生物信息学辅助定位及延伸辐射诱导未知表达序列标签

研究辐射诱导的基因表达调控对于认识细胞对辐射损伤的应激反应有重要意义.在低剂量辐射诱导新基因RIG1表达序列标签(expression sequence tag,EST)片段的基础上,通过非克隆cDNA文库和RACE(rapidamplification of cDNA end)技术获得了其3′末端.依据实验得到的这两段EST序列所提供的信息,通过生物信息学分析将RIG1基因初步定位在20号染色体.对20号染色体RIG1区基因组序列进行外显子扫描,发现预测的外显子正好与实验得到的EST相吻合.利用预测的外显子设计特异引物,成功地克隆了RIG1基因全长序列.同时,对20号染色体RIG1区的生物信息学分析表明,在RIG1基因的上游存在启动子区,从而确定了RIG1基因的基因组序列.因此,通过生物信息学辅助设计实验,快捷地定位及延伸了未知EST片段RIG1,基本完成了RIG1的全基因、基因组序列及染色体定位研究.     

生物信息学辅助定位及延伸辐射诱导未知表达序列标签

研究辐射诱导的基因表达调控对于认识细胞对辐射损伤的应激反应有重要意义.在低剂量辐射诱导新基因RIG1表达序列标签(expression sequence tag,EST)片段的基础上,通过非克隆cDNA文库和RACE(rapid amplification of cDNA end)技术获得了其3′末端.依据实验得到的这两段EST序列所提供的信息,通过生物信息学分析将RIG1基因初步定位在20号染色体.对20号染色体RIG1区基因组序列进行外显子扫描,发现预测的外显子正好与实验得到的EST相吻合.利用预测的外显子设计特异引物,成功地克隆了RIG1基因全长序列.同时,对20号染色体RIG1区的生物信息学分析表明,在RIG1基因的上游存在启动子区,从而确定了RIG1基因的基因组序列.因此,通过生物信息学辅助设计实验,快捷地定位及延伸了未知EST片段RIG1,基本完成了RIG1的全基因、基因组序列及染色体定位研究.     

一个新的白血病相关基因LRP16全长cDNA的克隆、序列分析及表达特征

 克隆一个与白血病复发相关基因 (LRP1 6)的全长 c DNA序列 ,对其进行染色体定位、组织表达谱分析 ,并对该基因编码蛋白质进行原核表达 .首先用获得的一段 3kb DNA片段在 NCBI提供的 h ESTs数据库中进行电子杂交并对重叠克隆片段组装 ,再设计引物进行 c DNA末端快速扩增(RACE技术 ) .采用 Northern印迹方法进行组织表达分析 .以高通量基因组序列 (HTGS)数据库为基础进行染色体定位 .对构建的克隆菌用 IPTG诱导重组蛋白表达后进行 SDS- PAGE,同时对重组体测序确证 .钓取了该基因全长 c DNA、推导所编码的氨基酸序列 ,并将该基因定位于染色体1 1 q1 2 .2 .原核表达筛选获得了该基因重组子的一个缺失体 .对 LRP1 6基因全长 c DNA的序列分析提示 ,该基因可能编码两种 N端不同的蛋白质 ,且该基因的转录本可能存在一种丰度较低的剪接体 .     

小鼠睾丸特异表达基因TSEG-1的克隆及序列分析

从表达序列标签(expressed sequence tags, ESTs)数据库ZooDDD中获得小鼠正常睾丸表达的EST, 通过dbEST数据库检索出与其高度同源的EST序列, 构建EST叠加群(contigs), Biolign软件拼接, GeneScan软件预测contigs对应的基因组序列中的外显子、内含子; 针对开放阅读框设计引物序列, 采用RT-PCR从小鼠睾丸组织中克隆新基因的cDNA, 分析该基因在小鼠各脏器中的mRNA表达, 并对测序结果进行生物信息学分析。结果表明: 在小鼠X染色体的1 668~2 011 kb间克隆出一新基因TSEG-1, 全长为510 bp, 开放阅读框为336 bp, 编码111氨基酸, 分子量12.84258 kDa, 等电点11.4000。RT-PCR证实该基因开放阅读框正确, 在小鼠睾丸组织中特异性表达, 且与小鼠其他cDNA 无同源性, 获得GenBank 登录号EU079024。功能区分析发现TSEG-1蛋白可能为一种跨膜蛋白, 跨膜区位于第41~61氨基酸残基。TSEG-1基因与人类睾丸特异性组蛋白2a变异体基因有较高同源性, 在TSEG-1基因5′-端非编码侧翼预测发现存在1个启动子区域, 范围为680 bp。 TSEG-1蛋白可能有4个抗原性位点, 2个特异性蛋白激酶的磷酸化位点, 其亚细胞定位可能位于线粒体。小鼠睾丸特异性基因TSEG-1的克隆为进一步研究其生物学功能和表达调控奠定了基础。     

应用cDNA芯片分析79个新基因的人胚组织表达谱

大规模cDNA测序和生物信息学技术相结合,得到来自于商品化的人胚肾cDNA文库79个代表新基因的表达序列标签(EST).随后,采用高速度机械手制备这些cDNA的基因芯片,用于鉴定79个新基因的ESTs在20周、26周两个胚胎时期6种组织中的基因表达状况,以研究这些EST片段代表的新基因功能提供线索.通过芯片杂交及结果分析,得到同一个组织两个不同时相8个差异表达的基因,随后的RNA印迹分析的结果与芯片杂交的结果相一致.     

心脏特异新基因Lrrc10的分子克隆与特性分析

采用表达序列标签(EST)介导的基因克隆和表达谱分析,从小鼠心脏克隆了一个心脏特异新基因Lrrc10（GenBank Acc No. AF527781）.该基因cDNA全长为1 410 bp,定位于小鼠染色体10D2,在基因组中无内含子.Lrrc10的最大开放阅读框编码的假想蛋白由274个氨基酸组成,含有7个亮氨酸重复基序.同源性检索未发现有整体同源性的已知基因.EST数据库中支持该基因cDNA序列的全部18条EST均来自小鼠心脏组织.对小鼠的不同组织cDNA的RT-PCR检测证实该基因主要在心脏中强表达,在肺低表达,而在其他组织中不表达或表达很弱.因此该基因是心脏特异的富亮氨酸重复超家族新成员.     

cDNA(EST)文库的高通量生物信息学分析体系的构建与应用

应用生物信息学方法,构建了一套针对cDNA或EST文库的高通量、自动化分析体系,CLASP(cDNA Library Analysis SystemPrimary)。CLASP基于Linux操作系统,主要由Perl程序构成。它以cDNA文库(ESTs)序列为分析对象,具有自动查找序列同源基因并进行染色体定位(包括细胞遗传学定位和SIS定位)、EST自动延伸等功能;并对不同来源序列进行聚类分析。应用该体系对3对肺癌相关抑制性消减杂交(SSH)cDNA文库进行了分析。结果在所有3对文库的2083条EST中有1492条找到了同源基因,其中1365条得到染色体定位。对所余591条未知基因的EST进行了电子延伸,其中有214条EST得到不同程度的延伸。对上述cDNA文库中已知基因的EST以及电子延伸后的EST再分别进行聚类分析,而后综合两个聚类分析的结果,由此可发现不同文库间的共同与差异表达基因,可用于特定性状相关的基因功能预测。     

成人视网膜假定蛋白基因ARHP的克隆及生物信息学分析

从UniGene库中选取编号为BG2 2 2 62 4来自人鼻咽组织的表达序列标签 (EST )序列 ,联网到NCBI调用Blast服务器分析 ,发现该EST序列是一个代表新基因的未知序列 .利用Blast检索GenBank的nr数据库和EST数据库 ,构建EST重叠群 ,联网到NCBI的ORFfinder服务器 ,分析发现该EST重叠群具有完整的阅读框架 .分别在cDNA序列阅读框架的起始密码子和终止密码子的两侧设计引物 ,以人胎脑cDNA文库为模板 ,进行PCR扩增 ,测序确定该基因的cDNA全长序列 .该基因cDNA序列全长为 1672bp ,阅读框架位于第 3 0 4～ 1557位之间 ,编码由 417个氨基酸组成 ,分子质量为 46 58ku的蛋白质 ,其理论 pI为 4 2 1.将蛋白质序列通过NCBI的Blast服务器进行序列相似性分析 ,发现该基因编码的蛋白质和成年小鼠视网膜未知蛋白 (BAB3 2 2 14 )同源 .经与国际人类基因组命名委员会协商定名为成人视网膜假定蛋白 (adultretinahypotheticalprotein ,ARHP) ,GenBank登录号为AY174896.生物信息学分析表明 ,该蛋白质可能为一参与转录调控的核蛋白 .ARHP基因定位在染色体 5q3 5,跨越 3 5163bp ,含 4个外显子和 3个内含子 .在基因的 5′非翻译区有 2个CpG岛     

人类β-1,4-半乳糖苷转移酶Ⅲ基因的分离与克隆

以人、牛、鼠、鸡、蜗牛的β-1,4-半乳糖苷转移酶催化区的编码核苷酸序列为探针,在NCBI GenBank EST数据库中进行同源搜寻,获得若干有高度同源的EST.在拼接序列的两端设计引物,以从人胎盘cDNA文库中PCR扩增获得的片段为探针,在人胎盘cDNA分子库中步移获得一个长1,907bp的cDNA片段,包含一个长1,179bp的开放阅读框(ORF,open reading frame),编码393个氨基酸残基。该基因与已知的人类β1,4-GalTI的氨基酸同源性为43.8%,在蛋白质催化区的同源性更高达60.9%。表达谱分析发现该基因在人体16种组织中均有不同程度的表达,转录本大小约为2.4kb.通过该cDNA人/啮齿类杂种细胞株DNA Southern杂交将该基因定位在1号染色体。     

EST分析技术在鸡基因组学研究中的应用

表达序列标签（EST）是由大量随机取出的cDNA库克隆经测序得到的组织或细胞基因组的一段cDNA序列,一个EST代表生物体某种组织某一时期的一个表达基因。综述了EST分析技术在鸡基因组研究中的应用。如用于鉴定、发现和预测鸡的新基因,用于基因图谱的绘制,用于筛选基因的单核苷酸多态性（SNP）位点,用于基因表达分析和基因芯片制作等。EST数据库和生物信息学的联合分析技术在推动家鸡后基因组的研究中发挥着重要的作用。     

猪丙型肝炎病毒核心蛋白结合蛋白6同源基因的克隆化研究

利用不同种属动物之间重要基因序列高度同源的理论,应用分子生物学与生物信息学技术和方法。克隆猪丙型肝炎病毒(HCY)核心蛋白结合蛋白6(HCBP6)的同源基因。首先应用酵母双杂交技术,以表达HCV核心蛋白的表达栽体作为曾饵,对于百万级的肝细胞cDNA文库酵母进行配合、筛选,首先获得人HCBP6的全长鳊码基因。然后应用美国国立生物工程中心(NCBI)建立的核苷酸序列数据库(CenBank)的同源基因的检索,搜索与之同源的来源于猪的表达序列标签(EST)。然后根据基因同泺性的原则,确定猪HCBP6的同源基因。获得了与HCC核心蛋白结合蛋白的36个基因片段,其中之一命名为HCBP6。根据基因同源性搜索,获得了来源于猪的EST基因序列片段。最终确立了猪HCBP6的同源基因。利用不同物种之间基因同泺性的原理、NCBI数据库GenBank同源基因的搜索,获得了猪HCBP6同源基因。生物信息学技术在后基因组时代具有重要地位和作用。     

Cloning and characterization of the human IFT20 gene*

Intraflagellar transport (IFT), in which molecular motors and IFT particle proteins participate, is very important in assembling and maintaining many cilia/flagella, such as the motile cilia that drive the swimming of cells and embryos, the nodal cilia that generate left-right asymmetry in vertebrate embryos, and the sensory cilia that detect sensory stimuli in some animals. Here we report the molecular cloning and characterization of a novel human cDNA that is 1060 base pair in length, encoding a putative protein of 158 amino acid residues which shares high homology to Mus musculus intraflagellar transport protein mIFT20 (Accession number AAL99202, identity 82.3%, similarity 82.9%) at protein level. Bioinformatics analysis revealed that the gene is composed of 6 exons and is located on human chromosome 17p11.1. RT-PCR showed that this gene is expressed in human brain, lung, kidney and pancreas, and lower expression were also detected in human placenta, liver, thymus, prostate and testis.     

鼻咽癌相关基因NAP1的克隆及鉴定

从UniGene库中选取编号为BG231197,来自人鼻咽组织的EST序列.利用Blast检索GenBank的nr数据库和EST数据库,构建EST重叠群.利用人类基因组草图搜索法从成人正常鼻咽组织中PCR扩增获得该基因全长cDNA,命名为NAP1,GenBank登录号为AY190326.NAP1基因cDNA序列全长为573 bp,编码由85个氨基酸组成,相对分子质量为9 700的多肽.用α-³²P-dCTP标记NAP1基因片段,与含15种正常成人组织的多组织RNA印迹膜杂交,结果表明NAP1基因在淋巴结和气管中高表达,转录本大小约为0.6 kb,在其他组织中不表达.NAP1蛋白质与滤泡树突状细胞（follicular dendritic cell, FDC）的一种分泌肽前体（FDC -SP）（AF435080）同源,与其他已知蛋白质无明显同源性.NAP1基因定位在染色体4q13,基因组跨越9 179 bp,含5个外显子和4个内含子.采用差异RT-PCR检测了40例经病理诊断为低分化鳞状上皮癌的鼻咽活检组织及其对侧相应部位的正常鼻咽组织中该基因的表达差异.在40例鼻咽癌中,NAP1基因表达下调的有17例（42.5%）,表达上调的有6例（15%）,无明显表达差异的有17例（42.5%）.原位杂交和免疫组化结果显示该基因在正常鼻咽和鼻咽癌组织间质中的树突状细胞中表达,在其他间质细胞和鼻咽上皮中均不表达.以上结果表明,NAP1为树突状细胞的一种新的多肽,该基因在鼻咽癌组织中表达下调的原因,及其与鼻咽癌发生、发展的关系值得进一步探讨.     

Isolation and characterization of a cDNA encoding the low molecular weight insulin-like growth factor binding protein (IBP-1).

IGF-I and IGF-II are growth-stimulating peptides with strong mitogenic properties. These polypeptide growth factors circulate in serum bound to specific binding proteins. We report the cloning and complete sequence of a cDNA encoding a low mol. wt IGF-binding protein from a human placenta cDNA library. We propose the designation IGF-binding protein 1 (IBP-1) for the gene and corresponding protein. Expression of the cDNA encoding IBP-1 in COS cells resulted in the synthesis of a 30-kd protein which binds IGF-I and is immunologically indistinguishable from the IGF-binding protein isolated from amniotic fluid or human serum. Northern blotting analysis demonstrated that expression of the IBP-1 gene is highly tissue specific and limited to placental membranes and fetal liver suggesting a rigid control. The IBP-1 gene is a single copy gene, located on chromosome 7. The results obtained suggest that most, if not all, lower mol. wt IGF-binding proteins originate from this gene.     

Cloning of a novel member of the reticulon gene family (RTN3): gene structure and chromosomal localization to 11q13.

A novel member of the neuron-specific protein (NSP) or newly named reticulon (RTN) gene family was isolated during a subtraction cloning between macula and peripheral retina. The mRNA for this NSP/RTN-like gene is approximately threefold more abundant in macula than in peripheral retina. The cDNA is 2527 bp long and contains an open reading frame of 236 amino acids. The deduced peptide shows a strong similarity to the NSP/RTN and tropomyosin-like gene families but it is clearly a novel member. The gene contains seven exons and spans more than 15 kb. The gene was localized to chromosome 11q13 between markers D11S4535 and D11S4627 using somatic cell hybrid panels. Southern blot analysis identified the presence of a pseudogene(s) that was subsequently localized to chromosome 4. Multitissue Northern blot analysis found this gene to be widely expressed in human tissues with the highest expression in the brain. We are calling this gene RTN3 to reflect the newly proposed nomenclature.