低氧mtDNA3010A/G基因型变异诱导的lncRNA-mRNA共表达网络变化

目的: 分析mtDNA3010A/G变异在急性缺氧条件下的长链非编码RNA(lncRNA)和信使RNA(mRNA)的共表达网络变化,探讨关键lncRNA和mRNA在低氧诱导的基因表达调控中的作用。方法: 筛选线粒体DNA(mtDNA)3010-5178-10400的基因型组合A-C-C和G-C-C,以骨肉瘤细胞经溴化乙锭处理后形成的无线粒体细胞(ρ⁰206细胞)为供体,构建mtDNA3010A和mtDNA3010G基因型融合细胞。经1%O₂处理24 h后,采用lncRNA-mRNA共表达芯片检测两种融合细胞的差异表达lncRNA和mRNA,荧光定量聚合酶链式法验证差异显著的mRNA,运用生物信息学方法构建lncRNA-mRNA共表达网络,预测差异lncRNA的靶基因,并对差异显著的mRNA和预测靶基因进行基因本体(GO)和京都基因与基因组大百科全书(KEGG)预测分析。结果: 经1%O₂处理24 h后,与mtDNA3010G融合细胞相比,mtDNA3010A融合细胞表达上调的lncRNA有688个,超过2倍的有21个,表达下调的lncRNA有1098个,超过2倍的有4个;表达上调的mRNA有1151个,超过2倍的有14个,表达下调的mRNA有539个,超过2倍的有3个。结论: mtDNA3010A/G基因型变异在缺氧条件下能够影响lncRNA-mRNA调控网络的变化,差异表达的lncRNA和mRNA可能在低氧诱导的基因表达调控网络中发挥重要作用,有望成为从线粒体角度调控低氧反应的靶点。     

系统RNA干扰及在昆虫中的应用

系统性是RNA干扰(RNA interference,RNAi)在植物和线虫中的一个重要特性,即RNAi沉默信号可以在细胞和组织间进行传递,近年来研究发现某些昆虫中也存在系统RNAi现象.RNAi技术对很多领域的发展具有重要的促进作用,包括功能基因组学和害虫防治等领域.综述线虫,昆虫的系统性RNAi研究概况以及RNAi在昆虫领域的应用现状,并展望其应用前景.     

8种天然药物与硼替佐米对HBsAg抑制作用及蛋白质组学分析

目的:比较硼替佐米和几种天然药物体外对HBV的抑制作用,并探索硼替佐米抑制HBV的分子机制。方法:采用MTT法观察不同浓度药物对HBV-Tg小鼠原代肝细胞的毒性,确定最大无毒浓度,用ELISA方法检测培养24h后细胞上清中HBsAg的变化,比较不同药物对HBsAg的抑制率。经1μmol/L硼替佐米处理原代肝细胞24h后,提取蛋白质,采用双向凝胶电泳分离总蛋白,得到差异表达的蛋白质点进行分析比对。以RT-PCR及West blot验证选定的差异蛋白,分析其与HBV抑制作用的关系。结果:在8种天然药物中以扁蒴藤素对HBV作用最强,IC50为0.43μmol/L,EGCG的IC50是24.9μmol/L,且安全性较好。硼替佐米作用原代肝细胞蛋白质组分析发现了21个差异斑点,其中包括HSP60异构体(gi/26353954)。RT-PCR检测发现经硼替佐米作用后HSP60、HSP90表达下调,HSP70表达上调,而West blot鉴定HSP60变化不大。但是经EGCG作用后HSP90表达的下调与对HBsAg的抑制是一致的。结论:调节宿主细胞的蛋白质降解与折叠将有利于寻找新型抗HBV药物。     

昆虫化学感受蛋白

化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)是广泛存在于各种昆虫的疏水性蛋白,被认为在昆虫嗅觉行为中执行了运载非挥发性气味分子到达相应受体的功能。文章从序列特征、二级和三维结构、结合配体、表达特征、生理功能和进化地位等方面进行较详细的介绍,并从理论和实践角度探讨CSPs的研究前景和重点。     

斜纹夜蛾线粒体复合物ⅢFe-S蛋白基因克隆、序列分析及在不同发育阶段的表达特征

Fe-S蛋白(rieske iron-sulfur protein, RISP)是线粒体复合物Ⅲ的关键蛋白亚基之一, 在呼吸链电子传递中起着重要作用。本文利用RT-PCR技术和RACE方法获得了斜纹夜蛾Spodoptera litura (Fab.)线粒体复合物ⅢRISP基因, 该基因序列全长4 413 bp, 含有3个内含子; 开放阅读框长816 bp, 编码271个氨基酸。经氨基酸序列比对, 与鳞翅目家蚕Bombyx mori和小菜蛾Plutella xylostella的Fe-S蛋白一致性较高, 分别为83%和79%, 与其他目昆虫的RISP一致性较低。qRT-PCR分析结果表明, SlitRISP基因在斜纹夜蛾不同发育阶段的表达水平存在显著差异, 即幼虫期和成虫期的表达量显著高于卵期和蛹期, 其中幼虫期又以第4和5龄幼虫表达水平显著高于初孵幼虫以及第1, 2, 3和6龄幼虫。斜纹夜蛾SlitRISP基因的克隆成功为今后对其功能研究以及作为靶标设计新型高效杀虫剂提供了基础。     

小菜蛾线粒体复合物Ⅲ铁硫蛋白基因5'上游调控区域的克隆及序列分析

利用Tail-PCR技术克隆了小菜蛾线粒体复合物Ⅲ铁硫蛋白亚基的基因组DNA序列,全长5 013 bp,GenBank 登录号为HM210791.研究表明,该基因具有3个内含子,大小分别为96 bp、577 bp和549 bp,且其内含子两端具有典型的GT-AG结构.生物信息学分析表明,该基因5'上游调控区域不仅包括TATA-box等启动子核心序列,而且含有BR-C Z4、Hb、Dfd、CF2-Ⅱ和HSF等转录因子结合位点.进一步鉴定了该基因的转录起始位点、启动子序列和CPG岛区域.为小菜蛾线粒体复合物Ⅲ铁硫蛋白亚基的转录调控机制和具体的生理功能研究提供一定基础.     

小菜蛾气味受体蛋白PlxyOr83b基因的克隆及表达

【目的】克隆小菜蛾Plutella xyostella气味受体Or83b基因, 并进行原核表达, 为研究小菜蛾寄主选择行为的分子机理, 开发昆虫行为调节剂提供基础。【方法】提取小菜蛾的总RNA, 反转录获得总cDNA, 采用RT-PCR方法扩增目的基因, 将其克隆至T载体并测序, 然后将目的基因克隆到大肠杆菌Escherichia coli表达载体pET-32a (+)中表达。经酶切、 PCR及测序鉴定正确后转化BL21 (DE3)菌株, 用IPTG诱导表达, 通过SDS-PAGE, Western印迹鉴定表达蛋白。【结果】获得了编码小菜蛾Or83b的cDNA序列, 该基因阅读框长1 413 bp, 编码471个氨基酸, 预测的等电点为7.19, 命名为PlxyOr83b（GenBank登录号为GQ923610）; 成功构建了pET-PlxyOr83b原核表达重组质粒, 目的基因获得高效表达, 其融合蛋白分子量为32.0 kD, Western blot 检测结果进一步表明PlxyOr83b在大肠杆菌DE3中得到正确表达。【结论】成功克隆和表达了小菜蛾气味受体基因PlxyOr83b, 该基因与其他昆虫Or83b基因基本一致。     

线粒体DNA U4b单倍群:中国塔吉克族高原原发性高血压的遗传易感因素

目的: 探讨线粒体DNA变异与中国塔吉克族高原原发性高血压的关系。方法: 在中国塔吉克族人群中,收集了53例高原原发性高血压病例和46例正常对照。通过PCR扩增线粒体DNA片段,经测序拼接获得线粒体全基因组,与剑桥序列比对以筛选线粒体DNA变异,分析在病例组与对照组中的分布差异,采用生物信息学工具预测阳性相关变异的功能。结果: 与对照组相比,U4b单倍群在病例组的频率显著升高(P=0.023,OR=7.062,CI(95%)=1.306-38.182),该单倍群内的8个变异位点也存在显著性差异(P均＜0.05)。其中,线粒体DNA 15693T＞C位点是位于线粒体细胞色素b基因编码区的唯一错义变异,使得第316位氨基酸由蛋氨酸改变为苏氨酸;生物信息学分析表明,该变异可能通过影响蛋白的二级结构发挥生物学功能。结论: 线粒体DNA U4b单倍群是中国塔吉克族人群高原原发性高血压的遗传易感因素,线粒体DNA 15693T＞C突变可能是高原原发性高血压的重要分子机制。     

家蝇细胞凋亡起始酶Caspase-1基因的克隆及在不同虫态的表达

为了研究Caspases家族在昆虫发育变态中的作用,通过RT-PCR扩增并结合RACE技术,克隆得到家蝇Musca domestica Caspase-1基因1条,命名为Mdom-Caspase-1（GenBank中cDNA序列号为EU854472, 氨基酸序列号为ACF71490）。该基因全长1 295 bp,阅读框序列870 bp,共编码289个氨基酸,理论分子量32.83 kDa,等电点8.67。 Mdom-Caspase-1蛋白有5个保守的半胱氨酸位点QACQG, 具有Caspase的典型特征; 整个分子呈现亲水性, 有8个区域共89个氨基酸为亲酯性, 蛋白质二级结构主要由11个α螺旋区、7个β-折叠区、17个β-转角区组成。昆虫间Caspase-1分子具有明显的保守性, Mdom-Caspase-1与黑腹果蝇Drosophila melanogaster、埃及伊蚊Aedes aegypti和致倦库蚊Culex quinquefasciatus的Caspase-1氨基酸序列相似性为65%~77%。RT-PCR半定量分析结果表明, Mdom-Caspase-1基因在家蝇各个虫态中均有表达, 但在卵期、3龄幼虫、预蛹、蛹和羽化5 d的雌虫中的表达量明显高于其他虫态。这些结果提示Caspase-1可能与昆虫发育变态关系密切, 为进一步研究昆虫Caspase-1功能、设计Caspase-1抑制剂提供了分子基础。