基因沉默抑制子HC-Pro表达载体的构建

RNA沉默广泛存在于植物等大多数真核生物中,能够防御外源基因的入侵和调控基因表达等.然而,基因沉默抑制子HC-Pro蛋白的具体功能的研究并不十分清楚.本文重点介绍了基因沉默抑制子HC-Pro的表达载体pBI121-HC-Pro的构建及HC-Pro基因在烟草(Nicotiana benthamiana)中的稳定表达.并利用半定量RT-PCR技术检测了目的基因HC-Pro的表达,检测结果表明我们获得了HC-Pro基因稳定表达的转基因烟草株系,为进一步深入研究基因沉默抑制子HC-Pro的功能奠定了实验基础.     

认识的新方法--基因方法初探

本文讨论了什么是基因方法;基因方法应用的领域;运用基因方法应注意的问题.     

跨界基因沉默菌株的快速构建及对靶标基因干扰能力的检测

"跨界基因沉默"是一种利用大肠杆菌在哺乳动物细胞中传递小干扰RNA并引起基因沉默的新颖技术,具有实用、稳定和低成本等优点.该技术通过构建一种能转录出短发夹RNA(shRNA)的大肠杆菌,而这种大肠杆菌产生的shRNA能靶向哺乳动物细胞中的特定基因,从而引发RNA干扰(RNAi).本文用RecA同源重组的方法将跨界基因沉默质粒的工作元件快速地整合到大肠杆菌的染色体DNA上,构建了跨界基因沉默菌株.通过吖啶橙染色实验证明了跨界基因沉默菌株能够入侵哺乳动物细胞,最后Western blot结果表明跨界基因沉默菌株可以对靶标基因产生干扰作用.该技术的完善将进一步促进工程菌的研发和利用.     

建立果蝇心脏发育候选基因CG3295的基因敲除系

果蝇CG3295基因是哺乳动物基因RMND5在果蝇中的同源物,其功能未知.利用P转座子敲除技术进行果蝇CG3295基因的敲除研究,将果蝇14234系的P转座子与△2-3系中的转座酶基因组合到同一个体,使P转座子在体内敲掉目的基因.从后代挑选不含P转座子和转座酶基因的500头雄蝇分别与缺失了CG3295基因的测交系交配,从后代筛选获得20个CG3295基因敲除候选系.进一步利用Hand-GFP系使候选系的心脏表达绿色荧光蛋白,在荧光显微镜下根据候选系是否表现心脏突变表型鉴定敲除系,最后获得了12个表现心脏突变表型的CG3295基因敲除系.     

LRRC10基因促进肺癌细胞的凋亡

为证实心脏中存在一系列特异性表达基因,对细胞增殖发挥着禁锢作用,依据细胞的全能性,这些基因存在抑制癌细胞增殖的可能,将心脏特异性高表达基因LRRC10作为肺癌中的候选因子,首先利用COSMIC网站对LRRC10基因进行生物信息学、生物统计学分析,其次采用细胞流式分析LRRC10基因过表达A549后细胞的周期和凋亡情况.结果显示:LRRC10基因在多个肺癌病人中存有错义突变、拷贝数增加和表达上调的现象.A549细胞中过表达LRRC10基因后,基本不影响细胞周期,但表现出促进A549细胞凋亡的趋势.结果提示心脏特异性基因LRRC10的上调可能通过调节癌细胞凋亡参与肺癌的发生.这为心脏特异性基因在肺癌细胞凋亡中的作用提供了实验证据.     

源于微生物的抗逆基因研究进展

抗逆微生物可以在不利生存的逆境条件下生长,有关抗逆基因的研究受到广泛关注.在耐盐基因、耐碱基因、耐酸基因、耐热基因、抗辐射基因、抗高渗基因、抗干旱基因等方面取得的研究成果表明,微生物抗逆性基因具有重要的应用价值.     

内含子miRNA与宿主基因之间的关系

miRNA是一种小的非编码RNA分子,是重要的基因表达调节剂,在个体发育、新陈代谢和一些疾病的形成中发挥重要作用.根据其所在位置不同,mi RNA可分为基因间mi RNA和内含子miRNA,已知有一半以上的mi RNA位于编码蛋白质基因的内含子区域内,其中有内含子mi RNA嵌入的基因称为宿主基因.由于内含子mi RNA与宿主基因关系的特殊性,因此有研究者发现其与宿主基因执行共表达但可起相同或相反的作用,即内含子mi RNA可与促进宿主基因的基因或位点结合,从而抑制宿主基因的表达;也可与抑制宿主基因表达的基因结合,从而正调宿主基因的表达.因此,内含子micRNA的发现不仅提供了对内含子功能的更多认识,且有助于理解宿主基因通路的功能.从mi RNA的形成、内含子mi RNA定义及其与宿主基因之间的关系进行综述,以期为内含子mi RNA的研究提供更好的思路.     

自杀质粒同源重组技术敲除阴沟肠杆菌budC基因以提升乙偶姻的产率

为了研究阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae,E.cloacae)SDM的2,3-丁二醇脱氢酶(budC)基因对乙偶姻产生的影响，采用自杀质粒同源重组技术敲除该基因。根据E.cloacae SDM的budC基因序列设计引物，构建budC基因敲除质粒，然后将质粒转化进E.cloacae SDM中，根据表型筛选及PCR验证获得budC基因缺失菌株。进行发酵试验后，利用高效液相色谱检测乙偶姻产量。结果表明，目的基因budC敲除成功，与原始菌株相比，基因缺失菌株2,3-丁二醇的产量降低了76.34%,乙偶姻的产量提高了103.78%。budC基因的敲除阻断了乙偶姻进一步分解代谢产生2,3-丁二醇的途径，提高了乙偶姻的产量。该试验获得了E.cloacaeΔbudC突变株，为利用微生物法工业化生产乙偶姻奠定了基础。     

人类新型锌指蛋白ANKZF1对AP-1信号途径抑制作用的研究

心脏发育是一个非常复杂的过程,受一系列基因的精确调控.研究表明,许多锌指蛋白参与心脏的形成和疾病的发生.为了鉴定新的与心脏发育有关的人类锌指基因,应用同源基因克隆法,通过PCR技术扩增获得了一个新的人类基因,其cDNA全长2 594 bp,编码由726个氨基酸残基组成的蛋白(相对分子质量约为80.9 kD).经国际人类基因命名委员会批准,被命名为ANKZF1.该基因是哺乳动物物种特有基因.RT-PCR分析表明,该基因在胚胎的心脏、胃、肾和脑组织中有特异性的表达,提示该基因可能与心脏等组织的发育有关.此外,通过报告基因分析发现,该基因对AP-1信号途径的转录活性有抑制作用.亚细胞定位分析表明该蛋白定位在细胞之中.     

基因弹性研究

以生物信息论的观点研究了基因弹性,定义了基因弹性等概念,提出了基因弹性系数表达与测定方法,并用水稻穗部性状受播期影响而获得的试验结果进行了演示.     

运用农杆菌介导的瞬时表达体系研究PDS基因沉默

农杆菌介导的瞬时表达体系是一个研究整株植物基因沉默的快速实用系统.本文介绍了运用该系统研究马铃薯X病毒诱导烟草(Nicotiana benthamianan benthamiana)八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)基因的沉默问题.实验结果表明:携带有与PDS基因同源的409个碱基大小的cDNA片段的重组的马铃薯X病毒载体抑制了内源的PDS基因的表达.     

基因调控网络中的延滞动力学

由于基因调控网络中生物化学反应的时间多尺度性,如DNA与蛋白质结合以及蛋白质聚合等快速反应、转录翻译和降解等慢速反应,延滞现象在基因调控网络中普遍存在.文中提出一种延滞基因调控网络的随机模型,并且从矩方程和改进的Gillespie算法对模型进行探讨.还分别考虑了单基因延滞自调控网络和双基因延滞调控网络的例子,计算机模拟计算结果表明,基因调控网络中的延滞可以诱发调控产物浓度的随机振荡,这与实验结果相当吻合.     

人类新基因RMND5A的克隆及功能研究

克隆了一个新的人类Lish/CTLH结构域基因,经国际基因命名委员会批准命名为RMND5A.该基因位于染色体2p11.2,长3 239 bp,编码391个氨基酸,其结构域从N端起依次为LisH、CTLH与CRA.RT-PCR分析表明该基因在人类早期胚胎的多个组织中有表达,在心脏、肝和肾中的表达水平较强.对该基因的蛋白进行了表达并制备了多克隆抗体.荧光素酶活性测定分析表明,在COS7细胞中过表达蛋白可以使MAPK信号途径的两个下游转录因子ELK-1和AP-1的转录活性显著下降,表明RMND5A通过MAPK信号途径参与了对细胞生命活动的调控过程.     

金霉素生物合成基因ctcK的研究

为检测ctcK基因的功能,利用基因工程技术在金色链霉菌J13(Streptomyces aureofaciens J13)上构建ctcK基因缺失工程菌SK12(ΔctcK),并分析了其次级代谢产物的变化.经质谱分析显示,工程菌SK12代谢物中检测到去甲基金霉素m/z=465.10[M+H]~+的分子离子峰,但未检测到金霉素m/z=479.12[M+H]~+的分子离子峰,这与出发菌J13代谢物的检测结果相反.结果表明,ctcK基因的失活阻断了金霉素的生物合成代谢流,使工程菌SK12主要积累去甲基金霉素,显示ctcK基因参与金霉素C-6位甲基化.本研究初步阐明了ctcK基因的功能,同时获得了一株主产去甲基金霉素的工程菌.     

黄鳝α-L-岩藻糖苷酶基因克隆及其在雌雄个体间的表达分析

FUCA1是糖基水解酶家族的成员之一,参与糖蛋白、糖脂等生物活性大分子的分解代谢反应.为了进一步了解α-L-岩藻糖苷酶在鱼类生殖发育中的功能,首次分离了黄鳝FUCA1基因,利用在线软件SMART对所克隆出来的FUCA1基因部分核苷酸序列及其推导的氨基酸序列进行对比分析,其结果表明该序列包含了3个跨膜结构域和4个低拷贝区域.通过RT-PCR检测了FUCA1在黄鳝性腺组织特异性表达状况,FUCA1基因在黄鳝雌性性腺中的表达量高于在雄性性腺的表达量.FUCA1基因在黄鳝雌雄个体间的差异性表达表明,FUCA1基因可能参与黄鳝性逆转生殖发育调控.     

企业文化基因及其识别实证研究

企业文化评价与识别研究是管理学科的热点和难点问题.在回顾企业DNA研究应用的基础上,提出并界定了企业文化基因概念,对企业文化基因识别进行了实证研究.     

羊草(Leymus chinensis)psbD基因开放读码框(ORF)的克隆及序列分析

从羊草中提取总RNA,采用简并PCR方法,扩增出编码353个氨基酸的psbD基因开放读码框(Open read ing frame,ORF)cDNA序列,GenBank登陆号为FJ176573,并对其序列进行了分析.同时次基因组DNA为模板对psbD基因开放读码框区域进行了扩增,证明该基因无内含子,为其功能的进一步研究提供基因材料和理论依据.     

拟南芥锚蛋白ANK20基因表达模式

锚蛋白能介导蛋白与蛋白之间的相互作用,在细胞的生命进程中起重要的作用.对拟南芥锚蛋白基因家族成员ANK20基因的表达模式及亚细胞定位进行了研究.半定量RT-PCR结果显示,ANK20基因主要在根、叶和花组织中表达.启动子活性分析显示,GUS主要在根、叶和花中显色,与半定量PCR的结果一致.GUS结果还显示,ANK20主要在较老的根、叶缘和花茎中表达.亚细胞定位的结果表明,ANK20主要在细胞核中表达.该研究为揭示ANK20基因的功能提供了有价值的线索.     

蒺藜苜蓿SBP-box转录因子基因家族全基因组分析

从全基因组水平研究蒺藜苜蓿SBP-box转录因子基因家族,系统地鉴定出22个SBP-box家族基因,根据基因结构分析、结构域的差异和系统发育分析将这些SBP-box基因分成5个亚家族.基因比较分析表明SBPbox基因家族扩张主要是通过部分复制及串联重复事件来实现的.基因表达模式分析表明蒺藜苜蓿SBP-box基因具有器官特异性并且参与干旱胁迫反应.这些结果为进一步研究蒺藜苜蓿SBP-box家族基因的功能与进化提供理论参考.     

用于样本聚类和网络分析的整合鲁棒结构化NMF模型

为了更好地保留数据之间的同质性，提出了一种整合鲁棒结构化非负矩阵分解（integrated robust structured non-negative matrix factorization，iRSNMF）模型，并在该模型中引入一个结构化项.将该模型用于癌症样本聚类实验和基因共表达网络分析，以验证其有效性.根据现有文献对相关基因和通路进行生物学解释.实验结果表明，iRSNMF模型聚类性能较好并且能够挖掘到的关键基因更多.用iRSNMF模型获得的基因和通路在癌症的发病机制中起着重要作用，并为癌症诊断、治疗和预后提供了新的思路.