穿心莲糖苷水解酶基因ApGH的克隆、生物信息学分析及表达研究

目的:对穿心莲糖苷水解酶(ApGH)基因进行克隆、生物信息学分析、原核表达和相对表达量分析。方法:取穿心莲新鲜叶片,提取RNA并反转录为互补脱氧核糖核酸(cDNA)作为模板,以穿心莲转录组中筛选到的糖苷水解酶ApGH基因开放阅读框(ORF)设计特异性引物,进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,经测序后获得的基因序列利用生物信息学软件预测基因编码蛋白特征,构建原核表达载体在大肠埃希菌中诱导表达目的蛋白质,并利用实时荧光定量PCR分析ApGH基因的表达模式。结果:克隆所得ApGH基因的ORF全长1734 bp,编码577个氨基酸(GenBank登录号:OR887606)。ApGH为稳定亲水蛋白质,无信号肽和跨膜结构域,属于糖苷水解酶家族;系统进化分析表明,ApGH归属于GH1家族。将ApGH基因构建到原核表达载体HIS-MBP-pET28a上,在大肠埃希菌Transetta(DE3)中成功表达出重组蛋白质。实时荧光定量PCR检测结果表明,ApGH基因在叶中表达量最高,茎和根中表达量较低。结论:克隆得到穿心莲ApGH基因并对其蛋白质序列特征进行了系统分析,证明其在大肠埃希菌中成功表达重组蛋白质,且主要在穿心莲叶中表达。研究结果为进一步探索穿心莲糖苷水解酶的催化功能提供了依据。

荔枝蒂蛀虫海藻糖酶基因克隆及生物信息学分析

【目的】海藻糖酶(Trehalase,Tre)是昆虫体内海藻糖代谢的关键酶,通过专一性地将海藻糖分解为葡萄糖,在昆虫能量代谢和生长发育中发挥着重要的作用。旨在克隆荔枝蒂蛀虫(Conopomorpha sinensis Bradley)可溶型海藻糖酶基因(CsTre1)和膜结合型海藻糖酶基因(CsTre2),探讨其在荔枝蒂蛀虫不同发育阶段和不同组织中的表达模式,解析这2个基因及其酶蛋白的分子特征。【方法】利用荔枝蒂蛀虫转录组数据和RACE技术,克隆CsTre1和CsTre2的全长cDNA序列,并应用ORF Finder、ProtParam、SignalP 4.1、ProtScale、NetPhos2.0 Server和IQ-TREE等软件对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析CsTre1和CsTre2在荔枝蒂蛀虫不同发育阶段及成虫不同组织的mRNA表达模式。【结果】CsTre1的开放阅读框(ORF)长1701 bp,编码566个氨基酸,蛋白分子量为64.53 kD。CsTre2的ORF长1821 bp,编码606个氨基酸,蛋白分子量为69.08 kD。信号肽预测分析表明,CsTre1和CsTre2前端均有1个信号肽,其位置分别为1-16和1-17。蛋白二级结构分析结果显示,二者均主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,CsTre1有24个Ser、15个Tyr、10个Thr可能成为蛋白激酶的结合位点,而CsTre2有27个Ser、10个Tyr、13个Thr可能成为蛋白激酶的结合位点。RT-qPCR结果显示,CsTre在荔枝蒂蛀虫的蛹和成虫期均有表达。在成虫期中,CsTre1的表达水平远高于CsTre2,且CsTre1在雄成虫第2 d和第5 d的表达水平陡然下降,在雌成虫中则保持稳定高表达。【结论】该研究成功克隆了荔枝蒂蛀虫的2个海藻糖酶基因,其分子特征及表达模式结果表明,CsTre1可能是荔枝蒂蛀虫主要调控海藻糖代谢的基因。研究结果可为阐明海藻糖酶基因的功能提供重要线索,为开展害虫防治策略的研究奠定基础。

血管样本生物信息学分析鉴定烟雾病相关的潜在关键基因

目的本研究对烟雾病患者血管样本的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行生物信息学鉴定和分析,旨在探讨烟雾病的潜在发病机制。方法本研究以烟雾病和颈内动脉瘤患者大脑血管样本为研究对象。利用R语言线性模型微阵列数据(linear models for microarray data,limma)分析包对基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)中的GSE141025数据集进行分析,该数据集涵盖4例烟雾病患者和4例颈内动脉瘤患者的大脑中动脉和颞浅动脉样本各1个,共计16个样本。选择烟雾病患者的大脑中动脉、颞浅动脉及颈内动脉瘤患者的颞浅动脉共12个样本进行DEGs筛选。通过R语言功能富集分析工具包clusterProfiler,对筛选出的DEGs进行基因本体(gene ontology,GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析。利用STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(proteinprotein interaction,PPI)网络,并使用网络可视化软件Cytoscape进行蛋白质网络的可视化和枢纽基因筛选。结果本研究在烟雾病患者的大脑中动脉与颞浅动脉样本间鉴定出138个DEGs,包括18个上调基因和120个下调基因。GO富集分析显示,以上DEGs在细胞外基质、受体配体活性和生长因子活性等方面显著富集,可能与烟雾病相关的血管病变和神经保护机制有关。KEGG通路分析提示,DEGs主要在酪氨酸代谢通路中富集。通过PPI网络分析,共筛选出9个枢纽基因,包括骨膜蛋白(periostin,POSTN)、脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)、血小板衍生生长因子受体α(platelet derived growth factor receptor alpha,PDGFRA)、Thy-1细胞表面抗原(Thy-1 cell surface antigen,THY1)、ⅩⅤ型胶原蛋白α1链(collagen typeⅩⅤalpha 1 chain,COL15A1)、成纤维细胞生长因子7(fibroblast growth factor 7,FGF7)、光蛋白聚糖(l umi can,LUM)、层粘连蛋白α2亚基(laminin subunit alpha 2,LAMA2)和RELN(reelin)。此外,上调基因delta样典型Notch配体4(delta like canonical Notch ligand 4,DLL4)在本研究中首次被发现可能在烟雾病中扮演重要角色,或与烟雾病的病理性血管生成有关。结论细胞外基质、生长因子及其受体的表达失调等可能参与烟雾病的发病过程。DEGs分析筛选出的枢纽基因(POSTN、BDNF、PDGFRA、THY1、COL15A1、FGF7、LUM、LAMA2、RELN)以及DLL4可能在烟雾病的病理形成过程中发挥作用。

双孢蘑菇中一种4R型MYB转录因子的基因克隆和生物信息学分析

MYB转录因子广泛存在于真核生物中,在植物的生长发育、逆境胁迫等过程中发挥重要作用。与植物相比,对食用菌中MYB转录因子的研究有限。为探究MYB转录因子在食用菌中的生物学功能,对前期转录组发现的一个编码双孢蘑菇(Agaricus bisporus)MYB转录因子的基因进行克隆和生物信息学分析。结果表明,该基因编码区长1209 bp,翻译402个氨基酸;编码的蛋白分子量为45.95 kDa,等电点9.17,是一种不存在跨膜结构、不含信号肽的亲水性蛋白,具有4个高度保守的SANT结构域,属于4R型MYB转录因子,与白环蘑(Leucoagaricus)中的4RMYB转录因子亲缘关系最近;二级结构预测显示以无规则卷曲和α-螺旋结构为主;亚细胞定位分析显示该转录因子位于细胞核中;此外启动子序列分析表明,该基因启动子区域含有多个与生物抗逆应答、激素响应等相关的顺式作用元件。

鉴别早发型与晚发型子痫前期特征遗传标志物生物信息学分析及验证研究

目的本研究旨在筛选出能够区分早发型与晚发型子痫前期的遗传标志物,并评估这些标志物的区分能力。方法从GEO数据库获取早发型及晚发型子痫前期数据集(GSE74341、GSE190639及GSE4707数据集),以GSE74341和GSE190639数据集为实验组,GSE4707数据集为验证组,筛选并验证早发型子痫前期与晚发型子痫前期间的差异表达基因。应用最小绝对值收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)及支持向量机-递归特征消除(support vector machines-recursive feature elimination,SVM-RFE)两种机器学习方法筛选特征遗传标志物,并通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估特征遗传标志物的区分能力。结果与早发型子痫前期相比,检出7个显著上调基因和3个显著下调基因。通过两种机器学习的方法及在验证组中进行基因表达差异分析,共同筛选出1个特征遗传标志物(MME)。ROC曲线的曲线下面积(area under the curve,AUC)在实验组及验证组中分别为0.975(95%CI:0.921~1.000)及1(95%CI:1.000~1.000)。结论MME可能作为区分早-晚发型子痫前期的特征遗传标志物。

高邮鸭Akt1基因克隆及生物信息学分析

Akt1是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族基因,通过响应生长因子刺激磷酸化一系列下游底物来调节许多过程,包括代谢、增殖、细胞存活、生长和血管生成等。实验室前期对全转录组差异分析获得了与高邮鸭双黄蛋率显著相关的候选关键基因Akt1,并且Akt1显著富集于差异表达信号通路——PI3K-AKT信号通路。为了对高邮鸭双黄蛋候选基因Akt1进行系统的功能研究,本研究通过PCR技术克隆高邮鸭卵巢组织Akt1全长,构建了Akt1-EGFP融合表达载体,结合生物信息学技术对AKT1蛋白的理化性质进行系统分析。结果:AKT1为种间保守型非分泌蛋白,表达于质膜,具有丰富的丝氨酸和苏氨酸磷酸化位点,可与10种蛋白(TSC1、MAPK1、PIK3R1、PIK3CA、TSC2、CDKN1A、IKBKB、PIK3CD、PDPK1和ILK)发生互相作用。研究结果为揭示Akt1基因编码的蛋白在调控高邮鸭双黄蛋形成过程中的功能和分子机制提供理论基础。

基于生物信息学分析的阿尔茨海默病核心基因挖掘及相关通路分析

目的基于生物信息学分析筛选阿尔茨海默病(AD)的核心基因,并对可能的致病信号通路进行分析。方法从基因表达综合(GEO)数据库中下载AD相关基因芯片数据,筛选出GSE227221和GSE162873数据集。应用GEO2R在线分析软件筛选AD组织样本和正常脑组织样本间的差异表达基因(DEGs)。应用R软件DOSE包对DEGs进行疾病本体论(DO)基因富集分析,使用在线数据分析工具DAVID对DEGs进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。通过STRING数据库分析基因的蛋白质交互作用,应用Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并通过MCODE插件对PPI网络进行枢纽基因的分析与筛选。根据MCODE评分,对枢纽基因进一步分析并筛选出核心基因。结果对2个数据集进行比对后,共筛选出参与AD发生和进展的1373个相同变化趋势的DEGs,并筛选验证出核心基因为GIMAP基因(包括GIMAP1、GIMAP4、GIMAP5、GIMAP6、GIMAP7及GIMAP1-GIMAP5)。DO基因富集分析结果显示,DEGs与系统性红斑狼疮、红斑狼疮和动脉硬化这3种疾病最为相关;GO功能富集分析结果显示,DEGs主要富集于3条信号通路,即经典Wnt信号通路、磷脂酶C-活化G蛋白质-耦合受体通路和等离子体外侧膜通路;KEGG信号通路富集分析结果显示,DEGs主要富集于细胞因子-细胞因子受体相互作用、神经元活性配体-受体相互作用、癌症相关的转录失调等通路。结论AD的核心致病基因可能为GIMAP基因,与AD发生相关的通路复杂,可能与免疫功能紊乱有关。

NDUFS6蛋白生物信息学分析及过表达质粒的构建与鉴定

目的 应用生物信息学方法分析线粒体呼吸链复合体Ⅰ结构亚基烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶(泛素)铁硫蛋白6(NDUFS6)的理化性质,构建pCV702-NDUFS6过表达质粒并进行鉴定,为进一步研究NDUFS6蛋白功能奠定基础。方法 利用Expasy、UniProtKB、NCBI、SOPMA等生物信息学工具分析NDUFS6蛋白的理化性质、二级结构等;根据NDUFS6 cDNA序列构建携带NDUFS6基因的过表达质粒pCV702-NDUFS6,转染大鼠心肌细胞H9C2,并设置阴性对照(NC)组和相应空载体CON520作为阳性对照(PC)组,经嘌呤霉素筛选后,采用RT-qPCR和Western blot检测NDUFS6 mRNA和蛋白表达水平。结果 NDUFS6蛋白由116个氨基酸组成,理论等电点pI为9.37。蛋白二级结构以无规则卷曲(占50%)为主。酶切鉴定和基因测序结果显示,pCV702-NDUFS6表达质粒构建成功。RT-qPCR和Western blot结果显示,相较于NC组和PC组,过表达组NDUFS6表达水平均上调(P均<0.05)。结论 成功构建了能在心肌细胞H9C2中有效过表达NDUFS6基因的过表达质粒。

bta-miR-27a-5p的生物信息学分析及其对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响

为了探究bta-miR-27a-5p的生物学特性及其对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响,试验利用miRBase数据库对不同物种间miR-27a-5p的保守性进行分析,并构建了miR-27a-5p的系统进化树;利用TargetScan和miRWalk在线网站预测bta-miR-27a-5p的靶基因,并对靶基因进行GO功能注释和KEGG信号通路分析;利用实时荧光定量PCR方法检测在不同月龄夏南牛不同器官中bta-miR-27a-5p基因的相对表达量;最后通过实时荧光定量PCR方法、Western-blot检测、三酰甘油浓度测定和油红O染色探究过表达bta-miR-27a-5p后对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响。结果表明:不同物种miR-27a-5p的成熟序列保守性较高;牛miR-27a-5p基因与山羊的亲缘关系最近,与非洲爪蟾的亲缘关系最远;bta-miR-27a-5p靶基因主要在细胞过程、生物过程、细胞、细胞部分、结合等GO条目上富集,并富集在胰岛素抵抗、细胞衰老、脂肪细胞因子等信号通路中;bta-miR-27a-5p基因可在夏南牛的多个器官中表达,且12月龄夏南牛脂肪组织中的相对表达量均显著低于0月龄和24月龄(P<0.05);过表达bta-miR-27a-5p基因可显著或极显著抑制C/EBPα、PPARγ和FABP4基因和蛋白质表达(P<0.05或P<0.01),并显著或极显著降低3T3-L1前脂肪细胞内脂滴和三酰甘油浓度(P<0.05或P<0.01)。说明bta-miR-27a-5p在不同物种间高度保守,在不同月龄夏南牛脂肪组织中显著差异表达,并且能抑制3T3-L1前脂肪细胞分化,bta-miR-27a-5p基因可能是调控牛脂肪生成的候选miRNA。

芍药PlHDR基因的克隆及生物信息学分析

为了预测芍药4-羟基-3-甲丁-2-烯基二磷酸还原酶(PlHDR)基因的功能,以芍药叶为材料,基于RT-PCR技术克隆了芍药PlHDR基因并对其进行了序列分析,用生物信息学软件预测了PlHDR的物理化学性质及结构特征。结果表明,芍药PlHDR基因cDNA全长1559 bp,共编码462个氨基酸,分子量52.11 kDa,等电点为5.46;芍药PlHDR与喜树HDR亲缘关系最近,氨基酸相似性高达87.45%;芍药PlHDR是定位于叶绿体内的亲水性蛋白,不存在跨膜结构域及信号肽,含有5个糖基化位点和50个磷酸化位点;二级结构中α-螺旋和无规则卷曲分别占比48.48%和29.22%;3D结构预测为单体;芍药PlHDR与HDS、DXR、CDPMEK、MK和MVD1等蛋白存在相互作用。本研究报道了芍药PlHDR基因序列并对其进行了生物信息学分析,为进一步开展该基因在芍药萜类物质合成中的功能研究奠定了基础。

番茄CYP450基因家族鉴定及病原菌胁迫相关成员的生物信息学分析

细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)酶是陆地植物中最大的酶蛋白基因家族,具广泛催化活性,参与植物多种初生代谢和次生代谢产物的生物合成。分析番茄(Solanum lycopersicum L.)CYP450基因家族成员的数量、序列特点、系统演化关系、在病原菌诱导下的表达模式和互作网络,为阐明番茄CYP450基因的生物学功能奠定基础。通过HMM检索和BLAST比对2种方法在番茄中得到328条CYP450序列,归属于9个家族簇;理化性质分析结果显示番茄CYP450蛋白大多为亲水性蛋白质,包含丰富的碱性氨基酸,主要定位于叶绿体和质膜;番茄叶霉病病菌(Cladosporium fulvum)诱导条件下的59个差异表达基因分属7个家族簇,相同家族簇成员具相似蛋白保守基序和基因结构;16个与聚炔类合成关键基因有相似表达模式的基因均来自CYP71和CYP72家族簇,它们可能在聚炔类合成通路的下游发挥重要作用,但其功能还需进一步验证。

病原宏基因组高通量测序生物信息学分析质量评价的研究现状与思考

病原宏基因组高通量测序(mNGS)技术已成为感染病原学诊断的新工具,由实验操作(湿实验)和生物信息学分析(干实验)两部分组成。干实验由算法和数据库构成,其功能是对湿实验产生的测序数据进行分析处理后输出检测结果。干实验的性能受到测序数据中复杂多变的干扰因素的影响,包括临床样本中大量的人源核酸、试剂与耗材携带的微生物核酸、采样与湿实验引入的环境微生物核酸、数据库中基因组质量不均一或不同物种基因组之间的相似性过高导致的错误比对与注释,以及算法与参数差异对分类鉴定的影响等。上述干扰因素可能来自mNGS检测各个环节,不仅可能导致干实验输出错误的物种鉴定和微生物检测结果,也给干实验的质量控制与评价带来较大挑战。本文综述了mNGS干实验质量控制的关键问题以及关于质量评价方法的思考。

合作猪SIRT 3基因克隆、生物信息学分析及组织表达研究

【目的】克隆合作猪沉默信息调节因子3(silence information regulator 3,SIRT3)基因CDS区序列,并对其进行生物信息学分析,探究SIRT 3基因在合作猪不同组织中的表达水平,为研究SIRT 3基因功能奠定基础。【方法】试验选择3月龄合作猪公猪3头,采集心脏、睾丸、肺脏等组织,采用PCR扩增、Sanger测序等方法获取SIRT 3基因CDS区序列,并通过Mega 7.0软件构建系统进化树;通过生物信息学在线软件分析SIRT3蛋白结构和功能;采用实时荧光定量PCR检测SIRT 3基因在合作猪不同组织中的表达量。【结果】合作猪SIRT 3基因CDS区长774 bp,共编码257个氨基酸。系统进化树结果显示,合作猪与家猪亲缘关系最近,与斑马鱼亲缘关系最远。SIRT3蛋白的分子质量为28.68 ku,理论等电点为5.81,不稳定系数为37.92,为稳定性亲水蛋白;该蛋白不存在跨膜区域,无信号肽,但存在2个低复杂度结构域,主要分布于内质网中;SIRT3蛋白的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,三级结构模型预测结果与二级结构基本一致。实时荧光定量PCR结果显示,SIRT 3基因在合作猪不同组织中均有表达,在心脏中表达量最高,极显著高于其他组织(P<0.01),其次是睾丸、肺脏、肝脏组织。【结论】本研究成功克隆合作猪SIRT 3基因CDS区序列,探究了SIRT 3基因在合作猪不同组织中的表达水平并初步分析了其编码蛋白的生物学功能,为进一步研究合作猪SIRT 3基因功能提供了参考。

小麦SUS基因家族鉴定与生物信息学分析

【目的】对小麦蔗糖合成酶(sucrose synthase,SUS)基因家族进行鉴定和生物信息学分析,为探究小麦SUS(TaSUS)基因家族的作用机制提供理论参考。【方法】采用生物信息学方法在小麦全基因组上鉴定TaSUS基因家族成员,并对其系统进化关系、染色体位置、基因结构、保守结构域、启动子顺式作用元件和基因表达模式进行分析。【结果】在小麦基因组中共鉴定到分布于14条染色体上的24个TaSUS基因,可分为3个亚组。TaSUS基因含有多个外显子,但部分基因缺失非翻译区结构。TaSUS基因家族成员启动子区域包含45种顺式作用元件,涉及植物生长发育和逆境胁迫响应。大多数TaSUS基因在小麦穗中显著表达,在叶、茎和根中的相对表达量较低。【结论】研究结果有助于了解小麦SUS基因家族的进化,为后期小麦SUS基因家族的生物功能研究奠定理论基础。

荷斯坦奶牛GlyRS基因的克隆、组织表达及生物信息学分析

本文旨在通过克隆荷斯坦奶牛GlyRS(Glycyl-tRNA Synthetase 1)CDS区并进行生物信息学分析,探究GlyRS基因在奶牛多组织中的表达规律,为后续分析该基因对奶牛泌乳性能的作用奠定基础。以荷斯坦奶牛乳腺组织cDNA为模板,PCR扩增得到GlyRS基因,通过测序拼接获得荷斯坦奶牛GlyRS基因序列。利用在线工具对GlyRS蛋白进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR检测GlyRS基因在荷斯坦奶牛心脏、脂肪、乳腺、肾脏、背最长肌组织中的表达量,并比较差异。结果发现:荷斯坦奶牛GlyRS基因CDS区长度为1599 bp,编码522个氨基酸。相似性比对结果表明,荷斯坦奶牛的GlyRS氨基酸序列与牛、瘤牛、野牛、牦牛、山羊、绵羊、海豚、田鼠、野猪、人的氨基酸序列的相似性分别为99.62%、99.62%、99.64%、99.44%、98.87%、99.06%、97.36%、97.18%、95.48%和94.92%。系统进化树分析表明,荷斯坦奶牛GlyRS的氨基酸在进化上与牛的亲缘关系最近,与人的亲缘关系最远。GlyRS蛋白分子式为C_(2687)H_(4198)N_(726)O_(798)S_(27),分子质量为60.31 ku,属于不稳定酸性蛋白,无信号肽和跨膜结构域,具有40个磷酸化位点、无N-糖基化位点、58个O-糖基化位点。GlyRS蛋白二级结构预测中α-螺旋占比41.65%、延伸链占比20.26%、β-转角占比6.94%,无规则卷曲占比31.14%。蛋白互作网络图谱构建发现,GlyRS蛋白可能与DARS、KARS、EPRS、TARS、SARS、AARS2、IARS、MARS和AARS等蛋白存在潜在互作。qPCR结果表明GlyRS基因在荷斯坦奶牛心脏、脂肪、乳腺、肾脏、背最长肌组织中均有表达,在乳腺中的相对表达量最高,且与其他组织差异显著。本研究结果为探究GlyRS基因在荷斯坦奶牛乳腺分泌中的功能提供了理论参考。

茶花鸡2号IFN-α基因克隆及生物信息学分析

本研究旨在克隆茶花鸡2号α干扰素基因(IFN-α)CDS区序列并进行生物信息学分析,为后续研究IFN-α基因对茶花鸡2号免疫功能的影响提供参考。以茶花鸡2号为实验对象设计IFN-α引物,提取总RNA,反转录PCR扩增并克隆其编码区序列,进行生物信息学分析。结果显示茶花鸡2号IFN-α基因CDS序列全长582 bp,IFN-α蛋白等电点5.05,平均疏水指数-0.514,为酸性亲水蛋白,且存在信号肽和1个跨膜区,主要定位于细胞核。IFN-α蛋白被4个N糖基化位点、5个O糖基化位点和20个磷酸化位点修饰,主要由α-螺旋与无规卷曲构成。茶花鸡2号与固始鸡、海兰鸡、惠阳胡须鸡、罗曼鸡和乌骨鸡的氨基酸同源性分别为95.9%、97.9%、97.9%、97.9%和95.9%。IFN-α蛋白与IRF7、IFNAR1、IFNAR2和IFNK等蛋白存在互作关系。本研究结果可为进一步探讨IFN-α基因在茶花鸡2号病毒疾病防治中的作用提供理论依据。

黄牛源产气荚膜梭菌分离株基因组的生物信息学分析

本研究自猝死海南黄牛的组织器官中分离到2株A型产气荚膜梭菌,命名为ZWCP209和ZWCP210。基因组拼接结果显示其基因组大小处于3.4~3.5 Mb之间,tRNA和CDS数量稳定。多位点序列分析(MLST)显示,测序菌株属于同种新ST型。从NCBI数据库中获取27株牛源产气荚膜梭菌的基因组,与测序分离株共同进行生物信息学分析:共检测到13种耐药基因,其中四环素类耐药基因tetA(P)和tetB(P)的携带率最高(79.4%),值得关注的是,本研究中2株海南黄牛分离株均携带了7种以上的耐药基因,其中包括非兽用抗生素噁唑烷酮的耐药基因optrA。泛基因组分析结果显示以上菌株的基因组中共含有7 345个基因,核心基因数量占比22.94%;在核心基因组和plc基因的系统进化分析中,两海南黄牛分离株处于同一分支,并具有相同的毒力因子,具有极高的同源性。本研究为国内首次对海南黄牛产气荚膜梭菌进行全基因组序列测定与生物信息学分析,对牛产气荚膜梭菌病的防治与基因组研究具有参考价值。

微小隐孢子虫转录共激活因子CpADA2的生物信息学分析及其编码基因的真核表达

本研究旨在对微小隐孢子虫转录共激活因子ADA2的结构和功能进行生物信息学分析,对其编码基因CpADA2进行真核表达。利用在线生物信息学软件对CpADA2进行生物信息学分析,结果显示,CpADA2含有ZnF和SANT结构域,全长673个氨基酸残基,分子质量为76 kDa,属于可溶性蛋白;不含跨膜区和信号肽,但存在多样化的激酶特异性磷酸化位点;二级结构由α螺旋(36.70%)、β折叠(11.74%)和无规卷曲(51.56%)构成;三级结构中SANT结构域呈典型的α螺旋串联重复构象;互作网络模型和功能预测表明,该蛋白具有锌离子结合特性,并可能参与组蛋白乙酰化过程。以微小隐孢子虫cDNA为模板,PCR扩增得到CpADA2基因,成功构建了真核表达质粒p3×FLAG-CMV14-CpADA2,转染至293T细胞后,Western blot分析显示,转染重组质粒的细胞成功表达重组CpADA2蛋白。本研究为后续开展CpADA2的功能研究提供了基础。

桑桑牦牛MYL7基因克隆及生物信息学分析

克隆西藏桑桑牦牛肌球蛋白轻链7(Myosin light chain 7,MYL7)基因CDS区,进行生物信息学分析并检测该基因在各组织中的表达差异,为探究该基因功能提供一定的理论依据。以桑桑牦牛肌肉组织cDNA为模板,利用PCR技术克隆其CDS区序列,并利用多种在线生物软件及工具进行生物信息学分析。结果表明,桑桑牦牛MYL7基因CDS区长447 bp,共编码148个氨基酸,该基因编码的蛋白分子式为C743H1155N187O237S7,原子数为2329个,理论等电点为4.37,不稳定系数和总平均亲水性分别为36.02和-0.364,属于稳定的亲水性蛋白;具有特异性的磷酸化位点11个,其中5个丝氨酸、5个苏氨酸和1个酪氨酸。MYL7蛋白无信号肽和跨膜螺旋结构,属于非分泌性蛋白。通过亚细胞定位发现,桑桑牦牛MYL7基因在线粒体、细胞核、细胞质、细胞膜中均有所分布。蛋白高级结构主要是α-螺旋和无规则卷曲。通过构建系统进化树发现,桑桑牦牛与野牦牛亲缘关系最近,符合实际情况,说明MYL7基因在进化过程中具有一定的保守性。

生物信息学分析鉴定循环肿瘤细胞APOH基因作为结直肠癌肝转移核心基因的研究

目的 循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)是结直肠癌(colorectal cancer,CRC)肝转移的关键环节,目前对CTCs进行检测和再培养仍存在局限性,迫切需要新的标志物来提高CRC患者血液中CTCs的检出率。方法 经综合生物信息学分析获得由CTCs分泌的在CRC肝转移中起重要作用的血液蛋白,并通过蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络分析和外部高通量基因表达(gene expression omnibus,GEO)数据集对核心基因进行筛选和验证。结果 共鉴定出由CTCs分泌的在CRC肝转移中起重要作用的4个核心基因,其中载脂蛋白H (apolipoprotein H,APOH)最为重要,其在CTCs和肝转移灶中的表达水平显著高于CRC原发灶和其他转移部位,且在血液中CTCs的APOH表达水平显著高于白细胞。受试者操作特征曲线分析显示APOH对CRC肝转移具有较佳的诊断效能。基于APOH预测的EHT1864、Lisitinib和Oxaliplatin可能是CRC患者的潜在治疗药物。结论APOH是由CTCs分泌且在CRC肝转移中起重要作用的核心基因。