鹅p21基因克隆、启动子分析及转录调控研究

【目的】 分析鹅p21基因的结构和启动子活性,探讨p21基因的转录调控机制。【方法】 以泰州鹅为试验对象,通过同源克隆、RACE和生物信息学分析等方法获得鹅p21基因全长序列和5′-侧翼区序列特征;构建6个不同缺失片段的启动子区双荧光素酶报告载体并分析其荧光素酶活性,进而确定p21基因核心启动子区;对核心启动子区转录因子结合位点生肌决定因子(MyoD)(+25~+36 bp)进行定点突变,并构建突变报告基因载体,在C2C12细胞系内初步鉴定鹅p21基因核心转录调控因子。【结果】 鹅p21基因cDNA全长1 943 bp,CDS区大小为453 bp,编码151个氨基酸,蛋白序列包含高度保守的CDI家族结合位点。系统进化树分析表明,鹅p21基因与鸭亲缘关系最近,与鸡和火鸡有较强的进化关系。鹅p21基因5′-侧翼区包含启动子元件,—35~+37 bp是核心启动子区,发挥正向调控作用,结合定点突变技术初步鉴定MyoD是鹅p21基因核心转录调控元件。【结论】 本研究获得了鹅p21基因完整的cDNA序列和启动子区域,MyoD是p21基因核心转录调控因子,为探究p21基因在鹅胚胎期肌肉发育过程中的调控机制提供理论依据。     

绵羊CCL19基因启动子活性分析及其转录调控元件筛选

【目的】 鉴定绵羊趋化因子C-C基序配体19(C-C motif chemokine ligand 19,CCL19)基因启动子的核心启动子区域和关键转录因子,探究该基因在转录调控方面的作用机制。【方法】 选取绵羊CCL19基因5'-侧翼序列1 000 bp,PCR扩增启动子的7个不同长度的截短片段,并连接至pGL3-Basic质粒;将重组质粒与pRL-TK质粒共转染到293T细胞中,结合双荧光素酶报告基因检测系统分析不同截短片段的相对荧光活性。利用在线预测软件分析和筛选CCL19基因核心启动子区域内的转录因子结合位点。采用定点突变技术构建转录因子结合位点缺失的荧光素酶报告载体,与pRL-TK质粒共转染到293T细胞,分析转录因子结合位点缺失质粒的相对荧光活性。【结果】 成功构建了7个不同长度(pGL3-P、pGL3-P1、pGL3-P2、pGL3-P3、pGL3-P4、pGL3-P5及pGL3-P6)的CCL19基因启动子片段的荧光素酶报告载体;采用双荧光素酶报告基因检测系统鉴定出转录起始位点上游－256/－186 bp为CCL19基因启动子核心启动子区域,表明该区域对CCL19基因转录调控有重要作用。生物信息学分析预测到该区域存在POU5F1(-201/-189 bp)、ZBTB26(-228/-217 bp)、FOXI1(-239/-228 bp)、GLI2(-255/-243 bp)和SP2(-219/-211 bp) 5个转录因子的结合位点,并成功构建了转录因子结合位点缺失的荧光素酶报告载体。双荧光素酶报告基因检测系统分析显示,POU5F1转录因子的结合位点缺失后绵羊CCL19基因转录活性极显著降低(P<0.01),FOXI1、ZBTB26、SP2转录因子结合位点缺失后绵羊CCL19基因转录活性均极显著升高(P<0.01)。【结论】 试验成功构建CCL19基因启动子荧光素酶报告载体,确定CCL19基因启动子的核心启动子区域为转录起始位点上游－256/－186 bp,并鉴定出转录因子POU5F1结合位点可能是CCL19基因转录的重要调控位点,为下一步研究绵羊CCL19基因在先天性免疫、适应性免疫和淋巴细胞迁移等方面的功能提供理论基础。     

牛IRX3基因启动子转录调控分析

旨在探究牛IRX3基因组织表达规律,并鉴定其启动子区关键转录因子,以期阐明其转录调控机制。本研究采集3头成年公牛心、肝、脾、肺、肾、皮下脂肪、背最长肌、大肠、小肠、网胃、瘤胃、皱胃及睾丸组织,利用荧光定量PCR检测IRX3基因在不同组织中相对表达量。同时克隆牛IRX3基因1.8 kb启动子区序列并构建其启动子6个不同缺失片段的双荧光素酶报告载体,分别转染3T3-L1和C2C12细胞系。进一步利用在线软件预测核心启动子区关键转录因子,借助定点突变及siRNA干扰技术在3T3-L1细胞系内初步鉴定关键转录因子对IRX3基因的转录调控作用。结果表明,IRX3基因在牛13个不同组织中均有表达,且在肺、肾、心、皮下脂肪、背最长肌中高表达（P<0.05）。利用双荧光素酶报告载体检测到牛IRX3基因核心区域在-372/-42 bp。结合定点突变及siRNA干扰技术初步鉴定NRF1、KLF4、HOXA5和CREB1转录因子对IRX3基因的转录活性有重要的调控作用。综上表明,牛IRX3基因在背最长肌和脂肪组织中表达量相对较高,其启动子1.8 kb区有8个CpG岛,核心区关键转录因子NRF1、KLF4、HOXA5和CREB1位于CpG岛内且调控IRX3基因转录活性。本研究结果为探究IRX3基因在牛脂肪沉积过程中的分子调控机制奠定了重要理论基础。     

贵州白山羊MyoG基因启动子区序列克隆及生物信息学分析

【目的】本研究旨在解析肌细胞生成素(MyoG)基因启动子区序列的结构特性及其转录调控机制。【方法】以贵州白山羊血液基因组DNA为模板,设计2对引物,采用PCR扩增、Sanger测序技术获得MyoG基因启动子区序列,通过DNAStar和Mega 5.0软件分别进行不同物种MyoG基因启动子区序列相似性比对及系统进化树构建,利用生物信息学软件预测分析该序列核心启动子区、转录因子结合位点、顺式作用元件、CpG岛等结构特征。【结果】贵州白山羊MyoG基因启动子区序列长2 334 bp,包括2 092 bp的5′-侧翼序列和242 bp的外显子1,GC含量略低于AT含量。通过不同物种比对分析,贵州白山羊MyoG基因启动子区序列与绵羊、牛、猪、人、小鼠和鸡同源序列相似性分别为98.34%、96.15%、77.76%、74.15%、57.63%和43.04%。系统进化树结果表明,贵州白山羊与绵羊和牛的亲缘关系较近,与鸡的亲缘关系最远。生物信息学结构预测发现,贵州白山羊MyoG基因转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游50 bp, 5′-侧翼区存在1个潜在的启动子区域和1个CpG岛,含有1个TATA...     

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。     

牛CART基因核心启动子鉴定及转录调控分析

旨在筛选牛CART基因核心启动子区并鉴定调控CART表达的转录因子,探究其转录调控机制。本研究采集3头健康母牛下丘脑组织,提取基因组DNA,通过PCR扩增、测序获得牛CART启动子序列,EMBOSS、MethPrimer、New PLACE数据库分析启动子结构特征;构建4个包含不同截短长度的CART启动子报告基因载体,双荧光素酶报告基因活性检测鉴定核心启动子区;应用DNA pull down结合质谱分析(n=3),功能聚类及结合位点预测分析筛选核心启动子区候选转录因子;构建转录因子过表达载体,转染至293T细胞,分析转录因子对牛CART核心启动子区的转录调控功能(n=3)。结果表明,牛CART基因-1 200 bp～+22 bp区域存在CpG岛和TATA box、CAAT box等顺式作用元件;构建的4个截短启动子报告基因载体均具有转录起始活性,-292 bp～+22 bp片段转录起始活性最强,为牛CART基因核心启动子区;转录因子RFX5、CREB、RFX1、JUND、TEAD4、TFAP2D、RELA可与牛CART基因核心启动子区特异性结合;进一步研究证实RFX5、RFX1、TEA...     

牛MyoG基因启动子的克隆及功能的初步分析

本研究旨在比较日本和牛MyoG基因的不同长度片段启动子的活性强弱并初步探讨其中的机制。根据GenBank已公布的牛MyoG基因的启动子序列,设计特异性PCR引物扩增日本和牛MyoG基因的一系列启动子缺失序列,构建重组克隆载体pMD18-T-MyoGpro,对阳性克隆进行限制性酶切鉴定、测序及生物信息学分析,进而构建一系列启动子缺失片段的pGL3-MyoGpro双荧光素酶表达载体,转染牛肌源干细胞(MDSCs)和牛胎儿成纤维细胞,并进行双报告基因活性检测。结果表明,日本和牛MyoG基因的166～2 125bp启动子都能不同程度的启动双荧光素酶报告基因在牛肌源干细胞中的表达,且具有肌肉特异性。通过生物信息学分析得知日本和牛MyoG启动子序列中有1个TATA盒,15个E-box,并可能含有MyoD、MEF2、MEF3、MTBF、TEF1、PRDF、Sp1、多个SRF、ERE、GRE及多个Oct-1等转录因子调控结合位点,本试验通过比较不同长度启动子片段的活性并结合对上述转录因子的分析,认为这些转录因子可能对启动子活性起着重要的调控作用。对牛MyoG基因启动子的克隆与功能和序列分析为进一步研究MyoG基因的表达调控奠定了基础。     

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。     

MyoG和A—FABP基因多态性与鹅肉品质性状的相关性研究

为了检测MyoG基因和A-FABP基因单核苷酸多态性（SNP）与鹅肉品质性状的相关性,以太湖鹅为研究对象,测定肌内脂肪含量和相关组织学指标特性,利用PCR—SSCP和测序技术研究MyoG基因外显子1和A—FABP基因内含子2SNPs,并进行相关分析。研究结果表明：（1）MyoG基因外显子1扩增序列大小为420bp,共有1个突变,突变位点在64bp处,为C—T突变,不同基因型之间肌纤维密度、直径差异显著（P〈0．05）;（2）A—FABP基因扩增序列大小为482bp,共发现3个突变位点,在第187bp处发生C—T突变,在第235bp处发生C—A突变,在第372bp处发生A—C突变;（3）A—FABP基因内含子2扩增产物经SSCP分析后发现两种基因型,不同基因型之间脂肪含量有一定差异。比对发现其与家鸭同源性达91％,与家鸡的同源性为85％。本研究结果为进一步分析MyoG和A—FABP基因的遗传变异及其与肉质性状的相关性以及将该分子标记应用于育种计划奠定一定的理论基础。     

Expression of MSTN and MyoG Genes in Zi and Rhine Goose and their Correlation with Carcass Traits

The aim of this study was to investigate the effects of MSTN and MyoG genes on goose skeletal muscle growth.In this study,MSTN and MyoG genes expression were detected in breast and leg muscle of Zi and Rhine goose by Real-time PCR,and the correlations between genes expression levels and carcass traits were investigated.The results showed that the breast muscle weight and breast muscle rate of Rhine goose were extremely significant higher than Zi goose (P<0.01).MSTN and MyoG mRNA expression in breast muscle of Zi goose were significantly higher than that of Rhine goose,and the mRNA level of MSTN in leg muscle of Rhine was extremely significant higher than that of Zi goose (P<0.01),there was no significant difference of MyoG mRNA between Zi goose and Rhine goose (P>0.05).There was extremely significant difference between MSTN mRNA expression in breast muscle and leg muscle of Zi goose (P<0.01).MSTN mRNA expression in leg muscle was significantly higher than that of breast muscle of Rhine goose (P<0.05).There was extremely significant difference between MyoG mRNA expression in breast muscle and leg muscle of Zi goose and Rhine goose (P<0.01).There was a extremely significant negative correlation between MSTN mRNA expression in breast muscle with body weight,breast muscle weight and breast muscle percentage (P<0.01).There was a extremely significant positive correlation between MyoG mRNA expression in breast muscle and leg muscle with body weight (P<0.01).MSTN and MyoG gene might have positive and negative regulation effect on muscle growth.