利用PCR构建多拷贝HIV-1 TAR序列的串联体

建立“自身引物—模板”PCR方法 ,并应用此方法成功地扩增了多拷贝HIV 1TAR片段的同向串联体。此方法简便 ,省力 ,可用于多拷贝基因探针、多拷贝反义基因片段、多拷贝抗原表位的扩增和克隆。

固氮粪产碱菌ntrC-lacZ融合基因的构建及其在水稻根部的表达

将粪产碱菌（Alcaligenesfaecalis）A1501ntrC基因和lacZ基因正向克隆于广泛性转移载体pLA2917上，获得多拷贝ntrC质粒pLAC1和含ntrC－lacZ融合基因的重组质粒pLAC2，采用双亲结合方法，将上述两个重组质粒导入A1501中，获得含ntrC－lacZ融合基因的结合子A15C2和ntrC多拷贝结合子A15C1。采用X－gal原位显色技术、显微切片、扫描电镜观察及ntrC部分缺失突变株研究粪产碱菌ntrC在根部的表达及功能，结果表明粪产碱菌A1501在水稻根部有较强的定殖能力，并能侵进入水稻根内定殖。在水稻主侧根伸长区及根内皮层薄壁细胞及侧根分生区ntrC－lacZ融合基因表达活性明显高于别的部位。高铵条件下多拷贝ntrC结合子根表定殖能力大于野生型，而ntrC突变株则低于野生型。表明ntrC基因参与固氮菌根表结合的过程。

微滴式数字PCR(ddPCR)快速检测α珠蛋白基因ααα^(anti-3.7)三联体

目的建立一种基于微滴式数字PCR(ddPCR)技术的α珠蛋白基因αααanti-3.7快速检测方法。方法以β-actin为参比基因、α1基因X1/Y1盒之间的差异性序列为目的基因代表性扩增子,设计特异性引物和Taq Man探针,建立基于ddPCR技术的拷贝数定量方法;检测28例已知基因型和60例临床样本,评价此方法的灵敏度和准确性。结果采用本研究建立的方法,28例已知基因型样本的检测结果均与靶基因型结果相符;60例临床样本中检出5例αα/αααanti-3.7,与MLPA的验证结果一致;方法学评价结果显示此ddPCR体系的灵敏度与准确性均达100%。结论建立了一种α珠蛋白基因αααanti-3.7三联体ddPCR检测方法,操作简单快速、结果准确可靠,可应用于人群筛查和临床常规分子诊断。

多拷贝策略在增强目的基因表达中的应用

作为基因工程领域增强目的基因表达的一种有效手段,多拷贝策略日益受到分子生物学研究者的青睐。该策略分为3种方式:表达盒多拷贝、目的基因多拷贝和启动子多拷贝,目前基因工程领域3种方式均有运用。实现多拷贝的方法有5种,分别是随机定向串联法、PCR扩增串联法、接头连接法、同尾酶法和化学合成法。多拷贝策略是通过分子生物学手段对基因工程菌目的蛋白质表达进行改良的一种方法,已有多项研究证明了该策略的可行性,该策略对基因工程起到了良好的补充作用,使得转基因产物产量更符合工业生产的需要。

武汉汉族群体3个多拷贝Y-STR基因座的遗传多态性

目的提供DYS385、DYS459和DYS464基因座的群体遗传学资料。方法用荧光标记引物及ABI 3100型基因分析仪对武汉地区176名汉族男性无关个体的DYS385、DYS459和DYS464 3个多拷贝Y-STR基因座进行分型。结果在DYS385和DYS459基因座的个体,可观察到1～2个不同长度的扩增产物;DYS464基因座个体,可观察到1～4个不同长度的扩增产物。DYS385基因座检出14个等位基因及47种单倍型,DYS459检出4个等位基因及7种单倍型,DYS464检出9个等位基因及51种单倍型,其单倍型多样性分别为0.9591、0.6047和0.9560。3个基因座构成的联合单倍型共有133种,其多样性值达0.9909。结论3个多拷贝Y-STR基因座均为高多态性的遗传标记,联合应用具有较高的个体分辨能力。

多拷贝人C肽基因的构建及其原核表达研究

目的构建多拷贝的人C肽基因,选用合适的表达载体,以多拷贝基因的形式在大肠杆菌中高效表达人C肽。方法采用PCR、克隆、DNA序列分析、IPTG诱导表达和亲和层析等方法构建多拷贝的人C肽基因。结果构建成含5拷贝C肽基因的重组pET-30 a表达载体,经转化及诱导,可在大肠杆菌中高效稳定表达可溶性的带6个组氨酸标签的C肽融合蛋白。结论在大肠杆菌中获得了人C肽的高表达,为下一步C肽的功能研究创造了重要条件。

小肽基因合成及其串联体表达载体的构建

以人表皮生长因子为研究对象,分3段合成了hegf基因片段,运用套叠PCR技术进行连接,形成全长hegf(159bp)并克隆到酵母表达载体pGAPZα-A中.利用同裂酶技术构建串联体表达载体,获得了分别含2、3、4拷贝的串联体表达载体pGAPZα-2hegf、pGAPZα-3hegf和pGAPZα-4hegf,为下一步进行基因表达及其生物学活性分析奠定了基础.

类人胰岛素原多拷贝重复基因原核表达载体的构建与表达

根据大肠杆菌密码子偏好性,优化人胰岛素原基因序列,同时用2个赖氨酸取代C链。重叠PCR扩增法克隆优化的类人胰岛素原基因,PCR扩增引物中引入胰蛋白酶酶切位点和核酸限制性内切酶识别位点。经酶切、拼接获得类人胰岛素原多拷贝基因,并构建人胰岛素原基因多拷贝原核表达载体,转化感受态大肠杆菌诱导表达融合蛋白。表达产物经SDS-PAGE电泳,考马斯亮兰染色和融合蛋白染色条带光密度分析表明,含有4拷贝的类人胰岛素原重复基因序列原核表达载体的诱导表达类人胰岛素原效率最高,是单拷贝类人胰岛素基因原核表达载体表达效率的3倍左右。表达产物经质谱鉴定,确定为优化设计的类人胰岛素原,表明构建的多拷贝类人胰岛素原基因表达载体可应用于后续人胰岛素原的高效表达生产研究。

构建时延基因调控网络的多数据源融合算法

为了进一步提高基因调控网络构建的精确度,提出一种基于多数据源融合的时延基因调控网络构建算法.该算法基于递归模糊神经网络模型,使用时序互信息估计基因间的转录时延,并限制每个基因的潜在调控基因,从而有效提高建网的效率.在网络结构学习阶段,使用离散多目标粒子群优化(discrete multi-objective particle swarm optimization,dMOPSO)算法实现从时序基因表达数据和CHIP-chip数据共同构建基因调控网络.人工模拟数据和酵母菌细胞周期表达数据的实验结果表明该算法能正确选出潜在的调控基因,从而更加精确地构建基因调控网络.

基于密码子偏好特征的原核基因组多拷贝基因序列分析

基因重复是普遍存在的现象，与基因组进化密切相关，是基因组和遗传系统分化的重要推动力.目前针对原核基因组中蛋白质编码基因序列中的重复基因的系统研究还很少.本文以四种具有不同GC%含量的原核生物基因组为研究对象，用CodonW软件对各基因组中完全相同的功能基因的密码子使用偏好进行分析，用CD-hit软件对各基因组中以80%为阈值的重复蛋白编码基因进行分析.结果表明四个基因组的蛋白编码基因中普遍存在基因重复序列，其比例占到2.77%~7.03%.对序列完全相同的功能已知基因的分析表明其序列长度分布在50bp到1000bp左右的范围，多数长度在500bp以下；功能分析表明所研究基因组中大部分重复基因与转座酶有关，还有少量的编码转移酶、水解酶、跨膜蛋白、阻遏蛋白等.对各基因组中重复基因中序列完全相同的基因的密码子偏好性分析表明这些多拷贝基因坐落在基因组中某一特定区域并集中分布，展现出明显的共性特征.本文的尝试性工作将为今后原核基因组研究提供新思路.

混合补料诱导高拷贝重组毕赤酵母高效表达X-HBsAg

目的对高拷贝重组毕赤酵母表达X-HBsAg的诱导策略进行优化。方法在摇瓶中分别诱导1、4、8拷贝数的重组毕赤酵母,ELISA检测X-HBsAg的表达量;在15L发酵罐中对8拷贝的重组毕赤酵母进行诱导表达,分别考察甘油浓度对菌体比生长速率的影响、过渡阶段混合补料对菌体生长及细胞相对活性的影响、诱导阶段比生长速率对目的蛋白表达的影响以及诱导阶段混合补料对目的蛋白表达的影响。结果 8拷贝的重组毕赤酵母在摇瓶中诱导表达的X-HBsAg量明显高于1和4拷贝重组子。优化的发酵诱导策略为:初始补加甘油阶段控制甘油浓度在15g/L;过渡阶段采用甲醇与甘油混合补料,控制甘油浓度在限制性浓度以下;诱导阶段采用甲醇与甘油混合诱导X-HBsAg表达,诱导初始阶段控制比生长速率在0.015/h以上,中后期在0.002/h左右;发酵92h,X-HBsAg的表达量比单纯甲醇诱导提高约67%。结论混合补料诱导较单纯甲醇诱导策略更有利于高拷贝重组毕赤酵母表达X-HBsAg。

多拷贝策略在小肽表达中的应用

基因工程技术已经在大分子多肽表达上得到了广泛的应用。但是小分子多肽不稳定且易降解,使其表达后很难检测和纯化。多拷贝策略是将目的基因或是含有目的基因的表达盒首尾串联,而串联构建多拷贝表达载体是目前解决小分子多肽表达量少的有效方法。总结和比较非对称粘性末端互补法、接头连接法、同尾酶法和表达盒串联法在多肽表达方面的应用情况,为小分子多肽的体外表达提供方法和思路。

ScINO1基因克隆及酵母多基因多拷贝整合表达载体的构建

利用PCR技术,以酿酒酵母S288c的基因组DNA为模板,扩增酿酒酵母肌醇-1-磷酸合成酶基因(ScINO1)包含1 602bp的开放读码框,克隆后经PCR和酶切反应进行了鉴定,测序结果与GenBank上已登录的ScINO1序列完全一致.对PUG6载体进行改造,构建了rDNA介导的多拷贝整合表达载体pURH,并将ScINO1基因连入载体pURH,获得ScINO1基因超表达载体pURIH.为下一步的微生物发酵法产肌醇和获得能够耐高乙醇的酵母工程菌株的研究奠定基础.

酿酒酵母基因编辑技术研究进展

酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae是代谢工程中最重要的宿主之一,先进的基因编辑技术已经被广泛应用于酿酒酵母细胞工厂的设计和构建。随着基因编辑技术的飞速发展,早期基于重组酶和同源重组的基因编辑技术逐渐被新型基因编辑系统所替代。文中对酿酒酵母基因编辑技术的原理和应用进行了总结,包括经典的酿酒酵母基因编辑技术,基于核酸内切酶的MegNs、ZFNs和TALENs等基因组编辑系统,最后介绍和讨论了基于CRISPR/Cas系统、异源代谢途径多拷贝整合和基因组规模基因编辑的最新研究进展,并对酿酒酵母基因编辑技术的应用前景和发展方向进行了展望。