猪ISG15基因表达、多态性及其与繁殖性状的关联分析

【目的】明确干扰素刺激基因15(ISG15)在猪不同妊娠时期母胎界面中的表达规律,分析ISG15基因多态位点在中外猪种中的遗传多样性及与繁殖性状的关联性,拟为揭示ISG15基因在猪繁殖功能中发挥的作用提供重要数据。【方法】利用实时荧光定量PCR方法检测ISG15基因在大白猪妊娠15,26,50 d子宫内膜和绒毛膜中的表达水平变化,通过测序比对筛选ISG15基因多态位点,采用PCR-RFLP方法检测多态位点在大白、梅山猪、清平猪、通城猪、大花白猪中的遗传多样性,并利用SPSS19.0分析ISG15基因多态位点与繁殖性状的关联性。【结果】ISG15基因在妊娠26 d子宫内膜和绒毛膜组织中表达水平均显著高于妊娠50 d(P<0.01),并于第二外显子中存在一个NM_001128469.3:c.301A>G同义突变位点。该位点在5个猪品种群体中均处于Hardy-Weinberg平衡状态,但在地方猪种中,c.301A>G位点处于低度多态,以AA基因型为主,而在大白群体中,c.301A>G位点则处于中度多态,以AG基因型为主。进一步进行繁殖性状关联分析,结果显示,在大白经产母猪群体中,AA基因型母猪在总产仔数和产活仔数方面均显著高于AG基因型和GG基因型母猪(P<0.05)。【结论】ISG15基因在妊娠早期母胎界面中表达,其c.301A>G位点基因型在中外猪种中呈差异分布,且与产仔数性状显著性相关,暗示ISG15基因可能参与猪产仔数性状的调控。

绵羊ISG15基因的克隆表达与纯化

为了克隆并表达绵羊ISG15,且对其表达产物进行纯化,首先从绵羊外周血单核细胞(PBMC)中提取总RNA,通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR),扩增出ISG15的基因;再通过基因克隆技术,构建ISG15在pET28a中的重组表达质粒pET28a-ISG15,在大肠杆菌BL21(DE3)用IPTG进行诱导表达,得到ISG15的原核表达蛋白;最后采用Ni 2+-NTA亲和层析方法纯化目的蛋白。结果显示:克隆的绵羊ISG15基因序列长度为541bp,编码157个氨基酸。重组表达产物通过SDS-PAGE可检测到相对分子质量为25ku的重组蛋白,且表达的目的蛋白能被Ni 2+-NTA亲和层析方法所纯化。该研究为后续深入研究绵羊ISG15奠定基础。

巴什拜羊ISG15基因的克隆与序列分析

本研究旨在了解新疆巴氏拜羊类泛素蛋白ISG15基因的序列特征。采集巴什拜羊外周血液,从中分离得到淋巴细胞并提取RNA,设计特异性引物进行RT-PCR,克隆出巴什拜羊ISG15基因序列,回收PCR产物与pMD18-T载体连接后转化DH5α,检测阳性克隆、测序并进行序列分析。结果表明,克隆的巴什拜羊ISG15基因编码区全长为522bp,编码172个氨基酸。BLAST结果表明,巴什拜羊ISG15基因与绵羊、山羊、小尾寒羊、水牛、牛和野猪的ISG15基因序列同源性分别为99%、98%、95%、94%、94%和82%。构建基因进化树分析结果显示,巴什拜羊与绵羊先聚为一类,再与小尾寒羊聚为一类,然后和牛聚为一类。该聚类结果与生物学上的分类一致。

ISG15蛋白泛素结合酶UBCH6的原核表达及多克隆抗体制备

通过抽提接毒猪瘟病毒(CSFV)的PK-15细胞RNA,以RT-PCR方法克隆UBCH6基因,并与pMD18-T载体连接,再通过双酶切法将UBCH6基因与原核表达载体pGEX-4T-1、真核表达载体pcDNA3.0连接。重组原核表达载体pGEX-UBCH6用感受态细胞BL21转化,并在低温条件下,用低浓度的IPTG诱导表达UBCH6重组蛋白,经SDS-PAGE电泳和考马斯亮蓝染色结果显示,在30℃、用0.05 mmol/L IPTG诱导时UBCH6表达效果最好,而且UBCH6重组蛋白主要以可溶性的形式在菌液中表达。UBCH6重组蛋白经过Ni-NTA纯化后与弗氏完全佐剂、弗氏不完全佐剂等体积混合乳化并免疫4周龄昆明小鼠,从而制备出UBCH6多克隆抗体,重组真核表达载体pcDNA3.0-UBCH6以化学转染人工脂质体法导入293T细胞中,Western blot检测制备的UBCH6多克隆抗体能与真核表达细胞蛋白发生反应,反应效价可达1∶10000,反应性良好。Western blot检测UBCH6多克隆抗体的特异性,ISG15多克隆抗体、UBCH6多克隆抗体都能与接毒CSFV、转染PolyI:C的PK-15细胞蛋白发生良好反应,且蛋白表达量与时间呈正相关。

小鼠ISG15基因5′调控区序列的克隆及序列分析

采用LA-PCR技术扩增小鼠ISG15基因1194bp的5′调控区序列,构建了重组克隆载体pEGFP-N1-ISG15,对阳性克隆进行了PCR扩增、限制性酶切鉴定、DNA测序及生物信息学分析。结果表明:试验成功构建了包含小鼠ISG15基因5′调控区的重组质粒;经同源性比对发现ISG15基因5′调控区在不同物种中同源性不高,在转录起始位点近端的启动子区域中小鼠与人、牛、乌鳢的同源性分别为41.36%,37.89%,38.71%;经过预测该调控区富含GAS、GR、SP1、NF-1、CBF-B等转录因子结合位点,有五处Enhancer区、一处ISRE元件以及一处保守的NF-κB结合位点。本研究为进一步确定小鼠ISG15基因核心启动子区域及该基因的表达调控奠定了理论基础。

ISG15和OAS1在奶牛早期妊娠阶段外周血中的表达规律

本研究旨在揭示干扰素刺激基因ISG15和OAS1在中国荷斯坦奶牛早期妊娠阶段外周血中的表达规律,为利用干扰素刺激基因进行早期妊娠诊断提供理论和方法上的指导。试验用青年母牛共27头,其中自然发情牛10头,同期发情牛17头;人工授精后0、14、18、21和28d采集外周血并分离总白细胞或白细胞亚类(淋巴细胞、单核细胞、NK细胞);采用荧光定量PCR检测ISG15和OAS1的相对表达量。结果表明:人工授精后18d妊娠牛外周血中ISG15和OAS1的相对表达量均显著高于空怀牛;ISG15在妊娠牛中一致上调(平均3.92倍),空怀牛中一致下调(平均1.46倍);OAS1在妊娠牛中平均上调3.49倍,空怀牛平均下调1.28倍。自然发情条件下,妊娠牛外周血中ISG15和OAS1的相对表达量均显著高于空怀牛,同期发情条件下两个基因在表达趋势上与之类似,但差异不显著;进一步分析显示:人工授精后18dOAS1在妊娠牛淋巴细胞中的表达显著高于空怀牛,其中妊娠牛中OAS1一致上调表达,平均上调2.14倍,空怀牛中OAS1一致下调,平均下调1.80倍。研究提示:人工授精后第18天妊娠牛与空怀牛之间ISG15的差异表达比OAS1更明显;自然发情状态下,妊娠牛与空怀牛之间两个基因差异表达情况比同期发情状态下更明显;相对于外周血总白细胞,妊娠牛与空怀牛外周血淋巴细胞中ISG15、OAS1的差异表达倍数更低。综上表明,利用外周血中ISG15的表达水平可望能够在人工授精后18d对自然发情奶牛较为准确地做出早期妊娠诊断;对于ISG15、OAS1在外周血免疫细胞亚类中的表达分析,为深入研究奶牛早期妊娠识别的分子机制奠定了基础。

大黄鱼(Larimichthys crocea)ISG15基因单核苷酸多态性及与抗病性状的相关性研究

由哈维氏弧菌(Vibrioharveyi)等细菌感染引起的弧菌病对我国大黄鱼(Larimichthyscrocea)的养殖造成了严重危害。通过哈维氏弧菌人工感染大黄鱼建立易感组和抗病组,采用PCR扩增和直接测序法对大黄鱼干扰素刺激基因ISG15双拷贝(ISG15-1和ISG15-2)进行单核苷酸多态性(SNPs)检测和分型,并与其哈维氏弧菌抗性进行关联分析。结果表明,从大黄鱼ISG15-1和ISG15-2基因中分别筛选到10个和4个SNP位点并进行了成功分型。经统计分析, ISG15-1基因的186 G/C和318 C/T位点以及ISG15-2基因的297G/T位点的基因型频率和等位基因频率在易感群体和抗病群体中均存在极显著差异,表明这3个SNP位点与大黄鱼哈维氏弧菌抗性显著相关。连锁不平衡分析结果显示,ISG15-1的SNPs可形成1个单倍块和11种单倍型,而ISG15-2的SNPs可形成1个单倍块和5种单倍型。其中, ISG15-1基因的单倍型H2(CCCCGGTACC)、H6(TCCCACTGTC)和H9(TCCCAGTGCC)与大黄鱼哈维氏弧菌抗性显著相关;ISG15-2基因的单倍型H1(CCCG)和H4(TCCG)与大黄鱼哈维氏弧菌抗性极显著相关。这些ISG15-1和ISG15-2基因的SNP位点以及单倍型可以作为抗哈维氏弧菌病大黄鱼选育的候选分子标记。

干扰素刺激基因15抗病毒免疫研究进展

干扰素刺激基因15(ISG15)蛋白是由干扰素或病原体刺激产生的泛素样蛋白。ISG15能够通过酶促级联反应与靶蛋白共价结合形成ISGylation,称为ISG化。ISG15在干扰素诱导的抗病毒免疫应答过程中发挥重要作用。研究发现,ISG15对多种病毒均具有抗病毒活性。此外,ISG15在细胞自噬、宿主损伤、DNA修复、蛋白翻译等过程中也具有重要作用。论文通过对近年来国内外学者在ISG15类泛素修饰系统、抗病毒免疫分子机制以及ISG15单体生物学功能等方面取得的研究进展进行综述,以期为ISG15抗病毒免疫研究和抗病毒药物的研制提供参考。

猪ISG15基因的克隆表达与多克隆抗体的制备

本研究从家猪外周血淋巴细胞中提取总RNA,通过RT-PCR克隆出家猪ISG 15基因,经测序和序列分析,将ISG 15片段与p ET28a质粒连接,构建重组原核表达载体p ET28a-ISG15;经IPTG诱导表达后,通过Ni柱纯化,以获得ISG15蛋白。用纯化的ISG15蛋白免疫家兔,制备多克隆抗体。结果显示,家猪ISG 15基因CD S区长504 bp,编码167个氨基酸,包括两个泛素样结构域(N端第3~75位和C端第81~156位氨基酸肽段)及C末端保守序列为LRLRGG;W estern-blot分析表明重组ISG15蛋白的免疫原性良好;经ELISA测定血清中抗体的效价为1∶102 400。上述研究结果为进一步揭示家猪ISG15蛋白的功能奠定了基础。

犬源干扰素刺激基因ISG15和IFIT2荧光定量PCR检测方法的建立及应用

干扰素刺激基因在抗病毒及调节IFN信号通路的过程中具有重要作用。本课题组前期对犬瘟热病毒(CDV)感染宿主前后全转录组进行测序分析,发现干扰素刺激基因ISG15和IFIT2明显上调,为了进一步探究ISG15和IFIT2对CDV感染的影响,本研究设计合成了犬源ISG15、IFIT2和持家基因GAPDH的特异性引物,分别进行PCR扩增,构建质粒标准品,建立荧光定量PCR检测方法,并对该方法的特异性、灵敏性和重复性进行检验。结果表明,犬源ISG15、IFIT2和GAPDH的荧光定量PCR标准曲线的相关性R^2均大于0.98,表明线性关系良好。ISG15、IFIT2和GAPDH的融解曲线均为单峰,扩增产物单一,且峰值一致,表明建立的荧光定量PCR方法特异性良好。组内与组间的变异系数均小于0.2%,表明该方法重复性较好。对CDV感染宿主细胞前后的ISG15和IFIT2 mRNA表达水平进行检测,发现CDV感染后ISG15和IFIT2的表达量升高,表明ISG15和IFIT2在CDV感染过程中发挥重要作用。该结果为针对CDV与干扰素抗病毒研究的开展提供重要的技术手段,并为进一步揭示CDV致病的分子机制奠定基础。

新疆野生盘羊干扰素刺激基因15基因序列的生物信息学分析

以新疆野生盘羊干扰素刺激基因15(ISG15)基因为研究对象,运用生物信息学方法对其编码蛋白的理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、二级结构以及高级结构进行生物信息学分析,并推测与其他物种的生物进化关系。结果显示:盘羊ISG15蛋白是一个疏水性蛋白,定位于细胞内;该蛋白含有5个α螺旋,7个β折叠,10个转角,有1个跨膜区,无信号肽。通过分子进化树研究发现盘羊的ISG15基因在绵羊、山羊、水牛、牛、猫、人、小鼠和野猪等物种中,与绵羊和山羊的亲缘关系最近。