长牡蛎(Crassostrea gigas)Wnt4基因cDNA克隆与表达分析

Wnt4作为Wnt基因家族的重要成员,在动物的生长发育过程中起重要调控作用。本文利用RACE技术克隆了长牡蛎Wnt4基因c DNA全长序列,该序列全长1999bp,开放阅读框为1068bp,编码355个氨基酸,该蛋白序列与人(Homo sapiens)、沙蚕(Platynereis dumerilii)和栉孔扇贝(Chlamys farreri)Wnt4蛋白的相似性分别为44%、48%和46%。通过荧光定量RT-PCR分析长牡蛎Wnt4基因在成体不同组织和不同发育阶段的表达情况,发现长牡蛎的Wnt4基因具有广泛的组织表达特点,在所检测的多种组织中(外套膜、鳃、唇瓣、消化腺、雄性性腺、雌性性腺)均有表达,推测长牡蛎的Wnt4以信号分子的形式参与多种组织细胞的生命过程;长牡蛎个体发育过程中Wnt4基因的高表达主要集中在胚胎发育的早期(桑葚期最高,原肠胚期次之),幼贝期该基因的表达量很低,说明Wnt4基因可能在早期发育阶段参与了某些器官的形成。     

长牡蛎Wnt5b基因的鉴定及在黑色素生成中的作用

Wnt基因家族编码一类保守的分泌型糖蛋白,广泛参与细胞分化与增殖、细胞运动、凋亡、免疫调控以及色素生成等生物学过程。本研究鉴定了一个长牡蛎Wnt家族基因——CgWnt5b,比较了黑、白壳色长牡蛎中CgWnt5b转录水平的表达情况,并对其在调控黑色素生成方面的功能进行初步研究。研究结果显示,CgWnt5b编码序列全长1116 bp,编码371个氨基酸。生物信息学分析预测CgWnt5b蛋白相对分子量为42 KDa,等电点为9.28。对CgWnt5b与哺乳动物Wnt基因家族19个成员进行系统发育分析,确定了CgWnt5b为哺乳动物Wnt5a和Wnt5b的同源基因。荧光实时定量PCR检测长牡蛎外套膜、鳃、消化腺、闭壳肌、性腺、唇瓣以及血淋巴组织中CgWnt5b的mRNA分布,结果显示,CgWnt5b在外套膜、闭壳肌和唇瓣组织中的相对表达水平较高,在消化腺、鳃、血淋巴和性腺组织中相对表达量较低。黑壳长牡蛎中CgWnt5b mRNA表达量显著低于白壳长牡蛎,且siRNA敲降CgWnt5b的表达后,多个黑色素生成相关酪氨酸酶基因的表达显著上调。综上,本研究在长牡蛎中鉴定了一个Wnt家族成员CgWnt5b,可能通过抑制黑色素生成关键基因TYR的表达抑制长牡蛎中黑色素的生成。     

管状蠕虫Ridgeia piscesae TAK1的克隆及其转基因果蝇制备

Ridgeia piscesae是唯一一种存在于东北太平洋Juan de Fuca Ridge热液区的管状蠕虫,我们成功通过RACE PCR获得Ridgeia piscesae TAK1(Rp TAK1)基因全长c DNA序列.为深入研究TAK1基因在管状蠕虫中的作用,本文通过显微注射获得Rp TAK1转基因果蝇,并在果蝇体内成功过表达Rp TAK1基因.我们发现由Rp TAK1编码的氨基酸序列具有一定保守性,可能暗示其功能上的保守性,同时也暗示TAK1蛋白在物种进化中的保守性.而过表达突变体果蝇的眼睛出现变异,包括眼睛变得粗糙、单眼排列不整齐及整体形状变小,可以看出Rp TAK1基因影响果蝇的机体发育,我们猜测在Rp TAK1基因在管状蠕虫的生长发育过程中也可能起到重要作用.     

金乌贼热休克蛋白基因的挖掘及对低盐胁迫的响应

热休克蛋白(heat shock proteins:HSPs)为动植物响应外界胁迫产生的一类蛋白质,能有效改善机体对外界胁迫的适应能力。本研究基于先前获得的低盐胁迫金乌贼(Sepia esculenta)高通量转录组数据,对与低盐胁迫密切相关的热休克蛋白(热休克蛋白家族和晶体蛋白(crystallin)家族)基因进行挖掘;鉴于实时定量内参基因筛选,同时挖掘出金乌贼肌动蛋白(actin)家族系列基因;然后,对肌动蛋白、热休克蛋白和晶体蛋白家族基因及其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析并探究低盐胁迫对金乌贼热休克蛋白和晶体蛋白家族基因表达的影响。金乌贼肌动蛋白家族基因包括actin、内收肌actin、胞质actin、actin 1、actin II和βactin 6个成员,热休克蛋白家族基因包括HSPβ、小HSP、HSP 10、HSP 16、HSP 30、HSP 60、HSP 70、HSP 75、HSP 90α、HSP 90和HSP 90β11个成员,金乌贼晶体蛋白家族基因包括S crystallin、S crystallin 6、S crystallin SL18和O crystallin 4个成员。氨基酸序列比对发现,肌动蛋白家族6个基因共享甘氨酸、精氨酸、丝氨酸、异亮氨酸、苏氨酸和天冬氨酸等13个位点,晶体蛋白家族4个基因共享苯丙氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、精氨酸、酪氨酸、丝氨酸和半胱氨酸等17个位点,而热休克蛋白家族HSPβ、小HSP、HSP 10、HSP 16和HSP 305个基因共享1个甘氨酸位点和4个保守位点,HSP 60、HSP 70、HSP 75、HSP 90α、HSP 90和HSP 90β6个基因仅共享2个保守位点。实时定量结果发现,低盐胁迫可以明显提高金乌贼HSPβ、HSP 16、HSP 30和HSP 70的基因表达,而明显降低晶体蛋白家族基因的表达,表明在低盐胁迫条件下,金乌贼热休克蛋白家族基因通过自身的差异表达来提高机体对外界胁迫的适应防御能力。     

瘤背石磺表皮生长因子基因的克隆、结构及进化分析

首次在瘤背石磺(Onchidium struma)中克隆得到一种新的表皮生长因子(EGF)的cDNA序列全长。EGF基因cDNA的全长为1158bp,命名为Os-egf1,其中开放阅读框长度为846 bp,编码一条包含281个氨基酸残基的多肽链。根据氨基酸序列比对和结构域分析结果发现其含有2个保守的EGF结构域和1个EGF-like结构域,每个结构域中均包含至少6个半胱氨酸残基,且形成CX7 CX4-5 CX10-13CXCX8 C结构,其结构域由C1~C3、C2~C4和C5~C6之间形成的3个二硫键维持,符合表皮生长因子家族及其相关蛋白的特征结构域,但其余氨基酸序列与现有相关基因差异较大,推测可能是一种新的EGF-like基因。利用MEGA6.0软件构建Os-egf1与EGF家族相关蛋白的系统进化树,表明EGF家族蛋白具有一定的物种特异性。     

vasa基因编码蛋白的结构特征和应用展望

vasa基因编码的蛋白是DEAD-box家族的一种RNA解旋酶,该基因最先在果蝇中发现,其同源基因在许多动物中都已经克隆得到,vasa基因在生殖细胞系中特异性表达,研究显示其在配子发生和胚胎发育过程中发挥重要作用。本文重点介绍其编码蛋白的结构特征和应用展望。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)GnRHR基因全长cDNA 的克隆与组织表达分析

采用同源克隆和末端快速扩增(RACE)方法, 克隆了半滑舌鳎中 GnRHR 全长 cDNA。通过基因全长以及推断的氨基酸序列分析, 得知该序列包含一个 7tm-1 保守结构域, 为 G 蛋白偶联受体家族成员。利用 PHYLIP 3.5c 邻位相连法以及 DNAstar 中的 CLUSTAL W 方法对相应的氨基酸序列进行了聚类分析和序列相似度分析。结果表明, 半滑舌鳎 GnRHR 鳉 与鲈鱼、琥珀鱼、虹鳟以及青 等鱼类中的 GnRHR聚为一支, 亲缘关系较近, 且相似度较高, 分别为 90.1%、 89.7%、 79.0%以及 78.3%, 而与高等哺乳动物人、小鼠相似性仅分别为 18.8%和 16.2%, 亲缘关系较远。应用半定量 RT-PCR 技术分析其组织表达, 发现 GnRHR 广泛表达于各个组织, 但表达量差异较大, 在性腺、脑和肾中表达量较高, 其它组织较弱。     

海湾扇贝(Argopecten irradians)金属硫蛋白基因的克隆与分析

金属硫蛋白是一种普遍存在于生物体内的低分子量、半胱氨酸含量丰富、易于被外界刺激诱导的金属结合蛋白。采用表达序列标签法,结合cDNA末端快速扩增技术,首次获得了海湾扇贝金属硫蛋白(AiMT)的全长cDNA序列。该序列全长787bp,5′UTR(UntranslatedRegion)为79bp,3′UTR为270bp,开放阅读框(OpenReadingFrame,ORF)长度为438bp,可编码145个氨基酸。在其编码的氨基酸序列中半胱氨酸含量丰富,甘氨酸含量也较高,芳香族氨基酸含量低,不含组氨酸,存在有无脊椎动物和软体动物金属硫蛋白的特征序列CKCXXX-CXCX,C-末端的氨基酸序列也符合软体动物金属硫蛋白标签序列C-x-C-x(3)-C-T-G-x(3)-C-x-C-x(3)-C-x-C-K。序列特征分析表明,该序列具备金属硫蛋白的典型特征,是金属硫蛋白家族的成员。     

海湾扇贝组织蛋白酶L基因编码区的克隆和分析

通过cDNA末端快速扩增技术(RACE),从海湾扇贝(Argopecten irradians)中克隆得到了组织蛋白酶L基因(AiCL)的编码区全长,为1095 bp,推测编码364个氨基酸.经比对与分析发现蛋白序列中存在4个组织蛋白酶L活性位点保守氨基酸:Q164,C170,H309,N329;6个极为保守的半胱氨酸...     

香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis) Commd1基因的分子克隆及其在盐度胁迫下的表达分析

作为一类新近发现的蛋白家族,COMMD(copper metabolism Murr1 domain)广泛存在于多种生物体中,且参与多种生物学过程,包括钠转运、铜代谢以及核因子kappa B(nuclear factor kappa B,NF-κB)、低氧诱导因子1(hypoxia inducible factor 1,HIF-1)的调节等。为研究Commd1在盐度胁迫过程中的作用,采用RACE技术,首次从香港牡蛎Crassostrea hongkongensis中克隆获得Commd1基因c DNA全长序列,命名为Ch Commd1基因。该序列全长为841bp,5′和3′非编码区分别为18bp和259bp,开放阅读框为564bp;该阅读框编码一个含187个氨基酸,预测分子量为21.79k Da、理论等电点为5.21的蛋白。同源性比较和系统进化分析表明,香港牡蛎COMMD1蛋白与太平洋牡蛎Crassostrea gigas、光滑双脐螺Biomphalaria glabrata、加州海兔Aplysia california的同源性较高,是软体动物COMMD1家族的一个成员。实时荧光定量PCR结果显示,Ch Commd1基因在香港牡蛎各胚胎发育时期和成体组织中均有分布,而且,在盐度刺激后,其m RNA表达量在鳃和血淋巴中均明显增加。上述研究结果表明,Commd1基因在香港牡蛎发育和渗透压调节中可能发挥作用,为深入研究该基因在广盐适应性软体动物中的功能提供了依据。