奇蹄目核糖核酸酶基因超家族(RNASE A)的分子进化研究

为深入认识核糖核酸酶基因超家族(RNASE A),以奇蹄目的家马、驴、野马和白犀牛为研究对象,分析RNASE A序列、鉴定真假基因、预测等电点及构建系统发育树.结果揭示每个物种的RNASE A序列数并不相同,RNase4在该研究物种分歧之前发生1次基因复制,其中1个拷贝保留功能,另外1个拷贝发生假基因化并在不同物种中有不同程度的保留或丢失,而RNase2/3和RNase7/8经历"基因分拣"进化模式.另外,典型的RNASE A序列特征在RNase9—13中发生变异,揭示RNase9—13可能丢失核糖核酸酶活性而具有其他新功能.总之,该研究系统探讨了奇蹄目RNASE A的分子进化,增加了该基因超家族研究的多样性,为更加深入开展RNASE A研究提供了基础.     

DELLA基因家族在被子植物中的系统演化关系

基于被子植物各主要分支代表类群的DELLA氨基酸序列，开展它们在被子植物中演化关系的系统发育分析.DELLA基因家族在双子叶植物早期演化阶段经历了一次复制事件，形成2大分支，每支都包含相应的蔷薇类和菊类；单子叶植物没有经历早期的复制事件，所有的DELLA基因聚在一起形成单一的支系.另外，证实了在被子植物的双子叶植物中存在第3个DELLA基因支系.     

青岛文昌鱼DAD1样蛋白基因的克隆和同源性分析

dud1基因为一种内源性细胞凋亡抑制子基因，在发育中可能执行着重要功能．我们通过对青岛文昌鱼18小时神经胚cDNA文库进行测序，获得文昌鱼dud1样基因的2个cDNA片断，经拼接首次得到含有完整读框的文昌鱼dud1样基因的cDNA序列，其演绎的氨基酸序列与人、鼠、鸡、非洲爪蟾、果蝇、线虫、扁豆、番茄的DAD1蛋白的同源性分别为73．5％、73．5％、67．5％、70．9％、67．5％、55．5％、41．9％、41．8％．结果证实青岛文昌鱼dud1样基因在进化上具有高度的保守性，并且在进化上更接近于脊椎动物．     

蒙古鮊ob基因的克隆与组织表达特异性的初步研究

根据已知的人和鼠ob基因序列设计引物,通过运用RT-PCR技术首次从蒙古鮊脂肪组织的RNA中扩增获得ob基因片段,并经序列分析证实为ob基因编码区438 bp的序列.不同物种同源性比较表明ob基因序列具有很高的保守性:蒙古鮊与人、猪和鼠的ob基因核苷酸编码序列的同源性分别为82.9%、84.0%和99.1%;蒙古鮊ob基因编码的蛋白leptin氨基酸序列与人、猪和鼠氨基酸同源性分别为80.8%、78.8%和95.9%.用RT-PCR技术分析组织ob基因的表达特异性,结果表明:ob基因在脂肪和肝脏组织中的表达量最大,在心脏、脾脏、肌肉、脑、卵巢中的表达量次之,在肾脏中仅微量表达,而在精巢和肠道组织中则不表达.     

真核生物中支架蛋白家族(IQGAP family)的分子进化分析

支架蛋白家族(IQGAP family)广泛存在于真核生物中,在细胞的信号转导、骨架运动、细胞分裂的过程中都有着重要功能.研究分析IQGAP蛋白家族的分子进化,有助于深入全面地了解整个IQGAP蛋白家族在不同物种中功能.通过使用相关数据库,在35个真核生物物种中检索到了70个支架蛋白家族成员的序列信息,并对其进行了系统的分子进化研究.我们发现:支架蛋白家族基因广泛存在于后生动物(Metazoan)、真菌(Fungi)、变形虫界(Amoebozoa)以及其他一些真核生物中,提示支架蛋白存在于最后的真核生物的共同祖先(Last Eukaryotic Common Ancestor,LECA).系统发育分析表明脊椎动物的IQGAP蛋白和非脊椎动物中代表性IQGAP基因共享一个共同的祖先基因,单个的IQGAP祖先基因在早期脊椎动物中(在四足总纲和硬骨鱼纲的分离之前),发生了两次基因复制事件,导致现存的脊椎动物中3组IQGAP基因(IQGAP1,IQGAP2,IQGAP3)产生.     

CYP2D亚家族基因在灵长类动物中的药物代谢及进化研究

CYP2D亚家族基因普遍存在于灵长类动物中,在药物代谢方面起着重要作用,但不同地域和种族的人的CYP2D酶对同一药物的代谢效果存在差异,非人灵长类动物的CYP2D酶代谢某些药物的效果比人类的更有效.此外,在漫长的进化过程中,灵长类动物CYP2D亚家族基因之间会经历频繁的基因复制或基因丢失,导致CYP2D亚家族基因数目存...     

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。     

鸟类TLR基因进化分析

为了明确鸟类Toll样受体(Toll-like Receptor,TLR)基因物种间拷贝数量差异和基因进化选择,本试验利用BLAST程序对73种鸟类基因组数据进行TLR基因的鉴定,将预测到的序列进行系统发育分析,分析其进化选择方向,探究鸟类TLR基因进化机制.结果显示：1)在73种鸟类中可以预测发现大多数的TLR基因,TLR7基因存在多拷贝现象,多数发生在雀形目中,TLR21在部分鸟类中未预测到;2)在大多鸟类物种中,TLR3基因和TLR21基因表现出正向选择;3)在不同类群中部分TLR基因进化存在差异.结果表明鸟类TLR基因存在不同的选择进化方向.     

幽门螺杆菌豚鼠动物模型的建立

采用哥伦比亚血琼脂固体培养基培养的幽门螺杆菌国际准菌株NCTC11637,用生理盐水稀释至109CFU/mL,采用6周龄、体重均在300~350 g的豚鼠20只,随机分为2组,每组对照鼠2只.实验鼠连续3次灌注幽门螺杆菌生理盐水稀释液,对照鼠同时灌注生理盐水,6、8周后处死检测.发现对照组豚鼠鼠胃中有Hp定值并呈现明显炎症反应,鼠胃上皮单个核细胞浸润,表明豚鼠对Hp NCTC11637敏感.首次在豚鼠中建立了稳定、可靠的幽门螺杆菌敏感动物模型,可为幽门螺杆菌疫菌的免疫学测定打下基础.     

禾本科植物β-淀粉酶基因家族分子进化及响应非生物胁迫的表达模式分析

 β-淀粉酶(beta-amylase,BAM)是一类关键的淀粉水解酶,在禾谷类作物生长发育过程中起着重要作用,与植物多种非生物胁迫响应相关.本研究通过系统发育分析,将水稻、玉米、高粱、谷子、二穗短柄草5 种禾本科植物中共54 个BAM 基因分为10 个同源基因簇,每个同源基因簇都涵盖了这5 个物种,因此推测在禾本科祖先物种中至少含有10 个BAM 基因,并且在禾本科植物分化后没有发生明显的基因丢失事件.基于对编码蛋白质序列的功能分化分析,表明同源基因簇间存在明显的进化速率的差异.对10 个同源基因簇进行了适应性进化检测,发现有3 个同源簇在禾本科植物的进化过程中经历了适应性进化.此外,对水稻β-淀粉酶的表达分析发现,一些β-淀粉酶具有组织特异性表达特征,并且至少有5 个水稻的β-淀粉酶基因具有受到非生物逆境的胁迫而表现出不同的表达模式.本研究结果为进一步探讨禾本科BAM 基因的生物学功能提供了一定的理论基础.     

家猪信号转导及转录激活因子基因3、5a及5b的克隆、剪切变体鉴定及组织表达图谱分析

本研究以家猪为材料,克隆了家猪STAT3、STAT5a、STAT5b基因的cDNA全长,序列分析显示:家猪STAT3基因cDNA编码770个氨基酸的蛋白,与人、牛、大鼠、小鼠STAT3氨基酸序列一致性高达99%;STAT5a基因cDNA编码799个氨基酸的蛋白,与人、牛、大鼠、小鼠氨基酸序列一致性分别为分别为96%,97%,95%,和95%;STAT5b基因cDNA编码787个氨基酸的蛋白,与人、牛、大鼠、小鼠氨基酸序列一致性高达98%.同时,还鉴定到STAT3的一种新剪接变体以及STAT5a的三种剪接变体.采用RT-PCR方法,我们进一步检测了这些基因mRNA在成年家猪各组织中的表达情况.STAT3在除了心脏和肌肉以外的其他被检测组织中均有较高的表达水平;STAT5a在肝脏、肾脏、脾脏、肺和卵巢中有较高的表达水平;STAT5b在所有被检测的组织中均有表达.     

基因与健康

基因是生命体遗传信息的载体,能把信息编码从细胞传到细胞,从机体传到机体。基因可以表达产生蛋白质,蛋白质是构成生命体的物质基础。不同的生物物种,基因组的大小不同。一般来说,进化程度越高,DNA(脱氧核糖核酸)含量越高。人类体细胞具有23对染色体,人类的全部遗传信息就包含在这些染色体卜,任何一条染色体异常都将影响到个体的健康乃至生命。 任何生物之所以能幸存、维持机体各部分结构功能的正常首先在于它们的DNA能被忠实的复制(复制后的DNA携带遗传信息进入新的细胞或机体)并且保护DNA免受各种因素的损     

共转化CBF4和bar基因蒙农杂种冰草植株的分子检测

在获得转CBF4和bar基因蒙农杂种冰草植株的基础上,应用PCR和Southern杂交技术检测外源基因在转基因蒙农杂种冰草植株中的整合及拷贝数.确定外源基因CBF4和bar基因已经整合到冰草基因组中,并且是以多拷贝的整合方式插入受体细胞的染色体上.说明外源基因对蒙农杂种冰草成功地进行了转化,可以作为后期转基因冰草植株研究及培育转基因冰草新品种的材料.     

129小鼠CgA基因cDNA 5'端部分片段及CgA基因的克隆

通过RT-PCR方法,从129小鼠脑组织中克隆到CgA基因cDNA 5'端部分片段,序列分析结果表明,所克隆到的片段序列与文献中完全一致.以此片段为探针,从129小鼠基因组库中筛选获得阳性噬菌体1-1,克隆了CgA基因,并与文献中的小鼠CgA基因限制性内切酶图谱进行了比较分析.     

蓝藻门中类胡萝卜素合成关键酶基因的水平转移分析

类胡萝卜素合成酶基因(crt基因)是一类指导类胡萝卜素合成的基因,迄今为止还没有人很好地阐述蓝藻crt基因序列的多样性和早期进化特征.为研究蓝藻crt基因的多样化程度,了解其进化规律,文中利用现有资料,分析了参与蓝藻门中类胡萝卜素代谢的关键酶的分子进化关系,主要目的是提供crt基因在蓝藻门中的进化轮廓,分析其是否存在基因的水平转移,并评价其选择方式,便于今后描述该基因在蓝藻中的进化特征.系统发育分析发现在蓝藻基因组中频繁发生基因的水平转移,而氨基酸变化大部分是在正向选择下进化的.分析还发现大部分代谢前期的crt基因相对保守,一些亲缘关系密切的蓝藻其类胡萝卜素基因却有较远的进化距离.     

鲤科鱼类系统进化过程中SINEs的插入事件

短散在核重复序列(SINEs)是真核生物基因组内的移动元件,已被广泛应用于系统发育研究。文中报道了用SINE的插入事件和细胞色素b基因来研究鲤科鱼类的进化.结果显示:细胞色素b基因和SINEs插入事件在大的鲤科鱼类分类上都支持形态学的分类结果,将整个鲤科鱼类分为雅罗鱼系和鲃系;两种分子标记所获结果的不同之处在于野鲮亚科的进化地位.SINEs插入事件的分析结果显示该亚科的进化地位比较原始,而细胞色素b序列的结果则显示其相对较晚的进化起源.尽管在该研究中分析的物种较少,但为SINEs在鲤科鱼类插入事件的研究提供了基础.     

AcMNPV bro基因的表达和作用研究

bro基因(baculovirus repeated orf)是杆状病毒编码的一个独特的基因家族,一些病毒的基因组中编码有多个该基因家族的成员.研究分析了苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(AcMNPV)基因组仅有的一个bro基因,结果表明:AcMNPVbro基因(ac-bro)在感染后6h就开始转录,并在8h时检测到BRO表达;ac-bro基因敲除的重组病毒感染后子代病毒的效价略低于野生型病毒,且其DNA复制明显推迟.利用大肠杆菌中重组表达的Ac-BRO蛋白进行的体外实验提示其具有结合DNA的能力.这些结果提示ac-bro基因在病毒的复制中有一定的作用.     

猪黑皮质素受体3和4基因克隆及分析

以长白猪(Landrace)大脑cDNA为模板,克隆长白猪黑皮质素受体3和4基因(MC3R和MC4R).序列分析显示:长白猪MC3R基因cDNA编码具319个氨基酸的前体蛋白,与人、大鼠、小鼠和斑马鱼的氨基酸序列一致性分别为86.4%、83.3%、82%和69.7%;MC4R基因cDNA全长1175bp,编码具332个氨基酸的前体蛋白,与人、大鼠、小鼠的氨基酸序列一致性高达94%以上,与斑马鱼MC4R氨基酸序列享有70.7%的同源性.序列分析显示,猪MC3R和MC4R基因都具有典型的七次跨膜结构域,和短的胞内环和胞外环,且在第五个跨膜域中保守的甲硫氨酸(M)分别替换为异亮氨酸(I)和缬氨酸(V).另外,在猪MC3R和MC4R中还鉴定到保守的半胱氨酸残基,第一个胞内环中保守的PMY基序和N末端的3个N-链接糖基化位点.组织表达图谱分析表明,MC3R主要在大脑和脾中高表达,而MC4R主要在六种检测的组织中都有表达,在肾中表达较弱.     

玉米两个亚基因组与C4途径的进化

玉米不仅是重要的粮食作物,同时也是重要的C4光合作用作物.通过对玉米中有关C4途径的基因与高粱基因进行比较分析以及构建相应的系统发育树,发现C4途径中3个关键酶基因的基因家族以及一个叶绿体蛋白酶基因,它们都具有独立的适应进化过程.另外,对玉米C4途径中两个亚基因组基因Maize1和Maize2给出了明确的定义,发现了在C4途径进化过程中两个亚基因组中同源基因丢失不均衡现象,即在C4途径中Maize1相对于Maize2保留了更多的基因.     

真核生物上游刺激因子家族的分子进化

氨基酸序列和基因结构的系统发育分析表明,上游刺激因子家族usf1和usf2基因的产生是基因复制的结果,同时,usf1和usf2的内含子位置以及插入相位分析揭示在不同进化地位的物种中,可独立地发生内含子的插入或删除,因此,看似同源的内含子不一定是同源的,这说明在以内含子为基础进行同源性分析时应谨慎.与低等动物相比,脊椎动物中的usf基因序列高度相似,对比usf1和usf2的各个选择性剪接变体发现,二者的剪接模式都很保守,而新的变体是由点突变或内含子中额外序列的插入造成的.另外,以前的研究均认为所有usf中均有亮氨酸拉链,然而本研究发现,该结构域是新近插入到该蛋白家族中的.