用mRNA差显法识别金鱼胚胎发育基因的可能性初探

动物早期胚胎发育过程中,贮存于卵内的母体mRNA(Maternal mRNA)首先产生作用并随着发育而逐渐降解。许多动物(如鱼类和两栖类)当胚胎发育到囊胚中期前后,合子核基因开始转录新的mRNA。这些mRNA的降解、合成反映了相应基因在发育过程中的作用时间。寻找与发育有关的基因(以下简称发育基因)是从分子水平上研究发育机理的最关键一步。但因为这些基因一般都是表达量极低的调控基因,所以寻找起来十分困难。以往对脊椎动物早期发育基因的识别多参照果蝇等无脊椎动物基因的序列,从基因库中钓取同源基因。差异显示法(mRNA differential display,本文简称mRNA差显法)通过一个较特殊的RT-PCR过程能把极微量的mRNA以及mRNA之间的差异显示出来,因此这一方法在发现高等动物胚胎发育基因的研究中可能具有广阔的应用潜力。笔者一直认为对动物早期胚胎发育的认识最重要的是对母体贮存在卵内的信息的研究,其中一个重要的方面就是对母体mRNA的研究。这里我们使用mRNA差显法在金鱼中进行了识别早期胚胎发育基因的尝试并得到了初步结果。这些结果说明mRNA差显法将会使我们有机会获得与金鱼早期胚胎发育有关的多种基因。     

用遗传工程的方法使细菌合成类卵清蛋白

法国巴斯德研究所的研究人员用遗传工程方法使细菌产生了类卵清蛋白。卵清蛋白是禽蛋蛋清的主要成分,鸡的卵清蛋白分子由386个氨基酸组成。研究者从鸡的输卵管中提取出给卵清蛋白编码的mRNA,该mRNA共有1859个核普酸,它的中段有1158个核普酸起密码作用,称为外显子(exon或extron);而5‘端有64个核普酸     

mRNA治疗及其应用前景

信使核糖核酸(mRNA)是由DNA的一条链作为模板转录而来的携带遗传信息、指导蛋白质合成的一类单链核糖核酸.随着mRNA体外合成中修饰调控/序列优化系统的日益完善和体内递送系统的逐渐成熟, mRNA缺乏稳定性及无法有效递送等缺点已经逐渐被克服,基于mRNA的治疗方法已逐步成为研究热点.通过体外转录技术合成的mRNA,借助脂质纳米颗粒递送系统运送到特定的组织细胞内,由细胞自身的翻译系统翻译出目标蛋白.这些蛋白或是作为抗原激发免疫反应,或是补充细胞内缺少的蛋白以行使功能,最终达到治疗的目的. mRNA治疗具有的制备快速、成本低、安全等优点让它在众多治疗方法中脱颖而出,被广泛地应用于癌症疫苗、感染性疾病疫苗、蛋白替代治疗和罕见病治疗等领域.为了解全球mRNA治疗的开发和研究现状,本文重点对mRNA治疗的修饰调控/序列优化系统、递送系统以及临床研究现状进行分析和总结.     

尾静脉大容量快速注射法介导的人凝血因子Ⅸ基因在小鼠肝内的高效表达

尾静脉大容量快速注射裸质粒DNA能够介导外源基因在动物肝内高效表达, 采用此方法将人凝血因子Ⅸ(hFⅨ)表达质粒pCMV-hFⅨ 2.2 mL于7 s内导入小鼠体内, hFⅨ在小鼠体内表达水平最高为2921 ng/mL(血浆). hFⅨ表达水平与裸质粒DNA注射剂量呈正相关, 重复注射的hFⅨ表达水平偏低(最高1459 ng/mL). PCR检测发现小鼠多种器官中存在hFⅨ cDNA, RT-PCR和免疫组化切片检测表明, hFⅨ mRNA和蛋白主要在肝脏中表达. 转氨酶水平与病理切片检测表明, 注射1 d后5%的肝脏细胞受到损伤, 但在3 ~ 10 d内恢复. 研究结果表明, 尾静脉大容量快速注射法能够介导hFⅨ在小鼠体内高水平表达, 为基因治疗研究提供了一项简便而实用的动物实验手段.     

一个新的人类硫氧化还原蛋白基因的克隆

根据不同发育阶段 ( 1 3,33周 )的人胎脑组织mRNA差异显示分析 (又称DDRT PCR)所得到的具有差异表达的EST的序列 ,设计引物筛选点阵排列的人胎脑cDNA文库 ,得到一个新的全长cDNA克隆 .这个克隆全长 1 2 0 8bp ,包含一个 889bp的开放阅读框 ,一个 1 32bp的 5′非翻译序列和一个 2 0 9bp的 3′非翻译序列以及典型的polyA加尾信号 .其推断的氨基酸序列与人硫氧化还原蛋白同源 ,而且含有硫氧化还原蛋白的保守的活性位点序列 .将它命名为人的类硫氧化还原蛋白基因 (humanthioredoxinlikegene ,hTRXL) .     

类固醇激素对鱼卵巢蛋白质和核酸合成代谢的影响

我们曾探讨了垂体激素或绒毛膜促性腺激素对金鱼卵巢的蛋白质核酸合成的影响,发现这些激素对发育中鱼卵的合成代谢有明显的促进作用。另外,根据离体排卵实验指出,肾上腺或卵巢产生的一些类固醇激素,特别是孕酮及其类似物,与排卵有密切关系。因此,使人感兴趣的是,类固醇激素是否和垂体促性腺激素一样,既有诱导排卵作用,又有促进卵生长发育和成熟的作用。这个问题的阐明,将有助于了解这两种类型激素对卵巢作用的性质。为此,我们应用同位素C~(14)-甘氨酸和S~(35)-蛋氨酸等,研究了类固醇激素对鱼卵巢代谢的影响。     

集胞藻PCC 6803中Ⅱ型RNA结合蛋白对于脂肪酸组成的效应

在集胞藻PCC6803中, Ⅱ型RNA结合蛋白基因rbp3在温度下降时仅有轻微上调. 与野生型相比, rbp3突变株中膜脂多不饱和脂肪酸(PUFA)总量显著减少. 但是, PUFA的减少并未达到影响其在低温下生长的程度. 突变株中的脂肪酸脱饱和酶基因desA, desB和desD, 以及在15℃生长所需要的基因ccr-1的mRNA显著减少, 而rbp1 (RNA结合蛋白1)和crhR (RNA解旋酶轻链)的mRNA不受影响. 因而, Rbp3可直接或间接地影响某些基因的mRNA水平.     

纤溶酶原激活因子及其抑制因子在大鼠附睾中的表达及调节

附睾是精子成熟的场所,附睾分泌的酶、激素和营养物质对精子成熟起着重要作用,其中蛋白水解酶介导的表面分子修饰或丢失是精子成熟的一个重要方面.纤溶酶(Plas.min)是一种丝氨酸蛋白水解酶,具广泛的蛋白水解酶活性,在细胞外蛋白水解中有重要作用纤溶酶原激活因子(PA)特异激活纤溶酶原转化为有活性的纤溶酶.PA抑制因子(PAI-1)能够特异中和PA活性.为研究附睾蛋白水解酶活性调节机制,本文对PA及PAI-1在大鼠附睾中的表达作了初步研究.结果表明:(1)附睾组织分级组织型(tPA)和尿激酶型(uPA)PA,二者活性受激素调节;(2)mRNA定位证实附睾上皮表达tPA和PAI-1.上述结果提示附睾有完善的PA调节系统,PA和PAI-1的协同表达在附睾蛋白水解酶活性调节中起重要作用.     

盐度影响全氟辛烷磺酸对海水青鳉(Oryzias melastigma)的毒性

全氟辛烷磺酸(PFOS)是广受关注的持久性有机污染物之一. PFOS广泛存在于河口和近海岸等复杂盐度区, 然而目前对不同盐度影响下的PFOS毒理行为研究较少. 本文以海水青鳉(Oryzias melastigma)鱼为模型, 比较不同盐度条件下, PFOS暴露对鱼卵孵化和发育的影响. 结果表明, PFOS在鱼卵内的蓄积量随着盐度升高而呈现上升的趋势. 在低盐度和高盐度下, PFOS暴露均提高鱼卵孵化率, 而低盐度下的两周孵化率比高盐度高. 进一步比较了3种盐度下(30‰,15‰和5‰)PFOS对鱼卵心脏发育相关基因表达影响的差异. PFOS对过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)的调节受盐度的影响, PPARa和PPARb的表达量在低盐度下相对高盐度下高. 盐度对PFOS调节环加氧酶(COX-2)和心脏相关蛋白(SMYD1)的作用效果与PPAR相似. 而盐度不影响PFOS对心脏发育特异性转录因子(GATA4和BMP4)和钠钾离子ATP酶(ATPase)的调节作用. 研究结果揭示了盐度是全氟类化合物毒性的一个影响因素, 有助于广盐度地区PFCs化合物的毒性评估.     

促黄体生成素受体(LHR)在大鼠附睾中的表达

纤溶酶(plasmin)是一种具有广泛活性的丝氨酸蛋白水解酶,在细胞外蛋白水解中发挥重要作用。纤溶酶原激活因子(plasminogen activator,PA)特异激活纤溶酶原(plasminogen)可转化为有活性的纤溶酶。有研究表明附睾表达组织型PA(tPA)和尿激酶型PA(uPA),但其调节机制尚不清楚。我们研究了促性腺激素对大鼠附睾PA活性的调节。结果表明,人绒毛膜促性腺激素(hCG)对培养附睾tPA和uPA活性有明显刺激作用。为进一步探讨hCG在附睾内的作用途径,我们作了LH/hCG受体(LHR)mRNA的原位杂交定位,首次发现大鼠附睾表皮细胞表达LHR。这些结果表明,在体情况下LH可能通过LHR调节附睾PA活性表达,从而调节附睾内蛋白水解过程。     

2,3,7,8-四氯代二苯并二英(TCDD)和苯并芘(B[a]P)对原代培养鲫鱼肝细胞中卵黄蛋白原诱导的影响

通过测定原代培养鲫鱼(Carassius auratus)肝细胞中雌激素受体所介导的卵黄蛋白原(Vtg)生成以及芳香烃受体所介导的CYP1A1基因转录水平的变化, 建立了一种类雌激素体外实验模型. 实验结果表明, Vtg和Vtg mRNA的表达与己烯雌酚(DES)之间均有很好的剂量-效应关系, Vtg和Vtg mRNA均可作为指示类雌激素毒性的生物标志物. TCDD, B[a]P可显著抑制鱼肝细胞中DES诱导的Vtg和Vtg mRNA的表达, 呈明显的抗雌激素效应, 并同时激活了CYP1A1 基因的表达; 但0.1和0.2 pg/mL的TCDD和5 ng/mL的B[a]P对Vtg和Vtg mRNA表达却有一定的促进作用, 表明TCDD和B[a]P在不同的浓度下, 可能呈现出相反的毒性效应; b-naphthoflavone(b-NF)可抑制鱼肝细胞中DES诱导的Vtg和Vtg mRNA的表达, 并可激活CYP1A1基因的表达; Tamoxifen抑制了鱼肝细胞中Vtg和Vtg mRNA的表达, 但不能诱导CYP1A1基因的表达; 而TCDD诱导细胞CYP1A1基因的表达同样可被DES抑制; 上述实验结果说明鱼肝细胞中分别受雌激素受体和芳香烃受体所介导的途径之间存在某些相互作用关系, 这为研究类雌激素复合暴露下的致毒机理提供了新的实验证据.     

2, 3, 7, 8-四氯代二苯并二噁英(TCDD)和苯并芘(B[a]P)对原代培养鲫鱼肝细胞中卵黄蛋白原诱导的影响

通过测定原代培养鲫鱼(Carassius auratus)肝细胞中雌激素受体所介导的卵黄蛋白原(Vtg)生成以及芳香烃受体所介导的CYP1A1基因转录水平的变化, 建立了一种类雌激素体外实验模型. 实验结果表明, Vtg和Vtg mRNA的表达与己烯雌酚(DES)之间均有很好的剂量-效应关系, Vtg和Vtg mRNA均可作为指示类雌激素毒性的生物标志物. TCDD, B[a]P可显著抑制鱼肝细胞中DES诱导的Vtg和Vtg mRNA的表达, 呈明显的抗雌激素效应, 并同时激活了CYP1A1 基因的表达; 但0.1和0.2 pg/mL的TCDD和5 ng/mL的B[a]P对Vtg和Vtg mRNA表达却有一定的促进作用, 表明TCDD和B[a]P在不同的浓度下, 可能呈现出相反的毒性效应; b-naphthoflavone(β-NF)可抑制鱼肝细胞中DES诱导的Vtg和Vtg mRNA的表达, 并可激活CYP1A1基因的表达; Tamoxifen抑制了鱼肝细胞中Vtg和Vtg mRNA的表达, 但不能诱导CYP1A1基因的表达; 而TCDD诱导细胞CYP1A1基因的表达同样可被DES抑制; 上述实验结果说明鱼肝细胞中分别受雌激素受体和芳香烃受体所介导的途径之间存在某些相互作用关系, 这为研究类雌激素复合暴露下的致毒机理提供了新的实验证据.     

2,3,7,8-四氯代二苯并二(口恶)英(TCDD)和苯并芘(B[a]P)对原代培养鲫鱼肝细胞中卵黄蛋白原诱导的影响

通过测定原代培养鲫鱼(Carassius auratus)肝细胞中雌激素受体所介导的卵黄蛋白原(Vtg)生成以及芳香烃受体所介导的CYP1A1基因转录水平的变化,建立了一种类雌激素体外实验模型.实验结果表明,Vtg和Vtg mRNA的表达与己烯雌酚(DES)之间均有很好的剂量-效应关系,Vtg和Vtg mRNA均可作为指示类雌激素毒性的生物标志物.TCDD,B[a]P可显著抑制鱼肝细胞中DES诱导的Vtg和VtgmRNA的表达,呈明显的抗雌激素效应,并同时激活了CYP1A1基因的表达;但0.1和0.2 pg/mL的TCDD和5 ng/mL的B[a]P对Vtg和Vtg mRNA表达却有一定的促进作用,表明TCDD和B[a]P在不同的浓度下,可能呈现出相反的毒性效应;β-naphthoflavone(β-NF)可抑制鱼肝细胞中DES诱导的Vtg和Vtg mRNA的表达,并可激活CYP1A1基因的表达;Tamoxifen抑制了鱼肝细胞中Vtg和Vtg mRNA的表达,但不能诱导CYP1A1基因的表达;而TCDD诱导细胞CYP1A1基因的表达同样可被DES抑制;上述实验结果说明鱼肝细胞中分别受雌激素受体和芳香烃受体所介导的途径之间存在某些相互作用关系,这为研究类雌激素复合暴露下的致毒机理提供了新的实验证据.     

山羊β-酪蛋白基因启动区指导人血清白蛋白在转基因小鼠乳汁中的高效表达

构建了包含山羊β-酪蛋白基因启动区5′端上游调控序列和外显子1, 2及内含子1在内的乳腺表达载体, 并与人血清白蛋白(hALB)小基因(含全长cDNA序列及其内含子1)构建成融合基因. 鼠尾静脉注射实验表明, 该融合基因能在小鼠乳腺中特异表达. 应用显微注射方法将该融合基因导入小鼠受精卵, 并将受精卵移植于假孕母鼠, 共获得33只F0代小鼠, 经PCR和Southern印迹杂交证实, 有8只小鼠(5♀, 3 ♂ )基因组中整合有hALB基因, 整合率为24.2%(8/33). Western blot分析表明, 在5只雌性整合小鼠中有3只表达了hALB蛋白, 放射免疫法测定其乳汁中hALB含量分别为3.54, 0.21和3.03 g/L.     

兴奋毒性损伤尾壳核增强B-50(GAP-43)mRNA的表达

长期以来,人们一直认为成年哺乳动物中枢神经系统损伤后不能再生.然而近数十年来这一观点正在改变.许多证据表明中枢神经损伤后有轴突侧支发芽或突触增生现象,同时在一定条件下其轴突能够再生.可是对这些过程的分子机理仍很不了解.B-50是一种重要的神经生长相关蛋白(亦命名为GAP-43,F1,neuromodulin,pp46).已有资料说明B-50的表达与发育期轴突生长或外周神经再生密切相关,但有关其在中枢神经系统损伤后表达的变化和意义尚不清楚.本工作以兴奋毒性损伤大鼠的尾壳核(Caudate putamen nucleus,CPN),作为中枢神经系统损伤的一种模式(也是Huntington氏病动物模型),用地高辛配基(Digoxigenin-dUTP)标记cDNA探针的原位杂交方法,检测损伤后CPN内B-50mRNA表     

以鱼灭蚊

美国正在发展一种不用药物的灭蚊法——以鱼灭蚊。这种善于灭蚊的小鱼称为蚊鱼(mosquito fish)。它长有一个朝上的嘴巴很容易吃到漂浮在水面上的蚊卵。据观察,一条饥饿的蚊鱼一小时可吃掉1000个蚊卵,这种鱼还有个优点就是能在被污染的水体中生     

磁暴环电流形成过程

利用三维试验粒子轨道计算法, 以强的行星际磁场南向分量驱动的对流电场作为磁暴的主要起因, 研究了大磁暴期间环电流离子的注入过程和对称环电流的形成机制. 本文主要关心大磁暴环电流中的氧离子成分. 计算结果揭示了磁暴环电流形成过程中部分注入粒子轨道具有混沌特征. 特别是证明了粒子由磁尾向内磁层的注入过程中产生的屏蔽电场可使开放轨道转变成闭合轨道, 因而是闭合环电流形成的重要机制. 进一步证明了注入粒子可以得到有效的加速, 加速时间约为1~3小时.     

稻瘟病菌坏死和乙烯诱导肽1样蛋白的原核表达、纯化与活性分析

坏死和乙烯诱导肽1(necrosis and ethylene-inducing peptide 1, Nep1)样蛋白(Nep1-like proteins, NLPs)是一类广泛存在于细菌、真菌及卵菌中的分泌型蛋白.本研究通过生物信息学分析了稻瘟病菌中的4个坏死和乙烯诱导肽1样蛋白的家族基因成员的相关信息,克隆了它们的编码区序列,分别将它们构建到了pGEX-6P-1载体中.通过优化诱导条件对它们进行了原核表达、纯化,获得了相应的可溶性目的蛋白,进一步将纯化的目的蛋白注射到烟草叶片中,发现N端融合GST标签的MoNLP1、MoNLP4蛋白仍具有生物学活性,可以明显诱发烟草叶片组织产生细胞坏死.该研究为进一步深入研究该基因家族在稻瘟病菌中的功能与作用以及开发更多潜在的植物蛋白激发子奠定基础.     

原生动物棘尾虫神经肽Y受体的研究

用大型原生动物棘尾虫为材料 ,以放射标记的神经肽Y(NPY)为配基 ,进行了受体放射配基结合分析 .实验结果表明 ,在Pringsheim无机培养液中 ,密度为 2× 10 3～ 3× 10 3/mL的棘尾虫细胞对3H NPY有显著的特异结合 ,并且这种结合具有饱和性特征 .这提示 ,棘尾虫具有NPY的特异结合位点 .饱和实验Scatchard作图分析表明 ,在 2 5℃条件下 ,棘尾虫对3H NPY的结合容量为 4 2 .4 7fmol/ 10 3细胞 ,平衡结合常数为 0 .113nmol/L .用12 5I NPY对棘尾虫细胞膜蛋白提取液作平衡结合 ,实验显示 ,膜蛋白对12 5I NPY的总结合与非特异吸附有明显差异 ,提示棘尾虫的NPY受体可能主要定位于细胞膜上 .