七鳃鳗棕榈酰蛋白硫酯酶1的基因克隆、系统进化及组织特异性表达分析

棕榈酰蛋白硫酯酶1(palmitoyl protein thioesterase 1,PPT1)能够催化棕榈酰蛋白的去棕榈酰化修饰,通过调节蛋白的棕榈酰化修饰参与多种细胞生物学进程.从日本七鳃鳗(Lampetra japonica)白细胞cDNA文库的表达序列标签(Expressed Sequence Tag,EST)中获取PPT1基因片段,经RT-PCR扩增获得七鳃鳗PPT1蛋白的全序列cDNA.基因全长为972bp,编码323个氨基酸组成的蛋白质,理论分子量为36.6kDa,等电点为5.91,并含有1个信号肽.通过同源序列比对分析结果显示,日本七鳃鳗PPT1与其他物种PPT具有很高的同源性.利用实时荧光定量PCR法检测到PPT1基因在七鳃鳗的各组织中广泛表达,其中在白细胞、心脏、肠、鳃中表达量较高,在肝脏中表达量最低.本研究为探讨七鳃鳗PPT1功能研究奠定了理论基础.     

东方田鼠抗日本血吸虫病CD74基因的差异表达及生物信息学分析

利用日本血吸虫尾蚴感染东方田鼠,提取感染前和感染后10d和15d东方田鼠肝脏组织总RNA;利用大鼠CD74基因探针,经Rorthern杂交分析东方田鼠感染日本血吸虫前及感染血吸虫10 d、15 d后肝脏组织CD74的差异表达情况;同时,采用生物信息学分析大鼠CD74基因的cDNA序列及其编码的氨基酸序列以及CD74蛋白的结构域.结果显示:东方田鼠感染日本血吸虫感染血吸虫10 d、15 d后肝脏组织CD74的表达水平比感染前显著升高;大鼠CD74基因的cDNA序列全长1220bp,编码216个氨基酸残基;大鼠CD74蛋白含一个MHC2相互作用超家族结构域和一个MHCassoc_trimer超家族结构域.     

日本七鳃鳗含硒谷胱甘肽过氧化物酶4的克隆与生物学特性分析

谷胱甘肽过氧化物酶4（GPx4）是一类抗氧化酶,能够减少脂质氢过氧化物、氢过氧化物和有机氢过氧化物。从日本七鳃鳗中克隆得到了 G Px4（L jG Px4）编码区和基因组DNA序列,揭示了其基因组特征为含有6个外显子结构和5个内含子结构,并将日本七鳃鳗GPx4序列同其他脊椎动物进行了同源序列比对。使用实时定量PCR分析了 LjGPx4在日本七鳃鳗中的组织分布。脂多糖（LPS）体内刺激七鳃鳗后发现,LjGPx4 mRNA在白细胞中表达升高。日本七鳃鳗GPx4具有高度保守的基因序列和蛋白质结构,并参与抗菌免疫应答,为抗氧化剂酶在无颌脊椎动物的先天免疫反应中发挥至关重要的作用提供了实验依据。     

东北七鳃鳗Lm-PHB2的生物信息学分析及多克隆抗体制备

在首次获得七鳃鳗Lm-PHB2的全长cDNA序列的基础上,对预测得到的LmPHB2氨基酸序列进行了生物信息学和进化分析;经原核表达并大量提纯获得重组蛋白rLm-PHB2,在此基础上,优化兔抗七鳃鳗抗体的免疫制备流程.结果表明:七鳃鳗LmPHB2蛋白的理论分子质量约为33.25ku,理论等电点为9.85,为亲水性蛋白;信号肽预测结果表明其ORF区中无信号肽.该蛋白有1个位点可能发生N型糖基化,不存在棕榈酰化位点;跨膜区预测表明Lm-PHB2仅在内膜区域存在跨膜结构.系统发育树分析表明Lm-PHB2的进化地位在头索动物与脊椎动物之间,与物种进化规律基本一致.制备了效价≥64万且与重组蛋白rLm-PHB2和天然Lm-PHB2蛋白均有很强的特异性结合能力的多克隆抗体.Western Blot表明,Lm-PHB2蛋白在七鳃鳗的心、肾、肝和肠中均有表达,其中,在心脏组织中表达量最高.本实验为PHB2基因的进化研究提供了理论依据,并为七鳃鳗Lm-PHB2蛋白功能研究奠定了基础.     

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.     

日本七鳃鳗生活史标本的制作

七鳃鳗系圆口纲无颌类脊椎动物,是脊椎动物中古老的类群,在生物进化和发育中具有重要地位。日本七鳃鳗生活史标本制作以日本七鳃鳗卵、胚胎、卵黄囊期仔鳗、幼体、亚成体和成体为实验材料,采用浸制和剥制两种方式制作标本,经过选取—麻醉—测量—固定—剥皮—填充—缝合—整形等工艺流程,制作日本七鳃鳗卵、幼体、亚成体和成体标本,布置胚胎发育,幼鳗穴居滤食、亚成体寄生生活、性成熟个体的生殖洄游、筑巢、交配和产卵直至产后死亡的生活场景,并结合图片、文字,展示其不同发育阶段的形态特征和生态习性,生动、完整地展现了七鳃鳗的生活史,对七鳃鳗的教学、科研和科普具有重要意义。     

家猪信号转导及转录激活因子基因3、5a及5b的克隆、剪切变体鉴定及组织表达图谱分析

本研究以家猪为材料,克隆了家猪STAT3、STAT5a、STAT5b基因的cDNA全长,序列分析显示:家猪STAT3基因cDNA编码770个氨基酸的蛋白,与人、牛、大鼠、小鼠STAT3氨基酸序列一致性高达99%;STAT5a基因cDNA编码799个氨基酸的蛋白,与人、牛、大鼠、小鼠氨基酸序列一致性分别为分别为96%,97%,95%,和95%;STAT5b基因cDNA编码787个氨基酸的蛋白,与人、牛、大鼠、小鼠氨基酸序列一致性高达98%.同时,还鉴定到STAT3的一种新剪接变体以及STAT5a的三种剪接变体.采用RT-PCR方法,我们进一步检测了这些基因mRNA在成年家猪各组织中的表达情况.STAT3在除了心脏和肌肉以外的其他被检测组织中均有较高的表达水平;STAT5a在肝脏、肾脏、脾脏、肺和卵巢中有较高的表达水平;STAT5b在所有被检测的组织中均有表达.     

猪SOSC5和SOCS6基因克隆及组织表达研究

本文以长白猪(Landrace)大脑cDNA为模板,克隆得到长白猪细胞因子抑制因子SOCS-5基因和长白猪SOCS-6基因.序列分析结果显示:长白猪SOCS-5基因cDNA全长1688 bp,编码一个含有536个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、小鼠和大鼠的氨基酸序列一致性分别为97％、97％、94％和95％;SOCS-6基因cDNA全长1645 bp,编码一个含有535个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、小鼠和大鼠的氨基酸序列同源性分别为:92％,97％,85％,82％.氨基酸结构分析显示,长白猪SOCS-5和SOCS-6基因都具有典型的中央SH2结构域和C末端有40个氨基酸的SOCS Box结构域;组织表达图谱分析结果显示:长白猪SOCS5基因在大脑、心脏、脾脏、肌肉组织大量表达,在下丘脑、肝脏、肾脏、小肠中也有表达;SOCS6基因在大脑、下丘脑、心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肌肉及小肠均大量表达.此外,本研究还将SOCS-5和SOCS-6基因编码区序列克隆转入真核表达载体pcDNA3.1(+)中,为下一步功能验证做准备.     

基于RNA-Seq技术的日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏转录组从头组装及分析

采用RNA-seq技术对日本七鳃鳗肝脏进行高通量转录组测序.经从头(de novo)组装,最终获得了47 293个Unigenes,N50为1 447bp.通过与多个数据库的同源比对,65.04%的Unigenes得到了功能注释.在KEGG分析中,从肝脏转录组中挖掘鉴定到了众多参与固有免疫相关防御途径的Unigene,表明七鳃鳗的肝脏可能在抵御病原体侵袭的早期防御中发挥了重要作用.基于该转录组,全面认识了七鳃鳗补体与凝集级联系统的遗传构成,为深入探索它们的起源进化以及重要基因的功能适应性研究提供了依据.应用拼接的转录组,批量筛选了大量的SSR分子标记,为以后的遗传多样性研究和种质保护工作提供了候选材料.为今后深入认识七鳃鳗早期肝脏的免疫防御功能,探索该物种适应复杂水生生活的免疫进化以及群体多样性保护,奠定了重要的理论和实践基础.     

草鱼过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)基因 cDNA序列的克隆及其组成型表达

过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)是核激素受体超家族成员之一,分α,β,γ 3个亚型,PPAR具有多种生物学效能,对其基因进行研究将有助于揭示草食性鱼类对营养物利用规律及其机制.通过简并引物克隆草鱼(Ctenopharyngodon idellus)PPAR基因cDNA核心序列,应用3'RACE技术扩增该序列的3'末端序列,并对其进行序列分析,最后用荧光定量PCR方法比较草鱼肝脏、脑、脾脏、肌肉、脂肪和心脏的PPARα、PPARβ和PPARγ基因mRNA相对表达水平.序列分析结果表明,草鱼PPARα、PPARβ和PPARy基因cDNA核心序列片段大小为631 bp,604 bp和651 bp,分别编码210、201和217个氨基酸,PPARy经3'RACE后共获得大小为1 331 bp的片段,编码337个氨基酸.草鱼与鲤鱼(Cyprinus carpio)、斑马鱼(Danio rerio)、鲈鱼(Lateolabrax japonicus)等鱼类PPAR氨基酸序列同源性很高,为71.4%～96.1%;与人(Homo sapiens)、大鼠(Rattus norvegicus)、小鼠(Mus musculus)、牛(Bos taurus)等哺乳动物PPAR氨基酸序列的同源性也较高,为65.0%～77.6%;与非洲爪蟾(Xenopus laevis)等两栖动物PPAR氨基酸序列的同源性约为67.0%.荧光定量PCR结果表明,草鱼PPARα于肝脏,PPARβ于肝脏、肌肉和心脏,PPARγ于肝脏的表达相对较高.相同物种不同PPAR亚型的同源性较低,而不同物种同型PPAR同源性很高,反映了不同亚型在结构上的差异,这与其在功能上的差异是相一致的.     

日本七鳃鳗口腔腺分泌蛋白BGSP-2的序列进化分析、基因克隆及诱导表达

从实验构建的七鳃鳗口腔腺cDNA文库中获取BGSP-2(buccal gland secretion protein)基因片段,并对其进行生物信息学分析.RT-PCR扩增,已获得日本七鳃鳗口腔腺BGSP-2蛋白的全序列cDNA,将目的基因与pET23b载体连接,进一步转化至Rosetta表达菌株中,筛选阳性克隆,对包涵体进行变性、复性与纯化.结果显示已成功获得成分均一的活性蛋白.     

稀有鮈鲫铜蓝蛋白基因 cDNA 克隆及组织表达分析

铜蓝蛋白(Ceruloplasmin,Cp)是一种重要的铜转运蛋白,合成于肝脏并参与生物体铁的代谢,在医学上是各种炎症、感染、中毒及癌症疾病的标志性蛋白.铜蓝蛋白的研究已在多种真骨鱼类中被报道,文中第一次在稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)中报道此基因.采用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)克隆了稀有鮈鲫铜蓝蛋白基因,使用荧光定量PCR的方法构建了该基因组织表达谱.序列分析表明稀有鮈鲫铜蓝蛋白基因包含3 264bp全长编码序列,该序列编码1 087个氨基酸,其核苷酸和氨基酸序列与斑马鱼同源性最高(分别为88.1%和90.3%).理论相对分子质量和等电点分别为124 429.1D和6.41.荧光定量PCR检测表明该基因在肝脏和脾脏中相对表达量最高,在肌肉和鳃中相对表达量最低.使用氨基酸序列进行蛋白结构保守域分析,结果表明铜蓝蛋白基因在脊椎动物中是相对保守的,推测其功能也与其他物种相似.这为进一步研究稀有鮈鲫该基因的功能及其应用奠定了基础.     

淞江鲈HSP70基因cDNA部分序列克隆及其组织表达差异

为了研究HSP70(heat shock protein 70)是否可作为淞江鲈(Trachidermus fasciatus Heckel)养殖中的应激监测分子指标,根据鲤鱼热应激蛋白70基因序列(AYl20894)设计并合成引物,以淞江鲈肝脏组织总RNA为模板,获得淞江鲈HSP70基因cDNA部分序列,长度为480bp,GenBank登陆号为KC342053.序列分析结果显示此序列与红笛鲷(Lutjanus sanguineus)等有较高的同源性.同时,应用所获淞江鲈HSP70基因部分序列,以淞江鲈β-actin基因的序列(HM449124)为内参,利用荧光定量PCR技术,检测淞江鲈肌肉、肠、脑、皮肤、性腺、肝脏、心脏、鳃、鳍9个组织的表达差异.结果表明,HSP70在淞江鲈9个组织中普遍表达,其中在鳍中表达量最高,在性腺、鳃、脑、肌肉、肝脏、皮肤、肠中的表达量依次递减,在心脏中表达量最低.在鳍中HSP70的表达量可能成为衡量淞江鲈应激程度的指标.     

大黄鱼Rab11基因的克隆与表达分析

克隆了大黄鱼小G蛋白家族中的Rab11基因,测序查明其cDNA序列全长1373 bp,其中5’非编码区为129 bp,3’非编码区为587 bp,开放阅读框为657 bp,编码218个氨基酸;其氨基酸序列与罗非鱼、斑马鱼等鱼类Rab11蛋白序列同源性在95％左右,与人类、大熊猫等物种的同源性也达到90%以上。Rab11基因在大黄鱼脾脏、鳃、肾脏、皮肤、肝脏、血液、肠、心脏和胃9个组织中均有表达,在血液、肝脏中表达量最高,在胃中表达量最低;溶藻弧菌刺激后大黄鱼肝脏、肾脏和脾脏组织中Rab11基因的表达量均明显上调,提示Rab11在大黄鱼的抗病免疫反应中有着重要的作用。     

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.     

赤点石斑鱼LECT2基因的克隆与组织表达分析

基于LECT2的EST序列设计特异引物,采用RACE技术,成功克隆获得赤点石斑鱼LECT2 cDNA全序列,全长601 bp,包括了79 bp的3′UTR区、468 bp的开放阅读框(ORF)以及54 bp的5′UTR区,共编码155个氨基酸.通过与21个物种的氨基酸序列进行同源比对发现,所推导氨基酸序列与大黄鱼的相似性最高,为78%,与其他物种的相似性在40%～73%之间,表明LECT2氨基酸序列具有较高的保守性.基于LECT2基因的氨基酸序列构建的脊椎动物系统进化树与传统物种树基本吻合.同时,通过RT-PCR方法得出,LECT2在健康赤点石斑鱼多种组织中均有表达,肝组织表达量最高,感染哈维氏弧菌(Vibrio barveyi)后LECT2在脾、头肾、鳃等免疫器官中有较高表达量,而在肝脏中表达量上调最为显著,其结果证实了LECT2与赤点石斑鱼免疫应答相关,肝脏可能是赤点石斑鱼LCET2蛋白最主要的表达场所.     

草鱼原肌球蛋白基因的克隆及其组织表达

为揭示原肌球蛋白基因在草鱼肌肉中的作用,利用RT-PCR和RACE技术克隆获得了草鱼原肌球蛋白基因c DNA,并对该基因在普通草鱼和脆肉鲩不同组织中的表达情况进行研究分析。结果表明原肌球蛋白基因c DNA全长序列为1 705 bp,包含387 bp的5′UTR序列,1 307 bp的3′UTR序列和855 bp开放阅读框(ORF)。其ORF编码284个氨基酸。系统进化分析表明普通草鱼与斑马鱼、墨西哥脂鲤的原肌球蛋白基因核苷酸同源性分别是93%和87%,氨基酸同源性分别是96%和93%。在聚类上普通草鱼原肌球蛋白基因与其他鲤科鱼类同源性较高,表明亲缘关系最近,与传统分类相一致。Real time-PCR结果表明原肌球蛋白基因在所检测的普通草鱼和脆肉鲩7个组织中均有表达,原肌球蛋白基因在普通草鱼腹肌中表达最高,其次为前肠。原肌球蛋白基因在脆肉鲩腹肌中的表达低于普通草鱼,而脆肉鲩中肌肉、肝脏、肾脏、前肠、后肠中原肌球蛋白基因表达量大于普通草鱼相对应组织,但差异不显著。     

七鳃鳗组织蛋白酶D的原核表达及功能初探

组织蛋白酶D(cathepsin D,CTSD)是一类存在于溶酶体内的天冬氨酸蛋白内切酶,在蛋白质的水解过程中发挥重要作用.七鳃鳗是低等无颌类脊椎动物,通常依靠吸食宿主鱼类的血肉为生.近年研究发现七鳃鳗(Lampetra japonica)的口腔腺中含有组织蛋白酶D基因(Lamprey-cathepsin D,L-CTSD).前期实时定量PCR结果推测L-CTSD可能参与了七鳃鳗体内的消化过程.为了深入研究L-CTSD的生物学功能,实验构建了L-CTSD(Leu21-Val396)的原核表达载体p ColdⅠ-L-CTSD,并将其转化至Rosseta blue表达菌中后采用IPTG进行诱导表达.研究发现L-CTSD以包涵体形式表达,通过变性和复性最终获得了可溶性的重组七鳃鳗组织蛋白酶D(recombinat lamprey-cathepsin D,r L-CTSD,43 k Da).功能实验结果表明:r L-CTSD能够在酸性条件下降解血液中的主要蛋白质成分,如血红蛋白、纤维蛋白原和血清白蛋白等,提示L-CTSD参与了七鳃鳗的消化过程.为深入研究L-CTSD的生物学功能,阐明其在七鳃鳗口腔腺中的作用机制奠定了基础.     

猪Akt1、Akt2基因克隆与组织表达图谱分析

为了得到长白猪蛋白激酶Akt1和Akt2基因序列并分析其表达模式,本研究使用RT-PCR方法,首先克隆了蛋白激酶Akt1和Akt2的cDNA.序列分析显示:长白猪Akt1基因的cDNA全长1461bp,编码具480个氨基酸残基的前体蛋白,其氨基酸序列与人,牛,大鼠,小鼠同源性达到97%以上.长白猪Akt2基因cDNA全长为1505bp,编码具481个氨基酸残基的前体蛋白,其氨基酸序列与人,牛,大鼠,小鼠的同源性高达97%以上.SMART分析表明,猪Akt1和Akt2蛋白均包含了与PI-3K结合的PH结构域及2个具有丝氨酸/苏氨酸激酶催化活性的S_TKc结构域.RT-PCR检测结果显示:Akt1mRNA在垂体、心脏、肝脏、脾脏、肌肉组织中高表达,在大脑、小脑、肾脏表达丰度较低.Akt2则在小脑、垂体、心脏、肝脏、脾脏和肌肉组织中高表达,而在大脑和肾脏中表达丰度较低.     

基于基因表达谱芯片杂交分析Lamprey-PHB2转染前后Chang liver细胞的基因表达差异

选取了10个物种与本课题组前期克隆得到的东北七鳃鳗抗增殖蛋白2(Lm-PHB2)进行氨基酸序列相似性对比,检测PHB2基因进化水平,结果表明各物种的PHB2氨基酸序列在PHB结构域处高度保守,但在N-端和C-端氨基酸序列保守性较低.将重组质粒pEGFP-N1-Lm-PHB2瞬时转染入张氏肝(CHL)细胞后,利用基因表达谱芯片技术分析基因的表达差异.结果显示CHL细胞中共有270条显著差异表达基因,其中显著上调基因共141条,显著下调基因共129条,涉及细胞信号转导、细胞周期调节、细胞增殖、细胞代谢和细胞凋亡等多个方面.通过实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)对基因表达谱芯片分析结果进行验证,结果显示转染pEGFP-N1-Lm-PHB2质粒后,细胞周期基因CDC25C、氧化应激相关基因(CAT,SOD,GST)和抗细胞凋亡基因HAX1均有显著性差异.