线粒体核糖体蛋白基因内含子间最佳匹配片段的相对位置分布

对内含子间相互作用的研究是揭示基因表达调控作用的重要手段。为研究第一内含子与其他内含子间相互作用特征,并考虑内含子间的环状匹配特征包含了这种相互作用的重要信息,以人类、小鼠、红鳍东方鲀、黑腹果蝇和秀丽隐杆线虫五个物种的线粒体核糖体蛋白基因序列为样本,研究第一内含子与其他内含子间的环状匹配特征。采用Smith-Waterman方法,通过局部比对得到每个基因的第一内含子与其他内含子反向互补序列的最佳匹配片段,同时,将这些片段按8-mer CG模体的分类方式分为不同类型的片段。将基因组中所有第一内含子序列的长度标准化处理后,计算最佳匹配片段和各类片段CG对在第一内含子上的相对位置,并分析其物种差异性。结果显示,最佳匹配片段的相对位置分布没有显示出物种差异性,而其CG对的相对位置分布显示了物种差异性,且1CG类片段的CG对最可几位置随物种进化呈定向进化趋势。研究结果表明,这些最佳匹配片段可能是具有某些组织和功能的生物学元件,而CG模体体现了这些功能元件的重要特征。

文冠果基因组无内含子基因生物信息学分析

对文冠果无内含子基因在不同染色体上的分布特征进行分析,并且研究了复制关系、KEGG富集及环境响应相关基因启动子区域中的顺式作用元件。结果表明,从文冠果基因组中鉴定出1858个无内含子基因,占基因总数的7.40%。每条染色体上无内含子基因数量占染色体上基因总数的5.64%~9.07%,并且与该染色体长度及基因总数均存在正相关关系。基因染色体定位分析表明,无内含子基因更偏向分布于染色体的两端,而且超过90%的旁系同源对的K_(a)/K_(s)值小于1,说明文冠果无内含子基因在进化过程中主要经历纯化选择。无内含子基因的长度主要集中在201~1400 bp,而且平均长度明显短于总基因平均长度。KEGG富集分析表明,文冠果无内含子基因主要参与环境信息处理过程,并且在与环境胁迫响应相关基因的启动子区域发现大量与植物激素响应及胁迫响应相关的顺式作用元件。

XPA基因内含子区rs3176658多态性与乳腺癌易感性分析

目的:探讨着色性干皮病A(XPA)基因单核苷酸多态性(SNPs)与汉族女性人群中乳腺癌易感性的关系,以甘肃省居住的汉族散发性乳腺癌101例和乳腺纤维腺瘤101例作为研究对象。方法:结合在线预测与文献回顾,筛选出XPA基因rs3176658(C>T)SNPs位点,使用聚合酶链反应—限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)法,提取基因组DNA进行rs3176658位点SNP分型检测。结果:研究结果显示,XPA基因rs3176658位点多态性与甘肃地区女性乳腺癌易感性相关,突变型T/T携带者增加乳腺癌发病风险(χ^(2)=4.641,P<0.05);rs3176658位点多态性与患者组织中ER、PR、P53、Her-2、Ki67的表达以及淋巴结转移不相关。结论:XPA基因rs3176658 T/T基因型增加甘肃地区汉族女性乳腺癌易感性。

湖羊STAT5a基因第10内含子多态性及其与泌乳性状的关联分析

【目的】探究绵羊信号传感器和转录激活器5A(signal transducer and activator of transcription 5A,STAT5a)基因第10内含子多态位点及其与泌乳性状的相关性,为湖羊分子标记选育提供参考依据。【方法】采集71只湖羊母羊血液,通过PCR扩增和Sanger测序法检测湖羊STAT5a基因第10内含子单核苷酸多态性(SNP)位点,并利用SAS 9.4软件分析STAT5a基因SNP位点多态性与7~56 d湖羊产奶量、乳脂率、乳蛋白率、体细胞数等性状的相关性。【结果】湖羊STAT5a基因第10内含子检测出1个SNP位点:g.41838147 A>G,在该位点发现AA、AG和GG 3种基因型。卡方适合性检验表明,g.41838147 A>G突变位点偏离Hardy-Weinberg平衡状态(P<0.05)。多态信息含量(PIC)计算显示,g.41838147 A>G位点为中度多态(0.25G位点的GG基因型个体7~56 d总产奶量极显著或显著高于AA、AG基因型(P<0.01;P<0.05),平均乳糖率显著高于AA基因型(P<0.05);AG、GG基因型个体的平均体细胞数显著低于AA基因型(P<0.05)。【结论】STAT5a基因第10内含子存在1个多态性位点,与湖羊总产奶量、平均乳糖率和平均体细胞数均有显著关联性。

Ⅱ组内含子(Group Ⅱ Introns)的分布及多样性

Ⅱ组内含子(groupⅡintron)存在于原生生物、真菌、藻类、植物细胞器以及细菌和古细菌基因组中.在体内,Ⅱ组内含子可通过两步连续的转酯反应从前体RNA中自剪接,并连接两侧外显子.许多Ⅱ组内含子的剪接反应是由蛋白质辅助完成的,这种蛋白质有的是由内含子编码,有的是由宿主基因编码.Ⅱ组内含子能够有效地归巢进入无内含子的等位基因,也能够以低频率逆转座进入非等位基因.转座过程依赖内含子RNA和内含子编码的蛋白质(内切核酸酶活性和逆转录酶活性).本论文在总结Ⅱ组内含子最新研究成果的基础上,分析Ⅱ组内含子可能的起源和进化途径.

USH1C基因内含子新突变导致一耳聋家系的研究

目的 对一个耳聋家系,应用高通量测序技术、Minigene实验,对其听力损失病因及分子生物学致病原因进行探究。方法 首先采集先证者及家系成员的病史、绘制家系图,并进行听力学评估及耳部影像学检查。获取该家系2代3人外周血提取基因组DNA,对患儿采用高通量测序方法对406个耳聋基因编码区的全部外显子及部分内含子和启动子进行检测,筛选疑似致病突变,针对变异位点对家系成员进行Sanger测序验证,应用Minigene实验进行验证。结果 患儿表现为双侧极重度聋,高通量测序结果为USH1C纯合突变c.388-1G>A,导致氨基酸发生剪接突变,根据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)指南,该变异初步判定为疑似致病性变异;Sanger测序验证其父母均为该位点的杂合携带者。Minigene实验表明该位点突变会导致m RNA异常剪接。结论 本家系中发现的USH1C基因内含子新突变为致病性突变,该突变导致先证者耳聋。

DMD基因内含子突变致Becker型肌营养不良1例报告并文献复习

目的:探讨DMD基因内含子突变所致Becker型肌营养不良(BMD)的临床表现及基因变异特征。方法:回顾分析1例确诊BMD患儿的临床资料、肌肉病理及基因检测结果并复习相关文献。结果:患儿,男,12岁,2年前活动后出现乏力伴双下肢不适感,小便如茶色,急性期肌酸激酶、肌红蛋白水平可升高至正常值100倍以上;尿液分析示隐血3+,红细胞计数正常;代谢缺陷筛查(血、尿有机酸分析)无异常。后患儿乏力及尿液异常反复发生,全外显子检测无DMD基因相关突变;肌肉病理示骨骼肌呈肌病样改变,Dystrophin表达下降;DMD基因mRNA测序示存在异常剪接。患儿最终确诊为BMD。结论:反复横纹肌溶解的患者亦应考虑BMD的可能;对DMD基因外显子检测无异常,但Dystrophin表达异常的患者,需警惕内含子突变所致基因异常剪接。

一种新的β-珠蛋白基因内含子Ⅱ碱基缺失和插入突变的基因型和表型分析

目的:分析β-地中海贫血的基因型,明确是否存在新的突变。方法:对病例进行血液学分析、血红蛋白(Hb)分析及荧光PCR及DNA测序分析地中海贫血基因突变类型。结果:共194例确诊为β-地中海贫血,其中1例为新的β-珠蛋白基因内含子Ⅱ基因突变杂合子。病例男患儿,2岁,临床有轻度贫血。Hb分析结果Hb A 92.9%,Hb A2、Hb F均升高,Hb A2为4.2%,Hb F为2.9%。基因分析显示为杂合子β-珠蛋白基因IVS-Ⅱ-561至IVS-Ⅱ-562有1个碱基缺失和13个碱基插入突变,基因突变类型为IVS-Ⅱ-561-562(-1 bp,+13 bp)。结论:新的β-珠蛋白基因IVS-Ⅱ-561至IVS-Ⅱ-562突变的杂合子导致β-地中海贫血,临床表现为轻度贫血,Hb A2水平升高。

山东农业大学揭示内含子miRNA作为“信号转换器”调控植物抗逆的新机制

2023年8月,《New Phytologist》在线发表了山东农业大学生命科学学院郑成超课题组题为“Intronic microRNA-directed regulation of mitochondrial reactive oxygen species enhances plant stress tolerance in Arabidopsis”的研究论文。该研究阐明了内含子剪切是调控内含子miRNA加工的关键步骤,内含子miRNA可以作为“信号转换器”在增强植物抗逆性中发挥重要作用。

线粒体nad 1内含子2序列在石斛属植物分子鉴定中的应用(英文)

目的在兰科石斛属药用植物鉴定中应用新的分子标记。方法扩增并测定9种石斛属植物线粒体中NADH脱氢酶亚基1编码基因(nad 1)内含子2(in tron 2)的全长序列。结果比对后的nad 1 in tron 2序列长872bp,其中有17个变异位点,可以鉴别除粉花石斛D end robium lodd ig esii以外的8种植物。结论线粒体nad 1 in tron2序列可以作为一种新的分子标记用于石斛属植物的鉴定。

内含子的进化及基因表达调节

由于内含子(intron)的进化目前还没有一致的观点,一般认为内含子的进化是基因进化的重要部分,是与物种形成相适应的过程。内含子参与基因的组织特异性表达、蛋白质变异、基因转录等多种生物学过程。

内含子对提高转基因动物基因表达效率的影响

综述了内含子在转基因动物基因表达中的作用，对内源性内含子和异源内含子对转基因表达的影响进行分析，讨论了内含子提高转基因动物基因表达效率的三种可能机制，并指出在表达载体构建中应考虑到内含子的重要性．

酵母内含子在基因序列中的分布对基因转录效率的影响

对酵母中高效转录和低效转录基因内含子序列寡核苷酸使用情况的对照分析 ,显示两类内含子的序列结构有差异 ,并且高效转录基因内含子序列含有较多潜在的转录因子结合位点 ,由此推测内含子可能参与基因转录的调控 .这个结论有待更多的数据证实 .对内含子和外显子在两组基因序列中的分布 (长度、位置等 )进行详细比较分析后显示 ,高效转录基因内含子和低效转录基因内含子的长度有比较明显的界限 .两组基因中外显子长度的均值虽然有些差异 ,却没有明显的界限 .基因序列长度与外显子长度的情况相似 .虽然内含子的相对位置在两类基因中都很靠近 5′端 ,但是从实际位置看 ,高效转录基因中比较多的内含子很靠近基因的 5′端 ,有些则位于 5′ UTR区域 .这些结果提示 ,基因的转录效率与内含子的长度有关 ,与外显子及基因序列的长度无关 ,内含子的位置也可能影响转录效率 ,内含子对基因转录的调控可能与基因上游的转录调控有关联 。

基于水稻内含子长度多态性开发禾本科扩增共有序列遗传标记

通过在多态位点两侧的保守编码序列上设计引物,可以开发出在不同物种间通用的基于PCR的分子标记,称为扩增共有序列遗传标记(ACGM)。【目的】探讨利用已公布的水稻籼、粳两亚种的基因组序列开发禾本科ACGM的可行性。【方法】根据水稻两亚种间的内含子长度多态性,开发了38对ACGM引物。用这些引物对玉米、粟、大麦、小麦、竹子、旱稗草和大米草6个属共12个不同材料进行PCR实验。【结果】几乎所有引物都可在至少1种材料中扩增出特异条带,而1/3以上的引物可以在全部供试材料中获得特异扩增产物。在每一种供试材料中,平均大约有2/3的引物可以成功扩增出目的条带。这些引物在各属内不同种、亚种或品种(系)之间的多态性比例在24.1%～90.3%之间,平均为44.6%。【结论】利用水稻基因组序列信息开发禾本科通用型ACGM是可行的。

中国桫椤科植物叶绿体trnL内含子和trnL-trnF基因间隔区序列的系统发育分析

运用对PCR产物直接测序和克隆后测序的方法测定了蚌壳蕨科1种和桫椤科11种(其中桫椤分别测定19株,小羽桫椤测定2株)植物的叶绿体trnL基因内含子和trnL-trnF基因间隔区序列。12种植物相应的长度介于1004-1082之间,A+T平均含量60.9%,G+C平均含量39.1%。计算了不同种间以及种内不同个体间序列的碱基差别(转换值/颠换值)和Kimura遗传距离。序列数据经排列后分别进行最简约法、最大似然法和邻接法分析,结果显示:(1)白桫椤、海南白桫椤和大羽桫椤构成的分支最早和该科内其余植物组成的另一分支分歧,而后者又进一步分为两个亚分支,分别和桫椤亚属、黑桫椤亚属对应,支持夏群的分类处理;(2)大桫椤—狭羽桫椤—毛轴桫椤—篦齿桫椤、大羽桫椤—白桫椤—海南白桫椤以及小羽桫椤—桫椤各自构成独立、自然的末端分支,再参照分支内植物间的遗传距离取值,建议将此3个末端分支依次归并为3种:大桫椤、白桫椤和桫椤;(3)白桫椤属在科内处于基部位置,桫椤属的桫椤亚属和黑桫椤亚属为衍生分支,赞同Tryon关于桫椤科进化和囊群盖起源的假说。

茶树CsH1基因结构及其内含子信息分析

利用cDNA-AFLP方法对低温胁迫下茶树基因表达差异进行了分析,获得1个低温特异表达的cDNA片段。为了获取该片段所代表基因的结构信息,在成功克隆其基因全长cDNA序列(GenBank登录号:EU716314)的基础上,设计引物,从茶树品种‘龙井43’的叶片中克隆获得了该基因全长DNA序列,命名为茶树CsH1基因(JF836005)。基因结构分析表明:CsH1基因包含2个外显子和1个内含子,外显子和内含子的剪接符合GT-AG原则,其中2个外显子的碱基序列长度分别为236 bp和608 bp,内含子为388 bp。经序列分析发现该内含子具有启动子及激素调控元件,可能对CsH1基因的特异性表达有调控作用。茶树CsH1基因的结构及其内含子信息为茶树低温特异基因的表达和抗寒途径分子调控提供了序列信息。

鲤IGF2b基因内含子的克隆、基因组序列分析及慢病毒载体构建

为了了解鲤IGF2b基因与鲤生长性状之间的关系,以建鲤为试验材料,克隆了IGF2b基因内含子,分析其基因组序列的特点,构建了IGF2基因的慢病毒载体,同时观察其在293T细胞中的表达活性。结果获得鲤IGF2b 5 173 bp长度的基因组DNA序列(HM755899),共有3个内含子,4个外显子;在3'非翻译区存在2个CpG岛,在5'端非翻译区存在(T)n重复序列;除此之外,成功构建了慢病毒载体质粒Lenti-IGF2b-IRES-EG-FP,转染293T细胞后,产生的重组慢病毒颗粒出现高表达绿色荧光,荧光定量PCR检测发现IGF2b基因在293T细胞中高表达。这些结果将为研究IGF2b基因在多态性、表达方面与鲤生长性状之间的关联奠定基础。

东方鲀生长激素基因内含子2的克隆与多态性分析

以暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)、星点东方鲀(Takifuguniphobles)共82个个体为对象,运用PCR产物电泳检测、单链构向多态性(SSCP)技术和克隆测序技术检测到生长激素(Growth Hormone,GH)基因内含子2的长度和序列多态性。结果表明,3个群体中GH基因内含子2存在9种长度类型,分别为A、B、C、D、E、F、G、H、I,变异频率达到24.22%。对这9种序列进行比对分析,(1)发现9种长度类型A、G、T、C的平均百分比为17.15%、20.77%、37.38%、24.70%,其中G+C(45.47%)含量与A+T(54.53%)的含量差异不显著;(2)9种序列分别长351bp、327bp、319bp、303bp、295bp、291bp、287bp、283bp和271bp,引起长度变化的主要原因是短串联序列TCTG的重复(重复次数从20到40不等);(3)发现4个突变位点,其中3个转换位点为83(C→T),101(A→G)296(G→A),一处颠换位点103(C→A)。用UPGMA法构建分子系统树,发现DD与II首先聚为一类,然后依次与GG、AA聚为一大类,BB与CC,EE与HH分别聚为一类,最后再与FF聚为一大类,由此可见GH基因内含子2在品种间的差异远大于品种内差异。

内含子对真核基因表达调控的影响

大多数真核基因都含有非编码的间隔序列——内含子,根据剪接机制的不同,可将内含子分为3类:真核mRNA内含子、自我剪接内含子和真核tRNA内含子。在多数情况下,真核mRNA内含子的存在可以提高基因的表达水平,因为其剪接过程会影响mRNA新陈代谢的多个阶段,包括转录、RNA编辑、pre-mRNA的加工、mRNA的出核运输、翻译和无义衰变等。真核mRNA内含子在真核生物基因表达调控中起着重要的作用,是转基因研究中提高外源基因表达的重要元件之一。就真核mRNA内含子的特性、剪接机制及其对真核基因表达调控的影响作一概述。

酵母基因上游与内含子可能存在的转录协同作用

前期研究表明,酵母高转录基因内含子与低转录基因内含子的序列结构有较大差异,高转录基因内含子中存在一些潜在的正调控位点,而且这些内含子非常靠近基因上游区,有的内含子甚至位于5'-UTR区. 这些结果提示,高转录基因内含子可能参与转录调控,并可能与上游转录调控有协同作用. 为探索内含子与上游区的协同作用,将基因上游序列(翻译起始点上游800 bp或两个相邻基因之间部分)取出,仍使用寡核苷酸频率比较方法,抽提出高转录基因上游区可能的转录正调控元件,这些元件与实验所得结果吻合得较好. 然后定义“寡核苷酸对”,其中一个位于上游区,另一个位于内含子,对“最近距离”在一定范围内(84 bp)的寡核苷酸对进行分析,抽提出匹配基因数显著高于随机匹配数的寡核苷酸对(主要是四核苷酸对和五核苷酸对),分析这些寡核苷酸对的相互作用模式(位置分布及可能的作用因子,如RAP1,ABF1和TAF等),获得了酵母基因上游与内含子之间可能存在的一些转录协同作用模式. 这些结果有助于对基因转录调控机制的认识.