口蹄疫病毒基因组内部核糖体进入位点一级和二级结构分析

以口蹄疫病毒 (foot-and -mouthdiseasevirus,FMDV)强毒China/ 99株牛舌水泡皮为材料 ,用RT -PCR法提取RNA及扩增目的cDNA ,然后与 pGEM -TEasy载体连接并转化JM10 9菌株 ,再经重组质粒电泳、PCR和 EcoRI酶切鉴定。用DNAstar软件比较了内部核糖体进入位点 (IRES)的序列差异 ,并用RNAdraw软件绘制和分析了该区段的二级结构。 8株FMDVIRES核苷酸序列比较表明该区段较为保守 ,并对非保守区域进行了分析。二级结构分析表明 ,FMDVIRES至少有 3种二级结构图形 :第一型有 5个结构域 ,与Pilipenko等报道的一致 ;第二和三型分别有 6和 11个结构域 ,与Pilipenko等报道的结果不同。无论FMDVIRES二级结构如何不同 ,但单链区大部分核苷酸序列或基序相同 ,如AACUCC、GAAA、CUUU、AGG、AACC、GUAA等。茎环柄部核苷酸对维持二级结构的空间构像具有十分重要的作用 ,环中或单链区序列 (基序 )在维持其功能方面具有很重要的作用 。

植物核基因组核糖体基因间隔区序列的结构特点及其在系统发育研究中的应用

目前,在植物系统发育研究中应用较多的核基因组的核糖体DNA基因间隔区序列主要有5S rDNA基因间隔区、内转录间隔区ITS和基因间间隔区IGS。虽然这些间隔区序列在长度、结构等方面各不相同,但都具有进化速率较快的特点,在植物属及属下分类水平的系统发育关系研究中非常有用。本文重点就核基因组的5S rDNA基因间隔区以及IGS在植物中的特点以及各自在植物系统发育研究中的应用进行了综述。

16S核糖体DNA宏基因组测序中细菌核酸提取方法的比较研究

目的：探究细菌核酸提取方法对16S核糖体DNA（r DNA）宏基因组测序的影响。方法：分别采用TRIzol提取、试剂盒提取、溶葡酶＋试剂盒提取、超声波＋试剂盒提取、超声波＋溶葡酶＋试剂盒提取、匀浆＋试剂盒提取、匀浆＋溶葡酶＋试剂盒提取共7种方法对模拟样本进行细菌核酸提取,特异性地扩增16S r DNA的V1~V2高变区,测序后分析模拟样本中各种细菌的含量和相对分布。结果：超声波处理结合试剂盒提取方法中不同细菌数据分布及含量都相对均匀,是一种广谱、高效的细菌核酸提取方法。结论：超声波处理结合试剂盒提取方法适用于细菌宏基因组测序中样本核酸的提取。

鸡NRG4基因组及转录本结构分析

神经调节蛋白4(neuregulin 4,NRG4)是一个重要的脂肪细胞因子,在维持哺乳动物能量平衡、调节糖脂代谢和预防非酒精性脂肪性肝病中起着非常重要的作用。目前,人NRG4基因的基因组结构、转录异构体和蛋白异构体等已有深入的研究。本实验室前期研究显示,鸡脂肪组织也表达NRG4,但是目前有关鸡NRG4(chicken NRG4,cNRG4)基因的基因组结构、转录异构体和蛋白异构体尚不清楚。为此,本研究采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)和RT-PCR(reverse transcription-PCR)等技术,系统开展了cNRG4基因的基因组和转录本的结构分析。结果发现,cNRG4基因编码区很小,但该基因却非常复杂,存在选择性转录起始位点、选择性拼接、内含子滞留、隐匿外显子和选择性多聚腺苷酸化,这导致cNRG4基因产生4种不同的5ʹUTR异构体(cNRG4 A、cNRG4 B、cNRG4 C和cNRG4 D)和6种不同的3ʹUTR异构体(cNRG4 a、cNRG4 b、cNRG4 c、cNRG4 d、cNRG4 e和cNRG4 f)。基因组结构分析发现,cNRG4基因跨越基因组21,969 bp(Chr.10:3,490,314~3,512,282),由11个外显子和10个内含子构成。与NCBI数据库中的cNRG4基因mRNA序列(NM_001030544.4)相比,本研究发现了cNRG4基因的2个新外显子和1个隐匿外显子。生物信息学分析、RT-PCR、克隆和测序分析发现,cNRG4基因能编码3种蛋白异构体(cNRG4-1、cNRG4-2和cNRG4-3)。本研究为进一步开展cNRG4基因的功能和调控研究奠定了基础。

从基因组分析贾第虫的核糖体合成系统

为探讨贾第虫细胞核内核糖体合成系统,及与典型的真核生物有何差异,首先,确定在典型真核生 物中参与核糖体合成的129条共有的保守蛋白,然后用这些蛋白搜索贾第虫基因组以调查它们在贾第虫中的直 系同源蛋白的情况,以对贾第虫的核糖体合成系统作一了解。结果表明:贾第虫具有89条这些蛋白的直系同 源蛋白,包括参与rRNA甲基化和假尿嘧啶化的蛋白复合体成员,以及存在于90S、40S和60S复合体中的蛋 白。贾第虫的核糖体合成系统与典型的真核生物相似,但还有40条蛋白在贾第虫基因组中找不到同源蛋白。 这意味着贾第虫的核糖体合成系统较典型的真核生物简单。贾第虫虽然没有核仁结构,但其核糖体亚基合成的 途径和机制可能与真核细胞相似,参与的成分不同于无核仁结构的原核生物,可能相对简单。

中科灵芝核糖体大亚基(LSU)基因组的序列测定和分析

采用先进的CTAB法提取中科一号灵芝菌株的基因组DNA,经过LSD序列的扩增,引物设计,PCR扩增,琼脂糖凝胶电泳检测后用试剂盒回收,转化大肠杆菌感受态细胞,获得正确的转化子后,测序,获得新的灵芝rDNA序列。

核糖体相关基因在大鼠再生肝及肝肿瘤中表达异同的比较

目的在基因转录水平了解核糖体相关基因在大鼠再生肝(RL)和肝脏肿瘤(LT)中的表达异同。方法用搜索网站资料和查阅相关论文等方法获得核糖体发生、组装和功能相关基因及它们在肝脏肿瘤中的表达变化,用大鼠基因组230 2.0芯片检测它们在大鼠再生肝中的表达情况,用统计学方法比较上述基因在再生肝和肝脏肿瘤中的表达异同。结果初步证实上述基因中75个基因与肝再生相关。其中,18个基因在再生肝和肝脏肿瘤中表达上调,6个基因在两者中表达下调,51个基因在肝脏肿瘤中未发生有意义的表达变化。结论再生肝的核糖体相关基因表达谱与肝脏肿瘤有相同之处,也有不同之处,前者的基因表达更具阶段性和复杂性。

41株戈登菌的系统发育学分析及其基因组功能的挖掘

目的探讨41株戈登菌的系统发育学及其基因组中含碳水化合物活性酶、次级代谢产物生物合成基因簇的种类及多样性。方法以公开发表的41株戈登菌全基因组数据为研究对象,利用原核生物泛基因组学分析的自动化软件对泛基因组特征进行分析,结合直系同源蛋白分组对数据库、碳水化合物活性酶数据库和基因组次级代谢产物分析工具对基因组进行预测;提取19株戈登菌基因组DNA,采用16S小亚基核糖体RNA(16S rRNA)通用引物进行PCR扩增,并构建系统发育树。结果戈登菌基因组平均大小为4941636.42 bp,预测的基因数均数4370.46,G+C平均含量为67.25%,蛋白质编码区平均为4445.60;平均核苷酸多态性、DNA-DNA杂交值和16S rRNA基因序列分析表明戈登菌分类地位明确;戈登菌具有开放型泛基因组,核心基因组基因数目会稳定在1036个左右;所有菌株基因序列中含有丰富的糖基转移酶和糖苷水解酶;聚酮合酶、非核糖体肽合成酶和萜烯类生物合成基因簇在戈登菌属中占比较高,且土壤来源的菌株含生物合成基因簇最长。结论戈登菌基因组具有多样性,含丰富的碳水化合物活性酶,能产生多种抗菌和抗肿瘤的次级代谢产物。

基于核糖体DNA大亚基片断序列探讨中国东海海域赤潮原甲藻的分子分类

采用PCR扩增技术对分类上有争议的中国东海赤潮原因种(被称为东海原甲藻,本文简称:东海株系)的基因组DNA进行了核糖体DNA大亚基片断(LSU rDNA)的扩增和测序,并与一同扩增的来自美国CCMP的被称为具齿原甲藻(本文简称:CCMP株系)的同源序列进行分析比较.结果表明,两者710 bp的LSU rDNA同源序列中仅存在7个碱基的差异,遗传相似度高达99.01%,遗传差异为0.99%.进一步与Genebank其他3种原甲藻即P.mexicanum、P.micans和P.minimum的同源序列进行比较,发现其他3种原甲藻两两间的种间遗传相似度在91.1%～95.5%之间,而P.micans和P.minimum种内不同株系的遗传相似度为99.4%～99.9%,均为99%以上.综合这些数据说明东海株系与CCMP株系之间的0.99%的遗传差异应视为种内差异,原甲藻的东海株系与CCMP株系当属异名同种.因此本试验结果从分子水平支持了被称为东海原甲藻的原甲藻与被称为具齿原甲藻(P.dentatum)的原甲藻同为一种的观点.

口蹄疫病毒基因组结构及其功能

口蹄疫病毒的基因组结构和功能是开展口蹄疫其他研究如鉴别诊断、新型疫苗研制和疫源追踪等工作的基础。口蹄疫病毒的基因组由5′UTR、ORF和3′UTR及Po ly(A)组成,全长约8 500 nt。VPg可能充当RNA合成引物的作用, 5′UTR 内的Poly(C)和内部核糖体进入位点(internalribosomaentrysite, IRES)是当前研究的热点之一。Poly(C)可能与病毒的感染性有关,IRES 对翻译的起始有重要作用。一般认为Poly(A)越长,病毒的感染性越强。病毒的ORF包括P1、P2、P3基因。L、P2、P3研究的相对较少,其中3A与病毒的宿主嗜性有关,3D为RNA聚合酶,可作为免疫和自然感染动物的鉴别诊断抗原。P1 为口蹄疫病毒的抗原结构,是研究口蹄疫免疫机制和新型疫苗的基础。VP1 可以作为分子流行病学调查,被很多国家所采用。

叶绿体基因组结构研究新进展

众所周知,叶绿体是重要的光能转换、光合作用细胞器,它能将光能转换成化学能、生物能,用于固定空气中的二氧化碳,合成各种有机物。以前我们对叶绿体的遗传控制、进化历史及其与核基因的关系都了解不多,关键的问题就是不了解叶绿体的基因组。最近,两组日本科学家分别测定了两种叶绿体基因组的完整DNA序列,这一工作无疑是叶绿体生物学的重大进展。所测出的DNA完整序列。

单条固定线虫基因组DNA提取及18S rRNA基因PCR扩增

根据线虫18S核糖体RNA基因PCR扩增效果比较了丙酮、乙醇、乙醇+0.05mol/LEDTA(pH8.0)和5%海水福尔马林4种固定剂,碱裂解和蛋白酶K处理2种单条线虫基因组DNA提取方法的优劣。用乙醇固定的样品最适合制备PCR模板DNA,而5%海水福尔马林固定的样品能最完整地保持样品形态。蛋白酶K处理获得的DNA较碱裂解获得的更适合PCR扩增。结果有助于分子生物学方法在海洋线虫分类、多样性和生态学研究中的应用。

核糖体肽生物合成中的典型翻译后修饰研究

核糖体肽类天然产物(RiPPs)是由核糖体合成,经由翻译后修饰得到的一大类天然产物,具有广泛的结构和生物活性多样性。综述了核糖体肽的类别及种类众多的翻译后修饰机理,探讨了翻译后修饰对结构多样性的意义,并对生物信息学背景下利用基因组挖掘技术来开发更多RiPPs做了展望。

核糖体DNA调控肿瘤发生的研究进展

目的对核糖体DNA(ribosomal DNA,rDNA)不稳定性在肿瘤发生发展中的关键作用进行综述,以加深对肿瘤发展机制的了解。方法查阅国内外发表的36篇rDNA与肿瘤发生的相关文献,分析并总结rDNA不稳定性在肿瘤中的作用。结果rDNA是基因组中最脆弱的位点,肿瘤细胞中易发生rDNA拷贝数丢失、DNA双链断裂以及重排等。更重要的是,rDNA不稳定性调节异染色质的状态并影响全基因组的转录。结论rDNA不稳定性在恶性肿瘤发生发展中发挥了至关重要的作用。有关rDNA不稳定性的研究将深入理解肿瘤发生发展的过程并对癌症预防和治疗产生重大影响。

特异性克隆编码多肽合成酶还原结构域基因的PCR方法

目的采用基因组扫描的手段发现新型还原性多肽合成酶基因,并指导具有新型结构的还原性多肽抗生素的发现。方法根据NRPS的PCP和RE结构域的保守氨基酸序列设计引物,采用PCR扩增的方法克隆还原性多肽合成酶潜在基因。结果成功地克隆了与抗肿瘤抗生素阿嗪霉素B生物合成相关的NRPS基因I;对实验室保存的15株不同细菌菌株进行了基因组扫描,获得了5个新型的还原性多肽合成酶潜在基因。结论建立了一种特异性克隆还原性多肽合成酶基因的PCR方法。

甘肃省武威市边缘革蜱的鉴定及序列特征分析

目的通过比较甘肃省武威市边缘革蜱核糖体各片段的基因差异,确定边缘革蜱合适的分子鉴定方法。方法2022年3月采集武威市边缘革蜱128只,随机选择10只进行实验。首先使用体式显微镜对蜱进行形态学鉴定,然后扩增边缘革蜱的5.8S、18S、28S、ITS1和ITS2核糖体序列并测序比对。使用MEGA 11软件构建蜱种的系统发育树,再通过DNASTAR软件比对边缘革蜱与长角血蜱等常见蜱种的基因同源性,进行基因多态性的分析和有效标记的筛选。结果形态学鉴定结果显示所有蜱为同一种蜱,均为边缘革蜱。系统发育关系显示,核糖体18S、28S、ITS1和ITS2序列可区分革蜱属的蜱虫,5.8S序列无区分能力。同时18S和ITS1序列能将边缘革蜱与其他蜱种区分开,而且18S序列还可区分不同地域的边缘革蜱。结论核糖体18S序列可区分边缘革蜱不同的地域株,其作为鉴定边缘革蜱分子学依据的能力较强。

核糖体蛋白L4基因表达水平与结直肠癌预后相关性

目的探讨核糖体蛋白L4(RPL4)在结直肠癌患者中的预后价值及生物学意义。方法从癌症基因组图谱(TCGA)数据库下载542例结直肠癌患者的转录组数据和417例具有完整的总生存期和生存状态资料患者的临床数据。经limma差异基因分析,比较RPL4在结直肠癌组织和正常组织的表达情况,并采用Kaplan-Meier生存分析,评估RPL4表达与结直肠癌患者预后的关系。采用TISCH数据库在单细胞测序水平上验证RPL4在肿瘤微环境中表达的主要细胞类型。经GSEA富集分析探究RPL4表达水平上调相关的肿瘤特征情况。采用Cell Miner数据库中癌NCI-60细胞系抗癌药物测试数据,探讨与RPL4基因相关药物的药物敏感性分析。采用HPA数据库和实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)实验分别对组织中RPL4蛋白和mRNA的表达水平进行验证。结果在TCGA结直肠癌的转录组数据中,结直肠癌组织样本中RPL4的表达水平明显高于正常组织,差异有统计学意义(P<0.001)。经患者配对差异分析发现,结直肠癌组织样本中RPL4的表达水平大多高于正常组织。经Kaplan-Meier生存分析发现,RPL4低表达组的总生存期明显长于高表达组,差异有统计学意义(P<0.05)。在单细胞测序水平分析中,RPL4主要在恶性细胞和大多数免疫细胞高表达,而在上皮细胞几乎不表达。经GSEA富集分析发现,在Hallmark基因集中,主要富集于MYC和氧化磷酸化通路;在KEGG基因集中,主要富集于细胞周期和DNA复制以及氨基酸代谢相关通路,这些通路主要参与调控肿瘤的增殖与分化。药物敏感性分析发现,贝利司他、帕博西尼和小分子XR-11576等8种药物的IC50值在RPL4高表达组中显著降低,差异有统计学意义(P<0.05)。在HPA数据库中,RPL4在结直肠癌组织的蛋白表达水平明显高于正常组织。经实时荧光定量PCR实验验证,在结直肠癌组织中,RPL4的mRNA表达水平明显高于正常组织,差异有统计学意义(P<0.05)。结论核糖体基因RPL4有潜力成为用于结直肠癌诊断和预后评估的新型生物学标志物。

心脏圆锥动脉干发育相关基因的筛选研究

目的检测剔除心脏神经嵴心脏组织与正常心脏组织之间表达差异基因,筛选心脏圆锥动脉干发育相关基因。方法用电刺激方法建立鸡胚实验模型;用抑制消减杂交法筛选出实验组和对照组心脏组织之间存在的差异表达基因;构建减数杂交文库,用cDNA基因芯片技术验证,并进行测序。结果31.8%克隆在实验组表达显著减少。经检验确定13种不同基因片段,有7种与已知鸡基因序列完全匹配,分别为心脏αactin、DEADboxRNA解旋酶、核糖体蛋白L7a、线粒体基因组、GAPDH、肽延长因子-1;有4种基因片段与人、鼠等种属已知基因存在83%～89%的同源性,分别为核糖体蛋白S3、L10a、SNX1、CIRBP等;有2种在公共数据库未查到同源序列。结论有多种基因参与心脏圆锥动脉干胚胎发育;抑制消减杂交和基因芯片技术是筛选差异表达基因的有效方法。

16个完整基因组中核糖体蛋白基因排列顺序保守性的研究

在 1 6个完整基因组中 ,对 70个核糖体蛋白基因的排列顺序进行了分析 .这些基因在每个基因组中平均构成 9～ 1 4个操纵子 .结果显示 :( 1 )L3和L1 4操纵子中包含的 2 0多个核糖体蛋白的排列顺序在古细菌和真细菌这两个不同界的基因组中都非常保守 ;( 2 )有些操纵子结构分别是真细菌或古细菌所特有的 ;( 3)在每一界中 ,有些操纵子中的核糖体蛋白的基因排列顺序在不同的物种中存在一定的差异 ,这种差异可以用来推测物种之间的亲缘关系 .这种方法为研究古老物种的起源和进化提供了一条新途径 .

基于核基因组的樟科檬果樟属亚洲类群系统发育关系的重建

【目的】樟科Lauraceae檬果樟属Caryodaphnopsis Airy Shaw植物种子含油量丰富,果实和木材极具开发潜力。由于该属亚洲类群种间差异小、种间关系混乱、现存标本量少,人们对该属植物了解甚少,极大地阻碍了檬果樟属物种的开发利用,因此,构建檬果樟属亚洲类群的系统发育关系迫在眉睫。【方法】为了深入了解檬果樟属亚洲类群,采用二代测序技术分别获得44个檬果樟属植物的核糖体基因组(nrG)序列构建高支持的系统发育关系,并综合系统发育结果与形态性状比较论证。【结果】使用nrDNA序列矩阵构建ML树和贝叶斯树,ML树和贝叶斯树的分组完全一致。对比ITS树发现除檬果樟和宽叶檬果樟外的系统发育结构基本一致,老挝檬果樟、缘毛檬果樟和河口檬果樟依然共同聚成在一个大分支下,且宽叶檬果樟和檬果樟2个物种也聚在一起。ITS序列和nrDNA序列树都表明:宽叶檬果樟和檬果樟亲缘关系较近;老挝檬果樟、河口檬果樟和缘毛檬果樟的亲缘关系较近,推测这2个物种之间可能发生过杂交或基因交流。综合形态性状辅助论证,将44个檬果樟属样本分为9组,依次为小花檬果樟C.henryi、赤毛檬果樟C.poilanei、二药室檬果樟C.bilocellata、麻栗坡檬果樟C.malipoensis、宽叶檬果樟C.latifolia、檬果樟C.tonkinensis、河口檬果樟C.hekouensis、缘毛檬果樟C.metallica和老挝檬果樟C.laotica。【结论】研究结果不仅揭示了檬果樟属亚洲类群的种间亲缘关系,还对檬果樟属系统发育关系和性状的研究具有重要的生态意义和经济意义。