内蒙古绒山羊角蛋白5基因启动子克隆及序列分析

试验旨在了解角蛋白5(keratin 5, K5)可能的调控序列。本研究根据UCSC公布的牛K5基因5'侧翼区设计PCR引物,扩增了内蒙古绒山羊K5基因部分启动子序列。通过产物纯化、连接、转化,并对测序结果进行了生物信息学分析。结果扩增得到内蒙古绒山羊K5基因启动子序列长度为1452 bp(GenBank登录号为:JQ277735),与牛和人相应序列的相似性分别为91.5%和74%。转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游－101 bp位置;含有两个TATA 盒,分别位于翻译起始位点上游－129—－124 bp(ATAAAA)和－178—－174 bp(TTAAT)位置;通过在线分析软件预测发现(按5'→3')SRY,MZF1,v-Myb,SRY,AP-1,CDP CR,HNF-4,AML-1a,HSF2,AP-4,AP2,AP2,Sp1,Nkx-2,Sp1和GATA-1转录因子结合位点。其中,转录因子SRY(TGTGTTT),和CDP CR(GATTGATGGC)是绒山羊特有的;转录因子HNF-4,AML-1a,HSF2,AP-4,AP2,Sp1,Nkx-2和GATA-1(AGCCATCATG)在绒山羊、牛和人K5启动子上的结合位点高度保守。两个最小增强子分别位于翻译起始位点ATG上游－140—－91 bp和－114—－67 bp位置,含有24 bp(GCGGCTCCCAGGTAACAGAGCCGC)重叠区,预测其与绒山羊K5基因的转录调控有关。试验确定了内蒙古绒山羊K5基因启动子的转录起始位置、转录因子结合位点及最小增强子序列,为进一步研究绒山羊K5基因的表达调控机制奠定了理论基础。     

牛GDF5基因启动子的克隆与序列分析

旨在了解生长分化因子5(GDF5)可能的调控序列。本研究通过基因组比对,扩增了牛GDF5基因5′侧翼区,并通过产物纯化、连接、转化及测序比对,确定了2043bp的启动子序列。同时综合考虑已经证实的人GDF5基因启动子结构及应用启动子在线分析软件,对该序列进行分析。结果发现,牛GDF5基因5′侧翼区没有CpG岛,序列比对发现,牛和人GDF5基因启动子区域同源性为78%;牛GDF5基因启动子没有TATAbox或CAATbox结构,其转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游-359bp位置,其潜在的转录因子有AML-la,Ap-1,AmL-la,CdxA,SRY,CdxA,TATA,AmL-la,GTATA-1,MZF1,CdxA,Nkx-2,CdxA,S8和SRY,其中Ap-1,AmL-la,SRY,Nkx-2,S8和SRY高度保守,与人的序列完全一致;推测发现牛GDF5基因启动子-457至-423bp序列中的GT重复序列可以增强启动子的活性,且最小增强子处于-458和-377bp之间。研究结果推测判定了牛GDF5基因启动子的转录起始位置、转录结合位点、活性序列及最小增强子序列,为以后深入研究GDF5基因在牛软骨细胞中的表达机制提供了理论基础。     

鸭CD8α基因启动子区的克隆及荧光素酶报告基因重组体的构建

旨在了解分化群α基因可能的调控序列及其转录调控机制。本研究利用基因组步移技术扩增鸭CD8α基因的启动子区序列,使用在线软件进行序列分析;分别将鸭肝炎易感组和抗性组的CD8α基因启动子区定向亚克隆至荧光素酶表达载体pGL3-Basic中,利用酶切与测序技术进行鉴定;并瞬时转染细胞,采用荧光素酶报告基因系统检测启动子载体的活性。结果,扩增出一条长度为2 480bp的片段(包含第一外显子56bp,启动子区2 424bp)。经序列分析,鸭CD8α基因启动子区具有典型的TATA-box、GC-box和CAAT-box,其转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游-406bp处,且发现了CdxA、Nkx-2、GATA-1、SRY等41个潜在转录因子结合位点。经酶切与测序鉴定,成功构建了鸭CD8α基因荧光素酶报告基因重组体。荧光素酶报告基因检测系统显示,构建的鸭肝炎易感组和抗性组的报告基因启动子载体具有相当的活性。研究结果为进一步探讨CD8α基因的转录调控奠定了基础。     

猪PLEl基因启动子克隆及序列分析

通过巢式PCR方法获得猪PI。E1基因5’端上游启动子序列，通过T／A克隆法对PI。E1基因的启动子进行克隆，并对PCR鉴定为阳性的克隆子进行测序，参考人、啮齿类的羧酸酯酶家族的启动子结构，并利用启动子在线分析软件对其进行生物信息学分析。结果成功克隆得到PI。E1基因5’端上游1153bp的调控片段，分析表明该调控区没有CpG岛，也不存在典型的TATA盒结构；有2个转录起始位点分别位于翻译起始密码子ATG上游-39bp和-37bp处，潜在的转录因子结合位点有C／EBP、Spl、USF、CdxA、GATA-X、GATA-1、GATA-2、GATA-3、MZFl、AML-la、SRY、Nkx-2、LyLl、deltaE等。另外还发现了7种基序分别为EGF-1、INTEGRINBETA、CTCKl、ANA—PHYIJATOXIN-1、THIOLASE-3、TUBUI，IN、VWFC-1。研究结果可为进-步揭示PLEl基因转录调控机制提供理论参考。     

山羊脂肪酸合酶基因(FASN)启动子结构与功能的初步分析

本研究旨在对山羊脂肪酸合酶基因(Fatty acid synthase,FASN)启动子进行结构与功能的初步分析,进而对其转录调控机制进行探讨。采用PCR技术从西农萨能羊基因组DNA中克隆FASN基因启动子,通过缺失分析,构建7个包含不同缺失片段的荧光素酶报告基因载体,转染山羊乳腺上皮细胞和MCF-7细胞,利用双荧光素酶系统检测不同片段的启动活性。结果表明,克隆得到FASN基因的启动调控序列2 589bp,生物信息学分析发现,该启动子序列含有典型的启动转录元件TATA-box和E-box,分别位于转录起始位点(+1)上游-41和-74bp处。报告基因分析表明,启动子核心区域定位在-293～-79bp,在线软件预测发现,该区域含有Sp1、NF-Y、USF和SREBP等转录因子结合位点。结果显示,FASN基因启动子前端存在负调控元件,Sp1、NF-Y、USF和SREBP等转录因子可能参与FASN基因的转录调控。     

牛α-乳清蛋白基因5'调控区多态性研究

试验选择品种差异较大的贵州荷斯坦奶牛和务川黑牛构建不同DNA池,设计1对引物分别扩增2个牛种α-乳清蛋白(alpha-lactalbumin, LALBA)基因5'调控区及第1外显子部分序列总长1126 bp。结果表明,LALBA基因5'调控区存在5个SNPs位点:T-114C、C-166T、A-225C、C-344T、T-778C,T-114C仅在务川黑牛表现多态性。生物信息学软件预测LALBA基因核心启动子区及转录因子结合位点,SNP位点导致11个转录因子结合位点消失,其中1个位于核心启动子区,产生5个新的转录因子结合位点。突变前后RNA二级结构发生明显改变,目标序列未发现CpG岛。     

牛αs2酪蛋白、k酪蛋白基因启动子区多态性研究

为研究牛CSN1S2、CSN3基因启动子多态性.选择品种差异较大的贵州荷斯坦奶牛和务川黑牛构建不同DNA池,设计特异性引物分别扩增2个牛种CSN1S2、CSN3基因5’调控区及第1外显子部分序列.结果表明:CSN1S2基因5’调控区存在3个SNPs位点:A-253T、A-317G、A-407G,CSN3基因5,调控区发现4个SNPs:T-79G、G-415G、T-421C、T-658G,2个牛品种在不同位点的多态性有显著差异.生物信息学软件预测CSN1S2、CSN3基因核心启动子区及转录因子结合位点,CSN1S2基因A-253T、A-317G位于预测核心启动子区.SNP位点造成CSN3基因7个转录因子结合位点消失,而产生10个新的转录因子结合位点.对于CSN1S2、CSN3基因,突变前后RNA二级结构有明显改变,目标序列均未发现CpG岛.研究结果为进一步确定其启动子功能奠定试验基础.     

关岭牛MyoDI基因启动子上转录因子结合位点的筛选

本研究旨在筛选出关岭牛MyoDI基因启动子上的转录因子结合位点。根据GenBank已公布的牛MyoDI基因的启动子序列,设计特异性PCR引物,扩增贵州关岭牛MyoDI基因的启动子区,构建重组克隆载体pUCM-TMyoDI-pro,并对阳性质粒进行测序鉴定。再利用筛选试验和生物信息学分析筛选出关岭牛MyoDI基因启动子上的转录因子结合位点。结果,筛选出关岭牛MyoDI基因启动子上含有的转录因子结合位点有SATB1、Xbp、MEF2、Pax-3、Pbx1、PPAR、TFⅡD、COUP-TF、Gfi-1、HNF-1、HOX4C、NRF2(ARE)、MEF1、RXR、SMUC、Snail、MyoD、VDR。结合在线软件分析和文献,最终筛选出关岭牛MyoDI基因启动子上含有MyoD、TFIID、Pax3、MEF1、VDR和MEF2转录因子结合位点,这些转录因子对启动子活性起着重要的调控作用。结果显示,关岭牛MyoDI基因启动子上含有MyoD、TFIID、Pax3、MEF1、VDR和MEF2转录因子结合位点。     

山羊MyoG基因启动子区序列分析与结构预测

为探明山羊MyoG基因的启动子序列与结构及转录调控机制,本研究设计了1对引物,采用PCR扩增、测序以及序列比对分析,从波尔山羊基因组中扩增出一段长度为969bp的山羊MyoG基因的5′侧翼序列,其GC含量为50.6%。经过生物信息学分析,确定了其转录起始位点及活性区域;发现在转录起始位点上游-24bp处存在1个TATA-box,另外还发现了1个GC-box、2个CAAT-box、2个E-box和1个富含A-T碱基的模体结构;该序列还包含HSF、ADR1和cap等转录因子结合位点。通过比对分析,所得山羊MyoG基因5′侧翼序列与牛、马鹿、人、小鼠和鸡同源序列的相似性在37.22%～96.85%之间,说明不同物种间该序列具有一定的保守性。本研究为进一步探讨山羊MyoG基因的表达和调控机制奠定了理论基础。     

鸡内皮素3(EDN3)基因启动子区序列生物信息学分析

为解析鸡内皮素3(EDN3)基因启动子区序列的结构特征及其转录调控机制，本研究基于NCBI数据库中鸡EDN3基因5′侧翼区与外显子1共计2 052 bp核苷酸序列，利用不同在线软件对其核心启动子区域、顺式作用元件、转录因子结合位点及CpG岛等结构进行生物信息学预测分析，并通过DNASTAR Lasergene 17.3和MEGA 5.0软件进行不同物种EDN3基因启动子区序列相似性比对及系统进化树构建。结果表明：鸡EDN3基因起始密码子上游592～2 000 bp为可能的候选核心启动子区；5′侧翼区633 bp和1 547 bp存在2个潜在的转录起始位点T和A;该基因启动子区存在2个CAAT-box、3个GC-box、6个TATA-box、9个E-box和3个CpG岛结构域。综合多种在线软件预测，鸡EDN3基因启动子区存在Sp1、C/EBPα和NF-1等转录因子结合位点。鸡EDN3基因启动子区序列与环颈雉、鹌鹑、岩雷鸟、棕硬尾鸭、凤头潜鸭、山羊、绵羊、牛、猪和人的相似性为38.8%～90.3%;系统进化树表明，鸡与鹌鹑亲缘关系最近，与猪亲缘关系最远。研究结果为进一步探明鸡色素沉积关联E...     

海南黑山羊MBL2基因的转录调控元件的筛选与分析

甘露聚糖结合凝集素C(mannose binding lectin C,MBL-C)是C型(Ca²⁺依赖型)凝集素超家族的成员,其作为一种急性期蛋白,具有抗细菌感染的功能,参与机体的天然免疫反应。为鉴定出结合在MBL2基因启动子区(1 009 bp)的重要转录因子,探寻该基因的转录调控机制,本研究选取海南黑山羊MBL2基因的启动子序列1 009 bp,采用DNA重组技术克隆6个转录起始位点上游1 009 bp的启动子5'端侧翼缺失序列,克隆片段经双酶切后连接至pGL3-Basic载体。重组质粒转染至293T细胞中,结合双荧光素酶活性检测系统筛选MBL2基因的核心启动子区域。通过在线生物信息学软件预测山羊MBL2基因的核心启动子区域的转录因子结合位点,利用点突变技术构建转录因子结合位点缺失的载体,转染293T细胞后结合双荧光素酶活性检测系统分析其转录活性。结果表明,海南黑山羊MBL2基因的核心启动子区域位于转录起始位点上游-304~-45 bp范围内,在线软件分析该区域存在RELA、NF-κB2、MZF1等3种转录因子结合位点。双荧光素酶报告分析结果表明,RELA和NF-κB2的结合位点缺失后均使山羊MBL2基因的转录活性极显著下降(P < 0.01)。结果提示,RELA和NF-κB2对山羊MBL2基因的转录活性可能具有重要的正调控作用。该研究为进一步探寻海南黑山羊MBL2基因的功能提供理论依据。     

贵州黑山羊细胞因子诱导的SH2包含蛋白基因5′调控区SNP研究

本试验为改善贵州本地优良品种贵州黑山羊生长性能,寻找生长相关基因细胞因子诱导的SH2（Src-homology 2）包含蛋白(cytokine inducible SH2-containing protein, CISH)启动子区多态性位点,并研究其对启动子功能元件的影响。将贵州本地优良品种贵州黑山羊构建DNA池,直接测序筛选SNP位点,生物信息学软件预测核心启动子区域、转录因子、CpG岛。结果发现,CISH基因5′调控区存在1个SNP位点为G-95C,得到CISH基因核心启动子区和CpG岛,SNP位点导致附近转录因子新位点产生和原来结合位点消失,但并不改变CpG岛大小。CISH基因5′调控区存在1个对启动子功能元件有较大影响的SNP位点,研究结果为进一步确定CISH基因启动子功能奠定基础。     

山羊腺苷单磷酸脱氨酶1基因启动子区单核苷酸多态性研究

为筛选腺苷单磷酸脱氨酶1(adenosine monophosphate deaminase 1,AMPD1)基因启动子区单核苷酸多态性(SNP)及研究其对启动子功能元件的影响,试验选择小香羊、黔北麻羊、努比山羊构建不同DNA池,直接测序结合BLAST筛选SNP位点。结果表明,AMPD1基因启动子区存在5个SNPs位点,分别为:T-614A、G-326A、G-309A、T-287C和T-165C。生物信息学软件预测得到AMPD1基因核心启动子区和转录因子结合位点,SNPs位点导致9个转录因子结合位点消失,而产生7个新的转录因子结合位点。AMPD1基因RNA二级结构在突变后显著改变,但未检测到CpG岛区域。     

贵州地方山羊BMPR-ⅠB基因启动子区多态性及生物信息学分析

为探究骨形态发生蛋白受体ⅠB（bone morphogenetic protein receptor ⅠB，BMPR-ⅠB）基因启动子区多态性及其与繁殖性状的相关性，本试验以贵州3个地方山羊品种（黔北麻羊、贵州黑山羊及贵州白山羊）为研究对象，通过构建混合DNA池PCR产物直接测序技术筛选SNPs位点，并采用多种生物信息学软件预测SNPs位点对核心启动子区、CpG岛和转录因子结合位点的影响。结果显示，BMPR-ⅠB基因启动子区存在4个SNPs位点：g.29893005 T > C、g.29893016 C > T、g.29893729 C > G和g.29894370 C > T。生物信息学软件预测得到BMPR-ⅠB基因核心启动子区和CpG岛，SNPs位点导致转录因子结合位点发生改变，g.29893005 T > C和g.29893016 C > T突变使原来的转录因子结合位点Sp1消失；g.29893729 C > G突变使原来转录因子结合位点AP-1消失，从而产生新的转录因子结合位点USF；g.29894370 C > T突变产生新的转录因子结合位点C/EBPalp，使原来的转录因子结合位点Sp1改变为C/EBPalp和Sp1。由此推测，SNPs位点对调控启动子功能元件可能存在重要影响。     

猪SEPW1基因的转录调控分析

本研究旨在对猪SEPW1基因的潜在启动子区进行克隆及转录活性分析，获得其核心启动子区域，并进一步分析转录因子SP1对SEPW1基因转录活性的影响，为探索SEPW1基因在猪肉质性状方面的功能奠定基础。利用实时荧光定量PCR检测SEPW1基因在大白猪各组织中的表达量，构建空间表达谱；通过PCR技术克隆得到6个逐级缺失的SEPW1基因启动子片段，构建6个双荧光素酶报告载体，通过检测各载体的双荧光素酶活性获得SEPW1基因的核心启动子区域；对核心启动子区进行生物信息学分析，发现潜在的SP1转录因子结合位点；通过过表达、抑制表达、定点突变及凝胶迁移试验（EMSA）确认SP1转录因子结合位点的存在及其对SEPW1基因转录活性的影响。结果显示，SEPW1基因在所检测的4月龄大白猪12个组织中均有表达，其中在腓肠肌及心脏中的表达量较高。双荧光素酶活性显示，猪SEPW1基因5'侧翼区-443~-231 bp为其核心启动子区，且-378~-306 bp存在1个潜在的SP1结合位点。过表达和抑制表达SP1基因结果显示，转录因子SP1能够促进SEPW1基因的转录；定点突变及EMSA试验确认，转录因子SP1可直接与SEPW1基因启动子区的SP1结合位点（-348~-339 bp）相结合。综合以上结果表明，转录因子SP1可直接靶向SEPW1基因的启动子区并促进SEPW1基因的转录。