利用生物信息学方法预测黑腹果蝇Flotillin-1蛋白的结构

生物信息学是对核酸和蛋白序列进行比对及分析,结合生物学知识,通过蛋白结构预测等方法在生物大分子水平上对其结构和功能进行研究,是生物科学发展的核心领域。浮舰蛋白-1(Flotillin-1)是脂筏标记蛋白,与轴突再生、学习记忆和肿瘤形成等过程相关。近年发现,从无脊椎到脊椎动物的很多种类都有Flotillin-1的表达,且在进化上高度保守。果蝇属于完全变态昆虫,是一种重要的模式生物,利用生物信息学方法预测果蝇Flotillin-1蛋白的结构,为深入研究该蛋白的功能提供依据。     

Zn2+在不同世代黑水虻体内累积及分布规律

通过在人工饲料中添加不同浓度Zn2+(75,150,300,600,1 200 mg/kg),研究了饲料中不同浓度Zn2+在连续2代不同发育阶段黑水虻体内的积累及幼虫不同组织的分布规律.结果表明,过量的Zn2+可在6龄幼虫、蛹和成虫体内积累,且Zn2+含量为6龄幼虫＞成虫＞蛹,然而,同一世代不同发育阶段虫体内的Zn2+含量不存在显著差异;但第2代受高剂量Zn2+胁迫虫体内Zn2+含量均显著高于第1代.Zn2+可在黑水虻5龄末幼虫表皮、脂肪体及中肠中累积,连续2代分布规律均为中肠＞脂肪体＞表皮,第2代各组织中Zn2+含量均高于第1代;在300 mg/kg Zn2+浓度下,第2代5龄末幼虫表皮和脂肪体中的Zn2+浓度与第1代存在显著差异,在高剂量(600和1 200 mg/kg) Zn2+处理浓度下,中肠中Zn2+含量显著高于第1代.     

dDnmt2与dMBD2/3在果蝇不同发育时期的转录表达

为了深入了解果蝇DNA甲基化修饰系统及其相关基因的表达特点及功能,以黑腹果蝇Canton S品系为材料,应用实时荧光定量PCR方法检测分析不同发育时期果蝇dDnmt2与dMBD2/3基因的转录表达.结果表明:dDnmt2与dMBD2/3分别在6～9 h和0-3 h胚胎期表达量最高,在12～15 h和18～21 h胚胎、三龄幼虫、蛹、成虫期表达明显降低.果蝇dDnmt2和dMBD2/3基因的表达特点与果蝇不同发育时期基因组DNA甲基化水平相一致.     

共生菌Wolbachia感染对果蝇适合度的影响

近年来的研究表明,Wolbachia会对多种昆虫的生殖和生长发育等产生影响,但对于果蝇的适合度影响研究较少.本研究比较黑腹果蝇Drosophila melanogaster感染和未感染Wolbachia品系在产卵量、孵化率、发育历期、成虫寿命及生命期望值方面的差异.结果显示,Wolbachia感染显著降低了果蝇的产卵量(P0.000 1)、孵化率(P=0.018)、化蛹率(P0.000 1)、羽化率(P0.000 1)和成虫寿命(P0.000 1),导致幼虫的发育历期延长(P0.000 1),且卵期和I龄、Ⅱ龄和Ⅲ龄期幼虫生命期望值均降低.感染Wolbachia果蝇品系的相对适合度为0.688,表明Wolbachia感染对果蝇的生长发育和繁殖存在有害的影响.     

松材线虫性别决定基因Bx-sex-1表达特征和生物学功能分析

【目的】揭示松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)性别决定基因Bx-sex-1的表达特征和生物学功能。【方法】通过Mega 6中的Jones-Taylor-Thornton (JTT)模型,采用邻接法(neighbor joining,NJ)对Bx-sex-1和其他线虫的氨基酸序列进行系统发育构建。采用同步培养的方法分别收集不同龄期的松材线虫并提取总RNA,反转录获得cDNA并采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR) 的方法,研究Bx-sex-1在松材线虫不同发育阶段的相对表达量。同时采用qRT-PCR并通过绝对定量法分析Bx-sex-1基因在雌虫和雄虫基因组的拷贝数。采用dsRNA浸泡法对目的基因进行干扰,观察松材线虫后代卵的孵化率和雌雄比的变化。【结果】系统进化树显示松材线虫Bx-sex-1和其他两个植物寄生线虫成为一支,与自由生线虫和寄生动物线虫分别进化为不同的分支。松材线虫Bx-sex-1在不同发育阶段相对表达量有差异,在卵期相对表达量最高,而在2龄幼虫时期最低,从2龄幼虫时期到成虫时期相对表达量逐渐升高。qRT-PCR结果显示Bx-sex-1基因在雌虫和雄虫基因组中均为单拷贝。Bx-sex-1被干扰后,卵的孵化率下降,雌雄比降低。【结论】松材线虫Bx-sex-1基因在卵的发育过程和性别决定中可能具有重要作用。     

烟草甲两个羧酸酯酶基因的克隆及表达模式

为了深入了解羧酸酯酶(Carboxylesterase,Car E)基因在烟草甲Lasioderma serricorne生长发育及响应CO_2气调胁迫方面的作用,在转录组测序基础上,利用RT-PCR技术克隆了烟草甲2个Car E基因c DNA全序列,对其分子特性和系统发育进行分析,并利用实时定量PCR技术检测其在不同发育阶段及不同φ(CO_2)气调胁迫条件下的表达模式。获得了烟草甲2个Car E基因完整的开放阅读框,其长度为1 698 bp和1 695 bp,编码565和564个氨基酸。氨基酸同源性和系统进化树分析表明,它们均具有羧酸酯酶典型的保守结构域,且属于β家族,分别命名为Ls Car EB1和Ls Car EB2(Gen Bank登录号:MG189601和MG189602)。Ls Car EB1和Ls Car EB2在烟草甲的各发育阶段均有所表达,其中在高龄幼虫期的表达量较高,显著高于低龄幼虫、蛹和成虫期的表达水平。LC10、LC30和LC503种φ(CO_2)处理6 h后,Ls Car EB1和Ls Car EB2的mRNA表达量随胁迫φ(CO_2)升高而上调且显著高于对照组。推测Ls Car EB1和Ls Car EB2不仅对烟草甲的生长发育具有重要作用,而且是其响应CO_2气调胁迫的重要机制之一。     

核糖体蛋白S6对果蝇发育的影响

核糖体蛋白S6在细胞周期和细胞凋亡等过程中发挥着重要作用. 通过对RNAi干扰S6基因表达的果蝇与S2细胞表型的观察,分析细胞增殖与细胞周期和细胞凋亡相关基因的变化,结果发现:S6基因表达干扰引起果蝇幼虫、眼睛、翅膀和刚毛发育异常,并阻滞S2细胞正常生长;在果蝇翅膀discs中有凋亡信号出现;细胞周期和细胞凋亡相关基因异常表达. 说明S6蛋白表达量减少引起的果蝇异常表型主要是通过细胞凋亡方式发生的.     

核糖体蛋白L22对果蝇发育的影响及机制

为了研究核糖体蛋白L22对果蝇发育的影响及其机制,采用RNAi方法,分别在果蝇胚胎、幼虫、眼睛和翅膀中减少L22表达,观察相应表型的变化;S2细胞中敲除L22,统计细胞数目,并通过RT-PCR法检测与细胞凋亡和细胞周期相关基因的表达;三期幼虫翅膀disc中干扰L22,吖啶橙染色.结果表明:L22表达量减少引起胚胎死亡、幼虫发育延缓,眼睛和翅膀发育缺陷,S2细胞数目减少,与细胞凋亡和细胞周期相关基因异常表达,翅膀disc中有明显的凋亡信号.     

用CRISPR/Cas9系统构建原位表达dXPR1-GFP的果蝇品系

XPR1是最近鉴定出的一个原发性家族性脑钙化症(primary familial brian calcification,PFBC)的致病基因,它在果蝇体内的同源基因是CG10483(dXPR1).使用CRISPR/Cas9系统,构建原位表达dXPR1-GFP的果蝇品系,在CG10483终止密码子之前插入绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的编码序列,使果蝇表达dXPR1-GFP融合蛋白.该融合蛋白既可以被CG10483编码蛋白的抗体和GFP的抗体识别又能在激发光下发出绿色荧光,能为dXPR1编码蛋白提供准确的定位,从而为研究XPR1基因的功能提供方便.     

核糖体蛋白S3表达减少对果蝇发育的影响

为探讨核糖体蛋白S3在果蝇(Drosophila)发育中的作用,采用RNAi法,分别在果蝇和果蝇S2细胞中干扰核糖体蛋白S3表达,观察对果蝇表型的影响。结果显示,减少核糖体蛋白S3表达引起果蝇幼虫发育延迟,眼睛、翅膀和刚毛生长缺陷等。进一步实验表明,在翅原基中有明显的凋亡信号;S2细胞数目减少;细胞凋亡和细胞周期相关基因表达异常。上述结果暗示核糖体蛋白S3表达减少导致的果蝇发育改变可能通过细胞凋亡的方式来实现。
     

大鼠小脑特异基因Zic的克隆、序列分析和初步表达

EST（AW055732）片段是SD大鼠脑内一特异表达基因cDNA的3‘-端片段,与小鼠和人的Zic基因同源。基于小鼠及人的Zic基因的同源序列,设计引物用PCR方法从SD大鼠中克隆得到该基因的编码区序列（rZic)。该基因编码一锌指蛋白,其锌指结构域与线虫的tra-1基因,果蝇的ci^D基因。人的Gli癌基因和果蝇的opa基因的锌指结构域高度同源,用RT－PCR方法分析了rZic基因在大鼠脑区分布状况。结果表明,rZic基因在小脑中高表达。将该rZic基因克隆至带有6个组氨酸的表达载体pET-32a( )中,用IPTG诱导rZic融合蛋白在大肠杆菌BL21菌株中表达,诱导后重组蛋白质占菌体总蛋白的20．8％。     

果蝇中E（W^a）的功能特征的研究

果蝇中,w~n 是由于转座因子 copia 对红眼基因的第二内含子的插入造成的,表型为杏黄色眼。调控基因 E(w~n)影响着 w~n 的表达而使 w~n 果蝇眼色变浅.我们用γ射线诱变得到一个 E(w~n)的回复子,纯合致死,致死作用发生在幼虫期。在红眼基因的十一个等位基因中,E(w~n)只影响 w~n、w~(n4)、w~n、w~(np55)、w~(nRM)和 w~(nR844)的表达,它们均为红眼基因的转座因子的插入突变等位基因。但 E(w~n)~R 对这些等位基因同时失去调控作用.E(w~n)与 w~n 的其它调控基因 su(w~n),su(f)和 Doa 对 w~n 表达的调控是独立的。E(w~n)初步定位于第二染色体右臂的59F—60B的位置。     

果蝇基因组功能区域组蛋白修饰的协同模式

基于"组蛋白密码"假设,以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)为研究对象,应用CoSBI(coherent and shifted bicluster identification)算法对黑腹果蝇Oregon-R细胞株培养14-16h的胚胎细胞,在全基因组范围、RNA聚合酶Ⅱ结合区域、绝缘子结合蛋白的结合区域的22种组蛋白修饰的分布情况进行CoSBI聚类分析,发现了果蝇基因组的功能区域所具有的一些"核心组蛋白修饰",说明果蝇基因组的组蛋白修饰具有成簇出现、相互协同的调控模式.另外,将黑腹果蝇处于14-16h胚胎细胞的基因分为表达与不表达两类,分析了两类基因所在区域组蛋白修饰的组合模式.     

jet基因与时差对果蝇寿命的调控研究

果蝇是理想的节律、睡眠与寿命机制研究的模式生物之一.研究已表明果蝇中因表达Jetlag(Jet)蛋白,进而调节重要生物钟蛋白Timeless(Tim)的降解,使得果蝇能很快适应新的光照周期,即表现出不明显的时差反应.为了研究jet基因和时差对果蝇寿命影响,利用jet突变体果蝇进行睡眠与寿命监测,结果表明:两种同类型jet突变体果蝇的睡眠时间显著高于对照组果蝇,其睡眠次数相对较少,每次睡眠时间较长,提示Jet蛋白功能的缺失反而能促进果蝇睡眠的维持,出现嗜睡症状.进一步探讨了两种不同的时差生活环境对jet突变体与对照组果蝇寿命的影响.研究表明,两种jet突变体寿命在时差环境中表现出显著性延长,而对照组则没有明显变化.以上结果提示jet基因的缺失对于果蝇寿命可能产生部分影响,其作用机制与生物学意义还有待进一步研究.     

犬钩虫(Ancylostoma caninum)不同发育时期蛋白质组分分析

为了解犬钩虫在不同发育时期蛋白质的表达情况,我们运用SDS-PAGE凝胶电泳对犬钩虫不同发育时期L3、L4和雌、雄虫的可溶性蛋白组分进行了分析,结果发现,L3期幼虫有22条蛋白带,L4期有17条蛋白带,雄虫有22条,雌虫有22条,各期既有共同的蛋白条带也有期特异性的蛋白条带.其中L3期蛋白条带较多,L3、L4期幼虫的蛋白条带和成虫的蛋白质条带有较大差别,而雄虫和雌虫之间差别很小.这可能与L3是感染期幼虫,需要分泌更多酶穿透宿主皮肤.对犬钩虫不同发育时期表达的蛋白进行分析,为进一步开展钩虫致病和期特异性抗原的免疫保护机制以及以抗原为基础的免疫学诊断研究奠定了基础.     

家蚕促咽侧体素受体基因克隆及发育表达

文章克隆得到家蚕(Bombyx mori)神经肽促咽侧体素受体基因(Allatotropin receptor,BommoATR),开放阅读框全长为1 254 bp,编码416个氨基酸.Bommo-ATR氨基酸序列的二级结构预测为7次穿膜蛋白,符合GPCR家族成员的典型特征.实时荧光定量PCR结果表明,家蚕脑-咽下神经节复合体中的ATR mRNA在5龄幼虫期表达量最高,其次为蛹后期,蛹前期和成虫阶段表达量最低.其中5龄幼虫第2天表达量最高,1～5 d持续维持较高的表达水平,这可能与保幼激素的合成有关.     

避孕药饲喂果蝇的遗传学效应研究

利用果蝇(Drosophlia melanogaster)为试验材料,探讨了避孕药饲喂果蝇后产生的各种生物学效应.在果蝇培养基中添加不同浓度的(10、20、30、40、50、60、70 mg.L-1)避孕药,然后成对放置果蝇.经4代饲养,分别统计分析果蝇后代的数量、性比,测定了幼虫体重.结果发现,不同浓度的避孕药可显著减少果蝇后代的成蝇数目、可产生部分畸形个体、降低成蝇的性比;但对果蝇的幼虫体重影响却不明显.     

小鼠T细胞发育相关基因RS21-C6的表达谱及其编码蛋白的细胞内定位

研究了小鼠T细胞发育相关基因RS21-C6的表达谱及其在细胞内的定位.提取小鼠8种组织及处于5个发育阶段的胸腺细胞总RNA,逆转录成cDNA后,利用RS21-C6基因特异性引物,观察了RS21-C6基因的表达;同时构建pEGFP-N3/RS21-C6重组表达载体,在激光共聚焦荧光显微镜下观察了细胞内荧光分布.RT-PCR结果表明RS21-C6基因在所检测的组织和细胞中除骨骼肌和CD4SP胸腺亚群外均有不同程度的表达.激光共聚焦荧光显微镜观察结果表明,RS21-C6-GFP(绿色荧光蛋白)融合蛋白表达在胞浆内,RS21-C6-GFP融合基因的瞬间和稳定表达均获得了相同结果.     

黑胸大蠊免疫兔血清的制备与应用

按常规动物免疫方法用黑胸大蠊不同发育阶段可溶性抗原对新西兰兔进行免疫,并通过SDS-PAGE和酶联免疫印迹(EL IB) 技术分析黑胸大蠊不同发育阶段抗原的免疫学特性,同时用黑胸大蠊若虫和雄虫免疫兔血清筛选美洲大蠊若虫cDNA 文库,对阳性克隆进行PCR 鉴定和序列测定,结果显示：卵抗原、若虫抗原、雄成虫抗原、雌成虫抗原分别可见13,28,26 和41 条蛋白区带,4种抗原组分相互之间有交叉抗原存在,用黑胸大蠊若虫免疫兔血清筛选出1个新基因,用黑胸大蠊雄虫免疫兔血清筛选出6个新基因.