斑马鱼Pax3a结构域过表达对瓦登伯革氏症候群疾病影响

目的:探究斑马鱼PAX3直系同源基因Pax3a的结构域在多种组织细胞中的复杂功能.进一步了解哺乳类肌肉间质先祖细胞标志基因PAX3在胚胎发育、组织再生和肿瘤发生过程中发挥的重要作用.方法:构建斑马鱼Pax3a 4个保守结构域编码的过表达质粒,包括p-Paired box domain 3(PD3)、p-Homeobox domain (HD)、p-G protein-pathway-suppressor domain (GPD)和p-Paired box domain 7 (PD7),使用蛋白免疫印迹,细胞免疫荧光和实时荧光定量PCR方法验证体内外mRNA和蛋白水平表达,并进行体内胚胎显微注射和体外转染细胞.结果:胚胎发育变异表型的统计分析结果显示:每个结构域会引起斑马鱼胚胎产生较高比例的特异瓦登伯革综合征表型,比如白斑症、内眦外移、瞳孔变大等症状.在细胞学水平显示,每个结构域过表达对细胞迁移有不同影响.结论:Pax3a每个结构域有各自的作用通路,其功能增溢与PAX3基因突变均可产生瓦登伯革氏症候群.     

乙肝病毒hbx基因诱导斑马鱼胚胎发育背部化畸形

为了研究HBX对胚胎发育的影响,从含有HBX基因的质粒上转录HBX mRNA,显微注射入斑马鱼早期胚胎,在bud期进行表型观察,并用全胚胎原位杂交法检测HBX对斑马鱼胚胎早期发育的影响,用脊索标记基因ntl和骨骼肌标记基因MyoD作为探针检测胚胎发育背部化的特征表型。首次发现HBX的表达引起斑马鱼胚胎早期发育背部化畸形,HBX过量表达的胚胎背部化表型与早期胚胎wnt缺失表达导致的胚胎发育背部化表型一致,HBX可能通过激活wnt/β-catenin信号通路的表达和调控,造成胚胎发育背部化的畸形。     

基于CRISPR/Cas9基因编辑技术构建PD-L1-GFP报告基因HT29细胞株

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和同源重组技术在PD-L1基因的特定位置敲入绿色荧光蛋白(GFP)序列,构建含有PD-L1-GFP报告基因的结肠癌细胞(HT29)稳定细胞株。根据CRISPR-Cas9靶点设计原则,针对PD-L1基因终止密码子设计两对sgRNA,退火形成双链后连接至Lenti-V2空载质粒中,转化培养后提取质粒并测序验证。对于正确的Lenti-V2-sgRNA重组质粒,T7E1酶切验证其基因编辑效率。根据靶点位置设计左同源臂+GFP+右同源臂序列合成Donor片段,双酶切后连接至pUC19,重组载体转化扩增后同样进行质粒提取和测序验证。将验证成功的Lenti-V2-sgRNA和pUC19-donor-GFP共转染HT29细胞,荧光显微镜检测GFP表达情况,菌落PCR及基因测序验证GFP报告基因的靶向插入效果。经酶切和测序鉴定,靶向编辑PD-L1的Cas9载体Lenti-V2-gRNA和含GFP基因的Donor质粒pUC19-donor-GFP构建成功。两个重组质粒转染HT29细胞后,显微观察、多克隆验证、单克隆筛选及鉴定结果显示,GFP成功转入HT29细胞并进行了...     

斑马鱼crip2基因的克隆、亚细胞定位及在胚胎发育早期的表达分析

斑马鱼广泛用于脊椎动物遗传和发育生物学的研究．为揭示包含具有LIM结构域的crip基因的功能,本文以斑马鱼为实验对象,克隆了斑马鱼的crip2基因,分别构建了crip2-Teasy 和crip2-egfp载体,从含有crip2基因的crip2-Teasy质粒上转录crip2 RNA 探针,并用全胚胎原位杂交法检测crip2在斑马鱼胚胎中的表达,用crip2-egfp对crip2进行亚细胞定位研究,发现crip2基因在斑马鱼胚胎早期没有表达,五体节开始在脊索特异表达;后期,主要局限于在血管、心脏和体节间肌肉,表明crip2的表达并不局限于内皮系统．在细胞内,crip2基因在细胞核和胞浆中均有表达．这些工作为进一步研究crip2基因的功能奠定了基础．     

禽类多瘤病毒APV-1晚期基因多顺反子的EGFP标记载体构建和表达

为研究禽类多瘤病毒晚期基因多顺反子翻译起始调控的机制,设计和构建了以增强绿色荧光蛋白(EGFP)报告基因替代病毒APV-1野生型的晚期结构蛋白VPs基因的真核双顺反子表达载体,并观察其在转染进入禽类原代成纤维细胞中的表达翻译状态.以APV-1的c DNA克隆(p HL1003)为模板,运用PCR技术扩增出与野生型病毒APV-1相同的Ori区、早期编码区和晚期Agno-1a区序列作为载体片段;从质粒p EGFP-N1中扩增出编码绿色荧光的EGFP DNA片段;经连接构成重组质粒p HL1003-GFP,通过脂质体细胞转染方法将质粒DNA转染到鸡胚胎和鹌鹑胚胎成纤维细胞中,通过细胞培养观察荧光表达状况.DNA序列分析证实了重组克隆中的EGFP序列与已知的质粒p EGFP-N1中EGFP序列一致.转染72 h后观察鸡和鹌鹑胚胎成纤维细胞,转染成功胚胎细胞明显表达较强的荧光,说明GFP可以在构建的双顺反子重组质粒的下游中正常表达并产生荧光.p HL1003-GFP重组质粒的构建及其在禽类原代成纤维细胞中的高效表达,为我们研究多顺反子翻译起始调控中Agno-1a基因的表达对下游病毒结构蛋白基因的翻译调控机制提供了简洁易用的系统和模型.     

簸箕柳SPL基因家族分析

【目的】确定SPL基因家族在不同物种之间的选择性保留和丢失情况,为后续研究被子植物花发育提供参考。【方法】通过在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、毛果杨(Populus trichocarpa)、簸箕柳(Salix suchowensis)、葡萄(Vitis vinifera)、番木瓜(Carica papaya)、水稻(Oryza sativa)6种被子植物基因组中查找SPL结构域,寻找6个物种的SPL同源序列。对所找到的SPL序列进行BLASTN比对鉴定同源基因类型。使用自编Perl脚本结合KaKs_Calculator计算SPL同源基因的非同义突变(K_a)以及同义突变(K_s)值,采用共线性分析确定该基因家族的复制和扩张方式。【结果】在6种被子植物基因组中,共发现120个SPL基因。根据种内和种间旁系同源、直系同源基因以及这些同源基因选择压的计算显示:杨柳科SPL同源基因最多,共有旁系同源基因24对,直系同源基因50对; 番木瓜没有旁系同源基因。6个物种中,木本植物比草本植物直系同源基因更多,双子叶植物比单子叶植物直系同源基因更多; 所有旁系同源和直系同源基因的K_a/K_s值均小于1。系统发育树的分析结果与基因同源性分析基本吻合,证明了这两种分析方法具有较高的可靠性。此次研究选取了簸箕柳同一植株上开花和不开花的枝条进行了转录组测序分析,差异表达分析发现了1个SPL基因(willow_GLEAN_10025160)在两种枝条的转录组中表达差异显著(P≤0.01),其在开花枝条中的表达量显著高于未开花枝条,该基因被选为SPL基因家族中参与簸箕柳开花调控的候选基因。【结论】通过对6个物种SPL基因家族的分析,发现6个物种中所有直系同源和旁系同源基因都经历了纯化选择(K_a/K_s<1),基因功能保守。这6个物种除了经历过全基因组复制事件,还发生过大规模的基因丢失或者通过其他方式产生的基因扩张,阐明了它们在进化历史上的复制事件及SPL基因在不同物种中的选择性保留与丢失情况,为进一步研究其在调控簸箕柳开花中的作用提供了有力证据。     

红系特异表达载体在转基因小鼠中表达的研究

为在个体水平上研究珠蛋白基因位点控制区的HS2,HS3及HS2-HS3元件对β-珠蛋白基因的时空表达调控作用,选择本实验室构建的CMV/GFP,HS2ALL,HS3ALL,HS23ALL等4种重组载体,经限制性酶切及两步纯化,得到了5种重组DNA片段:CMV/GFP,HS2/GFP,CMV/HS2/GFP,HS23/GFP,HS3/GFP,并用显微注射技术获得转基因小鼠.用流式细胞仪分析转基因各组织中绿色荧光蛋白(GFP)表达情况,结果表明HS2元件及1.7kb的β-珠蛋白启动子足以调控β-珠蛋白基因的组织特异性表达.此外,在不同的转基因小鼠中,GFP的表达虽有明显的个体差异,但综合分析比较可以看出,HS2与HS3元件在调控β-珠蛋白基因表达方面,其增强子作用基本相当,且两者显示出显著的协同作用.     

AmphiSox1/2/3-like 基因的系统进化学分析和在文昌鱼胚胎发育中的表达

为了研究文昌鱼胚胎发育中神经管发育的分子机制和脊椎动物中枢神经系统的起源,我们筛选和分析了与佛罗里达文昌鱼AmphiSox1/2/3基因同源的青岛文昌鱼AmphiSox1/2/3-like基因,对其推测的氨基酸序列与17个脊椎动物和无脊椎动物的同源基因进行了系统的进化学分析,并利用胚胎整体原位杂交技术结合系列组织学切片技术,对该基因在青岛文昌鱼胚胎发育中的时空表达模式进行了系统的研究.AmphiSox1/2/3-like在原肠胚早中期开始在背部上胚层和预定神经外胚层中明显表达.在神经胚早期其表达定位于神经板.此后,表达区域位于形成中的神经管和胚胎中、后部分化中的神经管的两侧,其表达的水平从前向后逐渐下调和终止.此外,该基因在神经胚晚期和幼虫期的消化道壁中也有明显表达.研究结果显示,该基因与文昌鱼的神经分化和消化道分化密切相关.     

文昌鱼Rbx1同源基因的克隆，进化分析和表达图式的研究（英文）

在青岛文昌鱼中首次克隆到一个RING box同源基因,对其进行了序列特征和系统进化学分析,并且研究了该基因的胚胎发育和成体表达图式 。AmphiRbx1演绎的蛋白序列与已知其他无脊椎动物和脊椎动物的同源分子表现出很高的相似性。利用原位杂交和RT PCR技术研究该基因的表达,结果显示AmphiRbx1在胚胎发育各期均有表达,特别是在 卵裂期胚胎和有高速分裂细胞的组织中有很强的表达。实验结果表明,Rbx1基因在进化中相当保守,AmphiRbx1可能在细胞分裂的调节中发挥作用。
     

破囊壶菌Δ4-脂肪酸脱饱和酶基因5'端侧翼区域的克隆与鉴定

应用衔接头PCR(LA-PCR)技术,扩增得到约1000 bp的海洋破囊壶菌Δ4-脱饱和酶基因5’端侧翼区域的单一产物.对该产物测序,经启动子软件与序列比对分析,发现该序列(Genkbank登录号EU074209)具有真核启动子序列的基本结构特征,含有TATA盒、CAAT盒、INR等元件.将扩增得到的脱饱和酶基因5’端侧翼序列亚克隆到含有绿色荧光蛋白(GFP)报告基因的质粒pGlow-TOPO中,构建重组表达质粒,转化大肠杆菌细胞.荧光显微观察大肠杆菌阳性转化子发出荧光,侧翼序列含有启动子功能得到确认.     

Cationic polymeric nanoformulation: Recent advances in material design for CRISPR/Cas9 gene therapy

CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeat/clustered regularly interspaced short palindromic repeat associated proteins 9) gene editing platform is a promising therapeutic tool for genetic disorders, due to its ability to manipulate the pathogenic gene in genomic level and to easily target specific gene by manipulating single-guide RNA. However, its successful delivery remains a challenge. Up to now, great efforts have been made to explore an effective strategy for CRISPR/Cas9 delivery. But among those delivery methods, physical methods are mainly operated on cultured cells thus limited to laboratorial use; viral vectors are hindered by fetal immunogenic and carcinogenic effects thus dubious in clinical application. Therefore, cationic polymeric vectors, with the ability to interact with CRISPR/Cas9 system to form a nanoformulation as a non-viral approach, are attracting increasing attentions, due to advantages such as well protection of cargos, less limitation in payload size, low immunogenicity or carcinogenicity, potential modifications for further functions, and ease in mass production. In this review, the recent discoveries on polymeric vectors utilized in delivery of CRISPR/Cas9 system will be summarized. With emphasis on advanced features of those polymeric vectors or their nanoformulations to meet the demands of different CRISPR/Cas9 delivery forms (plasmid, mRNA or protein), the detailed illustrations on their disease treatment applications, such as cancer, diabetes or antibiotic-resistant infections, will also be reviewed.     

单子叶植物的FLP/frt位点特异性重组系统的构建

来自于啤酒酵母2?μm质粒的FLP/frt位点特异性重组系统可用于转基因植物（细胞）筛选完成后去除选择标记基因.水稻肌动蛋白actin基因启动子和玉米泛素ubiquitin基因启动子可有效驱动单子叶植物中外源基因的转录.为培育去除选择标记基因的抗盐耐旱单子叶转基因植物，构建了适合于单子叶植物的FLP/frt位点特异性重组系统. 该系统由含有FLP重组酶基因的植物表达载体pCAMBIA3300 Ubi FLP bar和含有frt位点的植物双抗（抗除草剂、抗盐耐旱）表达载体pCAMBIA1300 Ubi TsPPase frt als frtm以及pCAMBIA1300 Actin1 AtNHX1 frt als frtm组成.     

Activity of the truncated promoter of pollen-specific G9 gene of cotton and the transgenic recessive nuclei-sterile tobacco

A 557 bp fragment from the translation initiation site of the G9 gene expressed in maturing pollens of cotton was isolated from genomic DNA of upland cotton (Gossypium hirsutum L.) cv. “Zhongkang 17”, and two expression vectors for plant transformation were constructed via fusing this fragment with β-glucuronidase gene (Gus) and cytotoxin gene Barnase. The promoter activity of this fragment was demonstrated via transient expression of Gus gene in cotton and by the integrated expression of Barnase gene in tobacco. This promoter can initiate the expression of exogenous gene specifically and efficiently in plant pollen. The transgenic tobacco plant containing G9-Barnase fusion gene showed the characteristics of recessive nuclei-sterility.     

Goldfish β-catenin cell-autonomously inhibits the expression of early neural development regulating gene vsx1

β-catenin gene is essential for the formation of normal dorsal axial structure in vertebrates. Recent studies have provided evidence that β-catenin has a certain role in restricting the amount of organizer-induced neurectoderm formation in zebrafish and Xenopus laevis. To further understand how β-catenin represses the induction of neurectoderm formation and whether the inhibition of neural progenitor fates is essential for the normal organizer formation, it was investigated whether β-catenin was involved in...     

广东汉族人群TLR9基因单核苷酸多态性及其单倍型(英文)

采用PCR扩增和直接测序法对191例健康且无血缘关系的广东汉族人群筛查了TLR9全基因序列,包括调控区、5′非翻译区、第1,2外显子、内含子及3′非翻译区上所有的单核苷酸多态性(SNP)位点.共检出五个SNP位点,分别为调控区的-1 486 T/C和-1 421 C/T、内含子区的+1174 A/G、第2外显子的+1 387 T/C和+2848 G/A,其中-1421 C/T和+1 387 T/C为首次发现的新位点.连锁不平衡分析表明-486 T/C,1174 A/G以及2848 G/A之间存在紧密连锁,并且涵盖了整个基因区域,形成了一个单倍域.在此基础上运用Hhase软件构建了TLR9基因的单倍型,共得到七种单倍型并模拟了它们可能的分布频率.进一步的中性检验表明TLR9基因在广东汉族人群中符合中性进化模式.     

心血管疾病的基因治疗

基因治疗在先天遗传性以及后天获得性心血管疾病治疗中均具有广阔的发展前景. 对心血管疾病致病机理的深入认识和疾病基因组学研究的发展, 进一步促进了临床前基因治疗的研究进展. 但基因治疗过程中存在的机体细胞免疫反应、外源基因表达水平不足、在体基因转导效率低下等因素都成为基因治疗临床应用转化的瓶颈. 近年来, 基因导入载体和基因组编辑技术的发展为上述问题的改善和解决提供了新的思路. 目前成族规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)/Cas9 基因组编辑技术已经成功应用于动物模型的在体基因编辑, 达到了显著改善血脂指标的疗效. 进一步研究体内组织特异和高效的基因导入方式, 提高基因编辑的靶向效率和特异性, 并建立全面有效的安全评估实验体系, 将推动基因治疗向临床应用的转化. 针对心血管疾病基因治疗中基因导入载体的研究以及CRISPR/Cas9 基因组编辑技术的应用展开讨论.     

CRISPR/Cas9基因转录激活技术的建立及其应用

建立基于CRISPR/Cas9的基因转录激活技术,实现在HEK293细胞中激活cGAS基因的转录。首先利用慢病毒载体构建稳定表达Cas9的HEK293细胞;并采用Real-time PCR和western blot方法鉴定Cas9蛋白质表达效果。再选取不同靶序列,分别构建用于激活cGAS基因转录的sgRNA载体,将构建好的序列载体与CRISPR体系工具质粒共转染至稳定表达Cas9的HEK293细胞中。采用Real-time PCR方法检测细胞中内源cGAS的转录激活效果。成功建立了基于CRISPR/Cas9的基因转录激活技术,并在c GAS基因阴性表达的细胞中激活基因的转录。