基于线粒体ATP6基因探讨3种绵羊系统发育关系

试验旨在探讨甘肃省藏羊(Tibetan sheep)、滩羊(Tan sheep)和小尾寒羊(Small-tailed han sheep)的系统发育关系,为甘肃省当地绵羊种质资源保护及合理利用提供参考。试验将藏羊、滩羊和小尾寒羊的线粒体ATP6基因部分序列扩增后送样测序,将测序结果处理后与国内外多种绵羊线粒体ATP6基因序列片段进行比对。比对完成后用DnaSP 5.0软件进行遗传多样性分析,并利用MEGA-X软件建立系统发育树,从而探讨不同绵羊种群之间的系统发育关系。结果显示,试验选择的藏羊、滩羊、小尾寒羊种群的单倍型数量分别为6、6、5个,单倍型多样性分别为0.515 79、0.928 57、0.933 33,核苷酸多样性分别为0.002 93、0.005 52、0.005 20。系统发育树结果显示,3种绵羊品种与国内外其他绵羊品种存在基因流。研究表明,藏羊、滩羊和小尾寒羊与选择的21种其他品种绵羊均有不同程度的亲缘关系,在开展对此3种绵羊的保种工作时要注意避免与其他品种杂交。

基于生物信息学分析ATP6V0D2在肝细胞癌中的表达和预后价值

目的 基于生物信息学分析ATP6V0D2在肝细胞癌(HCC)中的表达,以及与预后的关系。方法 采用GEPIA及UALCAN数据库对ATP6V0D2进行分析,比较HCC组织与正常组织中ATP6V0D2的表达差异及与患者预后的关系。结果 与正常组织相比,ATP6V0D2在HCC中高表达;高表达ATP6V0D2基因患者生存期低于低表达ATP6V0D2基因患者;不同临床分期患者ATP6V0D2基因表达差异无统计学意义(P>0.05);ATP6V0D2表达水平与甲胎蛋白(AFP)表达水平呈正相关(P <0.05)。结论 ATP6V0D2可能成为HCC新的治疗靶点及HCC诊断与预后的重要指标。

卵巢癌预后不良基因ATP6V1F、GINS1、GINS4的筛选

目的 筛选卵巢癌预后不良的分子生物学标志。方法 从GEO数据库获得卵巢癌GSE14001、GSE14407数据集,用在线分析工具GEO2R、Venn筛选得到卵巢癌和正常卵巢组织差异表达基因(DEGs),对DEGs进行富集分析,构建蛋白互作网络(PPI),以及构建网络模块得到关键基因,利用Kaplan Meier plotter网站分析关键基因与卵巢癌患者总生存期之间关系,应用GEPIA数据库分析DEGs在卵巢和卵巢癌组织中表达,应用The Human Protein Atlas数据库获取筛选基因的免疫组化结果,对比它们在卵巢和卵巢癌组织间的表达差异。结果 得到211个DEGs,92个上调和119个下调。差异基因生物学过程主要涉及侧枝发芽的正向调控、乏氧反应、间充质-上皮细胞信号传导;细胞组分主要集中在质膜顶、细胞表面、细胞外外泌体等部位;分子功能主要涉及丝氨酸型内肽酶活性、金属内肽酶活性、受体活性等;信号通路富集于白细胞跨内皮细胞迁移、细胞黏附通路、癌症通路等信号通路。得到35个候选基因,其中14个基因高表达、8个基因低表达与患者总生存期相关(P<0.05)。其中ATP6V1F、GINS1、GINS4基因在卵巢癌组织中在RNA水平和蛋白质水平表达均高于正常组织(P<0.05)。GNB3在卵巢癌组织中RNA水平表达低于正常组织,而在蛋白质水平恰好相反(P<0.05)。结论 ATP6V1F、GINS1、GINS4有可能是卵巢癌预后不良的新分子标志物。

lncRNA ATP6V1B1-AS1对非小细胞肺癌增殖与侵袭的作用及其机制

目的 探究长链非编码RNA(lncRNA) ATP6V1B1-AS1对非小细胞肺癌增殖与侵袭的作用及其机制。方法 实时定量PCR(qRT-PCR)检测非小细胞肺癌细胞系(A549、SK-MES-1、1299、H460)及正常人支气管上皮细胞系(16-HBE)中ATP6V1B1-AS1的表达;从UCSC Xena数据库下载癌症基因组图谱(TCGA)泛癌数据集,分析泛癌中ATP6V1B1-AS1表达情况。采用CCK8实验、Transwell实验检测对照组、过表达ATP6V1B1-AS1组、敲减ATP6V1B1-AS1组细胞增殖及侵袭能力;Western blotting检测侵袭相关蛋白E-cadherin、MMP9、Snail表达。通过生物信息学方法构建ATP6V1B1-AS1参加调控的内源竞争RNA(ceRNA)网络,分析ATP6V1B1-AS1对非小细胞肺癌增殖与侵袭可能的作用机制。利用基因本体(GO)数据库及京都基因和基因组数据库(KEGG)富集分析ATP6V1B1-AS1参与调控的生物学功能。结果 与正常人支气管上皮系比较,非小细胞肺癌细胞系A549、 H460、H1299、SKMES-1中ATP6V1B1-AS1的表达均显著增高(均P <0.05)。TCGA泛癌分析结果显示,ATP6V1B1-AS1在多种癌症中高表达,并且肺鳞癌及肺腺癌中高表达,差异有统计学意义(P <0.05)。A549细胞过表达ATP6V1B1-AS1后增殖和侵袭能力增强,SK-MES-1细胞敲减ATP6V1B1-AS1后增殖和侵袭能力减弱。与对照组比较,过表达ATP6V1B1-AS1后A549细胞E-cadherin蛋白表达减少,Snail和MMP9蛋白表达增加(P <0.05);敲减ATP6V1B1-AS1后SK-MES-1细胞的E-cadherin蛋白表达增加,Snail和MMP9蛋白表达减少(P <0.05)。ceRNA网络调控图结果显示,miR-520a-5p、miR-526b-3p、miR-4524a-3p、miR-6730-5p可能是ATP6V1B1-AS1的下游基因,调控WNT3、PAICS等基因发挥ATP6V1B1-AS1促进非小细胞肺癌增殖、侵袭的作用。GO数据库功能富集分析结果显示,ATP6V1B1-AS1下游mRNA与腺体发展等功能相关,KEGG功能富集分析显示ATP6V1B1-AS1与嘌呤代谢等功能相关。结论ATP6V1B1-AS1在非小细胞肺癌细胞系中高表达,并能够促进非小细胞肺癌的增殖、侵袭。ATP6V1B1-AS1可能通过ceRNA网络调控相应生物学行为。

MT-ATP6基因9176T>C变异致晚发型Leigh综合征一家系报道并文献复习

目的探讨晚发型Leigh综合征(leigh syndrome,LS)的临床、头部MRI和MT-ATP6基因变异特点。方法详细收集一家系中2例晚发型Leigh综合征患者的临床资料、脑影像以及基因检测结果,并结合文献进行讨论。结果先证者,男,9岁,以“双侧眼睑下垂、步态不稳半年,精神行为异常4个月”为主诉,于2020年4月10日就诊于河南省焦作市人民医院。患儿出生正常,自幼体质和智力均较同龄人差。半年前出现双侧眼睑下垂,视物有重影,并逐渐出现步态不稳,跑步困难,头部MRI检查提示双侧基底节区和脑干异常信号。4个月前无诱因出现间断性恶心呕吐,精神行为异常。2个月前感冒发热后突发昏迷抽搐,在当地医院抢救治疗,生命体征平稳后转入河南省焦作市人民医院。查体:身材矮小,体型消瘦,呈睁眼昏迷状。双侧眼睑下垂遮盖瞳孔大于1/2,双眼球居中固定,吞咽障碍,鼻饲管饮食。四肢肌张力高,腱反射活跃,肢体呈屈曲状,双侧病理征阳性。家族史:患儿父母非近亲结婚,父亲身体健康,母亲身材矮小,有精神行为异常病史。先证者的哥哥,14岁,发育均较同龄人差。7岁出现眼睑下垂,步态不稳,无昏迷抽搐病史。先证者和其哥哥行骨骼肌病理活检未见破碎红边纤维,线粒体基因组检测均发现有MT-ATP6基因9176T>C变异。结论晚发型Leigh综合征临床表型具有较大的异质性,可伴有精神行为异常和认知障碍。头部MRI以双侧基底节和中脑导水管周围异常信号为其影像特点,基因检测是诊断Leigh综合征的重要依据。

黏类小麦细胞质雄性不育线粒体atp6基因转录本编辑位点

以黏类小麦细胞质雄性不育系ms(Kots)-90-110(A)及其近等可育基因系BC5F2为材料,采用克隆测序与PCR产物直接测序方法,对黏类小麦线粒体atp6基因在花药发育各阶段的RNA编辑进行了分析。结果表明,小麦atp6基因保守区DNA序列在供试材料不育系及其近等可育基因系中完全一致,且与普通小麦和提莫菲维小麦atp6基因序列同源性为99%。两种方法测序分析atp6基因转录本保守区RNA编辑的结果规律相似。atp6基因共有15个编辑位点,其中13个发生在密码子的第一和第二位点上,这些位点的编辑都使氨基酸种类发生了变化;有2个发生在密码子的第三位点上,不引起氨基酸种类的变化;其中第6和第7位点是共转录的。随着花药发育时期的推移,各位点的编辑频率逐渐增高。不育系与其近等可育基因系相比,在引入核恢复基因后,各位点的编辑频率明显提高。编辑不充分的转录产物可能会影响线粒体功能的正常发挥,表明黏类小麦细胞质雄性不育与线粒体atp6基因转录本保守区的编辑有一定的相关性。

烟草线粒体基因atp6的SNP及其与CMS的相关性

为更好地在烟草育种中利用雄性不育,对烟草胞质雄性不育(CMS)的分子机理进行了研究。atp6基因是影响植物CMS的一个重要候选基因。本研究以7个烟草CMS系及其相应的保持系为材料,利用PCR特异引物扩增其线粒体基因atp6,通过直接测序和比对,发现atp6中A-59C、T-92C、T-185G、T-253C、T-418C和T-768C共6个核苷酸位点存在碱基变异,其中第59位、92位、185位和418位碱基的变化导致了相应位点编码氨基酸残基的改变,另两个位点(第253位和768位)为同义突变。对atp6基因中第59位A→C的突变进行了大量个体(共222个烟草植株个体)的PCR-RFLP检测及分析,结果表明,所有保持系单株的线粒体atp6基因片段都可以被Bst1107I酶切,酶切后出现两种条带;而96%以上的雄性不育系单株的线粒体atp6基因片段部分能被Bst1107I酶切,部分由于第59位A→C突变不能被Bst1107I酶切,酶切后出现3种条带。说明atp6基因第59位的SNP位点与烟草CMS特性存在显著的相关性。

苎麻atp6和atp9基因的克隆表达及与细胞质雄性不育的相关性

根据GenBank报道的双子叶植物线粒体atp6和atp9基因编码区保守序列设计简并引物,通过PCR技术从苎麻细胞质雄性不育系、保持系和恢复系(简称"三系")mtDNA中扩增目的基因片段,发现所得序列开放阅读框虽不完整,但与GenBank报道的其他植物线粒体atp6和atp9基因同源性分别高于94%和85%。采用DNA Walking步移法分别从3′端和5′端扩增两个基因片段的未知侧翼序列,分离出完整的苎麻线粒体atp6和atp9基因,包含了完整的开放阅读框。其中"三系"的atp6基因在mtDNA水平、转录和翻译调控水平、蛋白质水平上均无差异。不育系atp9基因在编码区3′端与保持系和恢复系相比存在若干个碱基的差异和缺失;RT-PCR分析还表明,不育系atp9基因在现蕾期和盛花期的表达量很高。推测不育系atp9基因的结构变异和/或异常表达与苎麻细胞质雄性不育(CMS)的关系密切。

中国3个不同地域藏族群体线粒体ATP6、ATP8和Cyt b基因的比较：探查自然选择在基因组的印记

线粒体基因组(Mitochondrial DNA,mtDNA)具有区别于核基因组的诸多特性(例如缺乏重组等),在人类进化历史的研究领域具有巨大的应用价值。文章通过对3个不同地域藏族群体线粒体基因组的ATP6、ATP8和Cytb基因约2kb区域的测序研究发现:随着海拔的增加,3个基因的全序列、ATP6和ATP8基因逐渐偏离中性模式,但未呈现显著性差异;随着海拔的降低,Cytb基因受到纯化选择的作用逐渐增大;ATP6基因可能存在适应性选择,并且随着海拔的增高呈现出适应性选择增强的趋势;选择的主要因素应该是该群体所处的特殊的地理环境,即不同的地理环境具有直接的选择作用。

辣椒核质互作雄性不育系线粒体不育基因CoxⅡ和atp6的克隆与序列分析

以辣椒核质互作雄性不育系9704A、保持系9704B和恢复系9701(简称"三系")为材料,根据GenBank报道的茄科作物线粒体CoxⅡ和atp6基因编码序列分别设计引物,PCR扩增辣椒"三系"线粒体DNA目的基因片段,研究辣椒"三系"线粒体DNACoxⅡ和atp6基因的差异及与雄性不育的关系。结果表明:从辣椒核质互作雄性不育系中扩增到两个基因的部分序列atp6-706和CoxⅡ-708,GenBank登录号分别为FJ986191和FJ986190,生物信息学分析发现分离的atp6-706和CoxⅡ-708片段与GenBank报道的茄科作物线粒体CoxⅡ和atp6基因的相似性高达95%以上;在保持系和恢复系中均未能扩增到任何序列,说明辣椒雄性不育系的CoxⅡ和atp6基因与保持系和恢复系在线粒体DNA水平上存在差异,这种结构上的变化暗示可能与辣椒雄性不育相关。

红莲型细胞质雄性不育水稻线粒体atp6基因转录本的编辑位点研究

以红莲 (HL)型水稻细胞质雄性不育系A、保持系B及杂种一代F1为材料 ,首次比较研究了红莲型水稻线粒体atp6基因转录本的编辑位点及各位点的编辑频率 .结果表明atp6基因的转录本有 18个编辑位点 ,其中有 15个发生在密码子的第一和第二位点上 ,这些位点的编辑最终会导致氨基酸种类的变化 .18个编辑位点在A、B和F1中没有差异 ,但各位点的编辑频率在引入了核恢复基因的条件下发生了较大的变化 ,完全编辑的比例增加 .这些结果首次证明HL型细胞质雄性不育与线粒体atp6转录本的编辑有一定相关性 。

玉米不育系及其保持系线粒体atp6基因转录本编辑位点研究

以玉米同核异质细胞质雄性不育系T黄早四、C黄早四、S黄早四以及保持系N黄早四为材料,比较研究了供试材料小孢子发育到单核期的线粒体atp6基因转录本保守区域的编辑位点。结果表明,DNA序列在T、C、S3种胞质中完全一致,与N胞质相比除在27、28核苷酸处不同外,其余均一致,而各胞质cDNA序列却不尽相同。DNA和cDNA序列比较显示:atp6基因转录本保守区域内,N、S胞质中均存在19个编辑位点,T胞质存在22个,C胞质存在20个,它们相同的编辑位点有18个。大多数编辑位点都发生在密码子的第一、二位点上,可改变氨基酸的种类。18个相同的编辑位点大都为完全编辑,其中第1位点在各胞质中为部分编辑,第19位点除在N胞质中为完全编辑外其余胞质都为部分编辑。而各胞质特有编辑位点均以部分编辑的形式出现。由此可见,在玉米中atp6基因RNA编辑不仅具有序列特异性,同时还受到胞质背景的影响。通过分析还可看出,编辑的C残基前一个碱基多为嘧啶类碱基,编码氨基酸Ser和Pro的密码子较其他类的密码子更易受到编辑,且植物RNA的编辑有着改变蛋白质疏水性、增加物种间保守性的倾向。

雄性不育烟草atp6基因育性相关生物信息学分析

线粒体基因atp6与多种植物细胞质雄性不育(CMS)关系密切。为探索atp6基因致烟草CMS的潜能,以2对烟草不育系和相应保持系为材料克隆atp6基因,测序结果显示不育系与保持系atp6基因间有6个碱基差异。进一步的生物信息学分析结果表明,6个碱基差异导致4个预测氨基酸残基差异及差异残基所处区域的亲/疏水性改变,不育系atp6基因预测蛋白在二级结构和结构域上均呈现出周期结构(主要为α-螺旋)增加而非周期结构(主要为无规卷曲)减少的趋势,不育系atp6基因的碱基差异能在一定程度上引起编码亚基空间结构类型发生改变。推测atp6编码亚基尤其是亚基结构域空间结构类型的改变可能干扰线粒体F0F1-ATP合成酶的功能,从而成为影响烟草育性的因素之一。

大豆细胞质雄性不育系与保持系atp6基因的RNA编辑比较研究

对大豆细胞质雄性不育系NJCMS1A与其保持系NJCMS1B的atp6基因的RNA编辑进行比较研究。结果在不育系NJCMS1A与保持系NJCMS1B的atp6-3基因保守区中均发现2个编辑位点,但互不相同,并且导致了氨基酸的不同变化;mtDNA序列分析显示,atp6-3基因转录本保守区在不育系NJCMS1A与保持系NJCMS1B间存在1个碱基的差异;另外还发现atp6-1、atp6-2和atp6-3的表达在不育系NJCMS1A与保持系NJCMS1B间存在明显差异。

利用酵母双杂交系统筛选油菜ATP6的相互作用因子

甘蓝型油菜波利马(Brassica napus pol.)细胞质雄性不育系是一种很有实用价值的油菜不育类型.目前关于其分子机制的研究已证实,线粒体ATP合成酶的一个亚基ATP6与其雄性不育相关.本实验以ATP6作为诱饵蛋白,应用酵母双杂交共转化的方法筛选与ATP6相互作用的蛋白质.在获得的阳性克隆中,发现了一个与拟南芥中未知基因AT3G47550所编码的蛋白质具有较高同源性的蛋白质.它含有RING HC的结构,可能在泛素-蛋白质降解途径与细胞质雄性不育间建立起了某种联系.

水稻线粒体基因atp6启动子突变导致的一种细胞质雄性不育型

内江杂交水稻科技开发中心从恢复系"万恢88/内恢92-4"杂交组合F2代不育株选育的细胞质不育系,被暂时定名为"万恢88型水稻细胞质雄性不育系"。利用PAGE电泳、琼脂糖凝胶电泳和克隆测序等技术对其不育系和保持系线粒体基因组进行研究,分析其雄性不育的分子基础和分子机理。通过PAGE电泳发现,其不育系线粒体基因组PCR带型与野败型(WA)、印水型(ⅡA)、D型(D i)、冈型(GA)存在差异。对其不育系内香2A和保持系内香2B的差异片段回收测序,获得两条667 bp长度的m tDNA片段2A和2B,通过序列比对和电子杂交分析,获得片段为atp6基因的部分序列及其上游序列。2A和2B相比有3个碱基不同,分别是第57位G→T,第100位T→C,第161位C→T。功能分析第100位T-C点突变使atp6基因启动子核心序列遭到破坏。通过对atp6基因上游序列的RT-PCR分析,发现不育系内香2A的atp6基因不能正常表达。故而推测万恢88型水稻细胞质雄性不育是由于不育系线粒体atp6基因核心启动子区域发生点突变,导致atp6基因不能正常转录,致使线粒体供能不足,最后导致花粉败育。

基于线粒体ATP6及Cytb基因多态性研究藏山羊高原适应性

为了探究藏山羊ATP6和Cytb是否具有潜在的高海拔适应性突变,本研究利用藏山羊(n=157,来自西藏地区的8个群体,海拔高度>3500 m)与低海拔山羊(n=104,来自欧亚大陆50个群体,海拔高度<1000 m)两组261条ATP6和Cytb序列,对核苷酸组成、遗传多样性、单倍型网络以及基因突变对蛋白结构域功能影响进行比较分析。结果,在ATP6和Cytb中分别鉴定出33和67个单核苷酸多态性位点(SNPs),其中错义突变均为6个。值得注意的是,ATP6 m.8102A>G(Ile→Met;P=0.0006)和Cytb m.14794A>G(Thr→Ala;P=0.0077)是低海拔山羊群体特有的错义突变,由此形成的单倍体H27和Ha36与高原适应性呈显著负相关(H27,P=0.0070;Ha36,P=0.0123)。进一步分析推测,这两个突变阻碍了质子跨膜的正常功能,并影响了质子或电子在OXPHOS中的转移,从而导致了低海拔山羊和藏山羊之间呼吸作用效率的差异。本研究通过对线粒体ATP6和Cytb基因编码区多态性到功能的相关分析,初步推测了藏山羊高海拔低氧适应性机制,为高原适应性相关研究提供了一定的见解。

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP合成酶atp6基因转录本RNA编辑

紫稻(Oryza sativa L.)细胞质雄性不育系紫稻A是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术,得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系(樱香A)及其保持系(樱香B)线粒体atp6基因转录本cDNA序列。通过与基因组序列比对发现:樱香Aatp6cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp6 cDNA序列中有16个编辑位点,在樱香B cDNA序列16个编辑位点位于15个密码子中,所编码的氨基酸均发生改变:在1003位点由C替换为T,导致原来编码谷氨酰胺密码子(CAA)成为终止密码子(TAA),保证atp6 mRNA编码一个正常的ATP6多肽;而由于没有发生RNA编辑,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。研究表明,RNA编辑在合成正常的ATP6多肽的过程中具有至关重要的作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。

洋葱atp6基因的克隆与系统进化分析

细胞质雄性不育(CMS)在作物遗传育种研究中占有重要地位,多种植物的细胞质雄性不育均与线粒体基因结构变异及新嵌合基因的产生有关。为探索线粒体atp6基因与洋葱CMS的关系,以13份不育系和11份保持系为材料克隆洋葱atp6基因编码序列,测序结果表明不同材料atp6基因间存在一个C/A多态性位点,该多态性位点在不育系和保持系间随机出现,而不是不育系与保持系的特征差异。蛋白质分析表明这一多态性位点的变异并未改变atp6蛋白跨膜结构。进一步的蛋白比对分析揭示了atp6蛋白在物种间有一定的保守性,特别是第IV跨膜结构域的Arg在所有物种中是高度保守的,也是H+转运所必需的。基于atp6蛋白序列的系统进化树显示细菌和病毒位于树的基部,其次是真菌、低等藻类以及原生生物,然后高等藻类、苔藓和蕨类,高等绿色开花植物处于树的顶端,单子叶植物处于树的最顶端。

特异性阻断诱导培养的大鼠破骨样细胞Atp6i基因的表达

目的筛选具有高效、高特异性地阻断体外诱导培养的大鼠破骨样细胞(osteoclast-like cells,OCL)Atp6i基因转录产物 mRNA翻译过程的siRNA序列。方法根据大鼠Atp6i基因序列设计2对siRNAs(Ⅰ、Ⅱ)序列,转染到各组体外培养第6天的OCL细胞内,转染组(Ⅰ或者ⅡsiRNA)T1组、阴性对照转染组(ⅢsiRNA)T2组、转染试剂转染组T3组以及空白对照组T4组;转染第24小时后,RT-PCR分析Atp6i mRNA的表达情况。结果Ⅰ号siRNA转染后,T1组中Atp6i基因RT-CR扩增产物密度值较其他组减少,差异明显(P<0.01),相对密度值较其他组也明显减少(P<0.01)。结论Ⅰ号siRNA片段特异性的抑制大鼠OCLAtp6i mRNA表达。