Ⅰ型内含子核酶研究进展

Ⅰ型内含子核酶作为最早被发现的RNA催化剂 ,在过去 2 0年里得到了深入研究 .相关研究成果使人们在RNA的生物学功能、催化特征、结构与折叠特征等方面的认识有了革命性更新 .回顾了Ⅰ型内含子核酶研究的主要进展 ,重点对近年来在Ⅰ型内含子核酶的结构和折叠方面所取得的重要成果进行了介绍 。

定点诱变自我剪接Ⅰ型内含子核酶

目的验证嗜热四膜虫核酶自我剪接功能,定点诱变Ⅰ型内含子核酶及检测其自我剪接功能。方法PCR扩增嗜热四膜虫核酶基因连入pGEM-T载体,通过重组PCR获得3个非发夹区域定点诱变的Ⅰ型内含子核酶基因,连入pGEM-T载体,分别进行体外转录。结果嗜热四膜虫核酶及诱变的3个核酶自我剪接功能完全。结论非发夹区诱变的核酶不改变其自我剪接的功能,为以后反式剪接核酶的设计构建提供了更多的选择基础。

截短绿色荧光蛋白突变体反式剪接修复核酶

Ⅰ型内含子核酶经过设计特定的信号引导序列(IGS),可特异性地定点剪接目的基因RNA,从而在RNA水平达到修复病变基因的目的。以四膜虫材料,克隆了其26SrRNA内含子核酶基因,体外转录证实该I型内含子核酶具有完全的自我剪接的功能。为检测该核酶的反式剪接功能,构建了缺失后半段564bp基因序列的绿色荧光蛋白(GFP)的截短突变体重组质粒XYQ5XYQ10pEGFPC2,并证实其失去了发射绿色荧光的活性。利用PCR和分子克隆技术,构建了以上EGFP突变体的反式剪接修复核酶ptransribCMV2,该核酶载体以克隆的26SRNA内含子为核心,选择EGFP编码区194位TG为剪接位点,以188193位设计IGS序列,核酶3′端携带195890bp的EGFP基因序列,连接于pRCCMV2真核表达载体中。体外转录突变EGFP的原核表达载体XYQ510pGEM和ptransribCMV2,以混合转录产物为模板进行RTPCR,电泳及测序证实产物中含有反式剪接修复的野生型EGFPmRNA,从而证实构建的反式剪接核酶具有体外反式剪接功能。将截短突变重组质粒XYQ5XYQ10pEGFPC2与核酶质粒ptransribCMV2共转染Hela细胞,用荧光显微镜观察转染结果,发现有少量共转染的Hela细胞发出绿光;RTPCR检测出野生型EGFPmRNA,证明构建的反式剪接核酶具有体内反式剪接的功能,但其反式剪接效率低。

以白色念珠菌为模型高通量筛选潜在抗真菌药物

目的通过高通量药物筛选来寻找有活性的广谱性抗真菌药物,专一性抗白色念珠菌药物以及特异性抑制含核酶的白色念珠菌生长的药物。方法以两株基因型不同的白色念珠菌菌株(一株含I型内含子核酶,一株不含核酶)和一株非病原真菌啤酒酵母(不含I型内含子核酶)为细胞模型,3种菌株依次以96孔板为容器,在起始菌液浓度的A580nm为01时分别加入10720种药物样品(包含化合物与天然产物),在30℃静止培养6h,选取抑菌效率超过50%的样品进行复筛。结果通过初筛和复筛,发现了23种药物在10μg·mL-1的浓度时的抑菌效率超过50%,其中1种药物特异性抑制含核酶的白色念珠菌生长,是潜在的抗核酶药物;4种药物特异抑制白色念珠菌的生长,是潜在的抗白色念珠菌药物;18种药物抑制所有模式菌株的生长,是潜在的广谱性抗真菌药物。结论本研究在国内首次采用自动化工作站进行抗真菌药物的高通量药物筛选,方法简便快捷,筛选结果稳定可靠,并筛选到一些有希望向临床发展的抗真菌药物活性样品。此方法有可能应用于抗其他病原微生物的药物筛选。