牦牛ANXA5基因的克隆、序列分析及表达研究

为了深入地讨论牦牛ANXA5基因序列的特点,阐述其组织及细胞表达特性,通过采集牦牛不同组织样品,如心、肝、脾、肺、肾、子宫、卵巢、输卵管等,提取总RNA。采用PCR、生物信息学软件、实时荧光定量PCR、免疫组化等技术对牦牛ANXA5基因进行克隆、序列分析及表达特性研究。结果显示,牦牛ANXA5基因CDS区长为966 bp,共编码321个氨基酸。与黄牛比较,发现共有6个碱基突变存在于牦牛ANXA5基因中。黄牛与牦牛的核苷酸和氨基酸同源性大于99%,与其他哺乳动物进行氨基酸同源性比较,结果也均在90%以上,说明ANXA5基因在长期进化中保守。在牦牛的肺组织中,ANXA5基因表达量最高,与其他组织差异极显著(P<0.01);在子宫和输卵管组织中表达量次之。ANXA5在牦牛不同时期卵巢颗粒细胞中均有表达,且表达量随时间增长而逐渐升高。结果显示,培养72 h颗粒细胞中ANXA5表达量极显著高于培养24,36 h颗粒细胞(P<0.01);培养48 h颗粒细胞中ANXA5表达量极显著高于培养24 h颗粒细胞(P<0.01),显著高于培养36 h颗粒细胞(P<0.05),表明ANXA5在黄体化的颗粒细胞中表达量更高。然而,免疫组化结果显示,ANXA5的亚细胞定位于细胞质,在黄体细胞中表达较高。

LKB1基因对卵巢颗粒细胞类固醇激素生成相关基因的调控作用

【背景】颗粒细胞类固醇激素的合成能力对卵泡发育及成熟具有重要作用,但其关键的调控因子尚不完全清楚。笔者前期的研究表明肝激酶B1(liver kinase B1,LKB1)基因参与细胞的脂类代谢,类固醇激素的合成与脂类代谢密切相关,并且有研究结果亦显示LKB1敲除可引起小鼠卵巢早衰,表明LKB1对维持卵巢的功能很关键,其在颗粒细胞的确切功能需要进一步研究。【目的】探究LKB1在牛卵泡中的表达模式及其对颗粒细胞类固醇激素生成相关基因的调控作用,为母牛繁殖生理调控研究提供理论依据。【方法】采用免疫组织化学染色对LKB1蛋白在卵泡中进行定位研究;同时分离培养牛原代颗粒细胞,并以促卵泡素受体(follicle stimulating hormone receptor, FSHR)蛋白作为标记基因,细胞免疫荧光染色鉴定颗粒细胞及纯度;然后以原代颗粒细胞为模型,采用siRNA沉默LKB1的技术,利用qRT-PCR方法检测LKB1功能缺失对类固醇激素合成相关基因表达的影响,另一方面采用腺病毒过表达LKB1,qRT-PCR和ELISA技术验证LKB1对类固醇激素合成相关基因表达的调控作用及雌二醇分泌。【结果】1) LKB1蛋白在卵泡中的细胞均表达,但颗粒细胞的染色信号强于膜细胞,进一步的定量分析显示颗粒细胞的表达量显著高于卵泡膜细胞。2)分离培养的牛原代卵泡颗粒细胞贴壁生长、细胞形态多呈圆形,能被颗粒细胞标志基因FSHR抗体标记。3) RNAi技术能显著抑制LKB1的表达。与对照相比,siRNA1和siRNA2干扰LKB1的效率分别为48%(P<0.05)和52%(P<0.05);沉默LKB1显著降低颗粒细胞类固醇激素合成基因STAR (P<0.01)、CYP11A1 (P<0.01)和CYP19A1 (P<0.05)的表达,分别下调了约为对照组的60%、80%和50%。4) LKB1过表达腺病毒及对照组对颗粒细胞均具有高的感染效率,LKB1过表达效率高达10倍(P<0.01);过表达LKB1显著上调STAR (P<0.01)、CYP11A1(P<0.01)和CYP19A1 (P<0.05)的表达,进一步研究显示LKB1基因功能获得促进颗粒细胞雌二醇的分泌(P<0.05)。【结论】LKB1在卵泡颗粒细胞中高表达,促进类固醇激素生成基因STAR、CYP11A1和CYP19A1的表达和雌二醇的分泌。本研究将为LKB1调控牛颗粒细胞类固醇激素合成的功能提供直接的理论依据。

牦牛PKN2基因克隆与组织表达特性的分析

克隆牦牛蛋白激酶N2(Protein Kinase N2,PKN2)基因编码序列(Coding sequence,CDS),预测和分析PKN2基因的生物学特性,并探究在不同的组织中的表达规律.以牦牛的脂肪cDNA为模板,用PCR技术克隆PKN2基因;使用MEGA7.0、SOPMA和TMHMM等进行生物信息学分析;采用荧光定量PCR技术PCR分析牦牛PKN2基因在心脏、肝脏、脾脏等组织的mRNA水平的表达.结果显示,PKN2基因CDS区长942 bp,编码313个氨基酸,分子量为107315.25 u,分子式C_(4742)H_(7535)N_(1319)O_(1442)S_(38);PKN2蛋白为不稳定的亲水蛋白,具有101个磷酸化位点;跨膜结构预测显示不存在跨膜结构区和信号肽;PKN2的二级结构主要以α-螺旋(41.61%)为主;与其他物种的同源性分析结果显示,牦牛PKN2基因与普通牛的同源性最高(99.84%),与鸡的同源性最低(84.59%),符合物种进化规律.qPCR技术显示PKN2基因在牦牛脂肪组织中表达最高,极显著高于肝脏和睾丸组织(P<0.01),显著高于心脏、脾脏和肺脏(P<0.05).本研究结果为牦牛PKN2基因的功能研究提供了参考依据.