真核基因剪接位点二级结构特征

利用RNA二级结构的预测程序,通过对148个人类基因由EST验证的发生剪接的784个供体位点和受体位点以及101个人类基因由EST验证的发生选择性剪接的418个供体位点和受体位点附近的二级结构的预测,寻找真核基因剪接位点及选择性剪接位点的二级结构特征。通过详细研究剪接位点及选择性剪接位点在RNA二级结构中的结构分布,获得了一些剪接位点及选择性剪接位点在RNA二级结构中结构分布的规律性。结果表明,在RNA剪接及选择性剪接过程中,顺式作用元件具有结构特定性。这种结构特定性可以从结构上对真核基因剪接及选择性剪接机制进行一些合理的解释,有利于对真核基因剪接位点的识别及其表达调控机理的进一步理解。     

癌症相关基因选择性剪接进化数据库的构建

选择性剪接是真核生物基因调控的基本调节机制之一,与各种类型的生理和病理活动相关.癌症相关基因的不正常剪接可能与多种癌症的发生发展有关.作为选择性剪接进化的主体,选择性剪接外显子展示了其在不同物种中多样的进化功能.本文系统整理了2 989个癌症相关基因的各项功能,通过比较基因组学的分析方法总结了癌症相关基因的选择性剪接外显子的功能和进化关系,建立了癌症相关基因选择性剪接进化数据库(ASeeDB数据库).ASeeDB包含癌症相关基因外显子区域的进化保守性、结构域预测、Ka/Ks值、以及基因、转录本、外显子区域3个层次的表达量统计等信息,结合这些信息用户可以方便的检索有研究意义的基因或者外显子.外显子区域蛋白质结构域的预测可以帮助了解其可能的功能,而外显子是否存在选择性剪接又可以推及包含该外显子的转录本是否具有相似的功能以及推测剪接是否会对蛋白质功能发生影响.数据库提供的物种间的序列比对可以帮助用户发现没有注释的外显子区域或者是保留的失去功能的外显子.相比于基因层面的Ka/Ks,数据库提供的外显子层面的Ka/Ks对于发现适应性进化事件具有更高的敏感性,可以更加方便地预示基因中未知功能的区域.     

甘蔗SPSⅢ内含子地高辛探针的制备及检测

以甘蔗SPS基因选择性剪接保留的内含子6,7,8片段为靶序列,利用PCR扩增技术分别制备出3种地高辛标记的SPS内含子探针:SPS-intron 6探针167 bp,SPS-intron 7探针93 bp和SPS-intron8探针175 bp,并通过斑点杂交实验表明这3种探针灵敏度高,都能检测到pg级的靶核酸,且特异性好,阴性对照实验显示无杂交信号.     

真核基因选择性剪接机理的初步研究

真核基因表达调控是生命科学研究的前沿、热点。RNA的选择性剪接在真核基因表达调控中起着十分重要的作用。该文从已有数据出发 ,对真核基因的剪接机制以及选择性剪接的机制进行了初步的研究。结果表明 ,在真核基因的剪接过程中 ,可能存在一种“粗定位—细定位”的过程 ,即在剪接过程中首先有一粗略的定位过程 ,根据序列的嘌呤、嘧啶浓度特征寻找出剪接位点的大致位置 ;然后在这一基础上 ,根据几个保守碱基所提供的信息找到准确的剪接位点。这一结果对于进一步研究真核基因的剪接机制 ,特别是选择性剪接发生的机理有很大的启发。     

针对基因选择性剪接的多序列比对算法研究

为对真核基因的选择性剪接形式进行准确、快速、有效的研究 ,提出了一种启发式多序列比对算法。该算法借助引导树启发序列之间的两两段对段比对 ,通过建立序列相似性估计模型 ,给出了一种由序列间相同词数估计序列相似程度的方法。利用这种方法构造引导树 ,大大缩短了其构造时间。通过采用序列间的段对段比对 ,克服了间隙罚分问题 ,更准确地反映了真核基因的选择性剪接形式。引导树构造方法的改进和快速局部比对算法的采用 ,使得算法运行速度大大高于一般算法。该算法为真核基因的选择性剪接研究提供了一种新的有效途径     

一种新的水稻肌动蛋白基因Act的分子克隆及特征分析

以植物Rho家族成员osRACD为诱饵,采用酵母双杂交体系从水稻幼穗中分离到肌动蛋白基因家族的一个新成员-Act.借助5′RACE技术克隆到该基因的cDNA全长,其中含有一个1134?bp的读码框,编码377个氨基酸和一个终止密码子.同源性比较显示与其他已知的水稻肌动蛋白有81.8%～96%的相似性. 生物信息学方法分析了蛋白的修饰位点、基因的结构和进化关系. Southern杂交显示Act是单拷贝基因,RT-PCR显示该基因在多种组织有广泛的表达,但在不同发育阶段表达量有明显变化. 还就Rho家族和肌动蛋白家族在进化和功能上的关系进行了讨论.     

提高酵母精呈味特性和得率的研究

研究结果表明:以13～15%的酵母悬浮液,外加干酵母重1. 0%的蛋白酶及0. 1%的乙酸和半胱氨酸,调节 pH6. 2～6. 4,在40MPa 压力下均质三次,然后在48℃自溶24h,自溶完后抽提出来未降解的 RNA,外加11. 0%麦芽根提取的5′-磷酸二酯酶粗酶液在 pH5. 5.65℃恒温3h,定向地将RNA 分解为5′-核苷酸,得到的酵母精具有浓郁的鲜香味,不带酵母味,且得率比对照提高48. 3%,达75. 5%;氨基氮提高40. 5%,达5. 9%;5′-GMP 含量提高20. 6倍,含量1. 65%;自溶时间缩短三分之一。     

水稻OsICK1基因克隆及其序列分析

细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(ICK)是一种能够影响细胞生长和发育的重要调控蛋白.以水稻(9311)为材料,利用RT-PCR技术,扩增获得了1个新的可能为水稻细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂的基因,命名为OsICK1.核苷酸序列分析表明,该基因的开放阅读框为585 bp,编码194个氨基酸.与Genbank中预测的水稻ICK基因序列(NM_196964)比对,两者同源性为79.84%;氨基酸序列分析表明,该基因氨基酸序列3′端附近存在植物ICK所固有的保守序列,与玉米ICK1保守序列的同源性高达95.5%.     

酵母螺旋酶(YRF)基因的结构域及其基因家族的演化

以基因序列内所含较小的 ORF作为探测基因结构的亚单元 ,研究酵母螺旋酶蛋白(YRF)的主要结构域分布以及 YRF家族基因的演化特征 .研究表明 ,YRF基因有 2个较保守的主结构域 .此外 ,在酵母染色体 5′和 3′端有一些与 YRF基因同源性很高的已知 ORF,与YRF基因对比发现 ,这些 ORF是 YRF基因 2个主结构域分离或第 1主结构域内部分离的结果 ,分离位点均在各个亚单元之间发生 ,说明得到的亚单元序列在 YRF基因家族进化中具有很高的保守性     

家鸡卵泡刺激素受体新型剪接变体(FSHR-v)的克隆及功能探究

以家鸡为材料,利用RT-PCR技术,从家鸡卵巢中克隆了卵泡刺激素受体的一种新型剪接变体(cFSHR-v).基因结构与氨基酸序列比对分析表明,该剪接变体在8号外显子的5′端发生了差别剪切,导致了其相比于正常形式FSHR多出21个核苷酸,由此推测该变体(cFSHR-v)可以编码含有700个氨基酸残基的受体蛋白.与正常形式cFSHR相比较,cFSHR-v在N端胞外域增加了7个氨基酸残基.采用RT-PCR技术和pGL3-CRE荧光素酶报告系统,本研究也探究了cFSHR-v的功能及其在家鸡组织中的表达情况.结果显示,FSHR在家鸡卵巢及精巢组织中均有较高表达水平,但在CHO细胞中表达的cFSHR-v不能有效介导卵泡刺激素(FSH)对下游cAMP-PKA信号通路的刺激效应,说明在家鸡性腺中,FSHR存在剪切变体形式.     

猪SOCS7基因克隆、组织表达图谱分析及剪接变体鉴定

以家猪肌肉来源 cDNA为模板,克隆了 SOCS7的编码区 cDNA 全长并发现了三种剪接变体(命名为：SOCS7-v1、SOCS7-v2和 SOCS7-v3).家猪 SOCS7编码区 cDNA 全长为1785bp,由9个外显子组成,编码含581个氨基酸残基的蛋白质.家猪SOCS7基因的三种剪接变体分别编码含547、520、512个氨基酸残基的蛋白质.通过RT-PCR方法,本研究对家猪SOCS7基因及其剪接变体的组织表达图谱进行了分析,结果显示：SOCS7在精巢、小脑、背肌、腹肌、股肌、大脑、下丘脑、心脏、肝脏、脾脏、小肠等组织中均有表达,在精巢中表达信号最强.SOCS7-v1和 SOCS7-v2除大脑外的19个检测组织中均能检测到较强的表达信号, SOCS7-v3在除精巢外的19个组织中均有表达.以上实验结果为探究家猪 SOCS7基因的生理功能奠定了基础.     

CLN8P相互作用蛋白靶基因的获取与初步鉴定

为了获得CLN8P相互作用蛋白靶基因并对其进行初步鉴定,实验经抽提酵母质粒DNA,电转化大肠杆菌,选择性培养基分离质粒,酶切鉴定、测序、生物信息学分析,结果获得了CLN8P相互作用蛋白阳性克隆的一个靶基因BAG5;利用酵母双杂交共转化法初步验证,表明BAG5蛋白与CLN8P具有相互作用,并可能因此影响到神经细胞的正常生长.这将有利于进一步深入研究CLN8的功能及阐明NCLs发病机制.     

一种针对马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)的无痕基因组改造方法

马克斯克鲁维酵母位于酵母科克鲁维属,具有高分泌能力、高生长速率、多底物利用以及耐高温等特点,具有工业应用前景.因此,建立马克斯克鲁维酵母的基因工程改造技术十分重要.本文以马克斯克鲁维酵母URA3基因缺陷菌株为出发菌株,依据同源重组原理,选用KmURA3作为可循环使用的筛选标签基因,建立了一种针对马克斯克鲁维酵母的无残留多基因敲除技术,以满足其遗传工程改造的需求.本研究利用这种技术成功构建了Kmhis3Δ、Kmura3Δhis3Δ、Kmura3Δade2Δ、Kmura3Δhis3Δade2Δ、Kmhis3Δade2Δ等5株营养缺陷型菌株,为马克斯克鲁维酵母的分子遗传学研究以及工业应用研究提供了遗传材料.     

甘蓝型油菜抗逆性相关基因‘抗坏血酸过氧化物酶’的克隆与转基因研究

应用酵母双杂交(Yeast Two Hybrid,Y2H)技术,以ATP6作为诱饵蛋白筛选到的3′端含有终止密码子的一个片段,通过比对同源基因设计5′端兼并引物进行PCR扩增,获得全长基因,该基因与BO-tbAPX(登陆号：AB125634.1)具有96%的同源性,与AT-tbAPX(登录号：AK221988.1)具有90%的同源性,这两个基因均属于抗坏血酸过氧化物酶基因家族,与植物抗逆境密切相关.因此,我们获得的基因极可能与植物抗逆性紧密相关.通过构建该基因的真核表达载体pCAMBIA2301G-APX,以根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转入甘蓝性油菜细胞质雄性不育恢复系84100-18无菌苗下胚轴,经过诱导愈伤和再分化,成功得到了转基因植株.     

蚯蚓纤溶酶(EFE-3D)基因的合成及其在毕赤酵母中的表达

选择毕赤酵母偏爱密码子,分成32个长约48 bp且相互配对的寡核苷酸片段,合成蚯蚓纤溶酶基因EFE-3D。寡核苷酸片段经5′磷酸化后,通过错位拼接,PCR(聚合酶链式反应)一次性完成新基因的合成并且克隆至载体pP IC 9K中。最后利用电穿孔法将新基因克隆至毕赤酵母表达系统并进行诱导表达,用免疫印记法检测表达产物,最后利用纤维平板确定其表达产物的活性为3 500 mm2/mL,1 L发酵液相当于48 m g天然蚯蚓纤溶酶活性。     

可变剪接事件在脂肪细胞分化中的影响

随着高通量测序技术的出现,人们发现可变剪接是一个普遍存在的调控基因表达的机制.人类超过90%的基因至少经历了一次可变剪接事件.可变剪接是控制基因表达以及扩大蛋白质多样性的有效机制,能够影响组织生长和细胞命运.此外,最近的研究表明可变剪接在脂肪细胞分化、心肌肥大、信号转导途径调控以及肿瘤发生中发挥作用,本综述重点阐述可变剪接及其在脂肪形成中的影响.     

高等植物中编码APX的基因特点及其与逆境响应的关系

对已克隆的APX基因进行分析发现,胞质型APX启动子中可能存在一些功能性的顺式调节元件;chlAPX N-端有一个大约为70残基的导肽,不同的chlAPX的mRNA是由同一个基因选择性剪接最后两个外显子得到的.不同逆境条件下,APX的表达及活性受到不同程度的影响.     

中华蜜蜂幼虫肠道响应球囊菌胁迫的可变剪切基因分析

基于前期已获得的中华蜜蜂(简称中蜂)幼虫肠道转录组数据,利用TopHat2软件在正常(AcCK)及球囊菌胁迫的中蜂幼虫肠道样品(AcT1、AcT2、AcT3)中共鉴定出发生于9124个基因的57327个可变剪切事件,其中以基因间(17.68%)、可变3′端剪切(15.32%)、外显子跨越(14.12%)和可变5′端剪切(12.81%)类型为主.Venn分析结果显示4个肠道样品的共有可变剪切基因数为8111个,特有可变剪切基因数分别为272、189和385个.GO分类结果显示共有可变剪切基因涉及47个条目,AcT1、AcT2、AcT3的特有可变剪切基因分别富集于24、20和34个条目.KEGG代谢通路富集分析结果显示,共有可变剪切基因富集在327个代谢通路,基因富集数最多的是RNA转运、内质网蛋白加工及核糖体;AcT1、AcT2、AcT3的特有可变剪切基因分别富集在22、46和83个代谢通路.结果揭示了可变剪切基因在宿主的胁迫响应过程中的重要作用.     

人SLC25A13基因内含子突变IVS6-11A>G导致转录子剪接异常

目的:通过minigene剪接实验分析SLC25A13基因内含子突变IVS6-11A G是否导致转录子剪接异常,并确定其剪接方式,进而明确其在Citrin缺陷病的致病性.方法:构建携带突变的目的片段外显子捕获载体,转染293T细胞后逆转录PCR扩增转录产物,测序并分析.结果:IVS6-11A G突变导致SLC25A13基因内含子6的3'端10个碱基保留于转录子中,致蛋白翻译提前终止,Citrin蛋白功能丧失.结论:SLC25A13基因IVS6-11A G突变为剪接突变,其剪接方式为可变3'剪接,该突变为Citrin缺陷病致病突变.     

隐Markov模型在剪接位点识别中的应用

剪接位点的识别是基因识别中的一个重要环节。由于现有的基因识别算法主要关注编码区的整体特性 ,而并不着重考虑个别位点的信息 ,因此难以准确地识别出剪接位点。考虑到剪接位点附近的保守序列的相邻碱基之间应该存在某种相关性 ,利用一阶 Markov链建立了表述这种相关性的模型 ,在此基础之上 ,设计了专门用于剪接拉点识别的隐马氏模型 (HMM)方法。实验结果表明 ,用 HMM描述剪接位点附近序列符合实际情况 ,并且利用这一方法进行剪接位点的识别可以很好地提取位点附近保守序列在边缘分布与条件分布 (转移概率 )上的统计特征。使用该方法对真实剪接位点和虚假剪接位点进行识别 ,识别率均可达 90 %以上。