鸡PERP1基因功能分析、核心启动子筛选及其转录因子预测

【目的】研究TP53凋亡效应因子(PERP1)在卵泡发育中的调控作用及表达机制。【方法】以蛋鸡卵巢组织为材料,克隆蛋鸡PERP1基因CDS区全长序列,并构建PERP1基因过表达载体,通过转染鸡卵泡颗粒细胞,采用实时荧光定量PCR检测转染后PERP1基因,增殖凋亡相关基因BCL2、c-Myc,以及氧化应激相关基因SOD2、CAT的相对表达量。利用3个在线生物信息学分析软件分别预测鸡PERP1基因核心启动子区,并根据预测结果设计6个启动子缺失片段引物,以蛋鸡血液组织为材料,克隆PERP1基因5′-UTR的6个启动子缺失片段并构建重组质粒,并以荧光素酶报告基因试验验证启动子活性区域位置。采用4个转录因子在线预测软件进行启动子活性区转录因子的预测分析。【结果】本研究成功获得鸡PERP1基因的CDS区全长序列并成功构建了PERP1基因的过表达载体。PERP1基因过表达后,与对照组相比,抗凋亡基因BCL2和促增殖基因c-Myc表达量极显著下调(P<0.01),抗氧化应激基因CAT和SOD2的相对表达量无显著差异(P>0.05)。生物信息学软件预测和荧光素酶报告载体试验结果表明,PERP1基因核心启动子位于CDS区上游(―441/―71 bp)的位置。转录因子预测结果发现Sp1、ZEB1、Zic3、c-Jun、AP-2alpha、AP-1、NF-1、c/EBPalp、Adf-1、HNF-3、CACCC-bi、c-Myc和Smad4共13个候选转录因子。【结论】PERP1基因具有促进颗粒细胞凋亡的功能,调控该基因的表达对卵泡发育具有重要意义。

鸡BMP15基因克隆、表达模式及启动子活性分析

为了解鸡骨形态生成蛋白15(bone morphogenetic protein 15,BMP15)基因的功能、结构及启动子活性区域,探究该基因的转录调控机制。通过RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术克隆鸡BMP15基因cDNA全长序列,生物信息学分析其编码蛋白的性质及结构。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测鸡BMP15基因在不同组织中的表达情况,双荧光素酶报告系统确定该基因的核心启动子区。结果表明,鸡BMP15基因存在一个长度为1865 bp的转录本,编码350个氨基酸,其遗传距离与火鸡最近。该蛋白为水溶性蛋白,其结构主要由无规则卷曲构成;存在信号肽区域,无跨膜结构域。构建的组织表达谱结果表明,BMP15基因在鸡的卵巢组织和颗粒细胞中表达极显著(P<0.01)。双荧光报告结果显示,BMP15基因启动子-153--1 bp为核心区域。为进一步确定BMP15基因功能及探究其转录调控机制奠定基础。

鸡内皮素3(EDN3)基因启动子区序列生物信息学分析

为解析鸡内皮素3(EDN3)基因启动子区序列的结构特征及其转录调控机制,本研究基于NCBI数据库中鸡EDN3基因5′侧翼区与外显子1共计2052 bp核苷酸序列,利用不同在线软件对其核心启动子区域、顺式作用元件、转录因子结合位点及CpG岛等结构进行生物信息学预测分析,并通过DNASTAR Lasergene 17.3和MEGA 5.0软件进行不同物种EDN3基因启动子区序列相似性比对及系统进化树构建。结果表明:鸡EDN3基因起始密码子上游592~2000 bp为可能的候选核心启动子区;5′侧翼区633 bp和1547 bp存在2个潜在的转录起始位点T和A;该基因启动子区存在2个CAAT-box、3个GC-box、6个TATA-box、9个E-box和3个CpG岛结构域。综合多种在线软件预测,鸡EDN3基因启动子区存在Sp1、C/EBPα和NF-1等转录因子结合位点。鸡EDN3基因启动子区序列与环颈雉、鹌鹑、岩雷鸟、棕硬尾鸭、凤头潜鸭、山羊、绵羊、牛、猪和人的相似性为38.8%~90.3%;系统进化树表明,鸡与鹌鹑亲缘关系最近,与猪亲缘关系最远。研究结果为进一步探明鸡色素沉积关联EDN3基因的转录调控机制提供了理论依据。

鸡痘病毒载体强启动子的构建和筛选

根据痘苗病毒天然启动子Ｐ７．５关键区的结构，人工合成４条寡核苷酸，形成早、晚期启动子，把合成的启动子进行不同组合，得到１０个较有代表性的不同启动子组合ＰＳ１～１０，用Ｐ７．５作对照构建成表达ＬａｃＺ基因的表达载体ｐＦＢＳ１～１０以及ｐＦＢＳ７．５．利用脂质体介导转染鸡痘病毒中国疫苗株２８２Ｅ４，获取重组病毒，经纯化后，分别测重组病毒感染次代ＣＥＦ后１０、２４、３６、４８、７２ｈ表达β半乳糖苷酶的活性，从而筛选出其中最强的启动子组合ＬＬＥＥ，其ＬａｃＺ基因的表达活性约为Ｐ７．５的３倍。

坝上长尾鸡MITF基因核心启动子鉴定与分析

旨在探明坝上长尾鸡小眼畸形相关转录因子(microphthalmia-associated transcription factor,MITF)基因启动子活性区与结构,为研究MITF基因在毛囊组织中的表达调控提供依据。本研究采用双荧光素酶表达载体的方法,构建了6个含有不同长度坝上长尾鸡MITF基因启动子片段的pGL3-Basic表达载体及4个核心启动子区突变载体,转染DF1细胞48h后检测双荧光素酶活性。结果,确定了鸡MITF基因启动子的核心区域为-660^+200bp。其中突变位点-579bp、-505bp、-274bp、-220bp、-203^-202bp、-98bp、-46bp、-14bp、+1bp、+28bp对MITF基因启动子活性有较大影响,在突变区域预测到HOX家族(HOXA3、HOXD8、HOXD9、HOXD10、HOX11)、NF-1、DBP、TFIID和TFIIB与MITF序列的结合性发生了变化。

鸡Perilipin1基因启动子的克隆及分析

旨在研究鸡脂滴包被蛋白基因(Perilipin1,Plin)启动子的结构及特征。本研究采用PCR方法扩增了鸡Perilipin1基因5′侧翼区约2kb的DNA片段,并对其进行了克隆、测序及生物信息学分析;同时,构建了其全长及系列截短突变的报告基因表达载体,瞬时转染鸡胚成纤维细胞系(DF-1),用双荧光素酶报告基因系统测定了荧光素酶活性,确定了该基因的核心启动子区域。生物信息学分析结果表明,鸡Perilipin1基因的启动子区不存在典型的TATA box结构和CpG岛,但可能存在TFIID、Sp1、AP2、PPAR、RXR、SREBP1、C/EBP、GATA、ER、KLF5等多个转录因子结合位点;报告基因分析结果表明,本研究克隆的鸡Perilipin1基因启动子能够极显著地启动报告基因的表达(P<0.01),并且随着启动子片段由5′端逐渐截短,报告基因活性表现出逐渐增强的趋势,其中-360/-11片段具有最强的报告基因活性。综上表明,鸡Perilipin1基因-360/-11区域的启动子片段具有最强的转录活性,包含该基因的核心启动子序列。

鸡痘病毒载体启动子的优化

要提高外源基因在鸡痘病毒 (FPV)载体的表达量 ,必须使用强启动子来控制表达。为构建较强的启动子组合 ,根据痘苗病毒天然启动子P7 5的结构 ,人工合成 4条寡核苷酸 ,形成一个早期启动子和一个晚期启动子 ,其首尾可相互连接。利用分子生物学常用实验方法把合成的启动子进行不同组合 ,最终形成 10个较有代表性的启动子组合PS1～ 10。在其下游插入大肠杆菌 β 半乳糖苷酶基因LacZ ,并进一步构建成鸡痘病毒转移载体 pFBS1～10 ,同时以P7 5作对照构建成 pFB7 5。以脂质体介导转染鸡痘病毒中国疫苗株 2 82E4感染 3h～ 4h后的原代鸡胚成纤维细胞 (CEF)单层。用蓝斑筛选法纯化病毒 4次 ,最终得到稳定的重组病毒。将纯化的重组病毒感染次代CEF ,分别于感染后 10h、2 4h、36h、48h、72h收获细胞 ,制备提取物 ,检测提取物中 β 半乳糖苷酶的活性。通过计算比较 ,筛选出其中较强的启动子组合LLEE ,其表达活性约为P7 5的 3 5倍 ,为进一步构建高效表达的鸡痘病毒通用载体打下了良好的基础。

基于Mx启动子和荧光素酶报告基因定量检测鸡Ⅰ型干扰素生物学活性的研究

为了探索并建立快速、敏感、准确的Ⅰ型干扰素生物学活性定量分析方法,本研究克隆了鸡Mx启动子(Mxp),并在其下游连接荧光素酶(Luciferase,luc)报告基因,构建鸡Ⅰ型干扰素活性检测质粒pMxp-luc。以pMxp-luc瞬时转染鸡胚成纤维细胞系DF-1,24 h后用鸡IFN-α/β处理细胞,结果荧光素酶基因在Mx启动子的作用下获得转录表达;荧光素酶的表达量与干扰素的抗病毒活性有着良好的线性相关性,并在干扰素处理细胞6 h后就可以检测;对鸡IFN-α和IFN-β检测的敏感性分别约为抗病毒活性定量检测方法的10和100倍。该检测系统与传统抗病毒定量检测方法相比,具有快速简便、准确敏感、便于高通量检测等优势,在禽类乃至哺乳动物干扰素生物学基础和应用研究及产业化过程中具有重要应用价值。

胃癌组织中鸡卵清蛋白上游启动子转录因子Ⅱ、神经纤毛蛋白2的表达变化及其意义

目的观察胃癌组织中鸡卵清蛋白上游启动子转录因子Ⅱ(COUP-TFⅡ)和神经纤毛蛋白2(NRP2)的表达变化,并分析COUP-TFⅡ、NRP2表达与胃癌临床病理参数的关系。方法收集手术切除的新鲜胃癌组织及其癌旁正常胃黏膜组织各60例,采用Western blotting法和免疫组化法检测胃癌组织及正常胃黏膜组织中的COUPTFⅡ、NRP2,分析COUP-TFⅡ、NRP2表达与胃癌临床病理参数的关系。结果胃癌组织中COUP-TFⅡ、NRP2阳性表达率分别为70.0%、78.3%,正常胃黏膜组织中COUP-TFⅡ、NRP2阳性表达率分别为30.0%、21.7%。胃癌组织、正常胃黏膜组织中COUP-TFⅡ相对表达量分别为0.84±0.22、0.68±0.34,NRP2相对表达量分别为0.86±0.17、0.58±0.22,胃癌组织中COUP-TFⅡ、NRP2相对表达量均高于正常胃黏膜组织(P均<0.05)。胃癌组织中COUP-TFⅡ、NRP2表达呈正相关关系(r=0.263,P<0.05)。浸润深度为T_3、T_4的胃癌组织中COUP-TFⅡ、NRP2阳性表达率高于浸润深度T_1、T_2的胃癌组织(P均<0.05);中低分化胃癌组织中COUP-TFⅡ、NRP2阳性表达率高于高分化胃癌组织(P均<0.05);有淋巴结转移的胃癌组织中COUP-TFⅡ、NRP2阳性表达率高于无淋巴结转移的胃癌组织(P均<0.05)。结论 COUP-TFⅡ、NRP2在胃癌组织中高表达,并与胃癌的浸润深度、分化程度及淋巴结转移有关,二者可能协同参与了胃癌的发生和发展。

鸡TGF-β2基因启动子区多态性分析

为了研究鸡TGF-β2基因启动子区的SNP及其对启动子功能元件的影响,采用PCR-SSCP方法对16个鸡种的TGF-β2启动子区的554~824 bp（即3号染色体的19 433 476~19 433 746 bp）进行基因分型,经测序,共检测到3个有效的SNPs位点,分别是679位点的C/G,699位点的G/A,774位点的T/C。其中大骨鸡和太湖鸡在3个位点均检测到SNP存在,AA鸡在3个位点都没有发现SNPs。分别利用生物信息学软件JASPAR和Meth Primer预测TGF-β2基因启动子区转录因子结合位点和Cp G岛,发现SNP位点可改变转录因子结合位点且位于Cp G岛上,表明TGF-β2启动子区SNPs可能通过不同方式影响基因表达调控。

人类α-actin启动子真核表达载体的构建

目的利用PCR技术克隆了人类-αactin基因的启动子(约450 bp)。方法将PCR产物连接到pMD-18T载体上,酶切鉴定后测序,并进行软件分析。结果与结论序列分析表明,扩增片段虽然与GenBank里登陆的序列同源性仅为72%,但包含有完整的启动子元件和转录专一调节因子相应的识别序列。用去掉启动子的pEGFP-N1作为框架结构,尝试构建真核表达载体,并获得了含人类心肌-αactin启动子的真核表达载体pEGFP-N1--αactin-P。

鸡lncRNA-CEPT8启动子验证及活性核心区域筛选

研究旨在筛选鸡lncRNA-CEPT8启动子核心区域并验证其启动活性。采用qRT-PCR检测lncRNA-CEPT8在鸡不同组织中表达情况。生物信息学预测lncRNA-CEPT8启动子区域,PCR扩增启动子并构建pEGFP-lncCEPT8重组载体,转染DF-1细胞后48 h进行荧光观察。再构建启动子系列缺失载体(pGL3-p1、pGL3-p2、pGL3-p3、pGL3-p4、pGL3-p5),分别转染DF-1细胞后48 h检测双荧光素酶活性,分析缺失载体的启动活性。结果表明,lncRNA-CEPT8在鸡生殖嵴中特异性高表达,pEGFP-lncCEPT8重组载体转染DF-1细胞后有绿色荧光。缺失载体pGL3-p4与pGL3-p3相比,活性极显著下降(P<0.01)。研究明确了lncRNA-CEPT8上游-1174^-1 bp处为启动子,且-627^-429bp是启动子核心区域,为进一步研究其表达调控机制提供理论依据。

鸡肝脏胆汁酸结合蛋白基因启动子活性分析

研究对鸡肝脏胆汁酸结合蛋白基因(L-BABP)启动子活性进行研究。利用在线分析软件分析L-BABP基因启动子区,发现CCAAT box(-306)、TATA box(-995)、GATA-1(-1844)和SRE(-1866)等调控元件,没有发现CpG岛。扩增鸡L-BABP基因5'侧翼区约2 kb的DNA片段,构建鸡L-BABP基因报告基因系列缺失载体。报告基因结果表明,鸡L-BABP基因启动子-1 096/-66区域具有最强的启动子活性,-545/-62区域启动子活性最弱;C/EBPα可以显著抑制鸡L-BABP基因的表达,可为深入研究鸡L-BABP的表达调控机制奠定基础。

鸡卵白蛋白上游启动子转录因子对胚眼发育的调控作用

鸡卵白蛋白上游启动子转录因子（COUP-TFs）是类固醇/甲状腺激素受体超家族中的一类孤核受体,包括COUP-TF Ⅰ和COUP-TFⅡ2个亚型.COUP-TFs在胚胎发育、器官形成、神经系统形成和细胞分化中起着至关重要的作用.许多研究表明COUP-TFs也参与胚眼的发育,COUP-TFs基因突变由于可导致眼组织缺损、小眼球、视神经萎缩、眼发育迟缓、斜视、弱视等表型形成而备受关注.然而COUP-TFs对胚眼发育的调控机制目前尚不明确.就COUP-TFs的来源、分子结构、分类和生物学功能、COUP-TFs调控靶基因转录的作用机制以及对胚眼发育的影响及其作用机制进行综述.

1.1kb、2.7kb、3.0kb鸡输卵管组织特异性启动子的克隆及细胞评价

鸡卵清蛋白基因启动子是指导外源基因高效特异性表达的理想调控区,利用卵清蛋白启动子驱动外源蛋白大量表达,需要包含组织特异性相关序列。本研究以海兰白鸡的基因组为模板,采用PCR扩增了1.1 kb、2.7 kb和3.0 kb的卵清蛋白启动子区,置换pcDNA6.2-GFP中CMV启动子序列,构建了真核表达载体pOV1.1 kb-GFP、pOV2.7 kb-GFP、pOV3.0 kb-GFP;转染原代输卵管上皮细胞和中国仓鼠卵巢细胞(CHO),PCR、RT-PCR证明重组载体能够整合到细胞基因组内,并进行转录;倒置荧光显微镜下观测到绿色荧光蛋白表达;启动子表达效率由高到低依次是CMV启动子、1.1 kb、2.7 kb、3.0 kb卵清蛋白启动子。研究结果为瞬时表达模型的建立和输卵管生物反应器的研究奠定基础。

鸡NLRC5启动子区转录调控序列的初步研究

为了探讨NLRC5启动子的潜在调控机制,将NLRC5基因启动子系列缺失片段插入到pGL3-basic载体,构建重组质粒,并转染DF1细胞系。通过双荧光素酶实验寻找核心调控区,然后用目标捕获测序检测27个鸡品种的NLRC5核心启动子区的SNPs,并利用TRANSFAC,JASPAR和Meth Primer预测该区域的转录因子结合位点和CpG岛。结果显示,NLRC5启动子有2个核心区域,分别是1—617和1448—2108。第一个核心区域内存在3个SNPs,其中SNP1影响转录因子Hic1的结合序列,但SNPs对CpG岛不产生影响,表明NLRC5基因的启动子区的调控可能受不同因素的影响,但SNPs并不在甲基化的水平上影响启动子的活性。

鸡端粒酶反转录酶启动子区克隆及序列分析

根据GenBank(AY505015)报道的鸡端粒酶反转录酶序列设计了1对特异性引物,以鸡淋巴瘤细胞(MDCC-MSB1)总核酸为模板进行PCR。PCR产物连接到pMD19-T载体进行测序,通过BLAST对GenBank进行同源性搜索,并用DNAMAN分子生物学软件进行分析。结果测得MDCC-MSB1启动子区全长为997 bp,其中G+C占50.78%。与国外报道的端粒酶反转录酶(AY505015)启动子区序列同源性为99.22%。与人端粒酶反转录酶启动子区相比:二者在起始密码子之前约250 bp均有1个E-box,但在chTERT启动子区新增加了4个c-Myb位点,而3个c-Ets2和WT1位点缺失,其他基序二者的分布基本相似。二者启动子区富含CpG岛,延伸到编码区。

鸡cvh启动子调控的绿色荧光蛋白报告载体的构建及鉴定

探索建立一种用绿色荧光蛋白对鸡原始生殖细胞进行标记分离的方法。克隆并测序鸡原始生殖细胞特异表达基因cvh1.6kb启动子序列。序列分析表明它含有类似于TATAbox和CAATbox的元件,在其远端上游区域还有多个GC富含区。将cvh基因启动子亚克隆到绿色荧光蛋白表达载体pegfp-1的多克隆位点,成功构建表达载体pcvh-egfp。重组质粒在脂质体LipofectamineTM2000介导下分别转染鸡Ⅹ期胚盘细胞和鸡胚成纤维细胞,并于转染后12h在荧光显微镜下观察转染效果。实验结果显示:在胚盘细胞转染后12h可观测到绿色荧光表达,转染后24h荧光细胞增多,细胞形态均呈圆形、体积较大;在鸡胚成纤维细胞未检测到gfp表达。实验结果说明,由cvh基因启动子控制下的gfp可在Ⅹ期胚盘细胞特异表达,为利用流式分离技术PGCs标记分离、纯化研究奠定基础。

禽源U6启动子介导鸡马立克氏病病毒gI、gE基因特异siRNA的筛选及干扰活性鉴定

为筛选鸡马立克氏病病毒(MDV)gI、gE基因特异性siRNA,本研究以鸡胚成纤维细胞(CEF)的DNA为模板,扩增禽源cU6-3启动子序列,并合成针对gI和gE基因各5个靶位点的10条shRNA序列。通过重叠PCR将cU6-3启动子与shRNA融合扩增制备shRNA表达盒,将制备的shRNA表达盒分别与重组质粒pEGFP-gI或pEGFP-gE共转染CEF细胞,并根据荧光显微镜观察和流式细胞仪检测结果评价siRNA抑制融合荧光蛋白表达的效率。结果表明,gI和gE基因的抑制效率为10%～80%。分别将其中抑制效率最高的一条shRNA插入pGEM-T载体中构建重组表达质粒pcU6-shgI735和pcU6-shgE936,通过不同细胞系稳定干扰试验和抑制病毒复制试验评价其干扰活性。结果显示,pcU6-shgI735和pcU6-shgE936能够明显抑制融合蛋白的表达及MDV在CEF细胞中的增殖,并且禽源U6启动子构建的表达盒在禽源细胞(DF1)中的活性比在哺乳动物细胞(Vero、MDCK)的活性高1.21～1.45倍。本研究鉴定获得了gI和gE基因的特异性siRNA,筛选出能够抑制MDV复制的靶位点,为MDV基因的功能和抗MDV病毒研究奠定了基础。

鸡miR-17-92基因簇宿主基因启动子的甲基化及其功能分析

为研究鸡脂肪组织miR-17-92基因簇宿主基因(MIR17HG)启动子的甲基化情况,实验以东北农业大学高、低腹脂双向选择品系肉鸡为实验材料,采用Sequenom MassARRAY法检测鸡腹部脂肪组织MIR17HG启动子区CpG岛的甲基化;利用CpG甲基转移酶处理MIR17HG启动子片段,采用报告基因技术检测DNA甲基化对MIR17HG启动子活性的影响。结果表明:高、低脂鸡脂肪组织中MIR17HG启动子区都存在一定程度的甲基化,其中2周龄低脂鸡脂肪组织MIR17HG启动子区的整体甲基化程度显著高于高脂鸡(P<0.05),4个CpG位点(25、26、27、28)的甲基化在高、低脂鸡脂肪组织间差异均显著(P<0.05);3周龄高、低脂鸡脂肪组织中MIR17HG启动子区的甲基化程度无显著差异(P>0.05);7周龄低脂鸡脂肪组织MIR17HG启动子的2个CpG位点(41和42)的甲基化程度显著低于高脂鸡(P<0.05)。总体看,高、低脂鸡脂肪组织MIR17HG的启动子甲基化随年龄增长呈下降趋势;体外甲基化分析发现,DNA甲基化抑制MIR17HG启动子活性。