牙鲆中 Dicer 基因的鉴定与表达

通过PCR技术,从牙鲆(Paralichtys olvaceus)总RNA中克隆了牙鲆Dicer基因序列,该序列全长6 585bp,包括5 691 bp的开放阅读框,编码1 896个氨基酸。在多个物种间的蛋白序列对比中,牙鲆Dicer与其它物种的同源性平均高达78%,与尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)同源性最高达到89%;在进化树分析中,牙鲆Dicer与其它鱼类Dicer聚集一支。荧光定量PCR显示,牙鲆Dicer基因在牙鲆大脑里的表达最高。同样的,在牙鲆胚胎和仔鱼早期发育阶段里也发现了相对高水平的Dicer mRNA表达。在用甲状腺激素(TH)处理过程中发现,牙鲆Dicer基因在用TH处理后17 dph的表达最高。本研究预测了牙鲆Dicer在牙鲆发育和变态过程中扮演的重要角色,为进一步阐明Dicer在牙鲆变态发育中的功能奠定了基础。     

牙鲆变态中甲状腺激素调控的靶基因

本研究旨在采用新的方法找出甲状腺激素受体（TRs）介导的甲状腺激素（TH）调控的靶基因。以牙鲆（）为实验样本,表达并纯化了牙鲆p3×Flag-TRαA和p3×Flag-TRβ融合蛋白,采用一种目的基因循环扩增与筛选的方法,寻找TH直接调控的靶基因,最终筛选得到TRαA的候选靶基因11个,TRβ的候选靶基因12个,其中TRαA和TRβ存在4个相同的候选靶基因：）和MYC相关因子X（）。利用荧光定量PCR技术检验了这4个基因在牙鲆不同组织、不同变态发育期以及外源性甲状腺激素和硫脲处理后各个变态发育时期的表达情况,发现在TH含量升高时,靶基因表达量降低;TH含量降低时,靶基因的表达量上升,从而验证靶基因受到TH的负向调控,证实TH在促进牙鲆变态中也存在抑制靶基因转录的情况。本研究旨为研究TH调控牙鲆变态的发育网络提供基础资料。     

牙鲆SRF基因的克隆及真核表达载体的构建

采用RACE-PCR技术,从牙鲆(Paralichthys olivaceus)组织中克隆了血清应答因子(SRF)基因全长序列,该序列全长2 477 bp,开放阅读框1 503 bp,编码500个氨基酸。通过氨基酸同源序列比对,牙鲆SRF与其它物种的同源性较高,在氨基酸序列的N端具有NLS结构域和高度保守的MADS结构域。用PCR方法扩增SRF基因的编码区片段,克隆到p EGFP-N1载体中,构建真核表达载体p EGFP-N1-SRF,将重组质粒转染牙鲆胚胎细胞,在荧光显微镜下观察转染细胞有绿色荧光蛋白表达。荧光定量PCR和Western blot实验进一步证实,SRF在转染细胞中高表达。说明真核表达载体p EGFP-N1-SRF构建成功,为进一步研究SRF在牙鲆变态发育中的作用奠定了实验基础。     

牙鲆dazl基因的克隆与表达分析

dazl(deleted in azoospermia-like)基因是多种物种精子发生的重要调控因子,为探讨该基因在牙鲆(Paralichthys olivaceus)性腺发育分化中的作用,本研究采用同源克隆和RACE技术克隆了牙鲆dazl基因的cDNA序列,利用生物信息学方法分析了其序列结构,并利用实时荧光定量PCR技术检测了该基因在牙鲆成体组织和早期发育阶段的表达情况。结果发现:牙鲆dazl cDNA序列全长2 031 bp,包括105 bp的5'端非翻译区,1 275 bp的3'端非翻译区和编码217个氨基酸残基的651 bp开放阅读框;氨基酸同源序列比对显示该序列存在一个高度保守的RRM(RNA recognition motif)结构域,且该结构域在鱼类中具有100%的序列一致性;荧光定量PCR结果显示dazl基因主要在牙鲆性腺中表达,且在精巢中的表达高于卵巢;在牙鲆早期发育阶段,dazl基因在未受精卵、受精卵及囊胚期均有较高的转录本,而在原肠胚期表达开始降低,至孵化后3 d一直保持较低的水平,这些丰富表达的母源性dazl mRNA可能参与了胚胎发育中原始生殖细胞的形成。本研究为进一步阐明dazl基因在牙鲆生殖发育中的功能奠定了基础。     

抑制差减杂交法克隆牙鲆变态早期差异表达的基因

为了克隆变态早期牙鲆头部差异表达的基因,采用抑制差减杂交法,以变态前的仔鱼头部表达的RNA作为驱动RNA,建立了牙鲆变态早期的差减cDNA文库,并利用相对定量RT-PCR对其进行了筛选。差减库的平均插入片段558bp左右,阳性率为81．8％。随机测定的45个克隆,在剔除假阳性克隆后,共得到22个不同的基因,其中13个为已知cDNA的同源基因,而另外9个为已知蛋白的同源基因,分别为prolactin receptor-like,COL1A1,M3-muscarinic receptor,Sfrs3,tropomyosin,ribosomal protein L27,ribosomal [rpteom S12,GAPDH,COL1A3。在所有22个基因中,COL1A1基因在差减库中的分布频率最高,为22．2％。RT-PCR检测结果表明,在所检测的11个基因中,所有基因在右眼移动前后的牙鲆头部均有表达,只是体现在表达水平上的不同。     

中国明对虾BMP-7基因的克隆及表达模式分析

为探明转化生长因子-β (TGF-β)超蛋白家族的成员之一骨形态发生蛋白7 (BMP-7)基因在中国明对虾肌肉发生和生长过程中的表达模式,通过cDNA末端快速扩增技术得到了中国明对虾BMP-7基因(FcBMP-7基因)2003 bp的全长cDNA,包含466 bp的5′非翻译区和295 bp的3′非翻译区,1242 bp的开放阅读框共编码413个氨基酸。利用实时荧光定量PCR技术分析FcBMP-7基因在中国明对虾幼体原肠期、无节幼体期、溞状幼体期、糠虾幼体期、仔虾期5个不同发育时期肌肉组织中的表达规律,结果显示,该基因在幼体发育的各时期均有表达,原肠期表达量最低,从无节幼体期开始表达量显著增加(P<0.05),糠虾期表达水平最高,表明FcBMP-7基因参与了幼体肌肉的发生过程。此外,进一步分析FcBMP-7基因在中国明对虾2种规格幼虾[(3.95±0.08) g和(1.55±0.12) g]的8种组织中的表达模式,结果显示,FcBMP-7基因具有组织表达广泛性,且两组间的大部分组织的表达量均存在显著差异(P<0.05)。试验结果表明,FcBMP-7基因可能作为调节因子参与了...     

牙鲆干扰素调节因子核心区序列的克隆及初步表达

采用逆转录－聚合酶链式反应（RT－PCR）方法，从牙鲆（Paralichthys loivaceus)肝脏总RNA中扩增出干扰素调节因子（fIRF)的核心区序列，定向插入质粒pUC18，克隆的牙鲆IRF cDNA序列分析表明，与Yabu报道的牙鲆IRF cDNA相比有1个碱基差异，但与推断的氨基酸序列完全一致，将牙鲆IRF的核心区序列 cDA定向插入原核表达载体pBV220，构建成牙鲆IRF表达载体pBVfIRF22，SDS－PAGE分析表明，经42度诱导，含pBVfIRF22质粒的大肠杆菌可表达一分子量约12000的特异蛋白。     

牙鲆变态早期cDNA文库的构建和parvalbumin基因的克隆

在前期的研究中,克隆到牙鲆变态早期和变态前差异表达的parvalbumin基因片断cDNA。为了克隆parvalbumin基因的全长cDNA,构建了变态早期(孵化后23d仔鱼)牙鲆头部的全长cDNA文库,并对文库的滴度和插入片段大小进行了评估。同时采用锚定PCR法从cDNA文库筛选出parvalbumin基因的全长cDNA。结果表明,所构建的牙鲆变态早期头部cDNA文库的滴度为1.2×106PFU·mL-1,插入片段的平均长度为1000bp左右。parvalbumin基因的全长cDNA的长度为603bp,编码109个氨基酸,含有两个EF手型钙离子结合域:DQDGSGFIEEEEL(52～64)和DSDGDGKIGVEEF(91～103),以及一个ATP/GTP结合位点模序:ACGLAGKS(33～40),是一种典型的钙离子结合蛋白。通过parvalbumin基因氨基酸序列的同源比较分析表明,牙鲆parvalbumin基因是比较保守的蛋白,与其它鱼类享有61.5%～68.8%序列同源。系统分析表明,牙鲆的parvalbumin基因与狭鳕(Theragrachalcogramma)最为接近。     

鲢补体C7基因的克隆、表达和序列分析

补体系统经活化形成末端补体复合物,C7是将此复合物与目的细胞的细胞膜结合的重要分子。本研究从已有的cDNA文库中克隆鲢(Hypophthalmichthys molitrix)补体C7的cDNA,其全长2 625 bp,编码821个氨基酸。同源性分析表明,鲢补体C7与草鲤鱼的氨基酸序列相同率最高(为93%)。与已报道的硬骨鱼类补体C7相同,鲢补体C7具有一些保守的结构,如TSP1、LDLRa、MACPF、EGF、TSP1、CCP。对12尾鲢补体C7进行遗传多样性分析发现有6个突变位点,其中5个是同义突变,另外一个是非同义突变,确定6个等位基因。在鲢正常组织和嗜水气单胞菌感染的免疫器官组织中,对C7基因进行了RT-PCR表达分析,结果显示,正常状态下,鲢补体C7基因只在脾中表达,在感染嗜水气单胞菌12 h后,鲢C7基因在脑、鳃、心、肾、肝、肠、脾7种组织中迅速表达,随着病原的清除,补体C7基因表达量也逐渐降低直至停止表达,说明补体C7是一个与抗嗜水气单胞菌感染相关的基因。     

褐牙鲆变态期间骨骼发育及其相关基因Sox9,Bmp4和Bmp2的表达分析

褐牙鲆作为一种重要的经济鱼种,有一个特殊的变态发育时期,其间骨骼形态和位置都发生很大改变。本研究利用三重染色技术,对褐牙鲆变态发育时期不同阶段的仔鱼整体骨骼进行染色,并对各阶段仔鱼及部分成鱼组织,采用特异性引物对骨骼发育的相关基因Bmp2,Bmp4和Sox9基因片段进行了克隆和半定量分析。研究表明,随着仔鱼变态发育,部分软骨逐渐转化为硬骨,头部筛骨呈不对称分化,额骨和顶骨位置发生改变,口形态改变,鳃丝软骨成骨,脊椎逐渐发育成熟,随之侧线位置发生改变。Sox9以及Bmp2、Bmp4基因在这时期中存在着差异表达,对骨骼发育有一定的调控作用。成鱼中,Bmp2和Sox9只在鳃、肠道和肝脏中有表达,且鳃中表达量较高。Sox9出膜后表达量突然增加,头部表达量较高,变态发育中开始递减,在变态高峰期明显减少;而Bmp4表达量则是出膜后明显减少,随后在变态高峰期表达量有增加,总体趋势表达量减少。     

牙鲆蛋白质感染因子蛋白基因的克隆和结构分析

采用RT-PCR方法分离牙鲆（Paralichthys olivaceus）蛋白质感染因子蛋白编码基因序列。推测的牙鲆蛋白质感染因子蛋白由472个氨基酸组成，分子量约49．6kD，具有信号肽、短肽顺接重复、疏水区、糖基化位点、二硫键、糖基缩醛磷肌醇锚定位点等蛋白质感染因子蛋白特征结构域，与红鳍东方纯（Fugu Rubripes）和大西洋鲑（Atlantic salmon）蛋白质感染因子蛋白的相似性分别为71．9％和66．4％。牙鲆蛋白质感染因子蛋白编码基因序列的获得为蛋白质感染因子进化与功能研究以及可能存在的鱼类传染性海绵样脑病研究奠定了基础。     

牙鲆NR4A1基因在甲状腺素诱导仔鱼变态中的表达调控分析

NR4A1基因是一个重要的转录因子,在信号转导早期通过对靶基因的特异性转录调控发挥着重要的作用。从牙鲆(Paralichthys olivaceus)中克隆了NR4A1基因c DNA序列,检测了其在牙鲆变态中和成鱼各组织中的表达模式,分析了其在外源甲状腺素(TH)以及硫脲(TU)处理仔鱼中的表达变化。结果表明,牙鲆NR4A1 c DNA全长3264 bp,编码568个氨基酸;牙鲆NR4A1基因与其它物种具有很高的同源性,在系统进化树中与鱼类聚为一支;牙鲆NR4A1基因在成鱼心、肌肉和鰓中高表达;在变态过程中,NR4A1水平逐渐升高,且在25 dph达到最高,之后逐渐降低;TH组中的NR4A1基因水平在变态早期和高峰期显著低于正常组,TU组的水平在变态中后期和结束期显著高于正常组;TU组中变态被抑制的仔鱼在正常海水和0.1 mg·L~(-1)TH海水中饲养6 d后,能够顺利变态,且NR4A1基因在拯救组(TU抑制变态仔鱼在正常海水和0.1 mg·L~(-1)TH海水中饲养)中的表达水平与TU对照组相比显著降低,与正常组中同时期的水平一致。结果表明,牙鲆NR4A1基因可能在仔鱼变态调控中扮演着非常重要的角色。     

褐牙鲆白细胞介素21基因克隆及表达分析

利用转录组测序数据信息和PCR技术克隆褐牙鲆白细胞介素21(IL-21)基因的编码区序列,并进行生物信息学分析及表达模式分析。试验结果显示,白细胞介素21基因开放阅读框429 bp,编码142个氨基酸,分子量16.0 ku,在N端具有19 bp信号肽序列。分子系统发育树分析表明,褐牙鲆白细胞介素21蛋白与尖吻鲈以及深裂眶锯雀鲷白细胞介素21蛋白亲缘关系最近。实时荧光PCR结果显示,白细胞介素21基因在所检测的褐牙鲆7种健康组织中均有表达,其中肝脏的表达量最高。用提取的迟钝爱德华氏菌脂多糖免疫刺激褐牙鲆后,白细胞介素21基因的表达在头肾和脾组织中产生不同程度上调,表明该基因参与了脂多糖诱导的免疫应答。利用RNA干扰技术沉默髓样分化因子(MyD88)基因后,白细胞介素21基因的表达出现下调,当再用提取的迟钝爱德华氏菌脂多糖免疫刺激后,MyD88和白细胞介素21基因的表达又均开始逐渐回升,暗示白细胞介素21与MyD88通路具有一定关联性。     

牙鲆半乳糖凝集素6基因的克隆、表达及功能研究

半乳糖凝集素6 (Galectin-6)是β-半乳糖苷结合凝集素家族的成员之一。本研究首次分离并鉴定了牙鲆(Paralichthys olivaceus) Galectin-6 (PoGalectin-6),分析了其分子特征和表达模式,并对其免疫相关功能进行了研究。PoGalectin-6基因的开放阅读框长为1089 bp,共编码362个氨基酸,其中包含2个糖识别结构域(CRDs)。同源序列比对和系统进化树分析显示,PoGalectin-6与大菱鲆(Scophthalmus maximus) Galectin-4的相似性为80.9%。组织分布结果显示,PoGalectin-6基因主要在肠组织中特异性表达。迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)感染后,PoGalectin-6基因在肠组织中的表达显著升高,感染后12 h表达量最高,随后逐渐降低并恢复至正常水平。细菌结合实验证实,PoGalectin-6重组蛋白(rPoGalectin-6)能够结合枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、杀鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida)、迟缓爱德华氏菌和创伤弧菌(Vibrio vulnificus),但并不结合短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。此外,rPoGalectin-6以钙离子依赖的方式对短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、杀鲑气单胞菌和迟缓爱德华氏菌表现出明显的凝集作用。研究表明,PoGalectin-6基因参与了由迟缓爱德华氏菌感染引起的免疫应答,这一发现为探索Galectin-6在硬骨鱼类中的免疫功能奠定了基础。     

牙鲆脑中促性腺激素释放激素受体的克隆和鉴定

GnRH（gonadotropin-releasing hormone）是下丘脑-垂体-性腺轴中重要的十肽信息分子，在所有的脊椎动物的生殖神经内分泌调控中具有重要的作用。GnRH成熟的十肽沿着轴突被运送到下丘脑正中隆起（median eminence）末端，然后进入下丘脑垂体门脉循环（hypothalamo hypophyseal portal circulation）（四足动物）或直接通过轴突末梢（大多数硬骨鱼）把信号传递给刺激性腺的细胞，与特异性受体结合，刺激促性腺激素（GtHs，gonadotropins）的合成与释放，参与脊椎动物繁殖的起始和维持正常生殖功能。伴随着GnRH的研究，研究者对鱼类GnRH受体的研究也越来越感兴趣，牙鲆（Paralichthys olivaceus）是中国重要的海水养殖鱼类，本研究从牙鲆脑组织中克隆得到全长的Type Ⅰ GnRH受体，并对其组织特异性表达作了分析，为牙鲆的神经生殖内分泌研究奠定了一定的基础。 在本研究中，以海水养殖牙鲆为材料，从牙鲆脑组织中采用巢式PCR、5′-和3′-RACE技术克隆得到了1671bp牙鲆促性腺激素释放激素受体（GnRH-R）全长cDNA序列，包括147bp的5′-UTR、1248bp的开放阅读框和276bp的3′-UTR，GenBank登录号是DQ011872。牙鲆GnRH-R和其他物种GnRH-R的氨基酸序列的多序列比对结果显示，其存在许多保守的特征，牙鲆GnRH-R显示有3个主要的功能区域：1个N端胞外结构域（1～44个氨基酸残基）、1个大的跨膜结构域（45～324个氨基酸残基）和1个C端细胞质区域（325～415个氨基酸残基）。空间结构预测显示牙鲆GnRH-R跨膜区域包含7个高度保守的跨膜α螺旋（45—64、76—95、114—135、156—176、207—224、267—286、305—324），这些α螺旋是受体锚定到细胞膜上必需的。 氨基酸序列系统进化分析表明，牙鲆GnRH-R与琥珀鱼GnRH-R1具有高度同源性（85％同源性）。已知的硬骨鱼GnRH—R基因的系统进化分析表明，存在两种类型的GnRH-R基因：Type Ⅰ GnRH—R和Tpye Ⅱ GnRH-R基因。在牙鲆GnRH—R的氨基酸序列中，具有Type Ⅰ GnRH—R共有的典型基序：CAFVT（TMⅢ）和DlLEGKVSHSLTH（TMⅦ开始的序列处），表明克隆得到的牙鲆GnRH-R属于Type Ⅰ GnRH—R。 GnRH-R跨膜α螺旋之间的区域形成了胞内或胞外loops，这些区域参与受体信号转导和肽选择性功能上。牙鲆GnRH-R在TMⅢ的细胞质边界处具有一个保守的DRQSA／（DRXXXI／V）基序，这个基序被认为参与G蛋白偶联信号转导和GnRH肽诱导受体的激活；另一个保守的区域是位于TMⅦ内的NPXXY或DPXXY基序同样存在于牙鲆中（DPVIY），这个基序参与到一些GPCRs（包括GnRH-R）的内在化（internalization），同时这个基序特别是基序中的Tyr残基对于受体激活和信号转导起到关键作用。在第三个胞内loop中，鱼类GnRH—R有个保守的Ala残基（在牙鲆中为Ala^250），其也在G蛋白偶联和受体内在化方面具有重要作用。 在哺乳动物或非哺乳动物GnRH-R中，在第一个和第二个胞外loop之间由2个Cys形成1个保守二硫桥，是受体的正确折叠必需的。和其他的GnRH-R一样，牙鲆GnRH-R在第一个和第二个胞外loop之间存在由2个Cys（Cys^112和Cys^190）可以形成的潜在的二硫桥。这个二硫桥的完全缺失将会影响受体的结构完整性和降低鱼类GnRH—R对GnRH肽的选择性。 GnRH-Rs的NH2-末端区域不是很保守，但含有糖基化位点，是GnRH—Rs表达、GnRH—Rs穿梭到细胞胞表面或受体稳定必需的。将mouse的GnRH—R糖基化位点引进到人GnRH-R中，可以增加受体的数量，但不影响受体结合力或肽选择性。牙鲆Type Ⅰ GnRH—R中在NH2-末端含有3个潜在的糖基化位点（N^11SSW、N^15GSS和N^22WTA），此外，在第一个胞外loop和第二个胞外loop中分别存在1个糖基化位点（N^100ITV和N^178VTI），牙鲆Type Ⅰ GnRH—R含有的糖基化位点比哺乳动物要多，牙鲆糖基化位点的数目是否／怎样影响牙鲆GnRH-R的表达、降解率或亲和力，应该进一步研究。 在牙鲆GnRH-R的第一个胞内Ioop中，存在1个和tGnRH-R Ⅲ基序（^80KRKSH^84）一致的基序（^69KRKSH^74），这个基序是Gs识别基序（BBXXB，B代表碱性氨基酸，X代表任何一种氨基酸）。已经证明这个基序和cAMP产生相关，cGnRH-Ⅱ能通过cAMP-PKA途径提高stbGnRH-R在COS7细胞中的活性。 和其他非哺乳动物GnRH-Rs相似，牙鲆GnRH-R含有1个C-末端细胞内尾巴。这种胞内尾巴是鱼类GnRH-Rs功能必需的，在第三个胞内loop中，牙鲆GnRH-R含有2个PKC磷酸化位点（^233SKR^235和^262TLK^264）；在C端尾巴中，存在1个PKC磷酸化位点（^402TAR^404）。牙鲆GnRH-RC-末端尾巴中含有鱼类GnRH-R具有的Src同源区3（SH3）结合区域（PxxP序列）（^340PPAP），能够潜在地传送偶联的能力到丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs），GnRH通过PKC和PKA调控GtHα和LHβ转录，二者都集中于MAPK水平。 RT—PCR分析表明，GnRH-R在牙鲆脑和垂体有表达，暗示牙鲆GnRH-R参与到生殖行为如产卵行为；RT-PCR也检测到牙鲆GnRH-R在卵巢和睾丸中有表达，其能与牙鲆cGnRH-Ⅱ和sbGnRH在卵巢中共表达，GnRH肽在卵巢中具有自分泌／旁分泌功能，对牙鲆卵巢中的GnRH受体可能起到调控作用。[中国水产科学，2006，13（4）：536—546]     

牙鲆抗菌肽hepcidin基因在成鱼组织和不同发育时期胚胎中的表达分析

抗菌肽hepcidin是由hepcidin基因编码产生的小分子多肽,是机体天然免疫的重要因子。本文利用RT-PCR的方法分析表明,抗菌肽hepcidin基因在牙鲆成鱼不同组织和不同发育时期胚胎中普遍表达,但是表达水平存在着明显的差异。