拟南芥防卫基因 PDF1.2启动子中GCC盒应答茉莉素反应必要的顺式作用元件

通过对PDF1.2启动子进行缺失突变和点突变,结合在烟草叶片中的农杆菌瞬时表达,分析了该启动子中应答茉莉素反应的必要顺式作用元件,验证了该基因上游1861 bp的区域具有应答茉莉素反应的功能.通过缺失突变证实了该启动子-300和-234 bp间的区域是该启动子应答茉莉素反应的重要区域.为了进一步阐明此重要区域中的应答茉莉素反应的必需区域,分别对此区域中的GCC盒、类G盒和一个回文序列进行了点突变.在烟草叶片中的瞬时表达分析表明,GCC盒的突变使该启动子丧失了对MeJA的应答,而类G盒和回文序列的突变没有明显的改变该启动子区域对茉莉素的反应,表明GCC盒是PDF1.2基因启动子中应答茉莉素反应的必需顺式作用元件.在此基础上,将含有4次重复GCC盒序列的片段与CaMV 35S的最小启动子序列构建成嵌合启动子.在烟草叶片中,该嵌合启动子可应答茉莉素的诱导反应,表明GCC盒是PDF1.2基因启动子中应答茉莉素反应必要的顺式作用元件.     

原子力显微镜(AFM)研究转录因子与DNA顺式作用元件间的特异性相互作用力

用原子力显微镜研究了转录因子ZmDREB1A与顺式作用元件DRE(脱水应答元件)的特异性相互作用.ZmDREB1A与核心序列为ACCGAC的DRE元件和核心序列为AGCCGCC的ERE元件(乙烯应答元件)间相互作用力的比较结果表明,ZmDREB1A能特异地结合DRE元件,而与ERE元件间无特异性的相互作用.另外,通过泊松统计的方法计算出ZmDREB1A转录因子与DRE元件间的单分子相互作用力为999pN.研究结果表明,原子力显微镜可作为一种灵敏、可靠的方法来研究转录因子与DNA顺式作用元件间特异性的相互作用力.与传统的凝胶阻滞实验相比,原子力显微镜在转录因子的功能分析上具有耗样量低、灵敏度高、无需放射性标记等优势.     

原子力显微镜(AFM)研究转录因子与DNA顺式

用原子力显微镜研究了转录因子ZmDREB1A与顺式作用元件DRE(脱水应答元件)的特异性相互作用. ZmDREB1A与核心序列为ACCGAC的DRE元件和核心序列为AGCCGCC的ERE元件(乙烯应答元件)间相互作用力的比较结果表明, ZmDREB1A能特异地结合DRE元件, 而与ERE元件间无特异性的相互作用. 另外, 通过泊松统计的方法计算出ZmDREB1A转录因子与DRE元件间的单分子相互作用力为99±9 pN. 研究结果表明, 原子力显微镜可作为一种灵敏、可靠的方法来研究转录因子与DNA顺式作用元件间特异性的相互作用力. 与传统的凝胶阻滞实验相比, 原子力显微镜在转录因子的功能分析上具有耗样量低、灵敏度高、无需放射性标记等优势.     

热休克反应负调节小鼠巨噬细胞IL-18的表达

热休克反应(HSR)是机体或细胞保护自身免受一系列有害刺激的自我保护性反应, 近年来的研究表明它还参与了细胞因子的表达调节. IL-18是调节免疫反应的一个重要的细胞因子. 研究了小鼠巨噬细胞(RAW264.7)中HSR对脂多糖(LPS)诱导的IL-18表达的效应, 结果表明, HSR强烈抑制了LPS引起的IL-18的mRNA的转录和蛋白分泌. 进一步对这一下调效应机制的研究表明, 在热休克细胞中, 介导IL-18表达的转录因子AP-1与IL-18启动子区域(-1120 ~ -1083)的DNA序列结合活性明显下降, AP-1上游激酶JNK的磷酸化水平也显著降低. 上述这些研究结果提示, HSR对IL-18表达的下调效应与JNK/AP-1信号通路的抑制密切相关.     

拟南芥防卫基因PDF1.2启动子中GCC盒是应答茉莉素反应必要的顺式作用元件

通过对PDF1.2启动子进行缺失突变和点突变, 结合在烟草叶片中的农杆菌瞬时表达, 分析了该启动子中应答茉莉素反应的必要顺式作用元件, 验证了该基因上游1861 bp的区域具有应答茉莉素反应的功能. 通过缺失突变证实了该启动子-300和-234 bp间的区域是该启动子应答茉莉素反应的重要区域. 为了进一步阐明此重要区域中的应答茉莉素反应的必需区域, 分别对此区域中的GCC盒、类G盒和一个回文序列进行了点突变. 在烟草叶片中的瞬时表达分析表明, GCC盒的突变使该启动子丧失了对MeJA的应答, 而类G盒和回文序列的突变没有明显的改变该启动子区域对茉莉素的反应, 表明GCC盒是PDF1.2 基因启动子中应答茉莉素反应的必需顺式作用元件. 在此基础上, 将含有4次重复GCC盒序列的片段与CaMV 35S的最小启动子序列构建成嵌合启动子. 在烟草叶片中, 该嵌合启动子可应答茉莉素的诱导反应,表明GCC盒是PDF1.2 基因启动子中应答茉莉素反应必要的顺式作用元件.     

水稻mRNA多聚腺苷化信号位点的序列分析

大部分真核生物mRNA的加工涉及到mRNA前体的分裂/多聚腺苷化, 在3′-末端形成多聚腺苷酸(poly(A))尾巴. 为了研究水稻mRNA前体多聚腺苷化过程所必需的poly(A)加尾信号、下游调控元件和poly(A)位点等序列的特点, 用3′-末端带有poly(A) 的EST与全长cDNA序列进行比较, 建立了一个来自9953个基因的、覆盖12969条poly(A)位点两侧各40碱基序列的数据库. 结果发现, 只有7.9%的mRNA使用AAUAAA作为加尾信号, 超过60%使用AAUAAA的1~2个碱基变化的序列作为加尾信号, 11.5%的mRNA使用AAUGAA及其单碱基变化的加尾信号. 在约25%的mRNA的3′-末端存在多个poly(A)位点. 在90%的mRNA前体的加尾信号下游都能检测到富含U/GU的调控元件, 尤其在以AAUAAA的多碱基变化序列作为加尾信号的mRNA前体中, 半数以上都能在poly(A)位点两侧检测到下游调控元件. 而且, 这些调控元件的位置对poly(A)位点的选择有限制作用. 总之, 虽然水稻mRNA加尾信号的保守性较低, 但大量下游调控元件的存在保证了多聚腺苷化过程的正常进行.     

一个新的元件(NIRS)参与白介素2受体 a 基因的调控

为研究白细胞介素2受体a亚基(IL-2Ra)基因中与负调控元件NRE (-391/-381 bp)呈反向重复的序列NIRS (-153/-143 bp)中, 在该基因表达中的作用, 通过检测Jurkat细胞及HeLa细胞中荧光素酶报告基因活性发现, NIRS与NRE不仅共同阻遏IL-2Ra基因的组成性表达, 还共同参与介导PHA对该基因启动子的诱导活性. EMSA检测显示, 激活前后的Jurkat细胞及HeLa细胞中均含有双链NIRS和双链NRE的结合蛋白; HeLa细胞中还含有与这两个序列结合的单链结合蛋白; 但是, 激活前后的Jurkat细胞抽提物分别加入HeLa细胞抽提物与单链DNA的结合体系中均能产生超迁移现象, 其中活化细胞抽提物呈现较强的迁移结合带. 紫外交联实验检测发现, 在激活前后的Jurkat细胞和HeLa细胞中均存在双链DNA结合蛋白p83. 结果显示, 不同细胞中, 反式作用因子能通过NRE和/或NIRS元件以及单、双链DNA的选择性对IL-2Ra 基因启动子活性起关键调控作用.     

DREB转录因子在提高植物抗逆性中的作用

拟南芥ｒｄ２９Ａ基因编码一种与ＬＥＡ蛋白相似的亲水性很强的蛋白,该基因的表达受干旱、高盐及低温的诱导、ｒｄ２９Ａ基因启动子区域中的有两个与上述环境胁迫应答有关的ＤＲＥ顺式作用元件,利用ｒｄ２９Ａ基因启动子的ＤＲＥ顺式作用元件和酵母Ｏｎｅ－Ｈｙｂｒｉｄ方法,两类与ＤＲＥ元件特异结合,在低温或干旱、调卤胁迫条件下调控报道基因表达的南芥ＤＲＥＢ转录因子被克隆及鉴定,分别定名为ＤＲＥＢ１Ａ￣Ｃ和ＤＲＥＢ２     

拟南芥QRAP2基因的克隆、表达、DNA结合能力及体外转录活性分析

通过对拟南芥ATH1基因芯片数据的分析, 从拟南芥中鉴定到一个受干旱胁迫高水平诱导的cDNA片段, 并用RACE方法获得了其全长cDNA. PCR及定量实时PCR分析表明, 该基因在经干旱、紫外线照射、脱落酸、高盐以及水杨酸等胁迫条件处理后表达量均有显著提高, 特别是干旱处理后短时间内表达量迅速提高, 3 h后即提高到对照样品的430多倍. 通过多序列比对和系统进化分析, 我们将该基因归于DREB亚家族. 由于该基因编码蛋白含有典型的AP2/EREBP DNA结合结构域, 并在N端有一段富含谷氨酰氨残基的区域, 所以将它命名为QRAP2 (Glutamine-rich AP2). 凝胶阻滞实验结果显示, QRAP2蛋白能够特异结合DRE顺式元件序列但不能与mDRE和GCC等非相关元件结合. 酵母单杂交实验表明, QRAP2蛋白全长序列或其N端112个氨基酸与GAL4 DNA结合结构域形成的融合蛋白表现出转录激活功能, 而其C端135个氨基酸与GAL4 DNA结合结构域的融合蛋白则没有表现出转录激活活性. 现有资料的分析表明, QRAP2是AP2/EREBP转录因子家族的新成员, 可能在干旱胁迫条件下参与激活相关下游基因的表达.     

水稻WRKY89中的亮氨酸拉链结构增强蛋白与W盒元件的相互作用

WRKY蛋白是一类参与植物生物和非生物胁迫反应、代谢、发育等过程的转录调节因子. 水稻WRKY89与其他的WRKY成员同源性较低, 推测由263个氨基酸组成, 其N端带1个可能的亮氨酸拉链结构. 采用pET-29b载体原核表达了OsWRKY89和其3个N端缺失的衍生物, 并采用Ni柱的方法对表达的蛋白进行了纯化. 凝胶阻滞结果表明, OsWRKY89能与含顺式元件W盒的DNA序列特异结 合, 而缺失N端亮氨酸拉链的OsWRKY89与该元件的结合能力显著下降. 酵母双杂交结果表明, 亮氨酸拉链样结构参与OsWRKY89蛋白的同源相互作用. 进一步缺失OsWRKY89至部分WRKY结构域导致表达的蛋白完全丧失与上述元件的结合活性, 表明WRKY结构域是DNA结合中不可缺少的. 这些结果说明亮氨酸拉链结构在蛋白质与蛋白质互作和DNA与蛋白质中起重要作用.     

1~H NMR法研究天花粉蛋白催化5′-AMP糖苷键的裂解

天花粉蛋白(Trichosanthin,TCS)是分子量为28000的单链蛋白,一级结构共247个氨基酸残基,空间结构含大、小两个结构域,位于大小两结构域交界处的分子凹槽可能是底物瞟吟碱基的结合位点.刘望夷等发现TCS类似蓖麻毒蛋白(Ricin),也是RNA糖苷酶型的核糖体失活蛋白(Ribosome inactivating protein,RIP).其作用机制是RNA N-糖苷酶型,催化C-N糖苷键的裂解,释放一个腺嘌吟碱基.在本项研究中以单核苷酸5’-AMP等作为TCS的类似底物,用~1H NMR法研究TCS对这些类似底物的作用,发现TCS具有较弱的糖苷酶活性.     

水稻bZIP蛋白REB与水稻中sbe1和waxy基因5''''上游区的相互作用

水稻淀粉分支酶（SBE1）和结合淀粉粒的淀粉合成酶（GBSS）分别负责水稻胚乳中支链淀粉与直链淀粉的合成,编码这两个酶的sbel和waxy基因主要都在胚乳中表达.在水稻sbel基因5＇上游区中找到了一个能与水稻胚乳核蛋白结合的53bp片段C53,而且这种结合受到水稻waxy基因5＇上游区的Ha-2片段竞争.进一步的实验证明水稻bZIP蛋白REB可以结合sbel基因中C53片段中的2个ACGT元件G-box和Hex,并且REB也能结合waxy基因中Ha-2片段的3个ACGT元件:WG1,WG2和 WG3,其中WG1元件能强烈地竞争Hex元件与REB蛋白的结合.这提示水稻sbel基因与waxy基因在胚乳中的表达受到像REB这样的bZIP类转录因子的协同调控.     

亚硝胺β-位代谢物与DNA碱基作用机理的从头计算研究

用从头计算方法在RHE/6-31G(d)和MP2/6-3lG(d)水平上对甲基乙基亚硝胺代谢产生的β-位硫酸酯按照是否经过邻基参与作用与DNA碱基发生烷基化反应的不同假设机理进行了研究.对所有反应物、产物、中间体和过渡态进行了全几何构型优化,得出反应活化能和内禀反应坐标等参数.结果表明,邻基参与作用有力地促进了β-位硫酸酯化烷基亚硝胺与DNA碱基的烷化反应.在相同水平上用Onsager溶剂效应模型反应场进行了计算,表明在极性溶剂中邻基参与反应的活化能明显降低.     

基于接近效应聚合反应与核酸适体的蛋白质检测新方法

以核酸适体作为识别分子, 建立了一种简单、灵敏特异的蛋白质检测新方法. 该方法以凝血酶为目标蛋白, 针对其两个结合位点, 分别设计了两条具有3′末端互补碱基序列的核酸适体探针. 当两条探针同时与凝血酶结合时, 末端借助接近效应形成稳定的杂交并在聚合酶的作用下发生聚合反应, 双链DNA产物的量通过Sybr GreenⅠ的荧光信号指示出来. 实验结果表明, 聚合反应初速度与凝血酶的浓度正相关. 本方法中核酸适体探针设计简单灵活, 对目标蛋白选择性和灵敏度高, 检测下限可达到6.9 pmol/L.     

水稻bZIP蛋白REB与水稻中sbe1和waxy基因5′上游区的相互作用

水稻淀粉分支酶(SBE1)和结合淀粉粒的淀粉合成酶(GBSS)分别负责水稻胚乳中支链淀粉与直链淀粉的合成, 编码这两个酶的sbe1和waxy基因主要都在胚乳中表达. 在水稻sbe1基因5′上游区中找到了一个能与水稻胚乳核蛋白结合的53 bp片段C53, 而且这种结合受到水稻waxy基因5′上游区的Ha-2片段竞争. 进一步的实验证明水稻bZIP蛋白REB可以结合sbe1基因中C53片段中的2个ACGT元件G-box和Hex, 并且REB也能结合waxy基因中Ha-2片段的3个ACGT元件: WG1, WG2和WG3, 其中WG1元件能强烈地竞争Hex元件与REB蛋白的结合. 这提示水稻sbe1基因与waxy基因在胚乳中的表达受到像REB这样的bZIP类转录因子的协同调控.     

高粱psbA基因启动子“-35”元件的突变效应

应用化学合成的２０ｎｔ寡核苷酸引物,诱导高粱ｐｓｂＡ基因启动子“－３５”元件（ＴＩＧＡＣＡ）中的第１位Ｔ碱基和第３位Ｇ碱基发生突变,获得３个突变体ＡＴＴＡＣＡ,ＧＴＧＡＣＡ和ＡＴＧＡＣＡ,在菠菜叶绿体蛋白质提取物系统中,检测突变的及野生型的高粱ｐｓｂＡ基因启动子与蛋白质的结合能力。凝胶阻滞实验结果表明,野生型的具有很强的蛋白质结合条带,单碱基突变的ＡＴＧＡＣＡ和ＧＴＧＡＣＡ的蛋白质条带的强度明显下     

亚硝胺β-位代谢物与DNA碱基作用机理的

用从头计算方法在RHF/6-31G(d)和MP2/6-31G(d)水平上对甲基乙基亚硝胺代谢产生的β-位硫酸酯按照是否经过邻基参与作用与DNA碱基发生烷基化反应的不同假设机理进行了研究. 对所有反应物、产物、中间体和过渡态进行了全几何构型优化, 得出反应活化能和内禀反应坐标等参数. 结果表明, 邻基参与作用有力地促进了β-位硫酸酯化烷基亚硝胺与DNA碱基的烷化反应. 在相同水平上用Onsager溶剂效应模型反应场进行了计算, 表明在极性溶剂中邻基参与反应的活化能明显降低.     

牛泡沫病毒内部启动子上顺式作用元件

以牛泡沫病毒(bovine foamy virus, BFV)中国毒株BFV₃₀₂₆为材料, 研究env基因内部启动子(internal promoter, IP)上顺式作用元件的功能特点. 用PCR方法进行系列缺失, 将IP中BFV反式激活因子Tas应答元件(TRE^IP)精确定位于TATA盒近上游的72 bp区段中(9205 ~ 9276). 发现此段可激活同源及异源启动子, 具有典型增强子特性; 此区段与已知SFV-1 TRE^IP近启动子区和SFV-3 TRE^IP序列同源性高, 都具有核因子NF-1(nuclear factor 1)的结合位点, 位置相同, 推测此类顺式作用元件具有相似功能特点.     

表达EIAV Gag蛋白的DNA载体与重组痘苗病毒联合免疫效果的观察

将中国马传染性贫血病毒驴白细胞弱毒疫苗及其亲本株的gag基因通过同源重组插入到痘苗病毒天坛株的TK区, 经蓝白斑筛选获得重组痘苗病毒rvv-DLVgag和rvv-LNgag. Western blot检测可知重组痘苗病毒能够有效表达完整的EIAV Gag蛋白. 使用本实验室构建的表达EIAV DLV和LN Gag蛋白的DNA载体单独或与表达相应蛋白的重组痘苗病毒联合免疫小鼠, 结果表明各免疫组小鼠体内均产生了针对EIAV的特异性体液和细胞免疫应答. 统计学分析显示, 联合免疫组与单独免疫组相比, 诱导的特异性结合抗体滴度无显著性变化, 而淋巴细胞增殖应答和CTL水平则显著增强, CTL杀伤率最高可达31%, DLV Gag蛋白与LN Gag蛋白诱导的免疫应答强度无显著性差异. 研究结果有助于阐明我国按照传统路线研制成功的EIAV弱毒疫苗的免疫机制, 并为EIAV基因工程疫苗的开发研制奠定基础.     

小鼠β-簇珠蛋白基因LCR调控元件中DNase-I超敏感点Ⅲ(HS3)的研究

人与小鼠β-簇珠蛋白基因在结构与表达模式上存在极大的相似性.基因簇5’上游20kb内是一个Locus control region(LCR)顺式元件,由4个DNase-Ⅰ超敏感区(HSs)组成.相关的研究工作表明LCR对β-簇珠蛋白基因的红系组织专一性表达有重要作用,它的插入或缺失突变将导致基因表达的紊乱,甚至造成严重的贫血症状.近年来,人们对研究LCR调控元件在β-簇珠蛋白基因发育时期特异性表达中的调控机制给予了极大的关注.希望了解LCR元件中不同的HS是否参与β-簇珠蛋白基因的时期特异开关调节.转基因小鼠研究结果表明人LCR元件中HS3可能与发育早期的胚胎型珠蛋白基因的表达调控相关,但近来有关报道表明小鼠的HS3不为β-簇珠蛋白基因的开关所必需,并且仅部分参与了成年型的β-簇珠蛋白基因的调控.因此,HS3是否参与β-簇珠蛋白基因发育时期特异性的调控尚不完全清楚.