牦牛雌激素受体ERα和 ERβ 基因分子特征及组织表达研究

为研究牦牛雌激素受体(ERα和ERβ)基因序列特征及其在不同组织中的表达差异。根据NCBI上已公布的普通牛ERα和ERβ基因序列,设计特异性引物,利用RT-PCR技术克隆麦洼牦牛ERα和ERβ基因序列,同时利用荧光定量PCR技术检测ERα和ERβ基因在牦牛不同组织的表达分布。结果表明,分别获得2 100 bp ERα(GenBanK登录号：KJ011123)和1 791 bp ERβ(GenBanK登录号：KJ011124)基因序列,其中ERα的ORF为1 658 bp,编码596个氨基酸,ERβ的ORF为1 584 bp,编码527个氨基酸。多重序列分析表明,牦牛ERα和ERβ与普通牛、原鸡、人、小鼠、大鼠、扬子鳄、蟾蜍及斑马鱼的氨基酸序列同源性分别为45.3%-99.5% 和 53.9%-99.1%。荧光定量PCR结果显示,ERα和ERβ基因在牦牛的各种组织中均有表达,且除睾丸外,ERα在输卵管、子宫及乳腺中的表达高于ERβ。此外,就ERα而言,ERα在牦牛乳腺中表达最高,子宫、输卵管及卵巢次之,心、肝、脾、肺、肾及睾丸相对表达较低。而牦牛ERβ基因在卵巢中表达最高,子宫和输卵管次之, 心、肝、脾、肺、肾、睾丸及乳腺表达较低。本研究为进一步了解牦牛ERα 和 ERβ基因的生物学功能及其分子繁殖机制提供了基础。     

绵羊ERβ基因的生物信息学分析

目的:深入探明绵羊ERβ基因结构及其他结构与功能。方法:基于GenBank数据库中绵羊ERβ基因蛋白质编码区(CDS)区序列,利用ORFfinder、ProtParam、BioEdit、SignalP、PSORT Ⅱ、PredictProtein和SWISS MODEL等工具分析预测ERβ基因编码蛋白的结构、性质、功能及信号通路等,应用NCBI-BLAST、MEGA-X进行基因序列比对,并构建系统进化树。结果:绵羊ERβ基因CDS区共编码527个氨基酸,ERβ基因编码的产物呈疏水性,无信号肽与跨膜结构域。二级结构以α螺旋和无规卷曲为主,三级结构以α-螺旋结构单元为主。ERβ基因主要在细胞核和细胞质发挥生物学作用,这与G蛋白偶联受体活性有密切相关作用。结论:ERβ基因参与多个生殖和肿瘤相关的信号通路。     

猪AIBP基因的克隆与组织表达谱研究

扩增了猪AIBP基因CDS和3′端,测序得到全长935bp的cDNA序列,NCBI登录号为DQ826508。猪AIBP基因编码288个氨基酸,与牛、人、鼠的AIBP氨基酸序列的相似性分别为94%、90%和87%,含有1个YjeF-N保守结构域,有信号肽序列。组织表达分析表明猪AIBP在背最长肌、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、卵巢、子宫、睾丸、胚胎和脂肪等组织均有表达。     

牦牛GRB2基因克隆及其在生殖轴的表达研究

生长因子受体结合蛋白2(GRB2)是一种信号转导分子,通过细胞信号传导参与细胞增殖和分化过程.为了探讨GRB2基因在牦牛繁殖中的调控作用,采集5头成年母牦牛和5头母黄牛的下丘脑、脑垂体前叶、卵巢、输卵管和子宫组织,利用反转录PCR、生物信息学分析方法和RT-qPCR技术进行GRB2基因克隆、蛋白质结构预测及在生殖轴组织表达检测.结果表明,牦牛GRB2基因的CDS全长为654 bp,编码217个氨基酸,与黄牛、绵羊和山羊的同源性高,蛋白质一级结构中天冬氨酸所占比例最高,无跨膜结构和信号肽.二级结构主要包括自由卷曲、延伸链和α螺旋,三级结构的分析结果与二级结构相似.细胞定位分析发现GRB2蛋白主要存在于细胞核和细胞质中.RT-qPCR结果显示GRB2基因在牦牛下丘脑和脑垂体前叶表达量显著高于输卵管、卵巢和子宫(P0.05);GRB2基因在黄牛脑垂体前叶和卵巢表达量显著高于牦牛(P0.05),而在两物种的其余三个组织没有显著差异(P0.05).推测GRB2基因可能影响母牦牛的繁殖能力.     

牦牛Caspase-3克隆、序列分析与组织表达研究

半胱天冬酶3(Aspartate-specific cysteinyl proteinase 3,Caspase-3)是哺乳动物最重要的细胞凋亡执行者,为探究Caspase-3基因在牦牛繁殖活动中的调控作用奠定基础,试验对牦牛Caspase-3编码区进行克隆和生物信息学分析,并比较牦牛和黄牛下丘脑、垂体、卵巢、输卵管及子宫等组织的表达差异.结果表明:牦牛Caspase-3基因编码区全长834 bp,编码277个氨基酸,与黄牛Caspase-3基因相比同源性最高(99. 52%)且遗传距离最近,发生4个碱基突变;与鸡同源性最低(71. 32%)且遗传距离最远,保守且符合动物进化进程.q PCR结果显示Caspase-3在牦牛生殖轴中的表达量均高于黄牛,其中,在下丘脑、输卵管中达到P 0. 01水平,在子宫中达到P 0. 05水平.推测极端环境应激引起Caspase-3基因的高表达可能影响母牦牛的繁殖性能.     

牦牛UCP1基因生物学特性及组织表达分析

旨在克隆牦牛解偶联蛋白1(UCP1)基因序列,并对其进行生物信息学分析,进一步研究该基因在牦牛各组织的表达规律.以牦牛为实验对象,利用RT-PCR克隆得到牦牛UCP1基因全长序列,生物信息学分析牦牛CDS区,qPCR检测UCP1基因在牦牛不同组织中的表达模式.结果表明,UCP1基因全长为954 bp(GenBank No.MW345537),其中开放阅读框(Open reading frame, ORF)全长为942 bp,编码313个氨基酸.蛋白分子特性预测UCP1蛋白为不稳定疏水性蛋白,存在跨膜结构域以及多个磷酸化位点.二级结构和三级结构预测显示,UCP1蛋白由无规则卷曲、α螺旋和延伸链三者交替出现.牦牛UCP1基因的核苷酸和氨基酸序列与普通牛的相应序列相似度最高,同源性分别为97.63%和96.76%;与斑马鱼的核苷酸序列和氨基酸序列相似度最低,分别为62.58%和64.29%.组织表达分析发现UCP1在牦牛心、肝、脾、肺、肾、脂肪、背肌、半腱肌中均有表达,但在肾中的表达量最高,肾与其他组织之间差异显著(P0.05).不同品种牦牛UCP1基因的差异表达分析发现,其在麦洼牦牛背最长肌、肝中的表达量均显著高于金川牦牛(P0.05和P0.0001).这些结果为丰富牦牛UCP1基因的功能研究提供了参考依据.     

牛精子发生相关新基因b-DAZL的克隆、生物信息学分析与组织表达研究

人和多种动物的DAZL(Deleted in AZoosPermia-like)基因是精子发生的重要调控因子,DAZL基因突变或表达缺乏将导致精子发生过程减数分裂障碍和雄性不育.文中采用电子克隆和克隆测序方法获得了黄牛DAZL,基因cDNA全序列,利用生物信息学方法进行黄牛DAZL基因序列和蛋白结构分析,并对黄牛、牦牛和犏牛DAZL基因的组织表达特征进行了分析.结果发现黄牛DAZL,基因cDNA全长2509 bp,编码295个氨基酸(命名为b-DAZL);b-DAZL基因含有12个外显子和11个内含子,定位于牛1号染色体末端;b-DAZL基因与哺乳纲各物种同功能基因开放阅读框的同源性为90%一94%,其编码蛋白含有DAZL典型的RNA识别基序(RRM),DAZ重复基序,Pumilio一2和PABP作用位点.RT-PCR结果显示b-DAZL,基因仅在成年黄牛和成年牦牛睾丸、卵巢组织中表达,在成年F1代犏牛的卵巢组织中表达而在睾丸组织中检测不到表达信号,且犏牛睾丸组织切片表现出DAZL,基因缺失的典型精子发生障碍表型,因此推测b-DAZL基因在牛精子发生过程中发挥重要作用,可能与F1代犏牛雄性不育相关,是犏牛雄性不育的候选基因.     

蒙古鮊ob基因的克隆与组织表达特异性的初步研究

根据已知的人和鼠ob基因序列设计引物,通过运用RT-PCR技术首次从蒙古鮊脂肪组织的RNA中扩增获得ob基因片段,并经序列分析证实为ob基因编码区438 bp的序列.不同物种同源性比较表明ob基因序列具有很高的保守性:蒙古鮊与人、猪和鼠的ob基因核苷酸编码序列的同源性分别为82.9%、84.0%和99.1%;蒙古鮊ob基因编码的蛋白leptin氨基酸序列与人、猪和鼠氨基酸同源性分别为80.8%、78.8%和95.9%.用RT-PCR技术分析组织ob基因的表达特异性,结果表明:ob基因在脂肪和肝脏组织中的表达量最大,在心脏、脾脏、肌肉、脑、卵巢中的表达量次之,在肾脏中仅微量表达,而在精巢和肠道组织中则不表达.     

中国鲎β-actin基因的克隆与组织表达

中国鲎(Tachypleus tridentatus)是一种古老的海洋动物.利用RT-PCR和RACE等分子生物学技术,获得中国鲎β-肌动蛋白基因(中国鲎β-actin,简称为TTBA)全长cDNA序列,总共1 515bp,包括70bp 5′非编码区(untranslated regions,UTR)、314bp 3′UTR和一个1 131bp的开放阅读框(open reading frame,ORF).ORF可编码376个氨基酸残基,总分子质量约为41 807.7u.同源蛋白的序列比较结果显示,TTBA推导氨基酸序列与其他物种具有很高的相似性,推测β-actin基因具有很高的遗传保守性.而基于β-actin蛋白序列比对而绘制的系统进化树显示中国鲎与其他节肢动物具有较高的相似性,此结果与其现行的分类地位基本一致.以Real-time RT-PCR法检测表明,在卵子发生各期的卵巢组织中TTBA表达量保持稳定(p>0.05),可作为定量检测的内参基因.     

大黄鱼cyp19a/b基因的克隆与表达分析

克隆得到了调节雌雄激素平衡的大黄鱼cyp19a/b基因,cyp19a基因c DNA全长1805 bp(NCBI登录号:FJ800566),其中开放阅读框1557 bp,编码518个氨基酸;cyp19b基因c DNA全长2268 bp(NCBI登录号:FJ800567),其中开放阅读框1503 bp,编码500个氨基酸.荧光定量PCR分析显示cyp19a基因在性腺中有明显的表达,且在卵巢中的表达量极显著且高于精巢;在肌肉、脑、肝脏、肾脏、脾脏等组织器官中基本不表达.而cyp19b基因在脑、脾脏和肝脏中有较高表达,在性腺和其他器官中基本不表达.     

新型雌激素受体ERα36在张氏肝细胞和人肝癌细胞中的表达比较分析

研究新型雌激素受体ERα36在人肝细胞和肝癌细胞系中的差异表达具有重要的意义.以张氏肝(Chang Liv-er)、Caveolin-1基因沉默细胞株CAV7、人肝癌细胞系SMMC-7721和HepG2为实验材料,通过免疫印迹杂交法观察了不同细胞内ERα36蛋白的表达情况,并与典型雌激素受体亚型ERα66蛋白的表达进行了比较.结果发现:(1)几种细胞中均有ERα36蛋白的表达;(2)与张氏肝细胞相比,Caveolin-1基因沉默时ERα36表达明显增加(P0.01);(3)ERα36在SMMC-7721中表达水平较低,而在HepG2细胞中表达水平较高,与ERα66和Caveolin-1的表达水平相关.提示新型雌激素受体ERα36可能参与Caveolin-1介导的雌激素信号转导,而在肝细胞的恶性增殖过程中发挥一定的作用.     

牦牛INHBA基因的克隆及序列分析

根据GenBank检索到的普通牛的INHBA基因序列设计一对特异性引物,以牦牛卵巢组织总RNA为模板,通过RT-PCR技术对牦牛INHBA cDNA进行克隆测序和序列分析.结果表明:扩增片段1360bp,包含1277bp的编码区,编码426个氨基酸.与普通牛相比,牦牛INHBA基因编码区存在2处碱基转化.牦牛与普通牛、绵羊、人、鼠和猪的核苷酸序列同源性分别为99.84%、97.97%、91.41%、87.79%、91.94%,氨基酸序列同源性分别为99.53%、98.82%、95.77%、93.88%、93.88%.蛋白质结构分析显示,INHBA蛋白不易形成α螺旋和跨膜结构,是相对保守的疏水性蛋白.     

牛精子发生相关新基因b-DAZL的克隆、生物信息学分析与组织表达研究

人和多种动物的DAZL(Deleted in AZoospermia-like)基因是精子发生的重要调控因子,DAZL基因突变或表达缺乏将导致精子发生过程减数分裂障碍和雄性不育.文中采用电子克隆和克隆测序方法获得了黄牛DAZL基因cDNA全序列,利用生物信息学方法进行黄牛DAZL基因序列和蛋白结构分析,并对黄牛、牦牛和犏牛DAZL基因的组织表达特征进行了分析.结果发现：黄牛DAZL基因cDNA全长2509bp,编码295个氨基酸(命名为b-DAZL);b-DAZL基因含有12个外显子和11个内含子,定位于牛1号染色体末端;b-DAZL基因与哺乳纲各物种同功能基因开放阅读框的同源性为90%—94%,其编码蛋白含有DAZL典型的RNA识别基序（RRM）,DAZ 重复基序,Pumilio-2 和PABP 作用位点.RT-PCR结果显示：b-DAZL基因仅在成年黄牛和成年牦牛睾丸、卵巢组织中表达,在成年F1代犏牛的卵巢组织中表达而在睾丸组织中检测不到表达信号,且犏牛睾丸组织切片表现出DAZL基因缺失的典型精子发生障碍表型,因此推测b-DAZL基因在牛精子发生过程中发挥重要作用,可能与F1代犏牛雄性不育相关,是犏牛雄性不育的候选基因.     

中华绒鳌蟹卵巢发育相关的新基因EJO3的克隆和特征分析

运用了抑制性差减杂交和cDNA芯片技术鉴定中华绒鳌蟹卵巢发育相关基因,并用5'和3'RACE的方法克隆了一个与Ⅱ期相比在卵巢发育的Ⅲ期高表达的新基因EJO3(GenBank登录号:AY185919).EJO3基因的开放阅读框(ORF)长1 368 bp,编码455个氨基酸.从氨基酸序列推算的EJO3的等电点和相对分子质量分别为5.79和50 000.生物信息学分析表明,EJO3可能是一个含有VWD结构域的分泌蛋白.EJO3在Ⅱ期和Ⅲ期卵巢的差异表达用Northern blot进行了进一步验证.组织表达谱分析表明EJO3在卵巢高表达,在肠、心脏、肌肉和肝胰腺中弱表达或不表达.本研究结果为进一步深入研究中华绒鳌蟹卵巢发育的分子机制奠定了重要的前期工作基础.     

小拟南芥双键还原酶基因OpDBR的克隆及表达分析

从小拟南芥,又名无苞芥(Olimarabidopsis pumila,异种名Arabidopsis pumila)幼苗叶片c DNA文库中获得1条与拟南芥烯醛双键还原酶基因At DBR1(Gen Bank登录号为NP_197202.2)高度相似的EST序列,该序列包含1个1041 bp的最大开放阅读框(ORF),推测编码346个氨基酸(Gen Bank登录号为KU845686)。利用RT-PCR技术从小拟南芥叶片的c DNA中克隆了该基因,命名为Op DBR。比对分析结果表明,该基因属于中链还原/脱氢酶(medium chain reductase/dehydrogenases,MDR)超级家族,具有double bond reductase-like保守蛋白结构域;该蛋白的二级结构包含106个α-螺旋和48个β-转角。系统进化树分析结果表明,Op DBR编码产物与预测的亚麻芥烯醛双键还原酶(Gen Bank登录号为XP_010492631.1)遗传关系最为接近,属于同一进化分支。实时荧光定量RT-PCR(q RT-PCR)结果显示,Op DBR在小拟南芥的不同组织中都有表达,茎中表达量最高,根中最低。其在200 mmol/L Na Cl、4℃、100μmol/L ABA、20%PEG-6000处理下的表达结果分析显示,该基因可能在小拟南芥应对逆境胁迫时起着重要作用。     

稀有鮈鲫β-肌动蛋白基因片段的克隆及其同源性分析

采用RT-PCR方法,从稀有鮈鲫肌肉组织中分离和克隆出β-肌动蛋白基因cDNA部分序列，长度为1029bp，编码343个氨基酸残基．序列分析表明，该cDNA序列与其他物种昏肌动蛋白基因同源性非常高．RT-PCR能够检出该基因在稀有鮈鲫肌肉、眼、脑、心脏、肝、肠、鳃、睥、卵巢等组织中广普表达，在胚胎不同发育时期持续恒量表达．并基于已知的鱼类β-肌动蛋白基因序列构建了进化树．     

一个紫红曲霉HR-PKS基因MpER1的克隆及序列分析

利用已知HR-PKS中ER结构域的保守氨基酸序列,通过设计简并引物,并使用本实验设计的巢式PCR方法从紫红曲霉(Monascus purpureus)中成功克隆得到一条长约300 bp的ER基因片段MpER1,再用Genome Walking的方法获得该HR-PKS中ER的基因全长序列.序列分析显示:该ER基因长为936 bp,编码312个氨基酸.将该ER基因序列与已知的ER基因序列比对,发现不同产物的ER基因同源性较差.该ER基因对应的氨基酸序列与A.clavatus 有最高的同源性,为88%.与其他物种如Nectria haematococca、Magnaporthe grisea等有50%左右的同源性.     

FSH受体抑制剂对卵巢发育及FSHR和ERβ表达水平研究

目的:研究卵泡雌激素(FSH)受体结合抑制剂(FRBI)对卵巢组织中FSH受体(FSHR)和雌激素受体β(ERβ)基因和蛋白表达水平的作用,并探究FRBI是否通过调控FSHR和ERβ的表达来抑制卵巢癌的发生.方法:将180只雌性小鼠随机分为对照组(CG)、FSH组和实验组.实验组又分为4个小组(n=30),分别注射不同浓度的FRBI(10 mg/kg至40 mg/kg),测定卵巢皮质厚度(OCT)、次级卵泡的最大横径(MTD)、FSHR mRNA的表达水平和血清雌二醇(E2)浓度.结果:FRBI可以减少OCT和卵泡数量.较高剂量的FRBI(30 mg/kg～40 mg/kg)可抑制卵巢和卵泡发育,降低卵巢内ERβ和FSHR mRNA蛋白的表达水平,并减少E2产生.结论:FRBI可下调卵巢组织FSHR和ERβ表达水平.     

牦牛和黄牛睾丸组织Prdm9基因cDNA序列的比较

为比较牦牛与普通牛Prdm9基因的序列特征,采用RT-PCR和3’-RACE方法,从牦牛和黄牛睾丸组织总RNA中分别获得Prdm9基因的部分cDNA序列,经过拼接后获得了牦牛和黄牛Prdm9基因的完整cDNA序列,长度分别为2580bp和2421bp,编码序列长度均为2091bp,共编码696个氨基酸,氨基酸序列相似性为98.56%.分析显示,牦牛和黄牛Prdm9基因开放阅读框有10个核苷酸同义突变和10个单核苷酸多态性(SNPs),并导致10个氨基酸差异,其中4个位于锌指域.研究结果表明,牦牛和黄牛Prdm9基因结构特征类似,但在锌指域存在一些氨基酸差异,可能会影响该基因的功能.     

旱麦草LEA3基因的克隆与序列分析

为了克隆旱麦草LEA3基因,根据小麦的LEA3基因(GenBank登录号为AY148492)cDNA序列设计引物,以干旱胁迫处理的旱麦草幼苗的cDNA为模板,采用RT-PCR克隆了旱麦草LEA3基因,命名为EtLEA3(GenBank登录号为KJ123698),并对基因及其蛋白进行了生物信息学分析。结果表明:EtLEA3基因的ORF全长为600 bp,编码199个氨基酸,推测的蛋白相对分子量为20.38 ku,理论等电点为9.08。其氨基酸序列与小麦、大麦和山羊草LEA3蛋白的相似性分别为83%、82%和81%。信息学分析表明EtLEA3蛋白具有较高的亲水性,没有跨膜结构。蛋白质二级结构和三级结构预测表明α-螺旋结构占主导,与目前已知的多种植物的LEA3蛋白具有相似的结构功能域。该蛋白含有5个完整的11个氨基酸组成的串联重复单元。这些特征均与第3组LEA蛋白的特征相符合。该研究结果为深入了解该基因的功能和旱麦草抗旱的分子机理提供了基础数据。