定位分析。通过观察融合有绿色荧光标记(sGFP)的表达产物,初步了解这些基因在烟草细胞中的表达位置。经过激光共聚焦显微镜观察后发现: 其中4个基因的 sGFP 融合蛋白定位于细胞核上,可能发挥了转录因子的功能;4个基因的 sGFP 融合蛋白定位于细胞质膜上,推测可能与细胞质膜的稳定或控制蛋白转运相关;4个基因的 sGFP 融合蛋白同时定位于细胞核和细胞质膜上;另有6个基因的 sGFP 融合表达后没有观察到明显的定位信号。     

干扰KISS1基因对猪卵巢颗粒细胞功能的影响

【背景】卵泡是卵巢的基本结构和功能单位,其主要功能是排卵和分泌激素。颗粒细胞能促进卵泡发育,其过度凋亡能抑制卵泡发育,诱导卵泡闭锁,进而降低雌性动物发情频率,影响雌性动物繁殖力。现已有研究发现,KISS1在卵巢组织中发挥着重要作用。【目的】研究通过干扰KISS1,以阐释KISS1对猪卵巢颗粒细胞凋亡、周期及分泌雌激素能力的影响,为完善KISS1在猪颗粒细胞中的分子调控机制提供一定的依据。【方法】设计KISS1的干扰片段KISS1-siRNA,转染体外培养的母猪卵巢颗粒细胞,通过实时定量PCR（quantitative real time PCR, qRT-PCR）检测干扰KISS1对母猪卵巢颗粒细胞中磷脂酰肌醇3-激酶（phosphoinositide 3-kinase, PI3K）信号通路部分基因转录水平的影响;采用流式检测法、Annexin V- FITC及ELISA技术,分别探究干扰KISS1对颗粒细胞周期、凋亡及雌二醇（estradiol, E₂）分泌量的影响,最后使用qRT-PCR技术检测KISS1对雌激素受体及雌激素信号通路关键基因转录水平的影响。【结果】在猪颗粒细胞内,干扰KISS1后,PI3K通路激活相关基因PIK3CG、PI3CI、PDK1及AKT1转录水平下降,其中关键基因AKT1的转录水平显著降低（P<0.05）,PI3K通路激活抑制相关基因FOXO3、TSC2及BAD转录水平也有所降低;干扰KISS1后,颗粒细胞周期在细胞分裂间期（G0/ G1）阻断,细胞的凋亡率显著上升,细胞中E₂的浓度显著降低（P<0.01）,雌激素受体ESR1和ESR2及雌激素通路的基因Star、CYP17、3B-HSD、17B-HSD和CYP19A转录水平也相应显著下降（P<0.05）。【结论】KISS1能够参与猪颗粒细胞PI3K和雌激素通路,干扰KISS1能够使卵巢颗粒细胞阻滞在细胞分裂间期,促进颗粒细胞凋亡,降低颗粒细胞分泌雌激素的能力,表明KISS1对于卵巢颗粒细胞的分裂与生长、雌激素分泌具有重要作用。     

三七根差异基因表达序列标签生物信息学分析

本研究利用生物信息学方法,对从三七根抑制消减杂交cDNA文库中随机挑选的91个EST序列进行了分析。结果表明:91个克隆组装分析后有4个重叠群和83个单拷贝EST,代表了87个基因。已知功能的基因序列共58个,占66%,按基因功能分类为10类,其中大多基因与代谢途径和分泌途径有关。未知功能基因序列29个,占33%。对33个氨基酸序列可通读的EST进行跨膜结构和信号肽分析,结果表明:9个克隆有信号肽,其中3个克隆有跨膜结构,可能为膜蛋白,6个克隆可能为分泌蛋白。功能位点分析结果表明:大多数基因与胞外分泌,调节细胞凋亡和细胞周期,信号传导有关。功能结构域分析结果表明:除9个克隆没有预测到功能结构域外,其它克隆的结构域与信号传导,转录调控,电子传递,协迫,光合作用,蛋白折叠等有关。亚细胞定位大多数位于细胞质和细胞核。     

棉花纤维发育相关转录因子的研究进展

棉花纤维细胞分化和发育是1个极其复杂的过程,在纤维发育的各个时期均有大量基因参与调控,相关转录因子在棉纤维发育过程中起着极其重要的作用。介绍了近年来研究较多的棉纤维发育相关转录因子MYB类转录因子、MADS类转录因子和SPB类转录因子等的概况以及最新的研究进展,可为棉花转录因子的研究提供参考。     

BLV-miRNA跨界调控人类靶基因预测及生物信息学分析

[目的]评估牛白血病病毒(BLV)来源的miRNAs跨界调控人源基因的风险.对BLV-miRNA可能带来的食品安全问题及对人体健康可能造成何种影响进行前瞻性研究,为未来实际生产中地方流行性白血病防控措施执行的必要性研究奠定基础,对BLV与人类疾病间关联性的研究提供理论指导.[方法]首先使用mirbase网站对BLV m...