木薯MeMLO12基因克隆及其CRISPR-Cas9表达载体的构建

MLO基因是植物中特有的一类抗病性负调控因子,该基因突变导致植物产生广谱抗病性。本研究从木薯全基因组中克隆获得木薯MLO12基因的DNA和cDNA序列,并将其命名为MeMLO12。该基因全长3743 nt、编码区(ORF)全长1728 nt,具有一个完整的开放阅读框,含有15个外显子和14个内含子,编码586个氨基酸,蛋白的分子质量为67.2 kDa,等电点为8.85。该基因编码的蛋白定位在内质网膜上,无信号肽,在23~45、74~96、161~183、285~307、312~334、371~393、413~435 aa处形成7次跨膜结构域。qRT-PCR定量分析发现,受木薯黄单胞病菌侵染后,MeMLO12基因在木薯抗、感品种中的表达量存在明显的差异,参与木薯与黄单胞菌之间的互作,表现出负调控作用。选择该基因第11个外显子进行Snap Gene Viewer分析,获得了10 455条sgRNA的种子序列,从中选取3条靶序列约23 nt,碱基组成上3'末端含G结尾,将其构建到CRISPR-Cas9载体上,经验证,确认MeMLO12的3条靶序列已经成功构建到基因编辑载体上,将其命名为pSGR-Cas9-AT-MeMLO12载体。

基于CRISPR/Cas12a的叶酸代谢位点MTHFR基因C677T多态性检测方法的建立

目的开发一种基于CRISPR/Cas12a技术的叶酸代谢位点c.677(MTHFR C677T)的高效检测方法,以实现对C677T多态性的快速、准确分析。方法采用重组酶聚合酶扩增(RPA)结合CRISPR/Cas12a建立单管检测反应体系,建立人MTHFR基因C677T基因分型策略;测试200例孕妇人群样本MTHFR基因C677T多态性,并与常规PCR产物测序结果进行一致率比较。结果基于CRISPR/Cas12a检测人MTHFR基因C677T多态性的检测方法结果准确、特异性好,与PCR产物测序结果具有高度一致性。结论建立的基于CRISPR/Cas12a检测技术的人MTHFR C677T基因分型方法简单、快捷、精准,为叶酸代谢位点MTHFR C677T基因型检测提供了新的途径,具有潜在的临床应用前景。

卷丹百合LlARF12基因的克隆、表达及功能分析

【目的】探究卷丹百合珠芽发生前细胞和组织学层面的变化,讨论卷丹百合珠芽发生的内在机制。克隆生长素响应因子基因LlARF12,为解析LlARF12基因在卷丹百合珠芽发生过程中的作用机制提供参考。【方法】利用石蜡切片的方法对卷丹百合珠芽器官形成前的叶腋部位进行了组织学观测,从卷丹珠芽形成过程的转录组中筛选得到参与珠芽发生的关键基因LlARF12,克隆得到其编码区(CDS)序列,利用生物信息学软件对其进行分析预测,通过qRT-PCR对不同时期、不同种与品种的百合组织中的LlARF12基因进行表达模式分析,并通过VIGS技术对卷丹种球进行LlARF12基因沉默,从而验证其基因功能。【结果】克隆获得LlARF12基因长度为2346 bp,编码781个氨基酸;qRT-PCR结果显示,LlARF12在珠芽发生的小白点时期表达量显著低于未发生珠芽时期、在S1时期植株茎秆上部表达量显著低于茎秆下部、在能够自然发生珠芽的百合品种中表达量显著低于其他百合品种;沉默LlARF12基因导致卷丹珠芽发生时间提前,且发生的珠芽数量增多。【结论】在卷丹百合珠芽发生的S1时期之前,腋生分生组织已经开始启动,此处靠近表皮的薄壁细胞层数增加、细胞核堆积,并且逐渐产生成熟的维管组织。LlARF12在卷丹百合不能发生珠芽的组织部位和时期的表达量普遍更高,推测其在珠芽发生过程中可能发挥转录抑制作用,通过VIGS技术进行的基因功能验证证明了LlARF12对珠芽发生的抑制作用。

小麦成株期抗叶锈病基因Lr12精细定位

成株期抗叶锈病基因Lr12在生产上具有良好抗性,为Lr12进行精细定位并开发可靠的分子标记,以感病材料Thatcher和含Lr12抗性基因的近等基因系RL6011为亲本杂交产生F_(1),进一步自交产生F_(2)单株和F_(2∶3)家系。在田间利用5种强毒力叶锈菌混合小种(PHTT、THKS、THTT、PHTS和PHKS)接种F_(2)单株和F_(2∶3)家系进行成株抗叶锈性鉴定和抗性遗传分析。随后利用16K液相芯片对F_(2)的10个抗病单株和10个感病单株进行基因分型,获得与Lr12紧密连锁的SNP位点,确定抗病基因所在的染色体物理区间,开发SSR分子标记并构建遗传连锁图谱。结果表明,对RL6011(Lr12)/Thatcher的3494个F_(2)单株进行抗叶锈性鉴定,抗病单株与感病单株之间的分离比符合3∶1(χ^(2)_(3∶1)=0.14;P=0.71)。对685个F_(2∶3)家系进行抗叶锈性鉴定,抗病单株、抗病杂合单株与感病单株之间的分离比符合1∶2∶1(χ^(2)_(1∶2∶1)=2.01;P=0.37),表明Lr12为显性基因且群体分离符合单基因遗传规律。通过遗传连锁图谱分析成株期抗叶锈病基因Lr12基因位于SSR分子标记YK12817和YK12928之间,遗传区间为0.38 cM,对应中国春参考基因组(IWGSC.Ref.V1.0)中4BL染色体579.44~581.53 Mb物理范围内共2.09 Mb的物理区间。上述结果为预测候选基因提供了确定的依据。

葡萄VvAGL12基因启动子克隆及表达活性分析

MADS-box家族是植物最大的转录因子家族之一,在参与逆境胁迫与调控开花应答中具有重要作用,其AGL12-like亚组在葡萄中的功能尚不清楚。从黑比诺葡萄基因组克隆获得VvAGL12启动子(proVvAGL12),对启动子序列元件进行分析,发现该启动子区域存在多种与逆境胁迫相关的顺式作用元件。构建proVvAGL12驱动的GUS表达载体,并在拟南芥和烟草中进行转化,发现proVvAGL12启动子片段在拟南芥中具有启动活性,其驱动GUS在转基因拟南芥植株的叶片、茎段、花器官、根、果荚部位表达,表达活性可持续整个生长周期。转基因拟南芥和烟草胁迫处理实验表明,proVvAGL12驱动的GUS活性受赤霉素、脱落酸、聚乙二醇和低温调控。

KIF12基因新复合杂合突变导致进行性家族性肝内胆汁淤积1例报告

目的鉴定导致1例进行性家族性肝内胆汁淤积8(PFIC 8)患儿的KIF 12基因变异及其对功能的影响。方法分析1例PFIC 8患儿的临床资料,对患儿及其父母进行全外显子组测序,变异用一代测序进行验证。通过免疫荧光染色、细胞模型、实时定量聚合酶链式反应和蛋白质免疫印迹反应研究变异对基因功能的影响。同时对已报道的17例PFIC 8患儿的临床资料和基因变异进行文献复习。结果患儿,男,1个月14天,临床表现以发热和黄疸为主。全外显子组测序发现,患儿的KIF 12基因存在c.539G>A+c.928C>T复合杂合突变,此前未见报道。免疫荧光结果显示患儿肝细胞的KIF12蛋白的细胞内定位发生改变。在293T细胞中,c.539A、c.928T和c.539A+c.928T均可以使KIF12的mRNA表达减少,c.928T和c.539A+c.928T可使KIF12的蛋白水平表达降低(P<0.05)。文献回顾显示,已有7个KIF 12的纯合突变和1个复合杂合突变(c.538C>T+c.539G>A)被报道。在已报道的病例中,KIF 12的突变类型和PFIC 8患儿的肝外临床表型无关。结论在1例PFIC 8患儿中发现1种新的KIF 12复合杂合突变。在已发现的9个突变中,其类型与PFIC8肝外临床表型可能无关。

水稻OsTLP12基因启动子GUS表达载体的构建与转化

植物中类甜蛋白TLPs不仅参与宿主抵御真菌入侵的过程,还参与植物对非生物胁迫的防御。本试验采用PCR技术从籼稻特青中克隆了OsTLP12基因上游2000 bp的启动子片段,并分析了其中所含的顺式作用元件。随后,构建了与GUS报告基因融合的表达载体,并通过农杆菌介导的转化方法将融合表达载体导入水稻中,随后进行了转化植株的筛选,并对转基因植株进行了GUS染色分析。本研究得到以下结果:1) 成功克隆了水稻中OsTLP12基因的启动子片段,并将其与含有GUS报告基因的表达载体融合,获得了融合表达载体;2) OsTLP12基因启动子区域含有多个生物和非生物逆境反应相关的顺式元件;3) 成功将融合表达载体转化进入水稻中,并筛选出阳性转基因幼苗;4) 对转基因幼苗进行了GUS染色,以检测OsTLP12基因启动子驱动的GUS表达情况。

玉米丁布葡萄糖苷-4-羟基甲基化酶基因bx12的克隆及其原核表达

为阐明丁布葡萄糖苷-4-羟基甲基化酶在玉米抗蚜和抗螨中的作用,该研究以4个对蚜虫和叶螨抗性不同的玉米自交系为材料,克隆编码丁布葡萄糖苷-4-羟基甲基化酶的基因bx12,并进行了原核表达。结果表明:除自交系Mo17-476M外,其余3个自交系B73、ZaC546和Mo17-476W的基因组中都分离到含有由744个碱基所构成的bx12基因开放阅读框的目标DNA片段,都编码由247个氨基酸组成的同一种蛋白BX12P;该蛋白与参考基因编码的蛋白氨基酸序列的一致性为100%。生物信息学分析表明,BX12P是一种多功能酶,属于依赖于S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)的邻-甲基转移酶结构域超级家族,具有蛋白质二聚化功能、植物甲基转移酶功能和邻-甲基转移酶功能;该酶具有专一性地将丁布葡萄糖苷转化为4-甲氧基丁布葡萄糖苷的功能。利用克隆的bx12基因所构建的原核表达载体,经测序和通读结构鉴定,在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中成功表达出了目的蛋白。

Gitelman综合征SLC12A3基因突变分析及分子机制研究

目的 回顾性分析2015年8月至2022年11月南京医科大学附属儿童医院收治的20例Gitelman综合征患儿临床症状及基因突变情况,初步探讨中国人群高频突变D486N致病分子机制。方法 收集患儿的临床资料及SLC12A3基因变异情况等,在人胚胎肾293T细胞(HEK293T)中分别过表达野生型和变异型SLC12A3基因,使用蛋白免疫印迹法和免疫荧光技术分别检测肾噻嗪敏感性钠-氯协同转运体(NCC)的表达水平和亚细胞定位,探讨SLC12A3基因高频突变D486N对NCC蛋白表达和定位的影响。结果 本研究期间共收集到20例Gitelman综合征患者,患儿均表现为低血钾症,共筛查到26种SLC12A3基因突变,错义变异13种、同义变异1种、无义变异1种、移码变异4种、剪接位点变异7种。其中4种突变p.T235K、c.1096-1G>A、p.A464A、c.2660+1_2660+2insT为新发突变。结论 本研究初步发现中国人群高频突变D486N影响NCC总蛋白和膜蛋白的表达,并影响NCC蛋白的膜表达。本研究的实验结果可为Gitelman综合征遗传咨询及诊治提供实验依据。

1例新型ALOX12B基因突变所致的非大疱性先天性鱼鳞病样红皮病并文献回顾

常染色体隐性遗传先天性鱼鳞病(autosomal recessive congenital ichthyosis, ARCI)和鱼鳞病综合征(ichthyosis syndrome, IS)是罕见的遗传性皮肤病。ARCI是一种罕见的异质性角质化异常的单基因遗传病,主要特征为全身性皮肤异常脱皮,皮肤表型主要为板层状鱼鳞病和非大疱性先天性鱼鳞病样红皮病,出生时多表现为火棉胶样婴儿[1]。

新基因C12ORF56在肺癌中的表达特征和功能研究

目的C12ORF56(chromosome 12 open reading frame 56)是一个位于人染色体12长臂14.2区、且目前功能未知的新基因,在多种正常组织及包括肺癌在内的多种肿瘤中均有表达,但是C12ORF56在肺癌中的表达特征及功能尚不明确。在本研究中我们对C12ORF56在肺癌组织及细胞系中的表达及亚细胞定位特征、细胞生理功进行了探讨。方法在ONCOMINE数据库中比较了正常组织和肺癌组织的C12ORF56 mRNA的转录水平;并使用LinkedOmics、Metascape、String和GSEA等工具对C12ORF56及其关联的分子调控网络在肺癌病理过程中的潜在细胞生物学功能进行了预测;通过EdU和CCK-8法评估了特异性siRNA靶向敲降C12ORF56 mRNA对肺癌细胞系NCI-H1073增殖的影响;应用RT-qPCR检测肺癌细胞周期各阶段中C12ORF56的转录水平;采用Jaspar在线工具预测,并通过双荧光素酶报告基因系统明确了影响肺癌细胞系中C12ORF56基因转录的启动子核心区域。结果相对于正常组织,C12ORF56转录本在肺癌组织、特别是在鳞状细胞肺癌中表达明显上调;靶向敲降C12ORF56明显抑制了肺癌细胞NCI-H1703的增殖。结论C12ORF56转录水平在肺癌组织、特别是鳞状细胞肺癌组织中明显上调;上调的C12ORF56通过促进肿瘤细胞的增殖参与肺癌的发生和发展进程。

1例17q12微缺失综合征合并听力缺陷的患儿及其父母基因检测结果分析

目的探讨17q12微缺失综合征合并听力缺陷的遗传学特征。方法对1例17q12微缺失综合征合并听力缺陷的患儿及其父母的基因检测结果作回顾性分析。结果患儿男性,因“早产后气促”入院,泌尿系彩色多普勒超声检查示双肾实质回声增强,新生儿听力初筛、复筛结果均示听力缺陷。基因检测结果显示患儿17q12染色体杂合缺失[17q12del(chr17:34842543-36104875×1)]、GJB2基因纯合变异NM_004004.6:c.109G>A(p.Val37Ile),经验证患儿母亲GJB2基因纯合变异NM_004004.6:c.109G>A(p.Val37Ile),患儿父亲GJB2基因杂合变异NM_004004.6:c.109G>A(p.Val37Ile)。结论17q12微缺失综合征合并听力缺陷患儿在17号染色体17q12区段存在1.26Mb片段的缺失[17q12del(chr17:34842543-36104875×1)]及GJB2基因纯合变异NM_004004.6:c.109G>A(p.Val37Ile),患儿GJB2基因纯合变异分别遗传自其父亲和母亲。

过表达热激蛋白70促进C2C12细胞糖酵解相关基因表达

本文旨在研究热激蛋白70(70-kD heat shock proteins,Hsp70)过表达对C2C12细胞成肌成脂状态下糖酵解的影响。本文以C2C12细胞为研究材料,采用腺病毒过表达Hsp 70基因,通过荧光定量PCR技术和Western印迹技术检测糖酵解基因的表达变化。研究表明,在C2C12细胞成肌分化的过程中,Hsp 70基因与Gsk3β、Pkm、Prkag3、Pfkm和Hk-2基因表达趋势基本一致,推测Hsp70在成肌分化过程中与糖酵解途径有关。细胞过表达Hsp 70在成肌分化后期能显著上调Gsk3β、Pkm、Prkag 3和Pfkm基因的表达(P<0.05),对Hk-2基因的表达未见显著影响(P>0.05)。C2C12细胞成脂诱导过程中,Hsp 70基因与Gsk3β、Pkm、Prkag3、Pfkm和Hk-2基因表达趋势基本一致,推测Hsp70在成脂诱导过程中与糖酵解途径有关。过表达Hsp 70时,C2C12细胞成脂诱导中后期,脂滴数量明显高于对照组,Gsk3β、Pkm、Prkag 3和Pfkm基因的表达显著上调(P<0.05),Hk-2基因的表达未见显著影响(P>0.05)。综上所述,Hsp70在C2C12细胞成肌成脂状态下,通过促进糖原分解为6-磷酸葡萄糖,从而加强糖酵解途径,为Hsp 70基因对C2C12细胞糖酵解的功能研究提供参考。

CRISPR/Cas12f及其衍生基因工程工具的研究进展

CRISPR关联基因12f(Cas12f)由于蛋白序列短,便于基因递送及后续的基因治疗,受到广泛的关注及越来越多的研究报道。本文系统性地回顾和总结了基因编辑系统CRISPR(成簇的规则间隔短回文重复序列)/Cas12f及其衍生的相关基因编辑工具的研究进展,深入探讨了Cas12f的结构特性、间隔子相邻基序(PAM)识别与切割机制,以及基于CRISPR/Cas12f的碱基编辑和转录调控,以期为进一步开发基于Cas12f的基因编辑及治疗工具提供参考。

猪产业链中鼠伤寒沙门菌及沙门菌血清型4,[5],12:i:-基因组学分析

旨在探究鼠伤寒沙门菌及沙门菌血清型4,[5],12:i:-基因组学特征。采用Illumina NovaSeq 6000平台对91株河南省猪产业链中鼠伤寒沙门菌及沙门菌血清型4,[5],12:i:-分离菌进行全基因组测序,通过生物信息学分析,进行其血清型的预测、多位点序列的分型以及质粒类型、耐药基因和毒力基因分析。结果表明,在河南省猪产业链中沙门菌4,[5],12:i:-的流行率(1.58%,50/3173)已经超过鼠伤寒沙门菌的流行率(1.29%,41/3173);91株沙门菌的序列型分为ST34(71.42%,65/91)和ST19(28.57%,26/91);鼠伤寒沙门菌/ST34菌株和4,[5],12:i:-/ST34菌株都是IncHI2A_1、IncHI2_1和Col440I_1质粒的偏好宿主;沙门菌血清型4,[5],12:i:-携带率较高的耐药基因是blaTEM-1B_1(72%)、tet(B)_2(90%)、sul2_3(66%)、blaOXA-1_1(34%)等;相比鼠伤寒沙门菌菌株,沙门菌血清型4,[5],12:i:-菌株中质粒的携带率更高,且携带更多种类的耐药基因和毒力基因。本研究首次证实,河南省猪产业链中沙门菌血清型4,[5],12:i:-的流行已经超过鼠伤寒沙门菌,在一定程度上解释了该血清型在河南省病人中主要流行的原因。

广西地区壮族正常听力人群线粒体基因12S rRNA的突变研究

目的研究广西地区壮族正常听力人群线粒体基因12S rRNA的突变携带率以及突变特点,为临床防聋及治聋提供参考。方法采用晶芯十五项遗传性耳聋基因检测试剂盒(微阵列芯片法)对广西地区150例壮族正常听力的受试者进行线粒体基因12S rRNA的2个突变位点检测,对确诊的阳性结果进行Sanger测序分析。结果150例受试者中,检出线粒体基因12S rRNA 1555 A>G突变者1例(携带率为0.67%),经Sanger测序证实为1555 A>G突变,未发现1494C>T位点突变。结论在广西地区壮族人群中开展线粒体基因12S rRNA突变筛查具有重要意义,可以为突变携带者及其母系亲属提供合理的用药指导、遗传咨询,是预防药物性聋的有效措施。

c-Myc、CDK12在胃癌组织中的表达及临床意义

目的 探讨胃癌组织中c-Myc、细胞周期蛋白依赖性激酶12(CDK12)表达及其与患者临床特征及预后的关系。方法 收集80例胃癌患者的胃癌组织和癌旁组织标本,采用免疫组化法检测标本中的c-Myc、CDK12表达水平。比较胃癌组织和癌旁组织中c-Myc、CDK12阳性表达情况;分析胃癌组织中c-Myc、CDK12阳性表达与患者临床病理特征的关系;分析c-Myc与CDK12阳性表达的相关性,胃癌组织中c-Myc、CDK12阳性表达与胃癌患者预后的关系。结果 胃癌组织中c-Myc、CDK12阳性表达率(77.5%、87.5%)均明显高于癌旁组织(13.8%、15.0%)(P<0.05)。不同年龄、性别、肿瘤最大直径患者胃癌组织中c-Myc、CDK12阳性表达率比较差异无统计学意义(P>0.05);中低分化、Ⅲ~Ⅳ期、侵犯浆膜、有淋巴结转移患者胃癌组织中c-Myc和CDK12阳性表达率分别为88.0%、87.0%、88.9%、90.0%和94.0%、92.6%、97.2%、100.0%,均明显高于高分化、Ⅰ~Ⅱ期、未侵犯浆膜、无淋巴结转移患者胃癌组织的60.0%、57.7%、68.2%、70.0%和76.7%、76.9%、79.5%、80.0%(P<0.05)。相关分析发现,c-Myc、CDK12在胃癌组织中的表达呈正相关性(r=0.487,P=0.016<0.05)。胃癌组织中c-Myc、CDK12阳性患者的3年生存率分别为19.4%、21.4%,均明显低于c-Myc、CDK12阴性患者的55.6%、70.0%(P<0.05)。结论 c-Myc、CDK12在胃癌组织中异常高表达,两者呈正相关性,并与肿瘤的TNM分期、分化程度、肿瘤侵袭深度及淋巴结转移有关,对患者的预后有明显影响,通过检测两者水平可能评估胃癌患者的预后。

14q12区拷贝数重复及FOXG1基因相关婴儿痉挛症1例分析

婴儿痉挛症(infantile spasms syndrome,ISs)是一种婴儿期起病的年龄特异性癫痫综合征,最早报道是在1841年,由West医生首次描述了自己儿子的癫痫发作^([1]),故又称为West综合征。其中,West综合征为ISs的一个亚型,是指以痉挛发作、脑电图高度失律、精神运动发育迟滞三联征为主要表现。随着遗传学检测技术的进展,基因二代测序、染色体检测技术的应用,关于ISs的遗传学病因,越来越多的致病基因及染色体异常被发现,本研究回顾性分析1例14q12区拷贝数重复及FOXG1基因相关的婴儿痉挛症,旨在加深临床医生对14q12区拷贝数重复及FOXG1基因的认识,对相关疾病及早诊断、治疗,从而改善患儿预后。

SEPT12基因新突变致弱畸精子症男性不育1例

1病例资料患者男,31岁,夫妻同居3年,性生活规律,每月5~7次,同房时阴茎勃起正常,阴道内射精。配偶平素月经规则,周期约28 d。经期7d,经量正常,各项基础内分泌检测正常。近3年未采取避孕措施而未育,于2018年5月到南方医科大学附属深圳市妇幼保健院就诊。生殖系统检查显示,患者生殖器外形和功能正常,左、右睾丸体积均约为12 mL,质地正常。