基于改进的重叠延伸聚合酶链式反应技术快速制备DNA分子质量标准

采用改进的重叠延伸聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术,简便、快速地制备DNA分子质量标准。首先,利用普通PCR技术扩增5 和3 两端序列一致的DNA片段。随后,在重叠延伸PCR的变性和退火过程中,2个单链的3 端互补序列可形成双链,且这些单链片段可同时作为模板和引物,在PCR延伸过程中延长片段。随着反应循环数的增加,小片段产物逐渐减少,大片段产物逐渐增多。取不同循环数的重叠延伸PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳检测,根据电泳结果选择最佳的PCR循环数或不同循环数的最佳组合,无须回收纯化,即可得到分子质量相差100bp的DNA分子质量标准。经琼脂糖凝胶电泳检测,所制备的DNA分子质量标准条带清晰、分子质量准确、条带均一性好,可用于标记DNA分子质量大小。总之,本研究用于DNA分子质量标准制备的方法操作简单,周期短,成本低,无副产物,且能够根据具体需求定制DNA分子质量标准的大小。

重叠延伸聚合酶链反应克隆大鼠Foxo3a基因及序列测定

目的获得大鼠Foxo3a基因全长编码区基因。方法运用重叠延伸PCR方法从大鼠脾脏总RNA中扩增Foxo3a编码区基因全长,将其插入pMD19-T载体中进行酶切及测序鉴定。结果Foxo3a编码区基因全长2019bp,与GenBank中大鼠Foxo3a基因同源性为99.9%。结论运用重叠延伸PCR技术可成功克隆高GC含量大鼠Foxo3a的cDNA,为进一步研究该基因奠定了基础。

黄曲霉基因敲除体系的构建及其RNA依赖的RNA聚合酶1基因在生长发育中的作用

目的探讨黄曲霉(A.flavus)基因敲除体系的构建和RNA依赖的RNA聚合酶1(RDRP1)基因在A.flavus生长发育中的作用。方法通过National Center for Biotechnology Information网址查找RDRP1基因,设计上下游序列引物,引入融合片段20 bp,采用重叠PCR(overlap PCR)法融合RDRP1基因上下游片段和嘧啶磺胺抗性基因(ptrA);采用聚乙二醇(PEG)介导方法将该融合片段导入A.flavus的原生质体中获得RDRP1阳性转化子(ptrA抗性),采用Sourthern blot鉴定筛选RDRP1基因突变菌株;对RDRP1基因突变菌株,采用十字交叉法测定生长速率、血细胞计数板统计产孢量,手动计数Wickerham Medium(WKM)+尿嘧啶尿苷(UU)培养基上产生的菌核数量。结果获得ptrA抗性转化子13个;Sourthern blot鉴定4个为RDRP1基因缺失菌株,效率30.8%;与CA14相比,RDRP1基因突变菌株在表型、生长率、产孢量及菌核发育上差异无统计学意义(P>0.05)。结论overlap PCR结合PEG介导转化的方式可短时间内获得A.flavus基因敲除突变菌株,RDRP1基因不参与A.flavus表型、生长率、产孢量及菌核发育的调控作用。

重叠延伸PCR法在合成人骨保护素N端编码序列中的应用

目的 :获得人骨保护素 (OPG)N端D1～D4结构域编码序列。方法 :OPGN端D1～D4域仅由2个外显子编码。采用改良方法自人血标本提取基因组DNA ,以此DNA作为模板 ,PCR分别扩增OPG基因外显子2和外显子3 ,并使外显子2的3'引物和外显子3的5'引物具有相互重叠的一段序列。以2种PCR产物的混合物作为模板 ,采用重叠延伸法再次进行PCR ,扩增产物克隆于载体pGEM -Teasy 进行序列分析。结果 :PCR扩增得到N端编码序列 ,序列分析证实该序列完全正确。结论 :重叠延伸PCR法合成人OPGN端编码序列的完成为基因工程研制有生物活性蛋白提供了可行的技术手段。

重叠延伸PCR方法的建立与应用

目的建立一种新型PCR技术(重叠延伸PCR)并用于腺病毒早期基因E1A与内核蛋白体进入位点IRES(internalribosomeentrysite)的直接连接,为构建复制型腺病毒载体作准备。方法以PcAE1A质粒与PIRES-EGFP质粒为模板,通过引物设计,使E1A基因3’端与IRmES基因5’端具有相互重叠的一段序列,用该组引物行PCR分别扩增E1A基因与IRES基因,再以这两种PCR产物的混合物作为模板,进行重叠延伸PCR扩增E1A-IRES基因片段。结果经酶切及测序鉴定重叠延伸PCR方法成功构建了E1A-IRES基因片段。结论重叠延伸PCR法能将任意两段DNA序列连接起来,其在分子生物学的领域中具有潜在应用价值。

重叠延伸PCR构建EB病毒BMRF1-BZLF1N融合基因

目的构建EB病毒BMRF1-BZLF1N融合基因,并分析其克隆表达。方法用重叠延伸PCR将EB病毒的BMRF1基因和BZLF1N基因通过多肽接头(Gly4Ser)2的DNA序列进行连接,构建BMRF1-BZLF1N融合基因,并进行核苷酸序列测定。结果 DNA序列分析结果表明,该融合基因BMRF1-Linker-BZLF1N的连接顺序、方向及序列完全正确。结论成功构建了EB病毒BMRF1-BZLF1N融合基因,为该融合基因克隆表达产物的应用研究提供了依据。

利用重叠延伸PCR和同源重组克隆技术制备HLA-A＊ 0201/HBc18-27单链三分子复合体

目的：构建和表达HLA-A＊0201/HBc18-27单链三分子复合体。方法：利用重叠延伸PCR将HBc18-27、（Gly4Ser）3、β2m、（Gly4Ser）4和HLA-A＊0201胞外区依次串联为单链三聚体（single-chain trimer,SCT）融合基因,通过同源重组克隆技术插入到pET28a原核表达载体,用异丙基β-D-硫代吡喃半乳糖苷（IPTG）在大肠杆菌BL21（DE3）中诱导表达,采用金属螯合亲和层析法纯化目的蛋白,通过稀释复性法折叠成HLA-A＊0201/HBc18-27的复合单体,并生物素化,将单体包被到直径4.5μm的磁性微球,用构象特异性单抗（W6/32）进行荧光染色,流式细胞术分析其空间构象。结果：pET28a-HLA-A＊0201/HBc18-27基因序列和蛋白大小与预测一致;纯化后融合蛋白纯度约93%;流式细胞术分析显示pET28a-HLA-A＊0201/HBc18-27单体具有正确的空间构象。结论：利用重叠延伸PCR和同源重组克隆技术成功制备了HLA-A＊0201/HBc18-27的单链复合体,无需限制性内切酶和连接酶,发展了主要组织相容性单链复合体技术,有效简化了pMHCⅠ类分子的制备过程。

用基因组DNA剪接技术克隆SIgA相关基因

目的:克隆分泌型IgA(SIgA)相关基因——J链基因(IgJ)、多聚免疫球蛋白受体基因(pIgR)和IgA重链恒定区基因(IGHA),为进一步构建SIgA真核表达质粒奠定基础。方法:采用"基因组DNA剪接"技术,根据已发表的IgJ、pIgR和IGHA的核苷酸序列,通过计算机软件分别设计各个基因片段外显子的优化引物,从人外周血基因组DNA中直接扩增各基因的外显子序列;然后人工设计融合相邻外显子的融合引物,采用重叠PCR技术,把各基因片段的外显子串联起来形成全长编码序列,完成基因组DNA的体外剪接。扩增的PCR产物纯化后克隆到pGEM-T Easy Vector中,通过DNA测序对阳性克隆进行分析鉴定。结果:PCR扩增的IgJ、pIgR和IGHA基因与预期大小一致;测序结果表明实验获得的上述基因与GenBank中的目标基因序列完全一致。结论:通过基因组DNA剪接技术成功克隆人类SIgA3个相关基因,提示此技术是合成多外显子cDNA的有效手段。

胃癌发生过程中hTERT选择性剪接变异体模式的变化

背景与目的:人类端粒酶逆转录酶催化亚单位(human telomerase reverse transcriptase,hTERT)的表达与端粒酶活性成正相关。hTERT的转录过程存在选择性剪接,肿瘤演进中可能呈现特定剪接模式的转换。本实验检测正常胃粘膜、胃癌前病变、胃癌组织中hTERT选择性剪接变异体(alternative splicing variants,ASVs)的表达,揭示胃癌多阶段演变过程中hTERT选择性剪接模式的变化。方法:在hTERT前体mRNA的三个选择性剪接位点(α、β、γ)内或横跨位点设计引物,采用半巢式RT-PCR特异性扩增8个hTERT ASVs,琼脂糖凝胶电泳检测正常胃粘膜、胃癌前病变、胃癌组织中ASVs的阳性率;采用SYBR Green实时定量RT-PCR法检测胃癌和胃癌前病变组织中β+hTERT mRNA(β位点保留的ASVs)的表达水平。结果:α+β+γ+hTERT mRNA在正常胃粘膜中不表达,在胃癌组织中阳性率比癌前病变组织高(P<0.05);β缺失型ASV在正常胃粘膜、胃癌前病变和胃癌组织中的阳性率分别为72.2%、95.0%、100.0%;β位点保留的ASVs(α+β+γ+hTERT mRNA、α缺失型ASV、γ缺失型ASV、αγ缺失型ASV)在正常胃粘膜、胃癌前病变、胃癌组织中的阳性率分别为11.1%、40.0%、94.7%,三组间差异具有统计学意义(P<0.05)。荧光实时定量RT-PCR显示,胃癌中β+hTERT mRNA表达水平比癌前病变高6.99倍。结论:胃癌多阶段演变hTERT选择性剪接模式不同,β+hTERT mRNA在胃癌多阶段演变过程中表达水平逐步升高,提示β+hTERT mRNA的检测可能为胃癌及胃癌前病变的诊断提供参考依据。

顺铂处理癌细胞后CDC25 mRNA剪接异构体的变化

目的:探讨顺铂(CDDP)对肺癌、宫颈癌细胞和人胚肾细胞CDC25磷酸酶mRNA的选择性剪接的影响。方法:将培养的肺癌A549和H1299细胞,宫颈癌C33A、SiHa、CaSki细胞及人胚肾293FT细胞分为实验组和对照组,实验组细胞用CDDP处理,对照组细胞用DMSO处理,设计CDC25A、CDC25B、CDC25C引物,利用RTPCR检测CDC25 mRNA剪接异构体的表达变化。结果:与对照组细胞比较,随着CDDP浓度的增加,肺癌A549和H1299细胞,宫颈癌C33A、SiHa和CaSki细胞以及人胚肾293FT细胞中CDC25B、CDC25C mRNA剪接异构体比例有明显变化,而CDC25A mRNA剪接异构体变化不明显。结论:CDDP引起细胞DNA损伤时,可发生CDC25mRNA选择性剪接异构体的比例发生变化,这可能与肿瘤药物治疗时的抗性有关。

轴突成束和延伸蛋白ζ-1基因在1型和2型星形胶质细胞中的表达

目的探讨轴突成束和延伸蛋白ζ-1(FEZ1)基因在1型和2型星形胶质细胞(T1A、T2A)中的表达差异,及其在新生SD大鼠中枢神经系统中的表达。方法培养、分离、纯化T1A和T2A,提取总RNA,分别以Cy3-dCTP和Cy5-dCTP标记T1A和T2A的mRNA,进行基因表达谱芯片检测分析。选取其中与轴突延伸相关的FEZ1基因,应用半定量RT-PCR法研究FEZ1在新生大鼠中枢神经系统多个部位的表达。结果T1A和T2A中差异表达基因138条,其中60条在T1A中高表达,78条在T2A中高表达。FEZ1基因在T2A中高表达。RT-PCR结果显示,FEZ1在新生大鼠中枢神经系统大脑皮层、嗅球和脊髓组织中均有表达。结论T1A和T2A中存在多个差异表达基因,其中与轴突延伸相关的FEZ1基因表达明显差异,提示T1A和T2A可能在诱导轴突生长方面有不同功能;FEZ1基因与中枢神经系统的发育和再生相关。

蒽环类药物诱导MDM2剪接体表达的相关研究

目的探讨DNA损伤蒽环类药物诱导MDM2产生剪切体的表达。方法采用多种DNA损伤药物处理原代胚胎成纤维细胞后,分别利用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-Time PCR)和逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)检测MDM2的剪接体表达,进一步通过测序分析剪切体的序列。结果蒽环类药物可以诱导MDM2的第10号和第11号外显子中间插入108 bp的片段,并且该片段中含有终止密码子,促使丢失第11号和第12号外显子。羟基脲(Hu)和5-氟尿嘧啶(5-Fu)并不能诱导MDM2剪接体的产生。结论蒽环类药物可以诱导MDM2剪切体的表达。

大鼠细胞外信号调节激酶1基因3'非编码区双荧光素酶报告载体的构建及rno-miR-15b-5p对其活性的影响

目的以大鼠细胞外信号调节激酶1(ERK1)基因3'非编码区(UTR)为研究对象,构建含有ERK1基因3'UTR区的野生型以及突变型重组双荧光素酶报告载体,通过分析双荧光素酶报告载体的活性,明确rno-miR-15b-5p对报告载体的调节作用。方法采用miRNeasy Mini Kit提取大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤PC12细胞的总RNA,以PC12细胞的c DNA为模板,利用聚合酶链式反应(PCR)将ERK1基因3'UTR克隆到pmiR-RB-Report^(TM) vector中。利用重叠延伸PCR,将ERK1基因3'UTR中的rno-miR-15b-5p潜在的靶序列TGCTGCT分别突变成CGAACGT和GTACACG,并将突变的ERK1基因3'UTR克隆到pmiR-RB-Report^(TM) vector中。结果成功构建了包含ERK1基因3'UTR区的野生型报告载体pmiR-ERK1 3'UTR和突变型报告载体pmiR-ERK1-mut 3'UTR。利用荧光素酶活性检测系统,发现rno-miR-15b-5p mimic可以降低野生型报告载体的活性(P<0.001),但不影响突变型报告载体的活性。结论成功构建ERK1基因3'UTR区野生型和突变型双荧光素酶报告载体,初步证明ERK1基因3'UTR区是rno-miR-15b-5p的结合靶点。

重叠延伸PCR法定点突变微生物产谷氨酰胺转氨酶基因

目的通过重叠延伸PCR法,定点突变微生物产谷氨酰胺转氨酶(Microbial transglutaminase,MTG)基因。方法根据GenBank中登录的Streptomyces sp.H197基因中MTG序列及重叠延伸PCR定点突变技术的原理,利用DNA-MAN5.0软件设计引物,以提取的Streptomyces sp.H197基因组DNA为模板,PCR扩增MTG基因,以扩增的MTG基因片段为模板,采用重叠延伸PCR技术对一个位点进行定点突变,胶回收PCR产物,与克隆载体pMD19-T连接后,转化感受态E.coli DH5α,提取质粒,经PCR及单、双酶切鉴定,并测序。结果重叠延伸PCR产物可见含有酶切位点和突变位点的特异性片段;重组质粒pMD19-T-MTG经PCR及单、双酶切鉴定,证明构建正确;测序结果表明,与野生型序列比对,仅有一个碱基发生改变,即第773位腺嘌呤突变为胞嘧啶,突变位点与预期一致,实现了目标位点的定点突变。结论重叠延伸PCR法对MTG基因序列预定位点突变成功,证明阳性克隆子含突变位点,为下阶段突变型功能表达奠定基础。

猪生长激素促分泌素受体基因真核表达载体的构建及鉴定

本试验旨在构建猪生长激素促分泌素受体(pGHS-R)真核表达系统,并瞬时转染人源胚胎肾细胞(HEK293T)观察其表达情况。以猪基因组为模板,通过剪接重叠延伸聚合酶链式反应(SOE-PCR)克隆出pGHS-R的编码区序列,插入真核表达载体pcDNA3.1(+)中,构建重组真核表达质粒pcDNA3.1(+)/pGHS-R,酶切鉴定并测序,加myc标签,瞬时转染HEK293T细胞,用Western blotting鉴定该重组质粒是否能在真核细胞中表达相应的目的蛋白。结果显示,本试验成功扩增出pGHS-R编码序列,酶切和测序结果表明pcDNA3.1(+)-myc/pGHS-R构建正确,Western blotting方法证实转染的该质粒能在HEK293T细胞中正确表达目的蛋白。结果表明,本试验成功构建了pGHS-R真核表达载体,并正确表达蛋白,为进一步研究GHS-R的功能奠定了基础。

胃癌形成过程中端粒酶逆转录酶基因选择性剪接模式的初步研究

目的 检测正常胃黏膜、胃癌前病变、胃癌组织中端粒酶逆转录酶基因（human telomerase reverse transcriptase gene，hTERT）选择性剪接变异体（alternative splicing variants gene，ASVs）的表达，初步揭示胃癌多阶段演变过程中hTERT选择性剪接模式的变化。方法 采用半巢式逆转录-PCR扩增8个hTERT ASVs，琼脂糖凝胶电泳检测各ASVs的阳性率；应用SYBR Green实时定量逆转录-PCR法检测胃癌和胃癌前病变组织中β^＋ ASV的表达水平。结果 α^＋β^＋γ^＋ASV在正常胃黏膜中不表达，在胃癌组织中阳性率比胃癌前病变高（P％0．05）；β缺失型ASV在正常胃黏膜、胃癌前病变和胃癌组织中的阳性率分别为72．2％、95．0％、100．0％（P〉0．05）；8位点保留的ASVs（α^＋β^＋γ^＋ASV、α缺失型ASV、γ缺失型ASV、αγ缺失型ASV）在正常胃黏膜、胃癌前病变、胃癌组织中的阳性率分别为11．1％、40．0％、94．7％，3组间差异具有统计学意义（P〈0．05）。实时定量逆转录-PCR显示，胃癌中β^＋ ASV表达水平比癌前病变高5．49倍。结论 胃癌多阶段演变过程中hTERT选择性剪接模式不同，β^＋ ASV在胃癌多阶段演变过程中表达水平逐步升高，提示β^＋ASV的检测可能为胃癌及胃癌前病变的诊断提供参考依据。

人可溶性单链β2m-HLA-A2-BSP融合蛋白表达载体的构建及其表达

目的构建并表达了人可溶性单链β2m-HLA-A2-BSP(scHLA-A2)融合蛋白表达载体,为进一步制备HLA-A2四聚体及其功能研究奠定了基础。方法应用重叠延伸PCR(overlap-PCR)对编码HLA-A2的cDNA序列进行一个碱基的同义突变,并将β2m和HLA-A2胞外段亚单位两段编码序列的cDNA通过一疏水性多肽接头(Gly4Ser)3的DNA序列进行前后拼接,并利用引物所带的BSP编码序列,构建单链β2m-HLA-A2-BSP融合基因,将测序正确的β2m-HLA-A2-BSP融合基因插入原核表达载体pET-22b中,转化BL21(DE3)细菌,SDS-PAGE检测其表达,融合蛋白于体外抗原肽存在条件下稀释复性后由Western blot鉴定其空间构象。结果经DNA序列分析表明:同义突变与预期结果一致,β2m和HLA-A2-BSPl、inker的连接顺序、方向及序列完全正确,表达载体转化BL21(DE3)细菌后可表达β2m-HLA-A2-BSP融合蛋白,SDS-PAGE显示该融合蛋白分子量为45 kD,与理论值一致,将融合蛋白与特异性抗原肽在体外进行稀释复性后经Western blot鉴定表明该复合物能与HLA-Ⅰ类分子特异性结合的单克隆抗体W6/32结合。结论人可溶性单链β2m-HLA-A2-BSP融合蛋白的构建及其表达获得成功,经体外复性可获得HLA-Ⅰ类分子天然构象。

变形链球菌耐氟菌株gtfB基因失活菌株的构建

目的:构建变形链球菌(S.mutans)耐氟菌株UA159-FR中gtfB基因失活株,为研究耐氟菌株gtfB基因的功能奠定基础。方法:培养UA159-FR并以其为模板扩增gtfB基因上游、下游同源臂片段,以质粒pEGFP-N1为模板扩增kan基因;通过重叠延伸聚合酶链反应法(overlap extension polymerase chain reaction,OE-PCR)获取上述3个片段的同源重组片段;与pEASY-Blunt Cloning Vector连接形成重组质粒后,进行PCR鉴定和测序鉴定;将重组片段电转化入UA159-FR感受态细胞中得到gtfB基因失活菌株,并进行PCR鉴定。结果:经PCR鉴定和测序鉴定,含有gtfB基因重组片段的重组质粒构建成功;经PCR鉴定,UA159-FR的gtfB基因失活株构建成功。结论:成功构建了含有gtfB基因重组片段的重组质粒和S.mutans耐氟菌株UA159-FR的gtfB基因失活株,可用于gtfB基因功能的研究。

小鼠2型金属硫蛋白基因的克隆

目的构建含有小鼠Ⅱ型金属硫蛋白(MT)基因的真核表达载体,为进行MT抗氧化作用的体内功能实验奠定基础。方法采用重叠延伸PCR技术设计两对引物,利用引物间的互补序列作为模板合成小鼠Ⅱ型MT基因。结果将PCR产物经连接反应,连接产物转化JM109,摇菌后提取质粒,质粒的酶切鉴定及最后的测序结果均表明本实验所获得的小鼠Ⅱ型MT基因与GENEBANK中的目标基因序列完全一致。结论本实验通过重叠PCR技术成功构建了小鼠Ⅱ型MT编码基因,重叠PCR技术是合成目的基因片段的有效的手段。