盐生草AKR基因家族成员的鉴定及根系盐胁迫响应基因HgAKR42639的耐盐分析

为探究盐生草AKR基因家族的生物学功能和根系盐胁迫响应基因HgAKR42639的耐盐性,基于盐生草全长转录组测序鉴定醛酮还原酶基因(AKRs),采用生物信息学方法分析盐生草AKRs编码的蛋白质序列特性,并在200 mmol·L^(-1)NaCl胁迫0、6、12、24和48 h处理下,测定盐生草幼苗根系和转HgAKR42639基因拟南芥的目的基因表达量、生理指标和钠钾离子含量。结果表明:从盐生草转录组中鉴定出23个HgAKRs,编码的氨基酸数量在165~664 aa,亚细胞定位预测主要在细胞质中,AKR蛋白保守结构域高度相似,具有3个motif,启动子顺式作用元件分析存在核心元件、增强元件和胁迫响应元件;qRT-PCR结果显示HgAKR42639基因相对表达量在盐生草根系和拟南芥中均先上升后下降,24 h两者的表达量达到峰值;随着盐胁迫时间的增长两者的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量呈上升趋势,丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量呈下降趋势,在24 h达到最低;Na^(+)和K^(+)含量测定结果显示,两者于24 h盐胁迫处理下Na^(+)含量下降,K^(+)/Na^(+)达到最大值。综上所述,本研究获得了盐生草AKR家族基因,为后续研究盐生草AKR基因响应盐胁迫的分子机制提供理论依据;以期为进一步验证HgAKR42639基因的耐盐性奠定基础。

葡萄AKR基因家族的鉴定和组织特异性表达分析

醛酮还原酶(aldo-keto reductase,AKR)是一类NADP-依赖型氧化还原酶,通过对葡萄AKR基因鉴定分析,旨在揭示葡萄AKR基因分子生物学功能和遗传调控机制。基于2020年最新组装的葡萄参考基因组数据,利用生物信息学对葡萄AKR基因进行理化性质、基因结构、Motif分析、顺式作用元件、亚细胞定位、二级结构预测以及组织特异性表达分析,最后用荧光定量分析了葡萄AKR基因在盐胁迫下表达水平变化。从全基因组水平上共鉴定出13个葡萄AKR基因家族成员,分为2个亚族;基因结构分析显示,不同成员编码的氨基酸序列外显子数目及位置存在差异;motif分析表明,AKR蛋白保守结构域高度相似;顺式作用元件分析显示,该基因上游启动子元件不仅存在核心元件和增强元件,同时还存在各种激素及胁迫响应元件,器官特异性元件和光调控元件;二级结构和亚细胞定位预测表明,该基因家族主要在细胞核中表达,并以α-螺旋和不规则卷曲为主。基因芯片表达谱分析显示,AKR家族成员间表达水平差异大且存在组织特异性。荧光定量结果显示,盐胁迫条件下VvAKR02、VvAKR05、VvAKR07、VvAKR11、VvAKR12和VvAKR13表达量显著上调。从葡萄中鉴定了13个AKR家族基因,并分析其盐胁迫下的表达水平,对于挖掘葡萄AKR家族中耐盐基因提供了一定的理论依据和实验基础。

甘薯抗草甘膦生理指标及其相关基因EPSPS和AKR的表达

[目的]研究草甘膦胁迫下甘薯生理指标以及EPSPS和AKR 2个基因相对表达水平的变化,探讨甘薯耐草甘膦的分子机制.[方法]选取对草甘膦敏感性不同的2个甘薯品种N3589(草甘膦敏感型品种)和鄂薯11(草甘膦抗性品种)为试验材料,以喷施清水为对照,研究喷施草甘膦后甘薯莽草酸和脯氨酸含量及根系活力的变化,以及EPSPS和AKR基因的表达情况.[结果]与喷施清水对照相比,喷施草甘膦后,草甘膦敏感型甘薯品种N3589叶片的莽草酸含量显著升高,草甘膦抗性甘薯品种鄂薯11的莽草酸含量升高不显著;2个品种甘薯块根和叶片的脯氨酸含量均显著升高;植株的根系活力均显著降低.q-PCR结果显示,在喷施草甘膦后,草甘膦敏感型甘薯品种N3589的EPSPS基因显著下调,AKR基因先上调表达后下调表达;而草甘膦抗性甘薯品种鄂薯11的EPSPS基因显著上调,AKR基因先下调表达后上调表达.[结论]甘薯耐草甘膦主要是因为喷施草甘膦之后,EPSPS基因迅速上调表达,从而减少体内莽草酸累积对植株造成的伤害;与此同时,喷施草甘膦后AKR基因迅速上调表达,参与了甘薯体内草甘膦的代谢.

葡萄醛酮还原酶(AKR)基因家族的鉴定与表达分析

为明确AKR基因在葡萄非生物胁迫中的作用,利用生物信息学方法对葡萄AKR基因家族(VvAKRs)进行了全基因组鉴定,并验证其在非生物胁迫下的表达规律。结果表明:(1)该基因家族在葡萄基因组中有9个成员,主要分布在5条染色体上;氨基酸残基在275~2686 aa之间,理论等电点在5.1~9.1之间。(2)系统进化分析表明,该基因家族分为6个亚族,第6亚族VvAKR家族成员最多。(3)密码子偏好性分析结果表明,葡萄AKR基因家族密码子偏好性较弱。(4)共线性分析表明,葡萄9个AKR基因中只有VvAKR 8和VvAKR 9之间存在共线性关系。(5)qRT-PCR分析结果显示,葡萄AKR家族基因在根、茎、叶不同组织中对激素和非生物胁迫的响应程度有差异。非生物胁迫下,VvAKR 1、VvAKR 3、VvAKR 8和VvAKR 9基因在葡萄根、茎、叶组织中表达量较高;激素处理下,根组织中VvAKR 3、VvAKR 6和VvAKR 8基因在ABA、MeJA、SA处理下表达量较高;茎组织中VvAKR 3基因在NAA、GA 3处理下表达量较高;叶组织中VvAKR 1基因在各激素处理下表达量都较高。研究认为,葡萄AKR基因家族在响应葡萄非生物胁迫时发挥着不同的作用,为葡萄抗逆性研究提供了一定的理论依据。

HBV对肝癌细胞中AKR1C1基因表达的影响

目的研究HBV对肝癌细胞中AKR1C1基因表达的影响,并对其作用机制进行初步的探讨。方法RT-PCR和Real-time PCR检测HepG2.2.15和HepG2细胞中AKR1C1基因的差异表达情况;构建AKR1C1基因启动子虫荧光素酶报告质粒,并分别与HBV、HBx、HBs、HBp、HBc的表达质粒共转染HepG2细胞,双荧光素酶检测系统检测虫荧光素酶活性。结果AKR1C1基因在HepG2.2.15细胞中的表达高于HepG2细胞1.5倍;在HBV表达质粒与AKR1C1基因启动子虫荧光素酶报告质粒共转染的HepG2细胞中,虫荧光素酶的活性明显增强,为对照组3.37倍;相对HBs、HBp、HBc,HBx升高虫荧光素酶的活性的作用最强。结论HBV可以增强AKR1C1基因启动子的转录活性,促进AKR1C1在肝癌细胞中的表达,HBx在这一转录激活当中发挥重要作用。

人类肾癌中AKR1C2基因的表达及其临床病理意义

目的:为了探讨人类肾癌中AKR 1C 2基因的表达特征及其临床病理意义。方法:选择30例肾癌手术切除患者的肿瘤标本,利用RT-PCR、免疫组织化学染色检测肾癌及相应的癌旁组织中的AKR 1C 2基因的表达,同时分析肿瘤中AKR 1C 2表达与患者临床病理特征间的相关性。结果:RT-PCR结果显示,30例肾癌组织中AKR 1C 2 mRNA均为上调表达,其中6例癌旁组织中未见AKR 1C 2 mRNA的表达。免疫组织化学结果显示,30例肾癌组织中AKR 1C 2蛋白均为上调表达,其中13例癌旁组织中未见AKR 1C 2蛋白的表达。AKR 1C 2的表达与肾癌患者临床病理特征间的相关性分析显示,AKR 1C 2基因的L I和E I与肿瘤患者的R obson分期、肿瘤分化、肿瘤病理类型及其转移呈显著正相关。结论:提示人类肾癌组织中AKR 1C 2在转录与翻译水平上均呈过表达,可能有助于肾癌的发生发展。

鹅AKR1D1基因编码区克隆、序列分析及在卵泡中的表达特性研究

【目的】克隆鹅AKR1D1基因编码区序列，预测其蛋白结构、功能，并研究其在鹅各等级卵泡中的表达特性。【方法】以天府肉鹅母系为材料，采用RT—PCR技术克隆鹅AKR1D1基因编码区序列，利用多种生物信息学分析软件预测其结构与功能，并应用荧光定量PCR技术检测其在各等级卵泡中的表达特性。【结果】结果表明：鹅AKR1D1基因编码区全长981bp，编码326个氨基酸，氨基酸水平上与鸡相似性高达95．71％；氨基酸序列分析表明鹅AKR1D1蛋白相对分子量为37263．7Da，主要定位在细胞质和线粒体内，属于水溶性蛋白；预测鹅AKR1D1氨基酸含有磷酸化位点18个、糖基化位点3个；其二级结构以无规则卷曲为主，三级结构呈弯曲螺旋结构；荧光定量PCR结果显示，AKR1D1在鹅2-4mm卵泡颗粒层和膜层表达最高，在膜层F5和颗粒层F1中表达最低。【结论]AKR1D1可能通过调控类固醇激素的动态平衡从而对卵泡募集、筛选、闭锁以及排卵起到重要作用。

醛缩酮还原酶家族1成员C3基因在原发性肝癌中的生物信息学综合分析

目的系统分析评估AKR1C3基因(醛缩酮还原酶家族1成员C3)在肝癌组织中的表达情况及其在原发性肝癌发生发展中的作用及其在诊疗中的意义。方法本研究通过对Oncomine和UALCAN数据库分析,获得了肝癌患者AKR1C3基因的mRNA转录表达水平、DNA甲基化状态;利用LinkedOmics工具对AKR1C3共表达基因进行了富集分析;采用Kaplan-Meier Plotter绘制了肝癌患者的生存曲线。结果在肝癌患者的肝组织中AKR1C3基因的mRNA表达水平明显升高;同时,AKR1C3的mRNA高表达水平与DNA甲基化状态的降低明显相关。通过对与AKR1C3共表达基因的富集分析,结果表明这些基因在肝癌组织中的表达可促进翻译延伸、线粒体呼吸链复合体的组装、核糖核蛋白复合体的生物合成、tRNA代谢过程等。此外,AKR1C3 mRNA的高表达水平与肝癌患者的总体生存率(HR=1.69,P=0.0027)、疾病特异性生存率(HR=1.63,P=0.03)和无复发生存率(HR=1.43,P=0.035)显著相关。结论AKR1C3基因在肝癌组织中高表达,与肝癌患者生存率低有关,ARK1C3可能在肝癌的发生发展中起重要作用。

慢病毒介导稳定表达AKR1C3的前列腺癌细胞株的建立

目的:构建稳定表达AKR1C3基因的人前列腺癌细胞株DU145-AKR1C3,探讨AKR1C3基因对DU145细胞增殖的影响。方法:构建携带AKR1C3基因的重组慢病毒载体p EZ-LV201-AKR1C2和对照质粒p EZ-LV201-NC,并包装相应的慢病毒,用病毒感染低表达AKR1C3基因的DU145细胞,经嘌呤霉素筛选后获得稳定细胞克隆DU145-AKR1C3和DU145-NC;采用实时荧光定量PCR和Western-Blot法分别检测稳定细胞株中AKR1C3的mRNA、蛋白表达水平;CCK-8法用于检测细胞增殖能力的改变。结果:成功构建了重组慢病毒表达质粒p EZ-LV201-AKR1C3和p EZ-LV201-NC,并制备了相应的慢病毒;经嘌呤霉素筛选获得稳定细胞株DU145-AKR1C3和DU145-NC;DU145-AKR1C3细胞中AKR1C3基因的mRNA和蛋白水平显著升高;相对母细胞DU145和DU145-NC对照组,DU145-AKR1C3细胞在接种2 d后开始出现明显的生长加快(P<0.05)。结论:AKR1C3基因过表达可以促进人前列腺癌细胞DU145细胞的增殖。

先天性胆汁酸合成障碍2型一家系临床和遗传学分析:两个AKR1D1新突变的识别

先天性胆汁酸合成障碍2型(CBAS2)是编码Δ4-3-氧固醇5β-还原酶的AKR1D1基因突变导致的常染色体隐性遗传病,以胆汁淤积性黄疸为主要临床表现,伴脂肪和脂溶性维生素吸收障碍。本文报道了1例CBAS2患儿的临床特点及AKR1D1基因突变分析结果。患儿为8个月男婴,因发现全身皮肤、巩膜黄染7月余就诊。体查发现患儿发育、营养差;皮肤、巩膜轻度黄染;肝右肋下8 cm,质地中等,脾脏不大。血生化结果发现转氨酶和总胆红素升高,以结合胆红素升高为主,但γ-谷氨酰转肽酶和总胆汁酸水平基本正常。肝脏组织学检查见胆管排列紊乱,多核巨细胞易见,肝细胞内明显淤胆,伴间质纤维组织增生及淋巴细胞浸润。代谢性肝病组套二代测序及Sanger测序验证结果证实患儿AKR1D1基因型为c.579+2del T/c.853C>T(p.Q285X),两个突变均为新突变,且分别来源于其母亲和父亲。患儿最终确诊为CBAS2,给予鹅去氧胆酸治疗后,肝功能明显好转,肝肿大逐渐改善。3个月后随访,肝脏右肋下2.5 cm可及,质软,肝功能各项指标已恢复正常。

先天性胆汁酸合成障碍2型一例及文献复习

目的探讨先天性胆汁酸合成障碍2型(congenital bile acid synthesis defect type 2,CBAS2)患儿的临床特点及诊治,加强对该病认识。方法回顾性分析1例CBAS2患儿的临床资料及基因测序结果,并复习相关文献。结果患儿自新生儿早期出现胆汁淤积,生化示转氨酶和总胆红素升高,以结合胆红素升高为主,γ-谷氨酰转肽酶和总胆汁酸正常,基因检测明确该患儿AKR1D1基因存在两个错义突变:c.158A>G(p.D53G)和c.658A>C(p.S220R),前者为文献报道的致病性变异,后者为未见报道的新变异类型,经多种生物信息学工具预测变异具有致病性。结论CBAS2患儿常表现为新生儿期胆汁淤积,病情进展快,血清γ-谷氨酰转肽酶和总胆汁酸常较低,行基因检测可确诊,早期诊断及初级胆汁酸替代治疗可改善预后.