冷胁迫下普通油茶CCCH型锌指蛋白基因家族的鉴定和分析

【目的】为挖掘和利用耐寒普通油茶Camellia oleifera遗传资源提供参考。【方法】基于普通油茶的冷胁迫转录组数据,对其CCCH型锌指蛋白基因进行鉴定,并对CCCH型锌指蛋白进行理化性质分析、系统发育分析、保守结构域预测、二级结构预测等相关生物信息学分析,并以庐山高海拔油茶(LSG)和栽培油茶品种赣无1(GW1)为材料,对CCCH型锌指蛋白基因在冷胁迫下的表达情况进行分析。【结果】在普通油茶的冷胁迫转录组数据中共鉴定到24个CCCH型锌指蛋白基因,参考水稻分类方法,将24个CCCH型锌指蛋白聚类到2个亚家族中。保守基序分析结果表明,在24个基因中仅有3种CCCH型锌指蛋白基序类型,即C-X8-C-X5-C-X3-H、C-X7-C-X5-C-X3-H和C-X5-C-X4-C-X3-H,数目分别为92、4和4。转录组表达谱分析结果表明:在野外冷胁迫试验中CoC3H17基因在D4、D5和D6时期的表达量高于D1、D2和D3时期,在室内冷胁迫试验中庐山高海拔油茶和赣无1的CoC3H17基因一直表现为更高的转录本丰度;CoC3H14和CoC3H24基因在野外试验的D4、D5和D6时期均表现为表达量明显上升,且在室内冷胁迫试验中庐山高海拔油茶的这2个基因的表达量高于赣无1。【结论】CoC3H17、CoC3H14和CoC3H24基因可能是普通油茶应对冷胁迫的关键基因。

CCCH型锌指蛋白在白血病中的研究进展

CCCH型锌指蛋白包含1到6个拷贝的CCCH类型的锌指基序,折叠成特殊的指状结构,通过与富含腺嘌呤和尿苷(AU)的m RNA 3'端结合,参与调节m RNA代谢。作为转录因子,免疫调节因子和肿瘤抑制蛋白,临床上与多种疾病密切相关。研究证实,CCCH型锌指蛋白可通过调节血细胞的增殖、分化、凋亡参与白血病发生发展的进程。靶向干预CCCH型锌指蛋白或基因可能是一种治疗白血病的有效方法,可为白血病的防治提供新的策略。

番茄CCCH型锌指蛋白基因SlC3H64和SlC3H65的特征与表达分析

以番茄品种"中蔬6号"为试材,采用生物信息学方法和实时荧光定量PCR技术,分析研究了番茄SlC3H64和SlC3H65锌指蛋白结构特点,启动子序列内所含胁迫响应元件类别,以及2个基因组织表达模式和非生物胁迫条件下表达量变化差异。结果表明:番茄SlC3H64和SlC3H65的蛋白预测结构差异较大;启动子序列分析发现,2个基因中分别含有11个和7个不同的胁迫响应元件,且二者除了TC-rich repeat元件相同外,其余元件均不同;SlC3H64和SlC3H65在"中蔬6号"根、茎和叶中都有表达,且都在叶中表达量最高,5种不同胁迫处理条件下,SlC3H64响应水杨酸(SA)和高温处理,而SlC3H65则仅响应甘露醇处理。

CCCH型锌指蛋白的研究进展

对Cys3His(CCCH)型锌指蛋白的结构和功能的研究进展进行了综述。研究表明,CCCH型锌指蛋白是最新发现的一类参与RNA代谢,并能激活基因转录的锌指蛋白,对其结构与功能的深入研究,有望揭示真核生物中基因调控的机理。

刚毛柽柳ThZFP3基因的耐盐抗旱功能

【目的】锌指蛋白(ZFP,Zinc Finger Proteins)是植物中的一类重要的转录调控因子,在植物生长发育、逆境胁迫应答等方面具有重要的作用。通过分析刚毛柽柳Tamarix hispida锌指蛋白基因ThZFP3的耐盐、抗旱功能,为林木抗逆遗传改良提供了理论基础。【方法】在通过蘸花法获得过表达ThZFP3转基因拟南芥;在NaCl和Mannitol(甘露醇)胁迫下,观察转基因和对照拟南芥的萌芽成活率、根长、鲜质量和表型变化;在利用农杆菌瞬时转化体系获得瞬时过表达(OE)、抑制表达(RNAi)和对照(Control)转基因刚毛柽柳,胁迫下分别对三种转基因柽柳进行组织化学染色和抗逆相关生理指标测定,鉴定ThZFP3基因的抗旱、耐盐能力。【结果】在胁迫条件下,转基因拟南芥的萌芽成活率、根长、鲜质量和长势均优于野生型,表明ThZFP3基因可提高转基因拟南芥的抗旱耐盐能力;过表达ThZFP3基因显著增强了刚毛柽柳中POD和SOD的活性,从而减少活性氧(ROS)的积累;过表达ThZFP3基因可以减少刚毛柽柳中MDA的积累、降低电解质渗透率,保护细胞膜的完整。【结论】过表达ThZFP3基因可以提高刚毛柽柳体内ROS清除能力,降低细胞损伤程度,从而提高刚毛柽柳的抗旱耐盐能力。

矮牵牛冷响应锌指蛋白基因PhTZF1的分离与表达分析

利用矮牵牛基因表达谱芯片筛选出应答低温胁迫的关键基因,从中发现1个CCCH型的锌指蛋白基因PhTZF1。通过RT-PCR分离获得该基因的cDNA全长为2 085bp,预测其编码694个氨基酸,含有2个CCCH型锌指蛋白保守结构域。系统进化树分析发现,PhTZF1与拟南芥AtSZF1相似度最高。利用半定量RT-PCR检测其在根、茎、叶和花中的表达特性发现,正常生长条件下该基因在各组织中的表达都较弱;利用实时定量PCR检测其在低温、干旱、ABA、MeJA、高盐和高渗胁迫处理下的表达情况发现,PhTZF1表现出不同程度的上调,其中对低温胁迫最为敏感且上调倍数最高,初步推测该基因与矮牵牛应答低温、干旱等非生物逆境相关。

水稻RNA结合蛋白C3H12与RNA结合位点的鉴定

CCCH型锌指蛋白质C3H12是进化上保守的RNA结合蛋白质,它含有5个串联的CCCH锌指结构域ZnF1-5,形成2个紧密的锌指簇ZnF1-3和ZnF4-5。早期的研究发现,C3H12可能通过与mRNA结合的方式在转录后水平调控基因的表达。然而,与C3H12结合的mRNA类型和他们的结合模式,并未通过实验得到证明。本文表达纯化了一系列C3H12截短及全长蛋白质,并合成了一些潜在RNA底物ARE9、ARE19及对照Random21。通过等温滴定量热法(isothermal titration calorimetry,ITC)确定了C3H12与富含腺嘌呤尿嘧啶单元(AU-rich element,ARE)mRNA底物的结合,并揭示了互作核心区域和热力学性质。通过荧光光谱分析和微型热泳动(microscale thermophoresis,MST)技术对ITC的结果进一步佐证。结果表明:(1)C3H12与ARE底物的相互作用是焓驱动的能量有利的(ΔG<0)特异性结合,结合比为1:1。(2)C3H12与ARE19的亲和力较ARE9更高(约2倍)。(3)C3H12中ZnF1-3在与ARE类底物的结合活性中发挥主导作用。(4)C3H12结构中的141个氨基酸残基的接头不直接参与和ARE底物的相互作用。本研究揭示的CCCH型锌指蛋白质C3H12与ARE底物结合模式,将为进一步在分子结构水平阐明C3H12与ARE底物结合的机制奠定基础。

紫外交联合并串联亲和纯化高效鉴定蛋白复合物组分的RNA结合活性

RNA结合蛋白在RNA的生成与代谢中发挥着重要作用.我们在近年报道的PAR-CLIP(photoactivatableribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation)技术的基础上建立了一套快速、有效鉴定RNA结合蛋白的实验方法:以串联亲和纯化替代一步免疫沉淀获得高纯度蛋白-RNA复合物;将Sypro Ruby蛋白染色与RNA放射自显影相结合判断复合物中哪种或哪些组分为RNA结合蛋白,该方法命名为紫外交联合并的串联亲和纯化(cross-linkingand tandem affinity purification,CLiTAP).运用该方法对布氏锥虫的三种锌指蛋白ZC3H7、ZC3H34和ZC3H5进行分析,发现ZC3H7作为帽结合蛋白复合物的核心组分具有很强的RNA结合能力;ZC3H34结合RNA能力较弱,但其互作蛋白具有强的RNA结合活性;相比之下,ZC3H5及其复合物组分皆无RNA结合活性.这些结果表明,CLiTAP与蛋白质鉴定方法相结合,能够有效鉴定靶蛋白复合物中的RNA结合蛋白种类,也为进一步定位RNA结合位点、研究RNA结合蛋白的结构及作用机制奠定了基础.

布氏锥虫未知CCCH-型锌指蛋白TbZC3H8功能特性的初步分析

目的通过RNAi和蛋白复合物鉴定来初步分析布氏锥虫未知锌指蛋白TbZC3H8的特性及功能。方法运用蛋白数据库和分析软件对TbZC3H8进行序列分析和结构域预测;构建RNAi诱导表达细胞株分析TbZC3H8经RNAi敲低后对锥虫生长的影响,并通过RT-QPCR和Western blot检测RNAi干扰效率;构建异位融合表达myc-TAP标签的TbZC3H8细胞株,采用串联亲和纯化合并质谱鉴定其蛋白复合物组成;采用免疫荧光分析蛋白定位。结果 TbZC3H8的CCCH结构域在动基体原虫中高度保守;RNAi下调TbZC3H8后明显抑制了锥虫复制;TbZC3H8蛋白复合物中包含多种未知蛋白和两种RNA结合蛋白;TbZC3H8蛋白定位于胞质中,血清饥饿和热刺激对其定位无影响。结论 TbZC3H8是锥虫生长必需的,TbC3H8与RNA结合蛋白的相互作用暗示其可能在RNA加工代谢中发挥着作用。

异源表达玉米ZmC3H54基因增强水稻的耐旱性

CCCH锌指蛋白是一类重要的转录调控因子。从玉米中分离得到一个受干旱和ABA诱导表达的CCCH型锌指蛋白基因ZmC3H54,通过构建过量表达载体并转化水稻来进一步研究其功能。与对照组相比,转基因植株在干旱胁迫处理下具有更高的相对含水量与存活率以及较低的相对电导率,表明过量表达ZmC3H54基因可以提高转基因水稻的耐旱性。此外,转基因水稻幼苗对外源ABA敏感性更高。以上结果表明玉米ZmC3H54基因可能是通过ABA信号通路调控植物对干旱的耐受性。

刚毛柽柳ThZFP1基因的克隆和表达分析

CCCH型锌指蛋白是植物中广泛存在的一类转录因子,在植物生长发育、胁迫应答等多种生物过程中发挥重要的调控作用。本研究从刚毛柽柳(Tamarix hispida)中克隆获得一条CCCH型锌指蛋白基因,命名为ThZFP1。该基因开放阅读框(ORF)长870 bp,编码290个氨基酸,推测蛋白质分子质量为30.38 kDa,理论等电点为5.10。ThZFP1属于疏水性蛋白。进化树分析结果表明, ThZFP1与茶树ZFP的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析结果显示,在NaCl、PEG和ABA处理下,ThZFP1基因的表达量明显上调,表明ThZFP1基因能对高盐、干旱胁迫和ABA处理做出应答。

异源超表达苦荞麦转录因子FtC3H2增强拟南芥耐盐和抗旱性

苦荞麦(Fagopyrum tataricum)是一种适应性强、耐贫瘠的传统假谷类作物,但在生产中仍然不可避免遭受各种非生物逆境带来的损失。阐释苦荞麦适应逆境的生理与分子机制对抗性资源的合理利用和品种改良十分重要。CCCH(C3H)型转录因子在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。以苦荞麦‘中苦3号’为材料,采用反转录PCR方法克隆获得了一个C3H型转录因子基因,命名为FtC3H2,其编码序列全长为921 bp,编码306个氨基酸,分子量为33.86 kDa,等电点为6.49。氨基酸序列比对和系统进化树分析表明,FtC3H2与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtC3H2和AtC3H61有较高的相似性。酵母杂交实验表明,FtC3H2的C端具有转录激活活性。实时荧光定量PCR分析显示,FtC3H2在根中的表达量最高,为叶中的11.95倍;同时受盐和干旱胁迫显著诱导:经NaCl处理3 h和D-甘露醇处理9 h后,表达量最高,分别为处理前的13.45和20.53倍。经盐和干旱处理后,过表达FtC3H2拟南芥的4 d种子萌发率提高1.6~6.4倍、幼苗侧根长分别增长了0.57~0.69、0.55~0.63 cm、侧根数目分别增加3.67~4.67、4.67~5.33条,耐盐与抗旱性显著增强,侧根发育相关基因LOX1、NRT2.1和LRP1表达水平显著提高(盐胁迫后分别最多上调2.3、3.9、4.0倍,干旱处理后分别最多上调2.5、3.9、3.7倍提高),推测FtC3H2通过调控侧根发育和种子萌发,从而赋予植物耐盐和抗旱能力。