重组质粒pcFlaA在青石斑鱼肌肉中的表达研究

在哈维氏弧菌TS-628菌株鞭毛丝蛋白FlaA基因末端加上一段编码Flag短肽的核苷酸序列作为检测标记后,将该基因克隆到真核表达载体pcDNA3.1( ),酶切、PCR扩增及重组质粒测序证实基因片段插入正确,将该重组质粒命名为pcFlaA.将pcFlaA以肌肉注射方式免疫青石斑鱼.免疫后第7天开始检测鞭毛丝蛋白在石斑鱼肌肉中的表达状况,之后每隔1周检测1次,共检测4次.首先采用PCR技术在DNA水平检测重组质粒转染石斑鱼肌肉细胞的情况,再以RT-PCR法在mRNA水平上检测转染质粒在鱼肌肉中的转录,最后以免疫组化染色技术在蛋白质水平上检测目的蛋白的表达.结果在DNA及mRNA水平上均可检测到目的条带,在蛋白质水平上可检测到明显阳性位点,由此证实pcFlaA可以转染石斑鱼肌肉细胞并可在其中进行表达,而且质粒在鱼体内持续表达的时间至少1个月.     

人肥胖基因在大肠杆菌中的表达

肥胖基因编码的瘦蛋白可以反映机体脂肪含量信息,在发育、繁殖、造血及体重调节等方面具有重要功能。本文利用PCR方法扩增去除信号肽的人肥胖基因cDNA序列,并将位于基因5’端的CCC转变为大肠杆菌常用密码子CCG,扩增片段经测序证实后,克隆原核表达载体pT7-7,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),经温度诱导,SDS-PAGE电泳可见分子量约为：16kD的特异蛋白表达带,表达量最高占菌体蛋白总含量的45％以上。表达重组蛋白经纯化,注射昆明白小白鼠,小白鼠体重明显下降,说明纯化的重组蛋白具有生物学活性。     

中国对虾部分基因组文库构建和微卫星DNA序列的筛选

以中国对虾为实验材料,提取肌肉的基因组DNA。经Bsp143Ⅰ酶切后,回收500～1000bp的DNA片段,与经BamHⅠ酶切并去磷酸化的PUC19重组,将重组载体转入大肠杆菌DH5α中。然后将其涂布于含氨苄青霉素的LB平板上,过夜培养后,经蓝白斑筛选,构建对虾部分基因组文库。采用载体质粒的通用引物进行PCR检测插入片段的大小,对基因组文库进一步进行筛选。从建立的文库中选取100个片段大小合适的克隆进行测序,其中54个克隆的DNA插入片段含有微卫星序列,共获得了111个微卫星序列,在GenBank中注册了12个微卫星序列。本实验中还发现1个含有23bp的小卫星序列。     

嗜冷杆菌EastSeaG5-1415脂肪酶基因的克隆和序列测定

从东海深海底泥中筛选到一株产低温碱性脂肪酶的海洋细菌EastSeaG5-1415,经鉴定为嗜冷杆菌Psychrobacter glacincola。将其染色体DNA用Sau3AI部分酶切后,低熔点琼脂糖回收2～10kb的。DNA片段,用Klenow大片段酶半补齐,与用Sal I酶切半补齐的质粒pUC19连接后,转化E．coli．JM109构建基因文库。用平板测活法从基因文库初步筛选到两株产碱性脂肪酶的阳性克隆,采用ELISA反应进一步鉴定。序列测定分析表明,两个重组质粒中都包含长度为951bp的碱性脂肪酶基因的完整开放阅读框架(ORF)和上游基因调控序列。此片段编码有317个氨基酸组成的酶,计算分子量为35000 Dal。通过Southem杂交证实了此片段来自于嗜冷杆菌Psychrobacter glacincola EastSeaG5-1415基因细。     

TUB2基因重组质粒的构建、鉴定及其在毛壳菌中的转化

根据苯并咪唑类杀菌剂抗性基因的核酸序列 ,在其阅读框架外的上、下游设计一对特异性引物 ,并在其 5′ 端分别加上PstI位点。以pRB12 9质粒为模板 ,PCR扩增得到一条长约 1 4kb的片段 ,经酶切鉴定证明是TUB2基因。将此PCR产物经消化后与同样酶切的pTA质粒连接 ,构建出 pTA TUB2质粒并转化大肠杆菌。再以pTA TUB2质粒为模板 ,PCR扩增该目的基因 ,通过对其核苷酸序列分析证明构建的质粒是含TUB2基因的 pTA TUB2质粒。利用PEG方法 ,将该质粒转化毛壳菌 ,使得对多菌灵非常敏感的毛壳菌能够在 30 0 μg/ml多菌灵的培养基上正常生长 ,其抗药性提高 30 0倍以上 ,且转化稳定性试验表明 ,其抗药性在非选择性培养基上连续培养 10代保持不变。结果表明质粒pTA TUB2对毛壳菌的转化率为 2 7/ (2× 10 5)。     

乙肝表面抗原S2S基因在蓝藻Synechococcus sp.PCC7942中的表达研究

用PCR法将乙肝表面抗原基因S2S片段从乙肝病毒中扩增得到,将其插入到蓝藻热休克表达载体pEUTMT1中,构建成表达重组质粒pES2ST1.将蓝藻Synechococcus sp.PCC7942的总染色体与质粒pES2ST1同时进行EcoRI和SacI双酶切,再连接构建成为系列含有蓝藻染色体DNA同源片段的供体表达质粒.经转化筛选得到蓝藻Synechococcus sp.PCC7942转化藻株.PCR和Southern 杂交证明目的基因已经整合到宿主的染色体中.转化藻通过热诱导后,Northern-blot结果呈阳性,用化学发光检测技术可以检测到微量目的蛋白的表达,检测含量约为0.78～0.64ng/ml,目的蛋白约为可溶性蛋白的1.1×10-6～1.5×10-6.     

真鲷肿瘤坏死因子(TNFα)基因的体外重组与纯化研究

将真鲷肿瘤坏死因子(TNFα)基因的成熟肽区域克隆到表达载体pQE30中,并转化到大肠杆菌XL-blue中进行表达。转化子经载体和基因特异性引物进行PCR双向筛选,并将筛选到的阳性克隆经质粒纯化后,进行序列测定。序列测定结果显示,该基因结构正确,且准确插入到表达载体启动子的下游,获得了结构和组成正确的重组子。重、组子经IPTG诱导后,以SDS-PAGE电泳鉴定,电泳结果表明,该基因在大肠杆菌XL-blue中实现了表达。通过对诱导条件的调整,在体外获得了高效表达的重组蛋白,高效表达的重组蛋白约占菌体蛋白的25％-30％。不同诱导时间对重组蛋白影响实验显示,随诱导时间的增加,重组蛋白产量逐渐增高,经4h诱导,其表达量可以达到平台期,过长时间的诱导,对表达产量没有影响。重组蛋白经镍金属亲和层析纯化,获得了纯度较高的重组蛋白。采用交换缓冲液的方法,用Sephadex G150,对重组蛋白进行脱盐复性,使重组蛋白得到了进一步纯化。     

转基因番木瓜pUC57-Papaya质粒标准分子的构建与适用性研究

构建了含番木瓜2个内标准基因、4个筛选靶标及3个转化体特异性片段的质粒分子pUC57-Papaya,进行了适用性验证实验。应用普通PCR和实时荧光定量PCR对其进行互换性评估;使用质粒分子对2个样品进行转基因含量测定。结果显示：质粒分子全部9个目的片段按照设计排列,序列完全一致;全部9个基因片段普通PCR和实时荧光PCR方法均能正确扩增得到预期结果,特异性、灵敏度与基因组DNA一致;全部9个基因构建标准曲线做定量测试时,与基因组DNA标准曲线斜率无显著差异,线性相关系数均大于0.99,其中内标准基因Papain、NOS终止子、YK1601与55-1事件特异性片段的截距无差异;利用质粒分子测量2个样品的Papain、NOS终止子、YK1601与55-1事件特异性片段拷贝数,计算转基因含量,结果与基因组DNA一致;测序结果显示各片段拷贝数比值为1,质粒DNA拷贝数浓度为(2.54±0.10)×10⁶ copies/μL。构建的标准质粒分子可代替基因组DNA用于定量检测,也可作为转基因番木瓜定性和定量检测用标准物质。     

不同年份对虾白斑综合征病毒基因组差异的微阵列分析

根据对虾白斑综合征病毒(white spot syndrome virus,WSSV)全基因组序列的分析与应用,设计了190对引物,覆盖全基因组绝大多数可预测的开放读框(ORF).扩增相应基因片段,在尼龙膜上点样,制备成为DNA微阵列.收集了1996年和2002年感染阳性对虾,分别提取纯病毒基因组DNA,用地高辛标记后与DNA微阵列杂交.与1996年病毒株相比较,2002年病毒株缺失了wsv479、wsv482、wsv489和wsv493.运用PCR技术验证了DNA微阵列杂交结果的可靠性.     

联合应用凋亡素基因、新城疫病毒HN基因及IL-18基因对黑色素瘤的抑制效应研究

以前的研究结果表明,来自于鸡贫血病毒的凋亡素基因、来自于鸡新城疫病毒的HN基因和IL-18基因具有不同的抗肿瘤效应,但上述基因抗肿瘤的机制不同,本研究在双启动子真核表达质粒pIRES中的CMV启动子下游插入凋亡素基因,IRES启动子下游插入IL-18HN嵌合基因,构建能同时表达三种基因的真核表达质粒pIRVP3IL-18HN。复制C57BL／6小鼠荷黑色素瘤模型,并将质脂体包裹的重组质粒进行瘤内注射,共注射3次,每次100μg质粒,拟观察凋亡素、新城疫病毒HN基因和IL-18基因以核酸疫苗的形式联合应用对小鼠黑色素瘤的抑制效应。结果显示pVIL-18HN、pVlL-18和pVVP3IL-18均有抑制肿瘤作用,但pIRVP3IL-18HN组抑瘤率高于pVIL-18HN组、pVIL-18VP3组、pVIL-18组和Hanks液对照组。研究结果提示,上述3种基因联合应用具有协同抑瘤效应。     

根据基因表达谱与基因功能模块研究大鼠抑郁症发病的分子机制

用Willner法构造大鼠抑郁症模型,由基因芯片检测8例模型和8例正常大鼠的基因表达谱,识别差异表达基因,寻找差异表达基因功能模块并构建基因表达相关网络,研究大鼠抑郁症模型的分子病理机制.在基因本体(GO)功能体系中寻找显著富集差异表达基因的疾病相关功能模块,提取疾病相关功能模块中的基因构造表达相关网络.从中选择显著多地与其它基因共表达的基因定义为HUB基因,并进一步研究其与疾病的关系.筛选得到207个差异表达基因及13个差异表达基因功能模块,主要涉及神经肽激素活性、信号传导通路、核糖体生成以及蛋白质转运与降解.在共表达相关网络中进一步识别了4个差异表达的HUB基因.利用基因功能模块和表达相关网络研究疾病机制的结果显示,抑郁症的发病可能涉及单胺递质的释放、信号传导以及神经肽激素调节等通路协同作用.     

A novel method to quantify gene set functional association based on gene ontology

Numerous gene sets have been used as molecular signatures for exploring the genetic basis of complex disorders. These gene sets are distinct but related to each other in many cases; therefore, efforts have been made to compare gene sets for studies such as those evaluating the reproducibility of different experiments. Comparison in terms of biological function has been demonstrated to be helpful to biologists. We improved the measurement of semantic similarity to quantify the functional association between gene sets in the context of gene ontology and developed a web toolkit named Gene Set Functional Similarity (GSFS; http://bioinfo.hrbmu.edu.cn/GSFS). Validation based on protein complexes for which the functional associations are known demonstrated that the GSFS scores tend to be correlated with sequence similarity scores and that complexes with high GSFS scores tend to be involved in the same functional catalogue. Compared with the pairwise method and the annotation method, the GSFS shows better discrimination and more accurately reflects the known functional catalogues shared between complexes. Case studies comparing differentially expressed genes of prostate tumour samples from different microarray platforms and identifying coronary heart disease susceptibility pathways revealed that the method could contribute to future studies exploring the molecular basis of complex disorders.     

超声法转基因及其应用前景

目前基因工程蓬勃发展，转基因的方法也越来越多，越声皮作为一种新兴的转基因方法开始被应用于科研工作，文章主要阐述了超声法转基因的机理、步骤、影响因素、存在问题及应用前景。     

极大节旋藻(Arthrospira maxima)生物钟基因kaiC的克隆及分析

以kaiC基因簇部分已知序列为引物设计位点,采用PCR反应池法从节旋藻基因组fosmid文库中筛选到kaiC基因克隆,通过步移测序获得了kaiC基因全长序列。kaiC基因编码区长1554bo,基因GC碱基含量平均为41．76％,密码子第三位明显偏向于U。在基因上游385bp范围内发现一个可能的启动子序列和一些基因调控元件。KaiC蛋白分析发现了Walker A、DXXG、不完整的Walker B等重要模体和具有催化作用的功能位点。Southem杂交的结果证明kaiC基因在极大节旋藻中为单拷贝。极大节旋藻kaiC基因的特殊结构特征为研究kai基因簇的进化提供了重要的启示。     

基于基因功能表达谱的疾病分类:抗基因缺失的稳健性

利用基因表达谱数据,按Gene Ontology基因功能分类体系,将基因模块化地组织到具有显著生物学意义的低维差异表达功能模块单元中,构造新的指标用于分类疾病样本,从而提出了基于功能表达谱的分析新途径。新算法可稳健地抗基因检测缺失,抗基因表达变异,抗检测误差,并可以显著地降低分类特征维数(参与疾病分类的基因数目)。采用淋巴瘤数据集,比较了基于功能表达谱和常规的基因表达谱的决策树分类器。结果显示,基于功能表达谱可以得到高准确度的疾病样本分类结果,能够直接从功能水平上给出相应的生物学解释。通过仿真分析,进一步显示了基于功能表达谱的分类方法具有抗基因检测缺失的稳健性。     

纳米靶向材料在基因治疗中的应用

纳米靶向材料作为基因药物载体,是一种新型的可控释体系,由于其具有超微体积,能穿过组织间隙被组织细胞吸收,还可通过人体最小的毛细血管进入体内,同时由于其结构的特异性,对组织细胞有靶向作用,因而具有广阔的应用前景。着重论述了纳米高分子及纳米无机材料在基因治疗中的研究进展,并对其在基因治疗中的应用前景提出展望。     

转抗菌肽B基因水稻植株的获得与鉴定

构建了一个适合在水稻中表达含有抗菌肽Ｂ基因的转化载体，应用基因枪转化法将其导入水稻未成熟胚，获得了一些转基因水稻植株。根据对选择标记基因和目的基因的分子检测和抗病性测定，证明抗菌肽Ｂ基因已整合入转化水稻基因组并在转基因水稻中表达了抗病性。     

Global gene expression analysis for evaluation and design of biomaterials

Abstract

Comprehensive gene expression analysis using DNA microarrays has become a widespread technique in molecular biological research. In the biomaterials field, it is used to evaluate the biocompatibility or cellular toxicity of metals, polymers and ceramics. Studies in this field have extracted differentially expressed genes in the context of differences in cellular responses among multiple materials. Based on these genes, the effects of materials on cells at the molecular level have been examined. Expression data ranging from several to tens of thousands of genes can be obtained from DNA microarrays. For this reason, several tens or hundreds of differentially expressed genes are often present in different materials. In this review, we outline the principles of DNA microarrays, and provide an introduction to methods of extracting information which is useful for evaluating and designing biomaterials from comprehensive gene expression data.     

洋葱假单胞菌G63脂肪酶基因及其伴侣基因的克隆和同源高效表达

从油污土壤中筛选到一株脂肪酶活性较高的洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)G63.运用PCR的方法从该菌株中克隆了脂肪酶基因(lipA)及其伴侣基因(lipB).该脂肪酶基因开放式阅读框(ORF)为1092bp,编码364个氨基酸残基.经KpnⅠ/HindⅢ酶切,将其克隆到广泛宿主质粒pBBR1Tp载体上,构建成质粒pBBR1-lipAB.通过三亲杂交,在辅助质粒pRK2013的帮助下,转入原宿主菌P.cepacia G63中,构建成lipA基因同源高效表达的基因工程菌.该菌株在连续转接5次,培养45h后质粒保持率为82.6%,适用于规模化发酵生产.摇床发酵表明,工程菌在60h时酶活达到150.63 U/mL,较原始菌株提高3.6倍.