马身猪MEF2A基因4种可变剪接体的克隆和生物信息学分析

本研究旨在克隆马身猪肌细胞增强因子2A（myocyte enhancer factor 2A,MEF2A）基因的不同剪接体类型。依据转录组测序对可变剪接的预测结果,试验扩增MEF2A基因第5~8外显子之间的编码区,用生物信息学软件分析了马身猪MEF2A基因不同剪接体的序列特性,预测保守结构域,构建系统进化树,比对不同物种MEF2A的氨基酸同源性。结果显示,获得了4个MEF2A基因的剪接体,MEF2A1的第5~8外显子正常剪接;MEF2A2缺失了第5外显子,第6外显子的5'端多出138 bp,第7外显子的3'端多出102 bp;MEF2A3缺失了第5外显子,第6外显子的5'端多出138 bp;MEF2A4第7外显子的3'端多出102 bp。插入的138 bp序列编码的蛋白质中存在1个保守结构域HJURP_C,这可能与MEF2A参与肝细胞纤维化作用有关。MEF2A1和MEF2A4与猪MEF2A1（GenBank登录号:NP_001090890.1）同属于一个亚群,同源性高达98.9%,MEF2A2和MEF2A3与猪MEF2A2（GenBank登录号:NP_001093168.1）同属于一个亚群,同源性分别为98.2%和98.9%。本试验成功克隆了4个MEF2A基因的剪接体,为进一步研究其蛋白功能奠定基础。     

猪NR1H3基因可变剪接体的克隆及表达特性研究

旨在克隆猪NR1H3基因的可变剪接体,并预测编码蛋白的结构与功能,研究其转录本的表达特性。本试验以马身猪为研究对象,采用RT-PCR及克隆测序技术对猪NR1H3基因CDS区进行扩增和克隆,采用生物信息学方法分析NR1H3蛋白的生物学特性,采用qRT-PCR技术检测NR1H3基因在心、肝、脾、肺、肾、胃、小肠、股二头肌、腰大肌和皮下脂肪组织中的表达谱及在脂肪组织中的发育性表达规律。结果表明,本研究成功克隆出猪NR1H3基因的两个转录本NR1H3-1和NR1H3-2,其中NR1H3-2为新发现的转录本（MN082630）,其CDS区全长1 203 bp,编码的蛋白质含400个氨基酸,属于中性不稳定蛋白;与NR1H3-1相比,NR1H3-2缺失了长度为95 bp的第9外显子,编码的蛋白质NR1H3-2比NR1H3-1少了一个肝X受体的配体结合结构域;氨基酸的相似性分析发现,猪NR1H3蛋白氨基酸序列与北大西洋小须鲸、山羊、绵羊、抹香鲸、长江江豚等物种的相似性较高。NR1H3-1和NR1H3-2在所检测组织中均有表达,且在不同组织间的表达量具有显著差异（P<0.05）;NR1H3-1转录本在小肠中表达量最高,其次是脾、肝、股二头肌等,在心脏中表达量最低;NR1H3-2则在肝中表达量最高,其次是脾、小肠、胃和股二头肌等,在心脏中表达量最低。在各组织中（除小肠、心、肺）,NR1H3-2的表达量均高于NR1H3-1,其中在肝和皮下脂肪组织中,NR1H3-2的表达量极显著高于NR1H3-1（P<0.01）,在胃中差异达显著水平（P<0.05）。随着日龄的增加,皮下脂肪组织中NR1H3-1和NR1H3-2的表达量整体呈上升趋势,推测该基因对猪的脂肪沉积有调控作用。本试验成功克隆了猪NR1H3基因的两个可变剪接体,并推测其对猪脂质代谢及脂肪生成具有重要的生理作用。     

猪TLR4基因可变剪接体的鉴定

为合理、有效地利用民猪资源进行抗病育种,本研究利用重叠延伸RT-PCR结合巢式PCR法扩增民猪TLR4基因,寻找可变剪接体;利用竞争性RT-PCR方法研究各可变剪接体的组织表达情况。获得了猪TLR4基因3个可变剪接体(其中2个是未见报道的),并且鉴定出一类特殊的剪接模式——外显子内部的部分片段被单独剪除,该类型在动物中尚属首次发现;组织表达分析表明3个可变剪接体普遍表达。TLR4基因存在着复杂的剪接机制,也暗示着其功能的复杂性。     

猪C1QTNF3基因可变剪接体的鉴定及介导miR-101调控成脂分化的研究

旨在研究猪C1QTNF3基因可变剪接体的特性及miR-101通过C1QTNF3基因促进猪脂肪SV细胞成脂分化的机制。本研究采集3头30日龄健康马身猪仔公猪心、肝、脾、肺、肾、胃、股二头肌、腰大肌、皮下脂肪和背部脂肪组织样品,首先利用RT-PCR技术和生物信息学方法对C1QTNF3基因的不同转录本进行扩增和生物学特性分析,采用qRT-PCR技术检测C1QTNF3基因不同转录本在猪组织中的表达变化。随后,利用生物信息学预测发现,C1QTNF3上游的调控因子是miR-101,采用双荧光素酶报告试验验证miR-101对C1QTNF3的调控作用。最后,利用油红O染色和qRT-PCR技术检测过表达miR-101对猪脂肪SV细胞成脂分化的影响。基因克隆得到猪C1QTNF3存在两个转录本C1QTNF3和C1QTNF3-1,其中C1QTNF3-1为新鉴定的转录本;测序分析显示,与C1QTNF3相比,C1QTNF3-1的第1外显子区域缺失了219个碱基,少编码73个氨基酸。进化树分析显示,猪C1QTNF3和C1QTNF3-1蛋白序列与人和马来亚穿山甲等物种的亲缘关系较近。C1QTNF3和C1QTNF3-1在猪各组织中均有表达,且在各组织中C1QTNF3-1的表达量均极显著高于C1QTNF3（P<0.01）。过表达miR-101极显著下调C1QTNF3 3'UTR区域的荧光素酶活性（P<0.01）和C1QTNF3 mRNA的表达（P<0.01）,同时增加了脂肪细胞成脂分化关键基因PPARγ、C/EBPβ、SREBP-1c和FABP4的mRNA表达量（P<0.01）。本试验成功克隆了猪C1QTNF3基因的两个可变剪接体,其中C1QTNF3-1在猪不同组织中均高表达,推测该转录本为基因发挥功能的主要亚型。并深入研究了C1QTNF3基因的上游调控因子,揭示了miR-101靶向C1QTNF3促进成脂分化的机制,丰富了C1QTNF3的生物学作用和调控网络。     

猪ASB2基因CDS区克隆、生物信息学分析及表达规律研究

本研究旨在克隆猪锚蛋白重复序列和细胞信号抑制因子盒蛋白2（ankyrin repeat and suppressor of cytokine signalling box containing protein 2,ASB2）基因完整CDS区序列,通过生物信息学方法分析CDS序列和蛋白质基本特性,探讨其在晋汾白猪不同组织及卫星细胞诱导成肌过程中的表达规律。选取1日龄晋汾白猪为研究对象,依据GenBank中猪ASB2基因预测核苷酸序列设计引物,以背最长肌组织cDNA为模板,采用分段扩增法进行猪ASB2基因的克隆。利用生物信息学软件分析ASB2氨基酸序列及编码蛋白质的结构和功能,利用实时荧光定量PCR技术检测ASB2基因在猪不同组织及卫星细胞诱导成肌过程中的表达水平。结果显示,猪ASB2基因完整CDS区序列长1 824 bp,共编码607个氨基酸。猪ASB2基因核苷酸序列与山羊和牛的相似性最高。生物信息学分析发现,ASB2蛋白为亲水性蛋白,共有54个磷酸化位点,11个O-糖基化位点,1个N-糖基化位点,没有信号肽。保守结构域分析结果表明存在11个ANK基序和1个SOCS基序。猪ASB2蛋白二级结构中无规则卷曲、α-螺旋、β-转角和延伸链分别占43.99%、40.36%、10.05%和5.60%。实时荧光定量PCR结果显示,ASB2基因在猪腰大肌组织中表达量最高,其次为背最长肌和心脏,且与其他组织中表达量具有极显著差异（P<0.01）;在诱导卫星细胞成肌过程中发现该基因表达量呈先升高后降低趋势,提示其可能参与调控肌肉生长过程。本研究结果可为进一步探讨猪ASB2基因功能及作用机制提供参考依据。     

鸡Lmbr1基因一种异常可变剪接的克隆和表达分析

根据人Lmbr1/C7orf2基因的一种缺失外显子4的可变剪接与Acheiropodia(ACHP)疾病的关联,本研究拟根据可变剪接在物种间的保守性,进行鸡Lmbr1这种相似可变剪接的鉴定和表达分析。设计跨越Lmbr1外显子4的引物可同时检测这2种转录产物的表达,本研究成功地从鸡的心脏组织获得了缺失外显子4的Lmbr1异常剪接(Lmbr1-β)。在白来航初生雏鸡及5～6胚龄胚的组织表达分析显示,2种转录产物均可在所检测的组织中表达,与包含外显子4的转录产物(Lmbr1-α)相比,可变剪接Lmbr1-β为一种次要表达产物,表达量较弱。对多趾的丝羽乌骨鸡和四趾的白来航鸡胚组织间2种转录产物表达进行进一步分析,在2个品种3～11胚龄(E3～E11)的胚胎发育期间均可同时检测到Lmbr1-α和Lmbr1-β的表达,Lmbr1-α为主要表达产物,Lmbr1-β为次要表达产物,Lmbr1-β表达量微弱。在2个品种的胚胎发育期间未见2种转录产物明显的表达差异。结果显示,包含外显子4的Lmbr1-α为鸡Lmbr1基因的主要转录产物,广泛而稳定地在雏鸡和发育鸡胚各组织中表达,丝羽乌骨鸡多趾表型的发育与常见转录产物Lmbr1-α和异常可变剪接Lmbr1-β的表达无直接的相关。     

巴马香猪TLR2基因cDNA的克隆及生物信息学分析

利用NCBI公布的TLR2基因序列设计引物,RT-PCR克隆巴马香猪(Sus barbatus)TLR2基因。核酸序列分析表明,巴马香猪TLR2基因开放阅读框长2358bp,编码785个氨基酸,该蛋白等电点为7.52,相对分子质量为89480;与普通猪比对发现,巴马香猪TLR2基因有15个碱基发生突变;与小鼠、狗、鸡、牛、羊和人的同源性分别为73.4%,82.4%,59.5%,85.3%,84.6%,82.4%。TLR2膜外区蛋白为背侧多个α螺旋和内侧多个β折叠平行交替排列构成一个弯曲状螺旋结构;N末端存在信号肽,且可能在21～22位氨基酸处存在裂解位点;胞外区有4个明显的LRR,分别位于第76～99、360～385、413～432和457～476位氨基酸区;膜外区含6个N连接的糖基化位点。     

梅山猪UBE2b基因的克隆及组织表达特征的研究

UBE2b基因编码的泛素结合酶参与的泛素-蛋白酶通路(UPP)在哺乳动物精子发生中起着重要作用。本研究根据相关ESTs拼接的序列采用PCR扩增鉴定的方法获得梅山猪UBE2b基因cDNA全序列,对其序列进行生物信息学分析,利用半定量RT-PCR的方法研究150日龄梅山公猪UBE2b基因的组织表达特征和不同日龄(2、30、60、90、150日龄)公猪睾丸的表达规律。结果表明:梅山猪UBE2b基因cDNA全长1 329 bp,编码153个氨基酸,具有UBCc家族的保守结构域。该基因编码氨基酸序列在不同物种间具有较高的保守性,根据编码氨基酸序列构建的分子进化树显示猪与牛的亲缘关系最近,与斑马鱼的关系最远。UBE2b基因在梅山公猪各组织中广泛表达,其中睾丸为高丰度表达。该基因在梅山猪睾丸中的表达随日龄增加呈显著上升趋势,与睾丸发育显著相关(r=0.82,P<0.01),推测UBE2b可能在梅山猪精子发育和性发育中起重要作用。     

猪2型圆环病毒ORF2基因的克隆及原核表达

采用PCR方法从已构建好的猪圆环病毒2型(PCV2)全基因重组质粒(pMD18-T-PCV2)中扩增出大小为579bp的ORF2基因,克隆到表达载体pET-32a,经IPTG诱导,成功表达了ORF2基因编码的结构蛋白。表达的重组蛋白为融合蛋白,分子量40Ku,表达量20%左右。经Western-blot检测,重组蛋白可被PCV2阳性血清识别。     

基于RNA-seq筛选白藜芦醇致猪卵巢颗粒细胞凋亡的可变剪接基因

本研究旨在探究参与白藜芦醇（Resveratrol,RES）诱导猪卵巢颗粒细胞（Porcine Ovarian Granulosa Cells,pGCs）凋亡的可变剪接基因。实验以50、100μmol/LRES处理pGCs,并设置空白对照,利用转录组测序（RNA-seq）技术分析3组之间差异可变剪接基因的表达谱,对差异可变剪接基因进行GO和KEGG富集分析,通过qRT-PCR验证RNA-seq数据。结果表明,与对照组相比,低浓度组有198种基因参与了236个可变剪接事件,高浓度组有603种基因发生了779个可变剪接事件。在log2|FoldChange|>1、P<0.05条件下,分别在低浓度组筛选到6个、高浓度组筛选到35个差异可变剪接基因。GO分析显示,差异可变剪接基因主要参与生物学过程条目。KEGG分析发现,显著富集的通路均与激素分泌及代谢途径相关,如卵巢类固醇生成信号通路、氨基酸代谢相关信号通路等。进一步从中筛选出可能参与RES诱导pGCs凋亡的关键基因（AKR1C1、GLUL、SARDH、MADD基因）。综上,RES通过影响pGCs中基因的可变剪接,从而影响相关信号...     

Cloning and Bioinformatics Analysis of 4 Alternative Splice Variants of MEF2A Gene in Mashen Pig

This study was aimed to clone the different splicing variants of myocyte enhancer factor 2A (MEF2A) gene in Mashen pig. According to the prediction results of the alternative splicing in the RNA-Seq sequencing, the coding region of MEF2A gene exons 5-8 were amplified. We analyzed the sequence characteristics of different splicing variants of MEF2A gene in Mashen pig, predicted conservative structure domain, constructed phylogenetic tree and compared the homology of MEF2A amino acid in different species by bioinformatics softwares. The results showed that 4 alternative splice variants of MEF2A gene were obtained. The exons 5-8 of MEF2A1 spliced normally. MEF2A2 lacked the exon 5, and the 5'end of exon 6 was 138 bp longer, the 3'end of exon 7 was 102 bp longer. MEF2A3 lacked exon 5, and the 5'end of exon 6 was 138 bp longer. The 3'end of MEF2A4 exon 7 of was 102 bp longer. The protein, encoded by inserted 138 bp sequence, contained a conserved domain-HJURP_C, which was the result of MEF2A participating in hepatocyte fibrosis. The MEF2A1, MEF2A4 and MEF2A1 of pig submitted in GenBank (accession No.NP_001090890.1) belonged to a subgroup, homology up to 98.9%. The MEF2A2, MEF2A3 and MEF2A2 of pig submitted in GenBank (accession No.NP_001093168.1) belonged to a subgroup, the homology was 98.2% and 98.9%, respectively. The successful cloning of 4 alternative splice variants of MEF2A gene laid the foundation for further study on the function of MEF2A protein.     

猪Lbx2基因的克隆、序列分析及表达

试验利用PCR扩增猪Lbx2基因组序列,通过克隆测序寻找基因中的突变位点,采用半定量RT-PCR分析猪不同组织中Lbx2基因的表达情况。结果显示,Lbx2基因在肝脏、肾脏和脾脏中微弱表达,在肌肉组织中不表达;通过比较不同物种氨基酸序列,结果发现猪Lbx2与牛、猩猩、犬进化关系较近;此外,在猪Lbx2基因组中发现5处突变位点,其中1个缺失突变(缺失11 bp)位于基因启动子区,另外4个单核苷酸突变分别位于第1外显子和内含子中。该试验结果为下一步Lbx2基因的功能研究奠定了基础。     

陆川猪Occludin基因克隆及生物信息学分析

本试验旨在获得陆川猪Occludin基因的编码区（CDS）序列,并对其进行生物信息学分析。根据GenBank中公布的猪Occludin基因序列（登录号：NM_001163647.2）设计1对特异性引物,采集健康陆川猪的回肠组织提取总RNA并反转录成cDNA,以cDNA作为模板进行RT-PCR扩增并获得目的基因片段,将其插入pMD18-T载体,筛选阳性克隆菌测序正确后并利用生物信息学软件对所获序列进行分析。结果表明,试验成功克隆获得陆川猪Occludin基因CDS,长度为1 569 bp,共编码522个氨基酸。序列比对结果显示,陆川猪Occludin基因与参考序列的同源性为99.7%,存在3个差异位点,其中第16 bp处C→T为错义突变,引起第6位的亮氨酸变成苯丙氨酸;第1 059 bp处A→G和第1 218 bp处C→T均为同义突变,该错义突变位点可能是陆川猪肠道屏障功能与其他猪种不同的原因。同源性比对结果显示,陆川猪Occludin基因与小鼠、牛、人、果蝇、猕猴和犬的同源性分别为83.8%、89.5%、88.1%、84.1%、88.3%和86.6%。系统进化树分析发现,陆川猪与牛的遗传距离最近,与犬的遗传距离最远。Occludin蛋白分子质量为59.13 ku,氨基酸组成中丝氨酸含量较高（9.2%）,在肽链N端为Met,Occludin蛋白在水溶液中280 nm消光系数为96 415,不稳定指数为62.85,属于不稳定蛋白。疏水性分析结果表明,Occludin蛋白是亲水性蛋白。陆川猪Occludin蛋白存在5个跨膜螺旋区,不存在信号肽,包含2个超家族结构域：MARVEL超家族结构域和Occludin-ELL超家族结构域。二级结构预测结果显示,陆川猪Occludin蛋白中α-螺旋、延伸链及无规则卷曲分别占41.00%、5.36%和53.64%,三级结构与二级结构相一致。本试验成功克隆了陆川猪Occludin基因CDS并进行了生物信息学分析,为深入探讨Occludin基因对地方猪种肠道屏障功能的影响提供参考。     

Cloning and Bioinformatics Analysis of MAP3K5 Gene CDS Sequence in Pig

In this study,we cloned MAP3K5 gene cDNA sequence,compared the sequence of MAP3K5 with MAP3K families in pig and other species,and studied their conservative structure domain.Obtained the full-length of MAP3K5 gene (5 452 bp) by RACE-PCR,predicted the open reading frame (ORF) and amino acid (AA) sequence,and obtained the information of 31 exons.The low similarity were found in mRNA and amino acid sequences of MAP3K families in pig (<50%).And MAP3K5 had the comparatively high similarity with MAP3K6 in pig.The comparative analyzed the mRNA and protein sequence of pig MAP3K5 gene with other species MAP3K5 gene,founded that the ten species of MAP3K5 mRNA and protein sequence had the high similarity (>78%),and pig MAP3K5 had the comparatively high similarity with Bos taurus,Ovis aries,Canis lupus and Homo sapiens.Function domain analyzed the high similarity protein with MAP3K5 in pig,this research found that pig MAP3K6 protein had the similar conserved function domain with pig MAP3K5.However,the other pig MAP3K families didn't have the similar conserved function domain with pig MAP3K5.The ten species of MAP3K5 protein had the similar conserved function domain.The results obtained the sequence and molecular structure of MAP3K5 gene,and provided an important foundation for further function research of MAP3K5 gene in pig.     

猪MAP3K5基因CDS序列克隆及生物信息学分析

试验克隆了猪MAP3K5基因cDNA序列,分析了猪MAP3K5基因与MAP3K家族及其他物种MAP3K5基因的序列同源性,并研究了其保守结合域。通过RACE-PCR扩增获得猪MAP3K5基因5 452 bp的序列,并分析其可能的开放阅读框及预测蛋白序列,获得了MAP3K5基因31个外显子结构。通过比对发现,猪MAP3K5基因与MAP3K家族其他成员的mRNA及蛋白质序列的同源性较低,均在50%以下,其中猪MAP3K5与MAP3K6基因序列的同源性相对较高;猪MAP3K5基因与其他物种的MAP3K5基因的mRNA及蛋白质序列的同源性较高,均在78%以上,其中猪MAP3K5基因与牛、绵羊、犬和人的MAP3K5基因序列的同源性较高。对与猪MAP3K5序列同源性更高的蛋白质进行保守结构域分析,发现MAP3K6与MAP3K5的保守域和结合位点类似,其他MAP3K家族成员与MAP3K5的结构域差别较大;而其他物种的MAP3K5与猪MAP3K5相比保守结构域和结合位点相似。结果初步表明了猪MAP3K5序列和结构域特点,可为后续MAP3K5基因的功能研究奠定基础。