密码子的碱基关联与度表达增强网络

提出了基因表达水平与碱基顺序关系的表达增强网络模型，认为ＥＥＮ与编码区中密码子的某些特定位点关联，这些位点称为ＥＥＮＳ。用统计分析的方法证实了ＥＥＮＳ的存在，并对Ｅ．ｃｏｌｉ和Ｙｅａｓｔ找出了这些位点。发现表达水平不仅与同义密码子的使用、且与密码子第１第２位点（特别是１位点）有关，因此Ｉｋｅｍｕｒａ的ｔＲＮＡ丰度说是不完全的。发现ＥＥＮ在编码区中可能具有很大的尺度，而不局限于相邻密码子，因此ｔＲＮ     

锥体虫,果蝇基因编码区的密码子使用,碱基间关联与基…

用自洽信息聚类方法预测了锥体虫（Ｔｒｙｐａｎｏｓｏｍａｂｒｕｃｅｉ）（８１个基因）和果蝇（Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａ）（１２４个基因）的基因表达水平，高表达基因同义密码子的使用规律，求出描述基因表达水平的参数ＩＥ值和ＣＡＩ值，在此基础上，用我们提出的基因表达增强网络（ＥＥＮ）理论研究了基因编码区的碱基构成，密码子内和密码子之间的碱基关联与基因表达水平的关系，结果表明，其增强网络位点数目比Ｅ．ｃｏｌｉ和Ｙ     

锥体虫、果蝇基因编码区的密码子使用、碱基间关联与基因表达水平的关系研究

用自洽信息聚类方法预测了锥体虫（Ｔｒｙｐａｎｏｓｏｍａｂｒｕｃｅｉ）（８１个基因）和果蝇（Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａ）（１２４个基因）的基因表达水平、高表达基因同义密码子的使用规律，求出了描述基因表达水平的参数ＩＥ值和ＣＡＩ值；在此基础之上，用我们提出的基因表达增强网络（ＥＥＮ）理论研究了基因编码区的碱基构成、密码子内和密码子之间的碱基关联与基因表达水平的关系，结果表明，其增强网络位点数目比Ｅ．ｃｏｌｉ和Ｙｅａｓｔ要多，说明生物越高级，编码区内的碱基关联越强．     

大肠杆菌SD序列与基因表达水平的关系

依据基因表达水平的理论预测方法从１３７３个大肠杆菌基因中选出了７３个甚高表达基因和１００个甚低表达基因,研究了这两类基因编码区起始密码子ＡＴＧ前－１到－２１位点（包含ＳＤ序列）的碱基构成与基因表达水平的关系。结果表明,ＳＤ序列中的富嘌呤区（约在－７到－１２位点）Ｇ和Ｔ的概率分布曲线中心到ＡＴＧ的距离（记为ＬＨ）与基因表达水平有明显的关系。甚高表达基因ＬＨ约为１０,甚低表达基因的ＬＨ约为８,另外在－     

改造人干扰素α2b基因在大肠杆菌中获得高效表达的理论方法

按照Ｅ．ｃｏｌｉ甚高表达基因中同义密码子使用,密码子内和密码之间碱基关联的ＥＥＮＳ模式,对人干扰素α２ｂ基因编码区中的同义密码子进行置换,理论上使得人干扰素α２ｂ基因在Ｅ．ｃｏｌｉ中的表达水平有非常显的提高,在理论上,未改造的人干扰素α２ｂ基因在Ｅ．ｃｏｌｉ中的表达水平为ＣＡＩ＝０．３２３,ＣＤＩ＝０．５７４,ＣＥＩ＝０．６２９,是较低表达水平的基因,估计实际表达水平在１０～１０＾３ｍｏｌ／ｃｅ     

dna Y基因产物提高人尿激酶原cDNA在大肠杆菌中的表达

对提高人水激酶原ｃＤＮＡ在大肠杆菌中的表达水平进行了研究。通过ＰＣＲ方法在其结构基因５‘端添加起密码子ＡＴＧ，用人工合成的不依赖于ρ因子的终止序列替换 ３’端非翻译区，得到完整的人尿激酶原结构基因。将其克隆在表达质粒ｐＫＫ２３３－２中，转化大肠杆菌Ｅ．ｃｏｌｉＪＡ２２１，人尿激酶原得到初步表达，但表达水平很低，原因可能是人尿激酶原ｃＤＮＡ富含真核细胞偏爱的密码子，而大肠杆菌中识别这些密码子的ｔＲＮ     

EXPERIMENTSTUDYONTHERELATIONSHIPBETWEENKINKANDMYLONITE

ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＲＥＬＡＴＩＯＮＳＨＩＰＢＥＴＷＥＥＮＫＩＮＫＡＮＤＭＹＬＯＮＩＴＥＬｕｈｕａｆｕ１）ＳｈｉＨｕｏｓｈｅｎｇ１）Ｃ．Ｊ．Ｌ．ＷＩＬＳＯＮ２）（１）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｊｉ...     

大肠杆菌终止密码子前后序列碱基的统计分析

统计了大肠杆菌９８５个基因终止密码子前３１个碱基和终止密码子后３３个碱基在各个位点的碱基概率分布．发现终止密码子前３个碱基和终止密码子后３个碱基的概率分布与其它位点的概率分布有很大的差别．以ＴＡＡ结尾的基因序列和以ＴＡＧ或ＴＧＡ结尾的基因序列的碱基分布在终止密码子附近也有明显不同．我们又统计了高表达基因和低表达基因终止密码子前后序列的碱基分布,发现在紧邻终止密码子前后３个碱基范围内,某些碱基分布有明显的差别．还发现碱基Ｇ和碱基Ｔ的３周期分布贯穿整个编码区,碱基Ａ的３周期分布在编码终止区非常明显．     

基因表达水平与密码子使用的关系及其预测

研究了两个方面的问题．首先，对Ｅ．ｃｏｌｉ（１２１个基因），Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ（１１１个基因）、Ｙｅａｓｔ（１０７个基因）三种生物的核酸序列，将同义密码子按使用频率统计值分成三种特性的密码子：最适密码子、非最适密码子和稀有密码子．对每一序列的编码区，算出它们各自出现的概率后，用信息聚类法聚类．发现每种生物的高低表达基因明显分开，将三种生物基因聚类结果综合来看，基因表达水平被分为四级：甚高表达基因（ＶＨ）、高表达基因（Ｈ）、较低表达基因（ＬＭ）和低表达基因（ＬＬ）．每类基因的表达水平与实验结果保持了很好的相关性．在此基础上提出一个预测稀有密码子及基因表达水平的自洽信息聚类方法，Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｙｅａｓｔ预测的结果与Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｙｅａｓｔ的现有资料相比，符合很好．文中还预测了Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ、Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａ和Ｂａｃｔｅｒｉｏ－ｐｈａｇｅ三种基因的表达水平及稀有密码子．     

人胰岛素原乳腺表达载体的构建

通过ＰＣＲ方法扩增了人胰岛素（ＨＩ）基因１．３４ｋｂ的ＤＮＡ片段并克隆于ｐＵＣ１８的ＳｍａⅠ位点内。经ＤＮＡ序列分析表明，该片段为ＨＩ基因的氨基酸编码区及３＇端调控区序列。同时，应用ＰＣＲ方法对牛α－乳白蛋白（ＢαＬＡ）基因进行了扩增，得到了０．８４ｋｂＤＮＡ扩增片段。将其克隆于去除了ＥｃｏＲＩ位点的ｐＵＣ１８ＳｍａＩ位点内，经内切酶分析和ＤＮＡ测序证明该片段是ＢαＬＡ基因５＇调控区序列。ＥｃｏＲ     

大肠杆菌编码区5′端碱基的统计分析

统计了大肠杆菌１２８８个编码序列开始的３３个碱基位点（１１个密码子）上各碱基出现的概率,发现第２、第３密码子各位点上的碱基概率分布与其它密码子上的碱基分布概率不一样;碱基Ｇ和Ｔ出现的概率从第４个密码子后呈现明显的３周期分布．我们还研究了这些位点上的碱基概率分布与基因表达水平的关系,发现高表达基因和低表达基因在第２、第３密码子各位点上,其各种碱基的概率分布是有区别的;高表达基因碱基Ｇ和Ｔ的概率分布３周期性更明显．     

碱基关联与基因表达水平的关系

研究了Ｅ．ｃｏｌｉ和Ｙｅａｓｔ基因编码区内碱基关联与基因表达水平的关系，结果表明：１）单碱基构成与基因表达水平有一定的关系；２）紧邻、次紧邻碱基间的关联（ｔ≤２）与基因表达水平有较好的线性关系；３）密码子第１位碱基的构成与基因表达水平有关系；４）密码子内１、３位和２、３位碱基之间的关联熵与基因表达水平有很强的关系；５）密码子内各位碱基与相邻密码子第１位碱基的关联熵与基因表达水平有很好的线性关系．     

耐热碱性磷酸酯酶基因的亚克隆及其在大肠杆菌中的表达

根据耐热碱磷酸酯酶基因的酶切图谱和ＤＮＡ序列,分别在基因的起始密友子和终止密码子设计２个突变引物。引物的５‘端分别带有ＮｄｅⅠ和ＢａｍＨⅠ酶切全点。通过ＰＣＲ从质粒ｐＴＡＰ１１８Ｂ中扩增获得了ＦＤ－ＴＡＰ基因的全序列。经过酶切将基因亚克隆于高达载体ｐＪＬＡ５０３。     

<Emphasis Type="Italic">Cis</Emphasis>-regulatory change and expression divergence between duplicate genes formed by genome duplication of <Emphasis Type="Italic">Arabidopsis thaliana</Emphasis>

As an index of functional divergence, expression divergence between duplicate gene copies has been observed and correlated with protein coding sequence divergence and bias in gene functional classes. However, the changes in the cis-regulatory region of the duplicate genes which is thought to have important role in expression divergence, has not been explored on the genome-wide scale. We analyzed functional genomics data for a large number of duplicated gene pairs formed by ancient polyploidy events in Arabidopsis thaliana. The divergence in cis-regulatory regions between two copies is positively correlated with the magnitude difference of expression. Moreover, we find that highly expressed duplicate gene pairs have a more diverged cis-regulatory region than weakly expressed gene pairs. We also show that the correlation between expression functional constraint and protein functional constraint is different in old and young duplicate pairs. Our results suggest that cis-regulatory sequence divergence contributes to the expression divergence of duplicate genes formed by genome-wide du-plication. Cis-regulatory region diverges faster in highly expressed duplicate pairs. The diversify selection strengths that act on cis-regulatory region and protein coding region are negatively correlated in young duplicate pairs under expression con-straint.     

大肠杆菌编码序列碱基片段的统计分析

对大肠杆菌基因１２３１个编码开始区和１３０７个编码终止区域内的６三基片段,４碱基片段和３碱基处段进行了统计,发现６碱基片段模式数的对民其相对频率成线性下降关系,绝大多数４碱基和３碱基片段出现在相对频率于２的范围之内;编码区出现最多的碱基片段是多聚Ａ;     

ApiIa抗菌肽基因的化学合成,克隆及其在酵母中的表达

用固相亚磷酰胺法合成了ＡｐｉＩａ抗菌肽基因,全长为８０个核苷酸。它被分成４个寡核苷酸片段,分别在ＤＮＡ合成仪上的合成经分离纯化后的寡核苷酸片段经酶促连接,然后被克隆到分泌型载体质粒ｐＡＦＤ１０１上,经限制酶酶切,ＰＣＲ模板检测以及双链ＤＮＡ序列分析检测,证明合成的ａｐｉＩａ基因和设计的完全一致。     

人Rab蛋白cDNA的克隆和表达

从人胎脑cDNA文库中克隆到一种新的Rab cDNA,全长920bp,以编码213个氨基酸残基,该蛋白预测的分子质量为24567u,等电点7．34,经同源比较,该cDNA与GenBank数据库中登录号为X14964的Rab蛋白有83％的相似性和76％的相同性,将该cDNA克隆到经改造的PBV220表达质粒,转化DH5a菌株诱导表达出该蛋白,取24种不同组织的总cDNA各100ng,用该基因序列设计引物作PCR,结果在胎肝组织中检测到有明显条带,表明该Rab基因相对在胎肝有高表达。     

A conserved sequence in the immunoglobulin J kappa-C kappa intron: possible enhancer element

Several functionally important genetic elements (such as the TATA box, mRNA splice sequences, poly(A) addition signal) were first detected as short segments of unexplained sequence homology within non-coding regions of different genes. A short region of unknown sequence in the intron between the human J kappa and C kappa immunoglobulin coding regions was found to be sufficiently homologous to the corresponding segment of the mouse gene to form stable heteroduplexes. Although no specific function has yet been definitely ascribed to this region (which we call the kappa intron conserved region, or KICR), some functional significance has been inferred from the findings that (1) activation of B lymphocytes induces a DNase hypersensitivity site in this region and (2) deletions including this region reduce expression of kappa genes introduced into lymphoid cells. To delineate the KICR more precisely and to test the generality of the sequence conservation in a third species, we have sequenced this region of the human and mouse genes and have examined the corresponding region of a recently cloned rabbit kappa gene. We find a segment of about 130 base pairs (bp) that shows striking conservation in all three species, demonstrating homology significantly higher than within the C kappa coding region itself. Two short sequences from the J kappa-C kappa intron that were noted by other investigators to be homologous to proposed 'enhancer' sequences both lie within the conserved region.