家蚕热休克蛋白HSP90相互作用蛋白的筛选与鉴定

[目的]HSP90是热休克蛋白家族的成员之一,在昆虫的抗逆性和变态发育中发挥重要作用,已有研究表明HSP90能够促进家蚕核型多角体病毒(Bombyxmorinucleopolyhedrovirus,BmNPV)的增殖,但作用机制尚不清楚.本研究通过鉴定BmHSP90的相互作用蛋白,为其促进BmNPV增殖的作用机制解析提...     

与家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂serpin-3相互作用蛋白的筛选

丝氨酸蛋白酶抑制剂超基因蛋白质家族,参与调节昆虫体内多种生理反应。本研究在体外原核表达6His-Bmserpin-3,以此作为饵蛋白,采用His-pull down技术及SDS-PAGE分析,从家蚕血液中筛选出了能与Bmserpin-3结合的2个蛋白质,分子量分别为83.04、83.57 ku。对家蚕幼虫sp-2、sp-3在不同组织的表达变化分析可知,sp-2在脂肪体、血淋巴中表达量比较高,sp-3在精巢、脂肪体、血淋巴里表达量比较高。     

家蚕热休克蛋白基因Bmhsp19.9启动子的活性分析

通过PCR扩增出家蚕(Bombyx mori)热休克蛋白基因Bmhsp19.9启动子的序列,TA克隆后进行序列测定,并构建重组载体进行瞬时表达.结果显示,该基因序列长为1 258 bp,具有典型的热激蛋白启动子的结构特点;序列分析显示,hsp19.9启动子区域可形成潜在的复杂茎环结构,推测其与启动子的功能有关.瞬时表达试验结果显示,hsp19.9的启动子能通过热诱导在家蚕BmN细胞和家蚕组织中驱动红色荧光蛋白报告基因(DsRed)瞬时表达,表明所克隆的hsp19.9启动子序列具有热休克蛋白基因的启动子活性.     

家蚕IAP互作蛋白的筛选、鉴定及其对BmNPV增殖的影响

目的 细胞凋亡作为昆虫免疫应答的重要组成部分,在病毒与宿主相互作用的过程中扮演着重要角色,以细胞凋亡相关基因为研究对象对阐明其在病毒感染过程中的作用具有重要的参考价值。本研究旨在筛选家蚕凋亡抑制蛋白（Bombyx mori inhibitor of apoptosis protein,BmIAP）的相互作用蛋白,并验证其在家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, BmNPV）侵染过程中与Bmiap的相互调控关系及在BmNPV增殖过程中的作用,为探明宿主与BmNPV相互作用的分子机制提供理论依据。方法 利用免疫共沉淀技术筛选在BmNPV侵染家蚕细胞过程中与BmIAP相互作用的蛋白,对获得的特异性差异条带进行LC-MS/MS蛋白质谱分析,根据蛋白分子量大小并利用生物信息学方法对获得的蛋白进行鉴定,确定候选基因;通过分子克隆技术对候选基因进行克隆,利用SMART在线工具及BioEdit分别对候选基因的结构域进行预测及多序列比对分析;通过免疫荧光试验验证BmIAP和候选蛋白的细胞共定位情况,并进一步利用免疫共沉淀验证它们的相互作用;分别通过真核表达和基于CRISPR/Cas9的基因编辑系统对候选基因进行过表达和敲除,利用qRT-PCR技术检测相应基因的表达情况,以确定Bmiap和Bmpp5在BmNPV侵染过程中的调控关系;同样,在过表达和敲除Bmpp5后检测杆状病毒Vp39的表达量,以确定Bmpp5对BmNPV增殖的影响。结果 通过免疫共沉淀获得7个可能与BmIAP相互作用的宿主蛋白和1个BmNPV蛋白,进一步分析确定1个与凋亡相关的候选基因Bmpp5;Bmpp5的开放阅读框为1 473 bp,编码490个氨基酸,预测的蛋白分子量约为56 kD,含3个TRP结构域和1个PP2Ac结构域,在昆虫间具有较高的保守性;免疫荧光检测证明BmIAP和BmPP5共定位于细胞质中,免疫共沉淀结果表明两者可以相互作用;在BmNPV侵染过程中,过表达Bmiap后,Bmpp5的表达量显著上调,而敲除Bmiap后,Bmpp5的表达量显著下调,表明Bmiap能够促进Bmpp5的表达;同时,过表达Bmpp5后,Bmiap显著上调表达,而敲除Bmpp5后,Bmiap显著下调表达,表明Bmpp5同样能够促进Bmiap的表达;过表达Bmpp5能够促进BmNPV的增殖,敲除Bmpp5能够抑制BmNPV的增殖,表明Bmpp5的表达利于BmNPV的增殖。结论 鉴定了1个能够与BmIAP相互作用的蛋白BmPP5,且该蛋白在昆虫中高度保守;在BmNPV侵染过程中,Bmiap和Bmpp5能够相互促进,且Bmpp5能够促进BmNPV的复制增殖。     

唐鱼热休克蛋白60基因cDNA克隆及表达

采用RT-PCR和RACE技术,成功克隆了唐鱼(Tanichth ys albonubes)热休克蛋白60基因cDNA全长序列,命名为TaHSP60(GenBank登录号:HM234132).研究表明:该基因序列全长为2 486 bp,5′端非翻译区(URT)102 bp,3'URT 656 bp,开放阅读框(ORF)...     

家蚕CDK11与RNPS1和9G8相互作用的鉴定

【目的】鉴定家蚕(Bombyx mori)CDK11与RNPS1和9G8的相互作用,为解析其是否参与前体RNA的剪接打下基础。【方法】利用家蚕基因组数据库Silk DB找到本研究克隆的家蚕基因序列,采用Primer 5.0进行引物设计,通过PCR技术克隆获得家蚕的两个重要剪接因子RNPS1和9G8,并构建具有不同抗原标签的过表达载体,采用NCBI检索并获得其他物种的相关序列,利用在线预测软件SMART进行结构域预测,采用Clustal X 1.83和GENEDOC 3.2预测同源序列,利用软件MEGA 6.0构建系统进化树,通过免疫荧光验证家蚕CDK11两种剪切体CDK11A和CDK11B分别与RNPS1和9G8的共定位情况,进一步通过免疫共沉淀验证CDK11A、CDK11B分别与RNPS1和9G8的相互作用。【结果】RNPS1的开放阅读框长为882 bp,编码293个氨基酸;9G8的开放阅读框长为531 bp,编码176个氨基酸;RNPS1和9G8都属于SR蛋白家族,具有该蛋白家族成员的一个富含丝氨酸/精氨酸(S/R)重复序列的RS结构域。同源序列比对表明,RNPS1和9G8都具有典型的RRM结构域,此外9G8还含有一个锌指结构域。系统进化分析显示,RNPS1聚类于无脊椎动物一支,与同为鳞翅目昆虫的斑点木蝶、黑脉金斑蝶等亲缘关系较近;9G8也聚类于无脊椎动物一支,与同为鳞翅目昆虫的黑脉金斑蝶、金凤蝶等关系较近。荧光共定位证明,RNPS1分别与CDK11A和CDK11B共定位于细胞核中,且具有点状共聚集现象;同时发现,RNPS1还具有胞质定位,点状聚集于核外周。而9G8分别与CDK11A、CDK11B在细胞核中也具有共定位现象。进一步通过免疫共沉淀发现,在所有的总蛋白和细胞裂解离心后的上清液样品中,均能检测到对应目的条带的表达,表明共转染的细胞均能正常表达目的蛋白,并且蛋白溶于上清。同时,在所有的共沉淀条带中,均能检测到对应目的条带,以上结果表明CDK11A、CDK11B均与RNPS1和9G8具有相互作用。【结论】家蚕RNPS1和9G8具有典型的RRM结构域,属于SR家族。CDK11A和CDK11B能够与RNPS1和9G8相互作用。     

小麦热激蛋白60(HSP60)基因的克隆与原核表达

[目的]构建小麦热激蛋白60基因的原核表达载体,并在E.coli中进行高效表达。[方法]根据GenBank中收录的小麦热激蛋白60基因序列设计合成1对引物P1/P2,利用RT-PCR方法从小麦RNA中扩增小麦HSP60基因,应用基因重组技术构建pGEX-4T-1-HSP60表达载体,将构建好的小麦HSP60基因原核表达载体pGEX-4T-1-HSP60转化至大肠杆菌表达菌株E.coli-BL21感受态细胞。[结果]对重组质粒进行酶切分析及序列测定鉴定正确后,与GenBank中收录的小麦HSP60基因序列比对分析,同源性达100%。在IPTG诱导下获得了目的蛋白,所表达的GST-HSP60融合蛋白分子量约为90 KD。蛋白质电泳（SDS-PAGE）结果表明,表达的蛋白条带与预期的大小一致。[结论]成功构建了pGEX-4T-1-HSP60的原核表达载体,在E.coli-BL21中高效表达了HSP60蛋白,为进一步研究该蛋白的功能及其作用机制奠定了基础。     

沙田柚热激蛋白HSP90基因的鉴定分析

为探明沙田柚自交不亲和分子机理,以沙田柚(Citrus grandis var.Shatianyu Hort)自交和异交花柱为材料,对其进行转录组测序;通过差异分析获得相关基因,并研究其理化性质。结果表明:获得的Hsp90基因全长2 602bp(GenBank登录号:KU517851),开放阅读框(ORF)全长为2 100bp,编码699个氨基酸,编码的蛋白质分子量为80.55KDa,理论等电点为5.01,含有1个与HSP90超家族(HSP90superfamily)相同的保守结构域。沙田柚Hsp90蛋白氨基酸的同源性与甜橙(XM_006490568)、克莱门柚(XM_006421973)亲缘关系较近,同源性高达99%,属同一进化分支。     

极端嗜热菌Pyrococcus furiosus热休克蛋白HSP60的克隆表达和纯化

[目的]研究极端嗜热菌Pyrococcus furiosus的热休克蛋白HSP60(Pfu-HSP60)的克隆表达与纯化方法。[方法]应用加拿大HSP60数据库及其BLAST和FASTA序列比较工具对Pfu-HSP60基因序列进行同源性分析,对HSP60基因进行了体外扩增并在大肠杆菌中成功克隆与表达,还进行了Pfu-HSP60蛋白的纯化。[结果]以Taq酶为DNA聚合酶,用PCR方法扩增出预期的Pfu-HSP60基因,插入质粒pET-21a,转化入大肠杆菌受体菌BL21-Codonplus(DE)3-RIL,0.1mmol/LIPTG诱导2 h,得到可溶性高表达,经超声、离心、上清85℃加热、再离心得到初步纯化的Pfu-HSP60蛋白,再经DEAE Sepharose Fast Flow阴离子交换层析纯化,收集峰超滤浓缩后经SephacrylS-200凝胶过滤柱,收集Pfu-HSP60蛋白峰,结果获得纯度为94.5%以上的重组Pfu-HSP60蛋白,总得率为28.0%。[结论]该研究为Pfu-HSP60蛋白的结构和功能及其他热休克蛋白相互作用机制等的研究奠定基础。     

家蚕热激蛋白Hsp25.4对BmNPV增殖的影响

【目的】探究家蚕热激蛋白（Hsp25.4）基因在家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclear polyhedrovirus,Bm NPV）侵染家蚕后的表达变化规律,明确敲低该基因表达后对BmNPV增殖复制的影响,为深入解析BmHsp25.4蛋白在BmNPV侵染家蚕过程中发挥的作用提供参考依据。【方法】以5龄家蚕幼虫为研究对象,经口添食10μL预先制备好的BmNPV-T3株病毒悬液（5×108个/mL）,对照组添食等量灭菌水,采用实时荧光定量PCR检测BmHsp25.4基因在BmNPV侵染6 h各组织的表达情况,并选择相对表达量较高的3个组织,分析BmHsp25.4基因时空表达图谱;注射双链RNA(dsRNA)检测BmHsp25.4基因在体内的干涉效果,采用实时荧光定量PCR检测BmHsp25.4基因干涉后对BmNPV增殖复制的影响。【结果】BmNPV侵染家蚕6 h,BmHsp25.4基因在家蚕血液、中肠和脂肪体组织中的相对表达量升高;时空表达谱结果显示,BmHsp25.4基因在3个组织中的表达谱均呈先升高后降低的变化趋势,其中血液和中肠组织的相对表达量均在6h达峰值,而脂...     

RNA干涉家蚕细胞Ago蛋白家族基因的表达研究

分别构建RNAi(RNA interference,RNAi)载体干扰家蚕细胞BmN中Argonaute1(Ago1)和Argonaute2(Ago2)基因的表达。首先利用PFBDM和pBac[A3-EGFPafm]载体构建Ago1和Ago2基因的RNA干涉载体,通过转染家蚕细胞发现,Ago1和Ago2基因表达明显下降。并观察细胞形态发现,转染RNAi载体96h后,家蚕BmN细胞逐渐失去正常的梭形状态,体积变大,形态变圆。该研究为进一步研究家蚕中small RNA的产生及作用机制提供了较好的基础。     

Molecular Systematic Studies on Chinese Mandarina Silkworm (Bombyx mandarina M. ) and Domestic Silkworm (Bombyx mori L.)

Molecular systematic studies on mandarina silkworm (Bombyx mandarina M. ) in 11 regions in China and 25 representative strains of domestic silkworm (Bombyx mori L. ) were conducted using molecular biology techniques. Results obtained from the analysis of DNA polymorphism and clustering of all the silkworm samples provide new evidence for the view that the domestic silkworm originated from the Chinese mandarina silkworm. On the basis of literature reviewing, a new hypothesis on the origin of the domestic silkworm was put forward. It was thought that the domestic silkworm was most probably domesticated from the Chinese mandarina silkworm of different ecotypes including monovoltinism, bivoitinism and multivoitinism; and that the domestic silkworm had the genetic background of monovoltinism, bivoltinism and multivoltinism at the very beginning of the domestication. The current strains of the domestic silkworm of different voltinism are the evolutionary results of thousands of years of rearing and artificial selections.     

家蚕谷光甘肽-S-转移酶GSTe3基因的鉴定及其真核表达

【目的】谷胱甘肽-S-转移酶(Glutathiones S-tansferases,GSTs)是一类由多基因编码的多功能同工酶超家族,在解毒内源和外源性有毒物质中起着重要作用,家蚕GSTs的研究,可为解析家蚕解毒机制奠定基础。【方法】利用生物信息学和分子生物学方法克隆和分析家蚕GSTe3(BmGSTe3),利用RT-PCR分析该基因在家蚕体内的表达情况,利用重组杆状病毒真核表达系统在sf9细胞中真核表达BmGSTe3。【结果】在家蚕中克隆了家蚕的GSTe3,该基因由5个外显子与4个内含子组成,外显子总长度为512bp,属于昆虫特异的Epsilon家族。BmGSTe3包含N-末端和C-末端2个结构域,N-末端由β-α-β-α-β-β-α共7个结构基序组成,而C-末端则由5个α螺旋构成,在启动子上游2500bp区域内共发现了15个可能的转录调控元件。BmGSTe3的表达具有较高的组织特异性,它只在家蚕血液和头部表达。BmGSTe3在sf9细胞中表达的BmGSTe3蛋白具有较好的GSTs酶活性。【结论】BmGSTe3属于昆虫特异的Epsilon家族,其蛋白具有较好的GSTs酶活性。     

家蚕sirtuin家族基因的鉴定及系统发生与表达芯片分析

【目的】鉴于sirtuin家族基因重要而多样性的功能,从家蚕全基因组中鉴定sirtuin家族基因,并进行基因结构、蛋白结构及其理化性质、基因进化、组织表达芯片分析及在不同组织中的定量表达情况分析,为研究家蚕sirtuin家族基因的功能和推动家蚕模式生物系统化的研究奠定基础。【方法】基于家蚕基因组数据库,通过生物信息学手段,利用比较基因组学方法,鉴定家蚕sirtuin家族成员;开放阅读框（ORF）的预测用ORFfinder进行;使用SIM4进行ORF的内含子和外显子的预测;用GSDS和ExPaSy在线工具分别进行基因结构图和蛋白序列理化性质的预测;用CLUSTAL_X软件进行多序列联配及对其二级结构进行分析,并用ESpript进行二级结构作图;使用SMART在线软件进行蛋白功能域预测;MEGA5.0软件用于系统发生树分析;利用已有的家蚕幼虫5龄第3天的芯片数据进行组织表达分析;利用荧光定量PCR技术检测家蚕sirtuin家族基因在5龄第3天幼虫不同组织中的表达情况。【结果】系统分析鉴定了家蚕中存在的5个sirtuin家族基因（Bmsirt2、Bmsirt4、Bmsirt5、Bmsirt6、Bmsirt7）,共分为4类（I、II、III、IV）。5个基因分布在家蚕5条染色体上,均为单拷贝基因。基因结构分析显示5个基因均为多外显子基因。同源比对和系统进化分析发现家蚕的sirtuin家族基因与类群中其他昆虫的同源基因形成明显的直系同源关系且高度同源,同样不含有sirt3。蛋白结构预测发现家蚕的sirt6与其他物种的sirt6蛋白一样含有两个sir2结构域聚在一起。组织表达芯片分析发现,sirtuin家族基因在多个组织中具有转录活性。荧光定量PCR检测结果显示家蚕的Bmsirt4在脂肪体、丝腺中低表达;Bmsirt5在精巢、中肠中高量表达,在脂肪体、血液、丝腺中低量表达,与芯片数据基本一致。【结论】通过全基因组分析,家蚕共有5个sirtuin家族成员,进化上分为4类,且与其他昆虫高度同源,芯片数据和实时荧光定量 PCR 结果基本一致,分析表明组织表达模式具有多样性。     

家蚕中肠特异启动子BmAPN的克隆及活性分析

【目的】克隆和鉴定1个家蚕中肠特异启动子,为研究家蚕的免疫应答和应用研究提供新的工具。【方法】从家蚕品种大造中提取基因组总DNA,用PCR方法克隆家蚕中肠特异表达基因BmAPN（GenBank登录号：BAA33715.1）的上游调控序列。利用此序列构建以EGFP为报告基因的转基因表达载体pBac[BmAPN-EGFP-SV40,3×P3-DsRed],通过显微注射获得转基因家蚕,在个体水平上检测启动子的活性。【结果】所克隆的BmAPN启动子长度为1 598 bp,其驱动的EGFP仅在转基因家蚕中肠特异表达,与内源基因BmAPN的表达特征一致。该启动子在家蚕幼虫时期活性相对较高,且在起蚕期的活性要明显高于眠蚕期,推测该启动子中的特异元件受激素调控。【结论】经克隆获得的BmAPN启动子为有活性的启动子,且为家蚕中肠特异启动子。     

中国野桑蚕和家蚕的分子系统学研究

 用分子生物学手段对11个地区的野桑蚕（Bombyx mandrina）和25个代表性家蚕（Bombyx mori）品种进行了分子系统学研究。野桑蚕与家蚕的DNA多态分析及其聚类分析结果进一步证实家蚕起源于中国野桑蚕。同时结合有关文献,作者提出了家蚕起源进化的新观点:家蚕可能是由多种生态类型（包括一化、二化、多化）混杂的野桑蚕驯化而来,其驯化之初就已拥有一化、二化、多化的遗传背景,其后几千年的人工饲养、选择才分离演化成为不同系统化性的家蚕品种。