中国明对虾卵黄蛋白原基因启动子克隆与分析

为了探明中国明对虾卵黄蛋白原基因启动子表达调控机制,利用DNA步移法克隆了中国明对虾卵黄蛋白原基因启动子及其上游调控序列,总长1 100bp.分析表明,在基因转录起始位点上游-30～-24bp处有1个TATA box,未发现有CAAT box和GC box.同时,在上游调控区还存在有多个可能影响启动子转录活性的顺式作用元件,如NF-κB,YY1和SP1等转录因子结合位点.这些结果为深入研究中国明对虾卵黄蛋白积累及卵子发生过程奠定了基础.     

一个多ON基因系统的表达动力学分析

研究了一个转录水平上的基因表达模型,它不仅考虑了启动子的复杂性,而且考虑了相互作用转录因子的调控效果.假定启动子区域有2个调控位点,启动子有1个失活态和2个激活态(即2个不同的转录出口),并考虑了绑定到不同调控位点的转录因子之间相互作用的3种代表性机制:招募机制,稳定机制和混合机制.理论分析和数值模拟结果显示:不同的转录出口能够导致mRNA分布峰的多样性; 3种机制下的平均表达水平和平均爆发频率都相同,但稳定机制诱导最大的表达噪声和平均爆发规模,而招募机制诱导最小的表达噪声和平均爆发规模.这些结果表明:细胞表型的产生源是复杂的,既与启动子结构有关也与调控机制有关.     

赤狐ESR1基因启动子的克隆及生物信息学分析

对赤狐ESR1基因启动子区转录因子结合位点进行了预测,为今后研究其转录调控机制提供参考依据.以赤狐基因组DNA为模板,通过PCR技术扩增克隆ESR1基因启动子序列,并构建至双荧光素酶报告基因载体;利用生物信息学方法对ESR1基因核心启动子区的关键转录因子结合位点进行预测.成功克隆出赤狐ESR1基因5'上游1880 bp...     

MEK5α和MEK5β调控Beclin 1启动子

Beclin 1是哺乳动物自噬相关基因,调控自噬起始和自噬体成熟.在肌肉分化过程中,Beclin 1基因表达上调,自噬增加;此外MEK5-ERK5信号活化并调控成肌细胞分化.因此,在肌肉分化过程中,MEK5-ERK5信号通路可能调控Beclin 1基因表达.目的是阐明MEK5对成肌细胞Beclin 1基因启动子活性的调控.将不同长度Beclin 1启动子片段克隆至荧光素酶报告基因载体pGL3-Basic并转染成肌细胞C2C12.双荧光素酶报告基因检测实验结果显示,含Beclin 1基因起始密码子上游586碱基对DNA片段的载体(p-354)具有强荧光素酶活性.MEK5α显著增加p-354荧光素酶活性,并有剂量依赖性;而MEK5β显著降低p-354荧光素酶活性.MEK5β能够拮抗MEK5α对p-354荧光素酶活性的调控.与MEK5对Beclin 1基因启动子调控结果一致,MEK5αCA上调细胞Beclin 1 mRNA表达,MEK5βDD下调Beclin 1mRNA表达,并且MEK5βDD抑制MEK5αCA对Beclin 1 mRNA表达的促进作用.此外,转录因子CREB家族成员CREB3,CREBP和CREBL1能够显著上调p-354荧光素酶活性.CREB3呈剂量依赖性显著上调p-354荧光素酶活性,并与MEK5α具有协同效应.MEK5α和MEK5β对Beclin 1启动子具有不同调控作用,CREB可能是其下游效应因子.     

调控机制依赖的能量消耗

基因表达是一个动态非平衡过程,必然要消耗能量.故从能量消耗的观点研究了转录水平上的一个代表性的基因表达模型,此模型不仅考虑了复杂的启动子结构(有2个调控位点),还考虑了相互作用转录因子的功能(区分为招募、稳定和混合3种机制).通过数学建模、理论分析和数值模拟,研究发现:招募机制最大化能量消耗(定义为熵的产生率),稳定机制最小化能量消耗,混合机制的作用介于2者之间.此外显示出:当启动子活性态的转录率变化时,启动子活性与能量消耗之间呈现出反比关系,即启动子活性越高(低),能量消耗越少(多); 而当非活性态的转录率(或泄露率)变化时,启动子活性与能量消耗之间呈现出正比关系,即启动子活性越高(低),能量消耗越多(少).这些结果表明基因表达过程中的能量消耗是调控机制依赖的.     

大鼠Neuritin基因启动子区克隆、鉴定及生物信息学分析

目的本研究旨在了解大鼠Neuritin基因启动子区特征,为明确神经受损后的再生中Neuritin基因在体内转录水平的调控提供理论依据。利用比较基因组学获取较为可靠的置信序列并设计上、下游引物克隆大鼠Neuritin基因5'调控区片段。方法采用生物信息学方法分析扩增片段序列特征,并采用多款转录因子预测软件预测大鼠Neuritin基因启动子主要调控区的转录因子结合位点。结果研究结果表明成功克隆出3447 bp大鼠Neuritin 5'调控区序列,大鼠Neuritin 5'调控区序列与小鼠同源率为91. 1%。生物信息学方法分析发现距大鼠Neuritin基因CDS区上游740～1012 bp位置处有一个Cp G岛,224 bp处有一个TATA-Box,初步推测大鼠Neuritin基因CDS区上游1100 bp为主要核心启动子区域。利用生物信息学软件预测主要调控区域含有AP-1,AP-2,AP-4和CREB等八个重要的转录因子结合位点。结论本研究大鼠Neuritin基因启动子的鉴定和相关转录因子结合位点的发现为进一步研究大鼠Neuritin基因的表达调控奠定了数据基础。     

转录因子COUP-TFII对端粒酶活性的抑制及其相互作用蛋白的分离和鉴定

端粒酶催化亚基hTERT的转录调控是端粒酶活性调节的关键步骤．实验分离和克隆了参与hTERT转录调控的转录因子COUP-TFII，分析了其对HeLa细胞端粒酶活性的生物学效应，并分离和鉴定了与其相互作用的蛋白质．结果表明在以hTERT启动子为诱饵的酵母单杂交体系中，COUP-TFII可以与hTERT启动子结合；得到了纯度高达98％的COUP-TFII融合蛋白，并且其结合于hTERT启动子-201～ 35区段，抑制HeLa细胞端粒酶的活性：从HeLa细胞核蛋白中分离到了2种与COUP-TFII相互作用的蛋白质．研究初步揭示了COUP-TFII在细胞分化和肿瘤转化过程中的参与途径和调控机制，为开启以端粒酶为靶目标的肿瘤治疗奠定了基础．     

MEK5$\alpha $ 和 MEK5$\beta $ 调控 ${\bf Beclin}$ 1 启动子

Beclin 1是哺乳动物自噬相关基因, 调控自噬起始和自噬体成熟. 在肌肉分化过程中, Beclin 1 基因表达上调, 自噬增加; 此外 MEK5-ERK5 信号活化并调控成肌细胞分化. 因此, 在肌肉分化过程中, MEK5-ERK5 信号通路可能调控 Beclin 1 基因表达. 目的是阐明 MEK5 对成肌细胞 Beclin 1 基因启动子活性的调控. 将不同长度 Beclin 1 启动子片段克隆至荧光素酶报告基因载体pGL3-Basic并转染成肌细胞C2C12. 双荧光素酶报告基因检测实验结果显示, 含 Beclin 1 基因起始密码子上游 586 碱基对 DNA 片段的载体(p-354)具有强荧光素酶活性. MEK5$\alpha $显著增加 p-354 荧光素酶活性, 并有剂量依赖性; 而 MEK5$\beta $ 显著降低 p-354 荧光素酶活性. MEK5$\beta $能够拮抗 MEK5$\alpha $对 p-354 荧光素酶活性的调控. 与 MEK5 对 Beclin 1 基因启动子调控结果一致, MEK5$\alpha $CA 上调细胞Beclin 1 mRNA 表达, MEK5$\beta $DD 下调 Beclin 1 mRNA 表达, 并且 MEK5$\beta $DD 抑制 MEK5$\alpha $CA 对 Beclin 1 mRNA 表达的促进作用. 此外, 转录因子 CREB 家族成员 CREB3, CREBP 和 CREBL1 能够显著上调 p-354 荧光素酶活性. CREB3 呈剂量依赖性显著上调 p-354 荧光素酶活性, 并与 MEK5$\alpha $ 具有协同效应. MEK5$\alpha $ 和 MEK5$\beta $ 对 Beclin 1 启动子具有不同调控作用, CREB 可能是其下游效应因子.     

林可链霉菌噬菌体φSL60启动子的序列测定与分析

通过测定林可链霉菌噬菌体ΦSL60启动子活性片段的碱基,分析了该启动子的结构,核糖体结合位点,转录起始位点和翻译起始密码子等功能元件,启动子PSL活性区域内三处具有类似于原核生物启动子－10区（TAG－Pu-Pu-T)和－35区（TTGAC－Pu)的特征,五处具有只类似于原核生物启动子－10区（TAG－Pu-Pu-T)的特征,本文比较分析了TSL与链霉菌启动子的序列,发现多处具有链霉菌转录起始位点保守序列的结构特征,对PΦSL的DNAG＋C含量分析也表明它符合链霉菌启动子的高G＋C含量。     

Nodal基因5′末端侧翼序列启动子的分析

为了鉴定Ｎｏｄａｌ基因的基本启动子元件,将Ｎｏｄａｌ基因５′侧翼序列的各缺失片段构建以荧光素酶为报告基因的重组质粒。用这些拾报告基因的质粒转化Ｆ９细胞并测定了它们的瞬时表达荧光素酶海性。Ｎｏｄａｌ基因的基本启动子元件位于转录起始位点上游约６０ｂｐ,其中含有一个位于－３３ｂｐ处的ＴＡＴＡｂｏｘ,它对于转录起始起着重要作用。这个基本启动子在多种细胞类型中都有活性,但其活性不强。     

水稻Rho家族OsRac2启动子的转基因功能鉴定

采用PCR扩增的方法,构建了OsRac2基因转录起始位点上游1.7 kb的启动子5′缺失植物表达载体,转化烟草并筛选阳性转基因植株.以多种激素处理转基因烟草,通过组织化学分析和GUS荧光活性的检测,证实Os-Rac2启动子上存在着一些激素应答元件,该基因的表达可能受茉莉酸的正调控,脱落酸等激素的负调控.     

人NLK上游启动子区的克隆与鉴定

初步鉴定并分析NLK上游启动子,为研究其转录调控打下基础。对NLK基因翻译起始位点上游约1 958 bp的序列分别进行生物信息学分析,以PCR技术扩增以上序列并测序。将PCR所得到的NLK上游片段进一步克隆到PGL-3basic载体中,构建荧光素酶报告基因质粒PGL-3basic-luc。通过荧光素酶报告基因实验检测上述启动子的活性。成功构建了包含NLK基因上游启动子序列的荧光报告系统,经荧光素酶报告基因实验证明该重组质粒体具有转录活性。构建的NLK基因上游启动子报告基因载体为进一步研究NLK基因的转录调控机制奠定了基础。     

Pax5启动子的克隆及其在人淋巴瘤细胞系HL-60中转录因子的确定

克隆Pax5基因的启动子,插入荧光素酶报告基因载体中,并检测其活性;采用PCR技术从人淋巴瘤细胞系HL-60基因组中扩增出Pax5启动子,插入荧光素酶报告基因载体pGL3-basic中,确定所扩增的DNA序列,在293T细胞中检测其活性;测序结果表明扩增的Pax5启动子序列正确,活性实验表明构建的报告基因具有启动子活性,转录因子SP1和Runx1能以剂量依赖的方式提高Pax5报告基因的转录活性;克隆了Pax5启动子,并发现转录因子SP1和Runx1能够调控Pax5的转录。     

基于PCWM扫描模型的植物启动子分析及识别

启动子是基因转录调控机制中最重要的调控区域,启动子区域内转录元件的识别是揭示基因表达调控的重要基础.快速,可靠的启动子预测算法对于广范围内启动子元件的识别能够提供很大的帮助,目前的启动子识别算法及预测软件普遍存在假阳率高的缺点.因此改进识别算法的泛化能力显得尤为重要.本文利用从PlanPromDB数据库上下载的启动子数据,在深入分析启动子GC-Skew偏好、特异性位点保守性及TSS-TIS距离分布的基础上,通过改进原有位置权重矩阵(PWM)模型,构建出能够同时考虑位点保守性和关联性的位置关联性权重矩阵(PCWM)扫描模型,在此基础上利用标准化打分函数对植物TATA启动子进行预测,获得了较好的结果.     

人Ⅱ型胶原蛋白基因的转录调控研究

利用对培养细胞的短暂染分析，对人Ⅱ型胶原蛋白基因启动子区和第一内含子区的四个可能的转录调控功能区进行了实验研究。结果显示，该基因的转显是一个强启动子驱使下，由多个抑制子或抑制子样功能区调节的。这些结果独特于已报道的大鼠相应基因的结果，但得到了大鼠相应基因研究组的证实。     

小鼠线粒体DNA中一个新的R-loop结构的发现

哺乳动物线粒体DNA的D-loop区是其复制和转录的起始区域,其中D-loop重链RNA(DH-RNA)与复制和转录功能密切相关.但轻链RNA(DL-RNA)被认为没有重要的功能,因此几乎没有有关D-loop区的轻链RNA的研究.文中研究发现一个DL-RNA存在于小鼠线粒体D-loop区.研究表明这个DL-RNA跨越了几乎整个D-loop区,并且能够耐受RNase A和RNase T1酶的切割,但对RNase H酶敏感.在这种RNA存在的情况下,D-loop的DNA不能被HaeⅢ酶切割.这些结果意味着新发现的DL-RNA能同D-loop区的DNA形成三链结构,并且能使其对应区域的DNA不被限制性内切酶消化.在以细胞色素b基因为对照的实验中没有发现类似的结构,证明这一结构不是RNA转录过程中形成的临时结构.考虑到D-loop区是线粒体DNA复制和转录的重要调控区,这个新奇的三链RNA-DNA复合物可能在线粒体DNA复制和转录中扮演了重要角色.     

T细胞蛋白p80调控c-Myc表达的机理

为了解p80在正常T细胞以及T细胞癌变过程中的作用,在缺失p80的T淋巴瘤细胞中重新表达p80,其结果显示:原癌基因c-Myc的表达受到显著抑制,且细胞周期在G1期出现了停滞.定量PCR的结果表明:p80对c-Myc表达的抑制是转录水平的抑制.双荧光素酶报告基因试验表明:p80对c-Myc的抑制作用定位于c-Myc启动子上相对于转录起始位点的-1042bp～-630bp区域.运用TFSEARCH软件对这一区域的分析发现存在多个c-Myb结合位点.在稳定表达p80的T淋巴癌细胞中敲低c-Myb,表明p80对c-Myc的转录抑制是通过c-Myb来实现的.免疫共沉淀实验表明p80和c-Myb在细胞中存在相互作用.进一步的研究显示p80对c-Myc的转录抑制依赖于组蛋白去乙酰化酶的活性.研究结果表明p80有可能通过与c-Myb的相互作用将组蛋白去乙酰化酶募集至c-Myc启动子区域,并通过组蛋白的去乙酰化抑制c-Myc的表达.     

lnc1343对小鼠胚胎干细胞多能性的影响及其基因座潜在作用机制

哺乳动物基因组可以转录数以千计的长非编码RNA(longnon-coding RNA, lncRNA),lncRNA能够在多种层次以灵活的方式对基因表达进行调控.尽管lncRNA在基因表达调控过程中的作用已经毋庸置疑,但目前只有少数lncRNA的功能和作用机制得到了研究.lnc1343是一条由小核仁RNA宿主基因3所转录的lncRNA,其表达失调与许多人类疾病有密切关联.研究结果表明lnc1343能够通过自身转录本来调控小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells, mESCs)的多能性维持, CRISPR-cas9 介导的lnc1343的转录起始位点和基因座的敲除显著降低了多能性基因(Nanog, Sox2, Oct4)的表达,同时也能通过邻近调控相邻基因Rcc1的表达.此外,通过对Chip-seq数据库的分析,发现lnc1343基因座位存在大量的H3K27ac以及H3K4mel的表观遗传修饰,通过Capture C实验捕获与lnc1343基因座位相互作用的DNA区域,发现大部分相互作用区域位于基因的启动子区,表明lnc1343基因座位可能发挥增强子功能,通过长距离染色质相互作用调控基因表达,进而调控mESCs多能性.总之,lnc1343不仅可以通过自身的转录剪切形成的lncRNA来调控mESCs的多能性,同时也能通过其基因座位调控染色质的长远距离相互作用.     

黄牛Sry基因5‘端调控区序列研究

采用聚合酶链式反应技术,以中国湖北雄性黄牛基因组ＤＮＡ为模板,扩增出Ｓｒｙ基因５’端调控区６８０ｂｐ和６４０ｂｐ两个片段,并分别克隆到ｐＵＣ１８上,测序拼接出完整的５’调控序列１０４０ｂｐ,该列含核心启动子和ＡＴＧ起始密码。