抑制性差减杂交筛选差异表达基因方法初探

抑制性扣除杂交技术是一种基因我隆的新方法,它对研究细胞生殖,发高效能 ,分化,癌变,衰老及程度化死亡吸关基因的差异表达以及相关基因的分子克隆提供了有力的工具,结合进行 的用SSH法筛选与砷代谢相关的实验,主要介绍了抑制性扣除杂交技术的主要原理,基本过程,优越性,主要缺陷及目前最新的研究进展。     

通过差减文库筛选山羊羔肠道淋巴集结特异表达基因

羊羔肠道淋巴集合淋巴结（Peyer's patch,以下简称PP）,是B淋巴细胞的主要来源地和发育、成熟场所,兼具中枢淋巴器官和周围淋巴器官的功能.采用抑制性差减杂交（suppression subtractive hybridization,SSH）方法,构建山羊羔肠道淋巴集结与其非PP肠壁组织的差减 cDNA 文库,以期找到在山羊羔肠道淋巴集结中特异表达的与免疫相关的基因. 分别从山羊羔PP与非PP肠壁组织提取总RNA,反转录成cDNA,以PP作为待检组织(tester),非PP肠壁作为驱动组织(driver),经过两轮杂交和抑制性PCR扩增,产物与T载体连接,经蓝白斑筛选,提取质粒,经EcoRI酶切鉴定插入片段并测序,由此构建了两种组织间差异表达基因的差减cDNA文库. 对其中160个克隆测序,得到几个可能与免疫相关的基因,为进一步从中挑选和表达活性蛋白基因用于生产免疫增强剂奠定了基础.     

中华绒鳌蟹卵巢发育相关的新基因EJO3的克隆和特征分析

运用了抑制性差减杂交和cDNA芯片技术鉴定中华绒鳌蟹卵巢发育相关基因,并用5'和3'RACE的方法克隆了一个与Ⅱ期相比在卵巢发育的Ⅲ期高表达的新基因EJO3(GenBank登录号:AY185919).EJO3基因的开放阅读框(ORF)长1 368 bp,编码455个氨基酸.从氨基酸序列推算的EJO3的等电点和相对分子质量分别为5.79和50 000.生物信息学分析表明,EJO3可能是一个含有VWD结构域的分泌蛋白.EJO3在Ⅱ期和Ⅲ期卵巢的差异表达用Northern blot进行了进一步验证.组织表达谱分析表明EJO3在卵巢高表达,在肠、心脏、肌肉和肝胰腺中弱表达或不表达.本研究结果为进一步深入研究中华绒鳌蟹卵巢发育的分子机制奠定了重要的前期工作基础.     

用差减cDNA文库筛选由热激导致的小鼠睾丸中差异表达的基因

采用抑制性差减杂交（Suppression Subtractive Hybridization, SSH）方法,构建正常和热激小鼠睾丸组织的差减 cDNA 文库,以期 筛选出小鼠生精过程中对热敏感的基因。分别从正常和热激小鼠睾丸组织提取总RNA,反转录成cDNA,以正常小鼠睾丸组织cDNA作为待检组织(tester),以热激小鼠睾丸组织cDNA作为驱动组织(driver), 经过2轮杂交和抑制性PCR扩增,产物与T载体连接,经蓝白斑筛选,提取质粒,经EcoRI酶切鉴定插入片段并测序,由此构建了2种组织间差异表达基因的差减cDNA文库。用半定量RT-PCR方法,进一步验证 了该文库中差减出的基因基本上为差异表达的基因。对随机挑选其中的932个克隆测序,对有效测序的565个基因序列与GenBank数据库中发布的序列进行同源性比较,大部分片段都可以检索到同源序列。 结果显示,cPGES/p23等13个基因热激后表达量上调;septin2等120个基因热激后表达量下调。其中cPGES/p23为本研究中首次发现的小鼠生精过程中对热敏感的基因。     

cDNA文库的差异筛选与抑制性减数杂交相结合分离胡萝卜体细胞胚根发育相关基因

应用cDNA文库差异筛选与抑制性减数杂交相结合的技术程序,并通过反向Northern分析进一步验证,成功地从解调控12h的胡萝卜体细胞胚的cDNA文库中,分离到7个在解调控12h特异表达的基因.其中4个含有完整的编码框,分别编码木质葡聚糖内转糖基化酶、脂肪酸去饱和酶、一种poly(A)结合蛋白和一种酰基转移酶.另外3个是5′端部分缺失的cDNA基因片段,分别编码三磷酸甘油醛脱氢酶、一种糖蛋白和一种与单链RNA/DNA结合的蛋白.对其中部分基因的Northern分析结果显示,它们的表达量在蔗糖调控下的胡萝卜体细胞胚根发育的不同时期均有显著变化,说明它们都是与胚根发育相关的基因.     

重金属镉处理的水稻幼根cDNA抑制差减杂交文库的构建

重金属污染是影响水稻生长和稻米品质的重要因素,其中又以镉(Cadmium,Cd)污染最为严重,然而目前对其分子机制以及解决措施却了解甚少。本研究以水稻品种日本晴为材料,采用0.5 mmol/L镉处理水稻幼根48 h,通过运用结合分子镜像选择(mirror orientation selection,MOS)技术的抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)方法,构建cDNA抑制差减杂交文库,并进行microarray筛选,用于分离应答镉胁迫的差异表达基因。揭示水稻应对镉胁迫处理的分子机理,为水稻耐受镉胁迫基因的分离奠定了基础。     

用cDNA芯片技术筛选中华绒鳌蟹卵巢发育相关基因

为了克隆中华绒螯蟹卵巢发育相关基因,我们构建了中华绒螯蟹卵巢差减cDNA文库.本研究用cDNA芯片技术对中华绒螯蟹卵巢差减cDNA文库进行了初步筛选,并从cDNA芯片筛选的正向差减文库中随机选取50个克隆进行序列测定.结果共获得2倍以上差异表达克隆167个,其中Ⅲ期高表达克隆104个,Ⅱ期高表达克隆63个.正向差减文库中共获得7个独立的EST(expressed sequence tag, EST).同源性分析结果表明,这些EST皆为新的EST, dbEST登录号分别为:CA591892、CA591893、CA591894、CA591895、CA591896、CA591897和CA591898.本研究结果为进一步克隆中华绒螯蟹卵巢发育相关基因的全长cDNA序列并研究其功能,阐明中华绒螯蟹卵巢发育的分子机理奠定了重要的前期工作基础.     

盐胁迫下盐藻特异表达基因片段的克隆

盐碱、干旱、极端温度等逆境条件是影响植物生长的重要因素。以抑制消减杂交及差式库的筛选对盐藻（Dunaliella salina)在高渗胁迫下特异表达基因片段进行了克隆。比较长期（1周,LS）及短期（16h,SS)NaCl胁近条件下基因表达情况,前者克隆到2个特异表达片段,后者也有2个。通过测序及Gene Bank中进行同源搜索,均未有可靠的同源性结果。可以初步认为,以上得到的4个cDNA可能是新基因或此片段不在保守区内。     

穿山龙薯蓣皂甙次生代谢合成相关新基因的克隆和分析

穿山龙植物根进行的特定发育过程在药用次生代谢物——薯蓣皂甙生物合成和累积中发挥重要作用.为从穿山龙根中分离出薯蓣皂甙生物合成相关基因,利用抑制性消减杂交(SSH) 和SMART技术,构建了3年生和1年生穿山龙（Dioscorea nipponica）根组织mRNA群体间正向差减cDNA文库.从该文库中随机挑选了34个cDNA克隆进行酶切、测序和序列同源性比较分析.结果表明：其中25个cDNA克隆代表了新的EST序列,对其中6个克隆在3年生根组织的表达进行了半定量PCR和定量PCR分析,分别命名为DNR     

用抑制差减杂交技术分离烯丙异噻唑诱导水稻特异表达的基因

烯丙异噻唑(PBZ)处理水稻根能使其产生对稻瘟病的系统获得性抗性,因此在东南亚稻区被广泛用于防治稻瘟病,然而关于其作用的分子机理还知之甚少．运用抑制差减杂交技术,试图通过分离鉴定受PBZ诱导调控的关键基因,探索其作用的分子机理．以PBZ处理后的水稻叶片cDNA为目标群体(tester),以未处理水稻叶片cDNA为对照群体(driver),用经过对照cDNA差减的、烯丙异噻唑处理的cDNA群体构建了一个含260个重组子的差减文库．通过差示筛选鉴定出了26个。PBZ诱导水稻特异表达和增强表达的候选克隆．对26个cDNA克隆进行了双向测序和同源性比较,发现其中3个克隆：rJAB1,rTAB2和蛋白磷酸酯酶2Aδ调节亚基同型物基因,位于抗病相关信号转导途径上,它们与哺乳动物和人类免疫途径上的信号因子有明显相似之处,因此推断可能与诱导抗性有关．另外8个克隆与已知基因同源性为70％～99％．经Northern杂交分析,其中rJAB1(编码c-jun激活区结合蛋白1)受烯丙异噻唑和稻瘟菌诱导表达;膜糖蛋白同源基因及肌动蛋白(actin)α1受烯丙异噻唑诱导表达,部分克隆为低丰度转录本．     

硬叶兜兰花芽SSH文库的构建

以硬叶兜兰花芽cDNA为Tester,营养芽cDNA为Driver,利用SMART策略构建了硬叶兜兰花芽的抑制性消减杂交(SSH)文库.通过PCR对文库中插入的片段进行检测后,筛选了288个插入片段为500bp以上的克隆进行测序.测序结果去除载体序列后聚类得到18条差异表达片段,用BLAST进行比对分析表明,这些差异表达基因所编码的蛋白与光合作用、合成代谢、基因调控等功能有关,其中包括多个转座子和反转录转座子的同源基因.     

水稻蔗糖转化酶基因的克隆及其功能的初步探讨

根据抑制消减杂交(suppression subtractive hybridization，SSH)方法分离到在水稻叶片中高表达的蔗糖转化酶基因片段，根据水稻基因组顺序设计引物分离到全长cDNA．测序结果表明该cDNA长度为1937bp，推测编码一个627个氨基酸的中性/碱性蔗糖转化酶．Alignment分析显示该推测蛋白质与已知的多个蔗糖转化酶具有很高的同源性．半定量PCR检测证实它在叶中的表达强于在根、花药和幼穗等组织中的表达，胁迫处理(盐和低温)使其表达上调．     

抑制性扣除杂交(SSH)技术原理及在水稻基因表达差异分析中的应用

抑制性扣除杂交法运用了杂交二极动力学和链内退火优先于链间的原理，使原丰度有差别的单链cDNA相对含量基本一致，使非目的片段两端反向重复序列退火时产生“发卡”结构，不能与引物配对，从而选择性地抑制了非目的片段扩增。该方法假阳性率低，灵敏度高，在水稻基因表达差异分析中有着广泛的应用。     

大蕉冷诱导差减文库的构建与分析

以低温处理的大蕉幼苗cDNA为检测子,未处理的大蕉幼苗cDNA为驱赶子,利用抑制性差减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH)构建了大蕉幼苗冷诱导差减cDNA文库,通过点杂交差异筛选cD-NA文库,得到约50个低温下表达增强的候选克隆,对其进行DNA测序和同源性比较,发现获得的ESTs在功能上主要涉及信号传导、表达调控、非生物胁迫防御、蛋白质加工和能量代谢等方面。该SSH文库的构建为克隆大蕉抗寒相关基因奠定了基础。     

应用抑制性消减杂交技术构建人肝癌组织特异表达cDNA文库

为克隆和筛选肝癌特异表达基因.应用抑制消减杂交技术对肝癌及癌旁组织进行消减杂交,产物PCR扩增后,进行克隆.共得到1820个克隆,1776个克隆有100~800bp的插入片断,阳性率达98%,说明人肝癌组织特异表达cDNA消减文库构建成功,同时我们对cDNA克隆进行测序,证明这些克隆的功能是和肝癌的发生高度相关的.抑制消减杂交是克隆特异表达基因的有效方法.     

胎儿左右大脑差异表达基因片段的克隆

应用抑制性消减杂交（ＳＳＨ）技术从一２４ 周流产男性胎儿的左右大脑ｍ ＲＮＡ 中克隆到了４２ 个左脑特异表达基因的ｃＤＮＡ 片段，并随机挑选１５ 个克隆的测序结果与美国ＮＩＨ 基因库ＥＳＴ进行了同源性分析，同源性范围是６４％ ～１００％ ，其中有５ 个克隆的基因库同源序列与脑有关，其余１０ 个克隆同源于脑以外的其它组织．