人类遗传病的家系收集疾病基因定位克隆与疾病基因功能的研究

介绍了中国医学遗传学国家重点实验室在遗传病家系收集、疾病基因定位、疾病基因克隆和疾病基因功能研究方面的研究工作。用细胞遗传学G显带技术于 1975年发现了一条与鼻咽癌相关的标记染色体t (1;3) (q44 ;p11) ;1981年将睾丸决定基因 (TDF)定位于Yp11 32带 ;1991年以来收集遗传病家系 34 5种共 5 90个 ;1996年用显微切割、PCR、微克隆技术克隆了EXT2基因 ;1998年用基因家族 候选疾病基因克隆方法克隆了遗传性神经性耳聋基因GJB3;1999年用连锁分析和全基因组扫描将一种遗传性弥漫性浅表性光敏性汗孔角化症定位于 12 q2 3 2带 ,并在基因功能研究中发现了一个新的细胞内转运蛋白。

家蚕葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶家族基因BmGMCβ2的克隆及序列与表达分析

葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶(glucose-methanol-choline oxidoreductases,GMC)家族是昆虫体内一大类以黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)为辅酶的氧化还原酶类,家蚕基因组中含有43个GMC家族基因。以家蚕5龄幼虫cDNA为模板克隆到一个家蚕GMC家族基因,命名为BmGMCβ2(GenBank登录号:JQ965926)。该基因cDNA全长1 875 bp,编码624个氨基酸,预测蛋白质分子质量为69.3 kD,pI为6.21,定位于家蚕16号染色体的nscaf3058上,编码蛋白质含GMC家族共有的ADP-bindingβ-α-β折叠结构域。系统发育分析表明该基因是家蚕GMC家族β亚家族基因成员。RT-PCR检测家蚕不同发育时期和5龄第3天幼虫不同组织中BmGMCβ2基因mRNA转录水平,以5龄盛食期最高,并且主要在表皮、脂肪体和气管中转录表达;Westernblotting分析BmGMCβ2蛋白主要在5龄第3天幼虫的脂肪体中表达。将BmGMCβ2克隆到原核表达载体pET-28a(+)中,转化E.coli BL21表达菌株,IPTG诱导表达BmGMCβ2融合蛋白,通过His-亲和层析得到纯化的融合蛋白并制备多克隆抗体,为后续研究该蛋白在家蚕生长发育过程中的功能奠定了基础。

宫颈癌细胞系RASSFIA基因启动子及第1外显子区甲基化状态的研究

背景与目的:抑癌基因Ras相关区域家族1A(Ras association domain family 1A,RASSF1A)启动子及第1外显子区CG位点高甲基化导致该基因沉默与多种恶性肿瘤的发生发展相关。本研究旨在探讨宫颈癌细胞系RASSFIA基因启动子及第1外显子区甲基化状态以及甲基化转移酶抑制剂5-氮杂-2’-脱氧胞苷(5-Aza-2’deoxycytidine,5-Aza-dc)作用对RASSFIA基因表达的影响。方法:采用5μmol/L(低浓度)和10μmol/L(高浓度)的5-Aza-dc作用于HeLa、Caski、HT-3以及C-33A等4种宫颈癌细胞系,分别采用甲基化特异PCR(methylation-specific PCR,MSP)和亚硫酸盐基因组测序法(bisulfite genome sequencing,BGS)检测5-Aza-dc处理前后RASSF1A基因启动子及第1外显子区甲基化状态,RT-PCR检测干预前后RASSF1A基因mRNA的转录表达。结果:HeLa和Caski两种HPV阳性细胞系RASSF1A基因启动子及第1外显子区均呈低甲基化状态,mRNA表达阳性。低浓度和高浓度5-Aza-dc作用后,mRNA表达未见明显改变(F HeLa=3.003,P=0.125;F Caski=0.045,P=0.956)。HT-3和C-33A两种HPV阴性宫颈癌细胞系RASSF1A基因启动子及第1外显子区则表现为高度甲基化状态,mRNA表达受到抑制。低浓度和高浓度5-Aza-dc作用后,HT-3和C-33A细胞系RASSF1A基因启动子及第1外显子区CG位点甲基化程度降低,检测到其mRNA表达,高浓度5-Aza-dc作用组表达水平明显高于低浓度组和细胞对照组(F HT-3=18.002,P=0.03;F C-33A=17.179,P=0.03),LSD-t检验显示差异有统计学意义(P<0.05)。结论:HPV阳性和HPV阴性宫颈癌细胞系中RASSFIA基因启动子及第1外显子区甲基化状态不同;RASSF1A基因启动子及第1外显子区的高甲基化可抑制该基因表达;5-Aza-dc处理可使RASSF1A基因启动子及第1外显子区去甲基化,重新激活基因的表达,这种作用在一定范围内有剂量依赖性。

枸杞Lb14-3-3基因家族cDNA克隆及生物信息学分析

在开花植物中,14-3-3蛋白对植物生长发育具有重要的调控作用。本研究在前期枸杞花药发育差异蛋白质组研究基础上,利用RT-PCR技术,从宁夏枸杞‘宁杞1号’花药中克隆了5条长度分别为768 bp、747 bp、777 bp、753 bp和777 bp的cDNA序列,分别命名为Lb14-3-3a、Lb14-3-3b、Lb14-3-3c、Lb14-3-3d和Lb14-3-3e,对Lb14-3-3a、Lb14-3-3b、Lb14-3-3c、Lb14-3-3d和Lb14-3-3e,5个基因编码蛋白质的结构预测发现,其蛋白质的分子量大小在60.91~64.14 kD之间,编码蛋白质的长度在248~259个aa之间,理论等电点在4.95~4.99之间,均为酸性氨基酸,且都为不稳定的亲水性蛋白。α-螺旋(Alpha helix)是这5个蛋白质二级结构的主要成分,三级结构主要是由α-螺旋构成的对称结构,具有高度的相似性。该家族蛋白既没有信号肽也无明显的跨膜区,亚细胞定位显示Lb14-3-3a定位在线粒体上,Lb14-3-3b和Lb14-3-3e定位在叶绿体上,Lb14-3-3c和Lb14-3-3d定位在细胞质中,Lb14-3-3a蛋白发生磷酸化修饰的可能性最高,Lb14-3-3b磷酸化的可能性最低。多序列比对分析显示,该家族蛋白之间的相似性为77.51%,具有高度的保守性。进化分析显示Lb14-3-3a与其它Lb14-3-3蛋白家族的亲缘关系较远,Lb14-3-3c和Lb14-3-3e,Lb14-3-3d和Lb14-3-3b处于同一分支,亲缘关系较近,Lb14-3-3家族蛋白与马铃薯、番茄、烟草等亲缘关系较近。研究结果为阐明该蛋白家族基因在枸杞花药发育过程中潜在的调控机理提供科学依据。

小麦CPP基因家族鉴定和TaCPP20-5B克隆分析

为了研究小麦TaCPP20-5B基因在小麦生长发育过程中的作用,对小麦中CPP(Cysteine-richpolycomb-like protein)家族基因进行了全基因组鉴定和生物信息学分析,并对该家族中的TaCPP20-5B基因进行了克隆、蛋白质理化性质和二级结构、基因表达量检测和亚细胞定位分析。结果表明,在小麦基因组中共鉴定出CPP家族成员26个,系统发育进化树共有A、B、C和D 4个亚族。小麦CPP家族基因在其他组织中表达量明显高于叶片,旱热胁迫后TaCPP13和TaCPP20表达量显著提升;TaCPP20-5B基因编码区全长为1083 bp,共编码360个氨基酸,蛋白质分子量为40.02 kD,不稳定系数为52.71,脂肪系数为57.69,总平均亲水性指数为-0.716,等电点为8。蛋白质二级结构分析表明,α-螺旋、β-折叠、无规则卷曲和直链延伸分别占比20.83%、3.61%、61.94%和13.61%。TaCPP20-5B在小麦叶片中表达量最低,在根和茎中表达量相近,是叶片的2.6~2.7倍。亚细胞定位发现TaCPP20-5B定位于细胞核中。本研究结果可为进一步研究TaCPP20-5B基因在小麦中的功能提供参考依据。