吉富罗非鱼IRF9基因克隆及表达特征分析

【目的】明确吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)干扰素调节因子9基因(OnIRF9)的结构特征和组织表达模式,以及无乳链球菌感染和Poly(I:C)刺激后的免疫应答情况,为揭示IRF9在罗非鱼免疫应答中的作用机制提供理论依据,进而丰富鱼类的IRF免疫学知识。【方法】通过RACE扩增OnIRF9基因cDNA序列,通过ExPASy、SMART、SignalP-5.0、TMHMM-2.0和Euk-mPLoc 2.0等在线软件进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR检测OnIRF9基因在健康吉富罗非鱼组织中的表达特征及无乳链球菌感染和Poly(I:C)刺激后的表达变化。【结果】OnIRF9基因cDNA序列全长1828 bp,包含50 bp的5'端非编码区(5'-UTR)、485 bp的3'端非编码区(3'-UTR)和1293 bp的开放阅读框(ORF),共编码430个氨基酸残基。OnIRF9蛋白分子量为48.42 kD,理论等电点(pI)为6.23,含有IRF典型的DBD结构域和IAD结构域,不含信号肽和跨膜结构域。OnIRF9氨基酸序列与其他硬骨鱼类IRF9氨基酸序列的相似性为56.2%~95.7%,其中与美妊丽鱼IRF9氨基酸序列的相似性最高(95.7%);基于IRF9氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树也显示,吉富罗非鱼与其他参考鱼类聚为一簇,尤其与美妊丽鱼的亲缘关系最近。OnIRF9基因在健康吉富罗非鱼脑、血液、肌肉、肝脏、皮肤、心脏、脾脏、头肾、肠道和鳃组织中均有表达,以脑组织中的相对表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05),而鳃组织中的相对表达量最低。经无乳链球菌感染和Poly(I:C)刺激后,OnIRF9基因在吉富罗非脾脏、头肾和脑组织中的相对表达量在6 h内均极显著上升(P<0.01),但其相对表达量达到峰值的时间并不一致,提示OnIRF9基因在各组织中响应免疫应答时可能具有互补协调性。【结论】OnIRF9具有IRF典型的结构域(DBD和IAD),尤其是DBD结构域的功能在脊椎动物中较保守;OnIRF9基因在中枢神经系统中发挥重要作用,且参与吉富罗非鱼抵御病原体入侵的免疫应答反应。

克氏原螯虾Dmrt1基因克隆及表达特征分析

【目的】克隆克氏原螯虾(Procambarus clarkii)Dmrt1基因(PcDmrt1),分析其在雌性和雄性克氏原螯虾不同组织中及不同发育时期性腺中的表达特征,为研究克氏原螯虾性别分化与发育提供理论依据。【方法】克隆PcDmrt1基因开放阅读框(ORF),并对其进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR检测PcDmrt1基因在雌性和雄性克氏原螯虾不同组织及不同发育时期性腺中的表达特征。【结果】PcDmrt1基因ORF长1752 bp,共编码583个氨基酸残基。PcDmrt1蛋白分子量64.9 kD,理论等电点(pI)为9.51,包含2个DM结构域。同源比对分析表明,克氏原螯虾PcDmrt1氨基酸序列与红螯螯虾(Cheraxquadricarinatus)Dmrt氨基酸序列同源性最高,为61.2%。基于Dmrt氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树表明,克氏原螯虾与东澳岩龙虾(Sagmariasus verreauxi)、红螯螯虾和美洲螯龙虾(Homarus americanus)亲缘关系较近。PcDmrt1基因在克氏原螯虾性腺、肝胰腺、鳃、脑、眼柄、肌肉和肠道7个组织中均有表达,性腺中相对表达量最高,肝胰腺和眼柄次之,在其他组织中相对表达量较低,在性腺、肝胰腺和眼柄3个组织中,雌性和雄性克氏原螯虾Pcdmrt1基因相对表达量存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01,下同)差异。在克氏原螯虾不同发育时期,PcDmrt1基因相对表达量在出膜后5 d出现高峰,最高表达出现在出膜后40 d,此时雄性幼虾PcDmrt1基因相对表达量极显著高于雌性幼虾。【结论】克氏原螯虾PcDmrt1蛋白含有2个DM结构域,属于典型的Dmrt家族成员,在进化上保守。PcDmrt1基因广泛表达于克氏原螯虾各组织中并在性腺中高表达,基因相对表达量在发育早期呈上升趋势,表明PcDmrt1基因可能在早期参与克氏原螯虾性别分化与组织发育。

黄喉拟水龟肺炎克雷伯菌外膜蛋白A的原核表达与纯化

【目的】克隆黄喉拟水龟肺炎克雷伯菌外膜蛋白A(KpOmpA)基因,构建重组质粒并诱导其表达,纯化获取重组蛋白KpOmpA,为黄喉拟水龟抗肺炎克雷伯菌的相关疫苗研究奠定基础。【方法】以黄喉拟水龟肺炎克雷伯菌DNA为模板,克隆获得KpOmpA基因后与pET-32a表达载体连接;将构建的重组质粒pET-32aKpOmpA转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导,通过SDSPAGE电泳检测KpOmpA重组蛋白的表达情况,并对重组蛋白进行可溶性分析;经Ni-IDA琼脂糖纯化树脂柱纯化KpOmpA重组蛋白,应用Western blot方法鉴定纯化蛋白。【结果】KpOmpA基因CDS序列全长为1071 bp,推定编码356个氨基酸,与其他肺炎克雷伯菌的OmpA氨基酸序列同源性超过99%,高度保守。重组质粒pET-32a-KpOmpA经双酶切、测序确认基因序列无移码或突变,表明重组质粒成功构建。转化后的BL21感受态细胞经终浓度为1 mmol/L IPTG在37℃下诱导4 h后进行SDS-PAGE检测,结果表明,KpOmpA重组蛋白大量表达,以包涵体形式存在,分子量约为57 kD。经Ni-IDA琼脂糖纯化树脂柱纯化,获得较高纯度的重组蛋白。Western blot检测结果显示有57 kD的条带,表明KpOmpA重组蛋白能被小鼠抗His-tag单克隆抗体识别。【结论】成功构建了重组质粒pET-32a-KpOmpA,在大肠杆菌表达系统中诱导其表达,并纯化得到较高纯度的KpOmpA重组蛋白,为制备预防肺炎克雷伯菌感染的疫苗奠定基础。