核酶M1GS-T6对HCMV UL97基因RNA片段体外切割作用

目的:研究M1GS核酶对HCMV UL97mRNA的体外切割作用.方法:针对HCMV UL97 mRNA T6位点设计与之互补的引导序列(Guide Sequence,GS),将其共价结合至大肠杆菌核酶P催化亚基(M1 RNA)的3'末端,构建M1GS-T6核酶,并用其对UL97基因亚克隆片段转录产物进行体外靶向切割实验.结果:核酶M1GS-T6具备特异性切割靶分子UL97 mRNA的能力.结论:核酶M1GS-T6具备特异性切割活性,为进一步研究HCMV病毒基因功能和治疗提供了新的途径.     

人端粒酶催化亚单位(hTERT)特异性核酶对乳腺癌细胞MCF-7活性的作用及影响

目的 探讨端粒酶特异性核酶对乳腺癌细胞MCF-7端粒酶活性、增殖和凋亡的影响.方法 设计合成RZ基因,构建人端粒酶锤头状核酶真核表达质粒pcDNA3.1( )-hTERT-RZ,测序鉴定.提取MCF-7细胞总RNA,RT-PCR扩增靶基因的cDNA片段,插入载体pMD18-T并测序鉴定.将核酶重组体及hTERT载体体外转录,琼脂糖凝胶电泳检测Rz的切割活性.核酶载体转染乳腺癌细胞MCF-7,RT-PCR法检测核酶重组子转染效率及核酶转染细胞中hTERT mRNA的表达量,TRAP法测定细胞端粒酶活性,MTT法、流式细胞仪测定细胞增殖及凋亡.结果 测序表明peDNA3.1( )-hTERT-Rz和pMD18-T-hTERT构建成功.5%琼脂糖凝胶电泳表明体外转录出Rz和靶基因hTERT,Rz对靶基因hTERT具有切割活性.构建好的核酶真核表达载体转染乳腺癌MCF-7细胞.发现其潜伏期延长,对数生长期减缓,S期细胞比例降低,G1期细胞比例增高(P＜0.01).端粒酶活性检测发现端粒酶活性明显降低.结论 端粒酶催化亚单位特异性核酶对靶基因hTERT在体外和体内均有催化切割活性,该核酶在乳腺癌MCF-7细胞中抑制hTERT的表达和细胞增殖,为核酶应用于恶性肿瘤的基因治疗提供了实验依据和新型工具酶.     

一个特殊的顺式发夹核酶对感染烟草原生质体的影响

研究一个烟草花叶病毒(TMV)cDNA3′末端被特异切割的发夹核酶对感染原生质体的作用。选用一个外源基因绿色水母荧光蛋白(GFPuv)作为报道基因，取代了大部分的CP编码区域，以研究在烟草原生质体中发夹核酶对TMV载体的复制，通过GFP的表达来确定表达量。顺式发夹核酶对TMV载体感染效率的影响通过体外转录来观察。TMV GFPRIB体外转录感染原生质体的效率比与其不含该核酶的对应物的感染效率高3～5倍。Northern杂交结果表明，包括核酶在内的3’末端非病毒序列在体外转录反应开始后就被顺式发夹核酶切除了。当直接用载体DNA pSTMVGFPRIB感染原生质体时，感染原生质体的数量比与之相对应的pSTMVGFP NOS感染原生质体数多50％～80％。     

桥序列在构建人工核酶M1GS中的作用

目的：为检验连接的Gs序列是否会影响M1RNA高级结构而导致M1RNA活性改变,对核酶的催化机制进行探讨。方法：通过软件模拟对M1GS进行结构分析,筛选了一段独立折叠的桥序列连接M1RNA与GS,并通过体外切割实验检验有桥和无桥序列的核酶的活性。结果：有桥序列的M1GS具备体外特异切割底物的核酶活性,而无桥序列的M1GS核酶未表现体外切割活性。结论：证实桥序列对维持M1RNA高级结构和保持人工核酶M1GS的体外切割活性具有重要作用。     

针对马铃薯卷叶病毒复制酶基因负链的突变核酶的克隆及体外转录

根据特异性切割马铃薯卷叶病毒中国分离株 ( PLRV-Ch)复制酶基因负链 RNA的锤头状核酶 ,设计、合成了编码与其相应的突变核酶的 c DNA,并克隆到质粒 p GEM-4 Z中 ,经序列分析及体外转录表明得到完整的突变核酶基因重组质粒 ,从而为突变核酶的转基因及进一步研究核酶在转基因马铃薯中表达引起的抗性及机理创造了条件     

温度变化对M1GS的结构和活性的影响

为研究M1GS的二级结构和活性随温度变化的规律,以人巨细胞病毒DNA聚合酶基因(UL54)为靶基因,构建了具有切割效率的核酶M1GS-T7。采用维也纳大学RNA二级结构预测与比较软件包分别对20℃,37℃,55℃的M1GS-T7进行二级结构模拟,并对20℃,37℃,55℃下的核酶的体外切割活性进行比较。软件模拟结果显示,对比37℃和20℃的M1RNA的结构,两者的碱基互补性存在明显差异,活性区域无法形成;对比37℃和55℃的M1RNA结构,两者只有M1RNA的活性中心存在差别,非活性部位改变较少。体外切割实验结果显示,20℃的M1GS-T7未显示体外切割活性,而55℃的M1GS-T7比37℃的M1GS-T7活性提高了30%。结果说明,活性部位的形成是核酶有活性的必要条件,且活性部位相对于非活性部位有较高的柔性。     

高效切割Hipp11 敲入位点的sgRNA 设计及活性验证

摘要: 目的设计并验证能够高效切割Hipp11 位点的sgRNA,为在Hipp11 位点定点敲入外源基因提供工作基础。方法使用预测软件对Hipp11 位点的sgRNA 进行预测并挑选脱靶效应较低的两个sgRNA。构建相应载体,通过CRISPR/Cas9 活性检测试剂盒在体外检测sgRNA 的活性。选取活性较高的sgRNA 体外转录,与Cas9 mRNA 一并注射受精卵。检测出生后小鼠Hipp11 位点切割效率,计算出sgRNA 的体内活性。结果两个sgRNA 的体外活性分别为19. 2%和51. 7%,使用体外活性高的2 号sgRNA 显微注射获得8 只新生小鼠,其中62. 5% ( 5 /8) 的小鼠中检测到Hipp11 位点周围发生碱基插入或缺失。结论获得一个能够引导高效切割的Hipp11 位点通用型sgRNA,从而为基因CRISPR 技术在Hipp11 位点定点插入外源基因奠定基础。sgRNA 体外活性能够预测sgRNA 在体内的切割活性,表明体外活性验证是筛选高活性sgRNA 的有效手段。     

抗HIF-1αmRNA锤头状核酶的计算机设计

设计一个抗缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）mRNA的锤头状核酶为构建它的基因表达载体选择靶点，以便用于肿瘤的基因治疗。从GenBank寻找缺氧诱导因子-1αmRNA的全序列，用RNA结构分析软件预测HIF—1αmRNA的二级结构并选择合适的核酶作用靶点，从而设计相应的锤头状核酶。HIF-1αmRNA的577位含有GUC三联体，可以作为核酶的切割靶点，设计的核酶包括22nt的催化活性中心和16nt的侧翼序列。计算机辅助预测证明此位点为合适的靶点，用Basic Local Alignment Search Tool（BLAST）筛选以确定的靶点序列的唯一性。成功设计抗HIF—1αmRNA锤头状核酶基因表达载体，为进一步运用核酶切割HIF—1αmRNA基因来抑制肿瘤生长铺平了道路。     

TIAR通过在DNA和RNA之间的穿梭机制调控DNA的转录活性

应用体外转录模型,即通过构建T7 及T7 TIAR 的碱基序列及部分退火的双链模型,合成了一段ODN,其包含单链的TIAR结合位点和1个T7的起始位点.通过进行RNA转录分析,TIAR的结合和替代实验,证明了TIAR可与富含T的单链DNA结合,并且TIAR与DNA的结合可因DNA的转录活性而解离.这一发现为TIAR可在DNA与RNA之间穿梭提供了证据.     

针对马铃薯卷叶病毒复制酶基因负链的突变酶的克？…

根据特异性切割马铃薯卷叶病毒中国分离株（ＰＬＲＶ－Ｃｈ）复制酶基因负链ＲＮＡ的锤头状核酶，设计、合成了编码与其相应的突变核酶的ｃＤＮＡ，并克隆到质粒ｐＧＥＭ－４Ｚ中，经序列分析及体外转录表明得到寒带的突变核酶基因重组质粒，从而为突变核酶的转基因及进上频琛麦在转基因马铃薯中表达引韦的抗性及机理创造的条件。     

端粒酶核酶抑制肿瘤细胞生长的研究

已证明有84.7%的人类恶性肿瘤组织细胞中端粒酶表达异常增高.端粒酶的作用是合成染色体末端端粒重复序列维持染色体稳定及细胞永生化的关键因素.因此,端粒酶在肿瘤发生发展中起重要作用,是目前最广泛的肿瘤标志物.核酶是一种具有内切酶活性的RNA分子,只要满足一定的空间结构就能定点切割RNA底物.切割端粒酶的核酶(简称为端粒酶核酶)主要针对端粒酶的两个亚单位hTR和hTERT抑制两基因的表达,降低端粒酶的活性,抑制肿瘤细胞的生长.     

用体外转录法制备小干扰RNA抑制Hela细胞CUEDC2基因表达

CUEDC2是一个广泛表达于各种真核生物、功能尚不明确的基因.利用一种改进的体外转录方法获得包含CUEDC2基因靶序列的长链RNA,进而通过RNA酶H切割引导序列形成成熟siRNA.转染Hela细胞并进行免疫印迹检测.结果显示,运用此方法得到的siRNA能够有效地抑制细胞中内源CUEDC2的表达,此项方法为CUEDC2的深入功能分析奠定了基础.     

HER-2基因特异性核酶设计与体外转录载体构建

目的 构建人表皮生长因子受体-2(HER-2)特异性核酶(ribozyme,RZ)及其底物基因的体外转录载体.方法 设计合成RZ基因,将该RZ克隆到真核表达载体pcDNA3.1( )中,测序鉴定.应用Trizol试剂提取MDA-MB-453细胞总RNA,RT-PCR扩增靶基因HER-2 cDNA片段,同样插入载体pcDNA3.1( ),测序鉴定.结果 经DNA测序分别证实合成的RZ基因序列和通过RT-PCR扩增的HER-2 cDNA序列克隆入pcDNA3.1( )中.结论 构建HER-2特异性RZ真核表达载体及含有HER-2 cDNA的载体,有助于进一步研究RZ对靶基因切割作用及雌激素受体阴性乳腺癌细胞MDA-MB-453中HER-2信号转导通路.     

合成U3snRNA基因上游启动区构建ACC合成酶反义RNA-核酶嵌合基因的植物表达载体

利用反义 RNA和核酶进行基因表达调控是当今植物分子生物学的研究热点之一 .但在转基因植物中 ,利用 RNA聚合酶 型启动区表达效率不高 .番茄 U3sn RNA基因由 RNA聚合酶 来转录 ,具有较高的转录效率 ,为一般转录效率的 1 0 0～ 1 0 0 0倍 .我们人工合成了番茄 U3sn RNA基因上游启动区 ( 1 5 2 bp) ,构建到番茄 ACC合成酶的反义 RNA-核酶嵌合 DNA序列的上游 ,然后将“启动区 -反义 RNA-核酶嵌合 DNA序列”插入到植物双元表达载体p GA6 4 3中 ,并用三亲融合法导入农杆菌 LBA4 40 4中 ,为研究 U 3sn RNA上游启动区增强反义 RNA-核酶基因的表达奠定了基础     

连接酶反应介导的荧光策略用于高效检测尿嘧啶-DNA糖基化酶的活性

目的:灵敏检测尿嘧啶-DNA糖基化酶(UDG)活性有利于生物医学研究和疾病预后.这里,构建一种连接酶反应介导的荧光策略用于高效检测UDG活性.方法:在本策略中,两条短寡核苷酸链分别与发夹探针环部序列的一半杂交,形成含缺口的DNA复合物.在UDG作用下,发夹探针环部的单个U碱基被移除,产生无嘌呤/无嘧啶(AP)位点.AP位点能抑制缺口处的连接酶反应,使位于发夹探针末端的立足点和链迁移区域仍彼此邻近,从而引发杂交链式反应(HCR),产生大量G四倍体(G4)结构.最后,G4与N甲基卟啉IX(NMM)结合,产生增强的荧光信号.结果:本策略检测限低至0.000 20U/mL,并能区分UDG与其它DNA糖基化酶.结论:本策略为生物医学研究和疾病预后提供了一种有潜力的工具用于灵敏定量检测UDG活性.     

脱氧核酶在基因治疗上的应用

长期以来,DNA一直被认为是一种被动分子,仅仅适合于携带遗传信息.但通过体外筛选技术得到脱氧核酶后,发现DNA作为具有催化活性的核酸,理论上能够对任意序列的 RNA分子进行特异性切割,因此具有潜在的治疗应用价值.     

靶向小鼠CREPT基因CRISPR/Cas9敲除质粒的构建

目的 利用规律间隔成簇短回文重复序列/相关蛋白9(CRISPR/Cas9)系统构建靶向小鼠CREPT基因的敲除质粒。方法 根据CRISPR/Cas9靶点设计原则靶向小鼠CREPT基因的sgRNAs,与体外转录载体pUC57-sgRNA连接，构建CREPT基因敲除质粒；体外切割实验验证设计的sgRNAs是否具有活性。结果 设计了3条sgRNAs并分别准确插入pUC57-sgRNA载体；体外切割实验结果显示，以上3条sgRNAs均能够介导Cas9蛋白对靶片断进行切割。结论 制备了小鼠CREPT基因敲除质粒和体外转录的sgRNAs,为构建CREPT基因敲除小鼠模型奠定了重要基础。     

人端粒酶逆转录酶核酶抑制端粒酶活性的实验研究

目的　为有效地切割端粒酶逆转录酶mRNA以降低端粒酶活性 ,从而使肿瘤细胞生长变慢 ,凋亡增加 .方法　设计并合成了 2个针对端粒酶逆转录酶mRNA的锤头状核酶基因htertRZ及htert 5’RZ ,构建了核酶基因的体外转录和真核表达质粒 ;并将核酶转染致肿瘤细胞中 ,检测其对肿瘤细胞端粒酶活性和生物学性状的影响 .结果　 2种核酶在细胞内均能明显地抑制端粒酶活性 ;核酶htertRZ稳定转染细胞后 ,使细胞生长变慢 ,倍增时间延长 ,但无明显促细胞凋亡作用 .结论　 2种核酶可望成为有效的端粒酶抑制剂 ,在抑制肿瘤生长中发挥作用 .     

不同转导方式及载体形式对TALENs在小鼠胚胎干细胞打靶效率的研究

通过同源重组进行小鼠胚胎干细胞基因敲除是目前应用最为广泛的基因敲除技术手段,但同源重组的效率却非常低.TALEs和FokI的剪切结构域融合的TALENs可以实现高效的基因敲除.已有报导表明,TALENs识别位点的DNA序列和长度,及间隔区的长短等条件影响TALENs打靶效率.但外源载体的导入方式及载体的形式(DNA或RNA)是否以及如何影响TALENs的打靶效率还不明确.用不同的转导方式将TALENs导入小鼠胚胎干细胞中,并检测TALENs切割识别位点的效率,实验发现Lipofectamine○R2000转染的TALENs比电转化能更高效地切割目的 DNA位点,而DNA质粒或体外转录的RNA表达的TALENs切割DNA位点的效率相近.数据表明,在应用TALENs进行基因敲除时,有必要选择合适的转导方式以提高突变效率.