SNF2家族新成员Ercc61的cDNA克隆与表达分析

SNF2家族蛋白在基因组复制、修复与表达中具有重要作用.报道了SNF2家族新成员Ercc61(excision repair crosscomplementing rodent repair deficiency,complementation group 6-like)的cDNA克隆、特性与表达分析.通过表达序列标签(EST)搜索和组装,获得了cDNA全长4002 bp的新基因Ercc6l(GenBank Acc.No AY172688),然后通过RT-PCR在小鼠胚胎心脏成功克隆了该基因.Ercc6l在小鼠基因组中由两个外显子和一个内含子组成,定位于X染色体,最大开放阅读框(ORF)编码一个含l 240个氨基酸的假定蛋白质.该假定蛋白质含有SNF2蛋白的8个保守基序(SNF2结构域).通过与SNF2家族各亚家族的成员进行多重比对,初步确认Ercc6l属于ERCC6亚家族成员.将Ercc6l编码区克隆到pEGFP-C3然后转染HeLa,3T3和B16细胞,融合蛋白主要定位于胞浆.BLAST搜索检索出69条小鼠EST与Erccol同源,这些EST主要来自胚胎和肿瘤组织.对小鼠不同发育时期的多种组织进行RT-PCR,发现Ercc6l在胚胎期强表达,出生产后表达显著下调.这些结果提示Ercc6l在胚胎发育和肿瘤发生中可能具有重要作用.     

鼠mPC-1基因的克隆与特性分析

为深入研究人前列腺癌相关基因PC-1的生物功能和进化保守状况,从小鼠肾脏中克隆了全长cDNA序列,命名为mPC-1（GenBank Acc No.AY048852）.mPC-1基因cDNA全长为2 193 bp,主要定位于小鼠染色体3A1-A2区域.mPC-1基因最大开放阅读框编码的蛋白质由224个氨基酸组成,与人PC-1蛋白编码区存在82%的序列一致性,含有coiled-coil结构域和PEST结构域.生物信息学分析表明,由6个外显子组成的mPC-1基因与mD52高度同源,其中,第一外显子代表该基因的特异性序列,实验证据显示mPC-1基因具有自己的启动子,推测mPC-1与小鼠mD52可能是重叠基因.对小鼠20种组织器官和不同发育阶段的胚胎组织cDNA的RT-PCR检测证实,该基因主要在前列腺、肾和眼组织中表达,在胃和平滑肌中有少量表达,在其他组织中表达很弱或不表达.而mD52基因则几乎广泛存在于小鼠的各个组织器官中,因此,两个基因虽然序列上高度重叠却是独立调控的.综上所述,mPC-1基因可能是一个与人PC-1基因结构功能类似的新基因.     

小鼠胚胎Sry基因的RNA干涉研究

为了研究 Sry 基因的调控网络,采用 siRNA 技术使 Sry 基因沉默,探讨了有效沉默 Sry 基因的途径和最佳条件. 设计、合成针对小鼠 Sry 基因的发夹状寡核苷酸链,退火后连入真核表达载体pSilencer 4.1-CMV neo vector,构建以小鼠 Sry 基因为靶点的 siRNA 干涉载体 pSilencer 4.1/Sry217及 pSilencer 4.1/Sry565,通过尾静脉注射法将载体质粒导入妊娠小鼠体内,于小鼠妊娠第 11.5 天,即 11.5 dpc (days post coitum,性交后天数) 取出胚胎,采用双重 PCR 法对胚胎进行性别鉴定,鉴定为雄性的胚胎采用半定量 RT-PCR 法检测Sry 基因的表达量,研究不同干扰序列、不同注射时间及注射剂量对 Sry 基因表达量的影响. 研究结果,确定了质粒的最佳注射时间为 9.5 dpc,注射剂量为 20 μg,注射干扰质粒 pSilencer 4.1/Sry565 对 Sry基因的抑制效率达 85% 左右. 结果表明,siRNA 可以显著抑制雄性胚胎 Sry 基因的表达.     

滇水金凤花距发育相关基因ABP的克隆及表达分析

为探究滇水金凤(Impatiens uliginosa)ABP基因的结构和表达特征,该研究以滇水金凤为材料,采用RT-PCR 技术对滇水金凤ABP基因进行克隆,运用DNAMAN和MEGA对其所编码的蛋白序列进行同源性分析和系统进化分析,并利用qRT-PCR分析ABP基因的时空表达模式。结果表明:(1)滇水金凤ABP基因的cDNA 全长为627 bp,编码208 aa,命名为IuABP基因,其蛋白具有Cupin超家族蛋白的典型结构。(2)同源性分析表明滇水金凤ABP基因的氨基酸序列与喜马拉雅凤仙花(I. glandulifera)、月季(Rose chinensis)、木薯(Manihot esculenta)等物种的同源性均达71%; 系统进化分析表明IuABP与喜马拉雅凤仙花(Impatiens glandulifera)聚为一支,亲缘关系最近。(3)qRT-PCR分析表明IuABP基因在滇水金凤花距发育的3个时期及2个部位均有表达。随着花距的发育,IuABP基因在滇水金凤花距檐部的表达量呈先下降后上升的趋势,在盛花期时达最高,而在花距距部的表达量逐渐下降。以上结果为进一步研究滇水金凤ABP基因在花距发育中的功能及其表达调控机制提供了一定的理论参考。     

铁皮石斛体细胞胚胎发生类受体激酶基因DoSERK的克隆和表达分析

为了解铁皮石斛(Dendrobium officinale)中的体细胞胚胎发生类受体激酶基因DoSERK 的功能,在转录组测序数据的基础上克隆了DoSERK 的全长cDNA。结果表明,DoSERK 与其他植物的SERK 高度同源,编码633 个氨基酸。生物信息学分析表明,DoSERK蛋白为亲水蛋白并定位于质膜,具有1 个信号肽、1 个富脯氨酸区域、1 个跨膜区、5 个富亮氨酸重复序列以及1 个保守的蛋白激酶活性结构域,属于SERK 蛋白家族成员。系统进化树分析表明,DoSERK 与同为兰科植物的文心兰(Cyrtochilum loxense)以及卡特兰(Cattleya maxima)的SERK 亲缘关系最近。组织表达分析表明,DoSERK 在铁皮石斛中广泛表达,以幼嫩小苗根部的表达量最高。这些说明DoSERK 除了可能参与铁皮石斛体胚发生过程以外,还参与其他生长发育过程。     

通过同源重组在聚球藻7002中表达小鼠金属硫蛋白-Ⅰ的初步研究

用PCR方法从海洋单细胞蓝藻聚球藻7002（Synechococcus sp. PCC 7002）基因组DNA中扩增得到藻蓝蛋白β亚基基因（cpcβ）的上游序列（Pcpcβ）,及编码谷氨酰胺合成酶的glnA基因片段．以Pcpcβ作为启动子、以glnA基因片段作为整合平台,构建含有小鼠金属硫蛋白-Ⅰ（mMT-Ⅰ）cDNA的同源整合表达载体pKGC-MT.通过自然转化法将整合表达载体导入聚球藻7002中,经氨苄青霉素筛选,得到遗传性状稳定的转基因藻.PCR检测证明mMT-Ⅰ基因已整合到蓝藻基因组DNA上;蛋白质印迹表明mMT-Ⅰ已在蓝藻中表达;ELISA结果显示mMT-Ⅰ在蓝藻中的表达量约为800 μg/g.     

LASS1基因克隆及其在大鼠脑皮层的表达与神经元衰老的相关性初步研究

长寿保障基因LAG1是从酵母中克隆的与酵母寿命相关的基因,随酵母生命衰老而表达发生变化. 对大鼠中同源基因LASS1进行克隆、测序和序列分析,发现其mRNA序列不同于GenBank中的预测序列,开放阅读框包含1 053碱基对,编码蛋白由350个氨基酸组成,内含Lag1蛋白家族保守的Lag1p motif和TLC结构域. 从新生、1月龄、6月龄、12月龄和24月龄大鼠脑顶叶皮质提取总RNA,用半定量RT-PCR及RNA印迹方法对LASS1在大鼠脑皮质中的表达随年龄变化情况进行分析. 结果表明,出生后LASS1表达量随年龄增加而增高,至6月龄达高峰,然后随年龄增加而逐渐下降,至24月老龄鼠达最低. 衰老相关β半乳糖苷酶(SA-β-gal)对鼠脑皮层染色发现,神经元阳性染色随年龄增长明显增加. 大鼠LASS1基因表达在正常衰老过程中发生变化,为进一步研究该基因的作用奠定了基础.     

红汁乳菇中一个聚酮合酶基因的鉴定和表达分析

聚酮化合物具有丰富的生物活性,为了解红汁乳菇(Lactarius hatsudake)中聚酮合酶基因,从红汁乳菇基因组中分离并克隆得到LhPKS1基因,通过生物信息学分析推测其功能,并通过RT-PCR验证该基因的表达量。结果显示,LhPKS1基因全长cDNA含有6 036 bp,编码2 011个氨基酸残基,结构域顺序依次为SAT-KS-AT-PT-ACP-TE,该蛋白无跨膜结构和信号肽,聚类分析显示LhPKS1蛋白与参与生物合成苔色酸的真菌PKS蛋白聚为一支。在以10%肌醇、2%和10%的山梨醇为碳源添加物及以番茄浸粉为氮源添加物时,该基因表达量较高。研究有助于通过LhPKS1基因的过表达及异源表达,为大量获取苔色酸类化合物及其骨架提供参考。     

甘蔗ScNRAMP基因家族的鉴定与生物信息学分析

NRAMP蛋白(natural resistance-associated macrophage proteins)家族在植物响应重金属胁迫时具有重要作用,能够转运Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Cd²⁺等重金属离子。为探究甘蔗ScNRAMP基因家族的特征,该文基于甘蔗割手密基因组鉴定了ScNRAMP基因家族,并进行了理化特性、基因结构、顺式作用元件、保守基序、结构域和进化关系等分析。结果表明:甘蔗ScNRAMP基因家族含有29个成员,不均匀分布在19条染色体上; 编码蛋白均为不稳定蛋白,无信号肽,亚细胞均定位在质膜上; 各成员保守基序有6～10个不等,跨膜数有6～12个不等,二级结构主要构成元件为α-螺旋和无规则卷曲; 顺式作用元件分析表明甘蔗ScNRAMP基因家族可能通过激素代谢参与逆境胁迫和生长发育等生物过程; 利用割手密的RNA-seq转录组表达数据进行的组织特异性分析发现,ScNRAMP在甘蔗不同发育阶段的叶和茎中具有时空表达特性; 进化树分析将甘蔗ScNRAMP家族成员分为3个亚家族(I、Ⅱ和Ⅲ)。该研究在全基因组水平上系统地鉴定了现代栽培甘蔗祖先种之一割手密NRAMP基因家族,既为进一步了解甘蔗NRAMP基因家族提供了基础,也为后续甘蔗重金属研究提供了重要候选基因。     

白菜CesA基因家族鉴定及表达模式分析

为探究CesA基因家族在白菜生长发育及纤维素合成过程中的作用机制,该文通过生物信息学的方法,以白菜的全基因组序列为研究区域,进行理化特征、基因结构、进化特征、保守基序及结构域、顺式作用元件和组织表达等鉴定分析。结果表明:(1)共鉴定出16个编码纤维素合成酶亚基的CesA基因,该家族成员所编码蛋白的理论等电点为4.76～9.12,相对分子量为17.76～122.67 kD,长度为153～1 089 aa。(2)15个基因不均匀地分布于白菜的7条染色体上,Bra036008定位于scaffold上。(3)大部分成员包含4～14个外显子,1～11个保守基序。(4)该家族具有保守的DDD-QXXRW 保守功能域。(5)该家族编码蛋白主要分布在质膜上,二级结构以无规则卷曲与α-螺旋为主,多数成员都含有CesA蛋白典型的N端、C端和跨膜区。(6)CesA基因在茎中表达量相对较高,其中Bra011865、Bra023952和Bra029874在茎、叶、花中显著表达。该研究结果为后续深入研究CesA基因功能以及白菜生长发育研究奠定了基础。     

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.     

Isolation and Initial Characterization of a Novel Zinc Finger Gene, DNMT3L, on 21q22.3, Related to the Cytosine-5- Methyltransferase 3 Gene Family

We have isolated the DNMT3L gene that is related to the cytosine-5-methyltransferase 3 (DNMT3) family. The gene is located on chromosome 21q22.3 between the AIRE and the KIAA0653 genes and spans approximately 16 kb of genomic sequence. The encoded protein of 387 amino acids has a cysteine-rich region containing a novel-type zinc finger domain that is conserved in DNMT3A and DNMT3B but also in ATRX, a member of the SNF2 protein family. The novel domain, called an ADD (ATRX, DNMT3, DNMT3L)-type zinc finger, contains two subparts: a C2C2 and an imperfect PHD zinc finger. Expression of the DNMT3L mRNA was not detectable by Northern blotting; however, RT-PCR amplification revealed that it is expressed at low levels in several tissues including testis, ovary, and thymus.     

Deficiency in the DNA repair protein ERCC1 triggers a link between senescence and apoptosis in human fibroblasts and mouse skin

ERCC1 (excision repair cross complementing‐group 1) is a mammalian endonuclease that incises the damaged strand of DNA during nucleotide excision repair and interstrand cross‐link repair. Ercc1^?/Δ mice, carrying one null and one hypomorphic Ercc1 allele, have been widely used to study aging due to accelerated aging phenotypes in numerous organs and their shortened lifespan. Ercc1^?/Δ mice display combined features of human progeroid and cancer‐prone syndromes. Although several studies report cellular senescence and apoptosis associated with the premature aging of Ercc1^?/Δ mice, the link between these two processes and their physiological relevance in the phenotypes of Ercc1^?/Δ mice are incompletely understood. Here, we show that ERCC1 depletion, both in cultured human fibroblasts and the skin of Ercc1^?/Δ mice, initially induces cellular senescence and, importantly, increased expression of several SASP (senescence‐associated secretory phenotype) factors. Cellular senescence induced by ERCC1 deficiency was dependent on activity of the p53 tumor‐suppressor protein. In turn, TNFα secreted by senescent cells induced apoptosis, not only in neighboring ERCC1‐deficient nonsenescent cells, but also cell autonomously in the senescent cells themselves. In addition, expression of the stem cell markers p63 and Lgr6 was significantly decreased in Ercc1^?/Δ mouse skin, where the apoptotic cells are localized, compared to age‐matched wild‐type skin, possibly due to the apoptosis of stem cells. These data suggest that ERCC1‐depleted cells become susceptible to apoptosis via TNFα secreted from neighboring senescent cells. We speculate that parts of the premature aging phenotypes and shortened health‐ or lifespan may be due to stem cell depletion through apoptosis promoted by senescent cells.     

Cloning of a novel gene,<Emphasis Type="Italic">Cymg1</Emphasis>, related to family 2 cystatins and expressed at specific stages of mouse testis development

We have cloned a novel gene,Cymg1 (GenBank accession number AY600990), from a mouse testis cDNA library.Cymg1 is located in 2G3 of mouse chromosome 2. The cDNA includes an open reading frame that encodes 141 amino acid residues. The encoded polypeptide has a cysteine protease inhibitor domain found in the family 2 cystatins but lacks critical consensus sites important for cysteine protease inhibition. These characteristics are seen in the proteins of the CRES subfamily of the family 2 cystatins which are expressed specifically in the reproductive tract. CYMG1 protein shows 44% identity with mouse CRES and 30% identity with mouse cystatin C. Northern blot analysis showed that theCymg1 gene was specifically expressed in adult mouse testis. RT-PCR also showed thatCymg1 was expressed in testis and spermatogonial cells.Cymg1 expression level varied in the different developmental stages of mouse testis, and were coincidental with spermatogenesis and sex maturation. These results indicate thatCymg1 may play important roles in mouse spermatogenesis and sex maturation