刺五加甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶基因的克隆与表达分析

利用RACE技术克隆刺五加甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶(mevalonate diphosphate decarboxylase,MDD)基因的全长cDNA序列,运用生物信息学方法对该基因进行分析,并通过RT-PCR法检测MDD在刺五加不同生长发育时期和不同器官中的表达情况。结果表明:(1)刺五加MDD基因cDNA序列全长1 769bp(GenBank登录号为JQ905594),开放阅读框全长1 263bp,编码420个氨基酸残基,包含GHMP激酶超家族的特异性识别序列;刺五加MDD蛋白的二级结构中含有161个α螺旋,占38.33%;68个延伸链,占16.19%;19个β折叠,占4.52%;172个无规则卷曲,占40.95%;刺五加MDD蛋白无跨膜区域,定位于膜外。(2)刺五加MDD基因在不同生长发育时期和器官中均有表达,但表达量具有显著差异(P<0.05)。在整个生长期中,MDD的表达呈现高-低-高-低的变化趋势,第一个表达高峰出现在萌芽期至叶片完全展开时,第二个高峰出现在果实体积快速增长期,最高表达量(叶片完全展开期)为最低表达量(叶片衰老期)的4.51倍;不同器官中,幼茎的表达量最高,为最低表达量(叶片)的7.22倍,但叶片、叶柄和根中的表达量差异不显著。研究结果为阐明刺五加皂苷的生物合成及对其进行表达调控奠定了基础。

5-羟色胺转运体基因多态性与抑郁症睡眠障碍数量性状的相关研究

目的研究5-羟色胺转运体(5-HTT)基因LPR和VNTR多态性与重性抑郁障碍(MDD)中睡眠障碍的关系。方法选取441例中国汉族MDD患者作为研究对象,运用聚合酶链反应技术(PCR)检测5-HTTLHR和5-HTTVNTR基因多态性。根据汉密顿抑郁量表(HAMD)评定患者的睡眠障碍,采用UNPHASED软件进行数量性状分析。结果①5-HTTLPR多态性的等位基因与MDD患者HAMD的睡眠障碍因子相关,即不同等位基因组的入睡困难、睡眠不深、早醒、睡眠因子评分差异均有统计学意义(х为20.51、21.50、16.85、30.13,P均小于0.05),携带S等位基因的MDD患者较易伴发睡眠障碍。5-HTTLPR多态性的基因型与MDD患者入睡困难、睡眠不深、早醒及睡眠因子评分相关(х为19.48、20.46、19.98、29.38,P均小于0.05),S/S基因型的MDD患者更易伴发睡眠障碍。②5-HTTVNTR多态性等位基因、基因型与MDD睡眠障碍因子的数量性状分析结果均为阴性(P>0.05)。③两个多态性的不同单倍型(Stin2.12-L、Stin2.12-S、Stin2.10-L、Stin2.10-S)间的上述睡眠障碍评分差异均有统计学意义(х为21.32、34.82、18.68、34.55,P均小于0.05)。结论在中国汉族人群中,5-HTTLPR多态性可能与抑郁症睡眠障碍有关。

基于加权基因共表达网络分析识别抑郁症的差异表达基因模块

目的·采用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)探索抑郁症相关的差异基因模块及其枢纽基因,并对差异基因模块进行生物功能注释。方法·在之前对8例抑郁症患者及8名健康对照者(对照组)的外周血mRNA微阵列分析实验的基础上,应用t检验筛选抑郁症患者与对照组的差异表达基因,通过R软件WGCNA包进行分析;当关联系数阈值设定为0.9时,参数β=14,以此构建基因数据集的共表达网络。应用混合动态树切割方法切割网络产生基因模块。采用Pearson相关性检验评估基因模块和抑郁症之间的相关性,分别选取与抑郁症正相关性和负相关性最强的基因模块,并选择模块内连接性最强的前3个基因作为枢纽基因。最后利用GO功能富集分析和KEGG通路分析对2个模块进行功能注释。结果·从16个样品中获得4125个差异表达基因,从中识别出9个基因模块,选择蓝色(blue)模块(R=-0.91,P=0.000)和青色(cyan)模块(R=0.76,P=0.000)进行后续研究。Blue模块的枢纽基因为JAM2(junctional adhesion molecule 2)、SCRN2(secernin 2)和IGHV7-81(immunoglobulin heavy variable 7-81);cyan模块的枢纽基因为SCFD2(Sec1 family domain containing 2)、NR5A2(nuclear receptor subfamily 5 group A member 2)和KCNMA1(potassium calcium-activated channel subfamily M alpha 1)。生物功能注释发现,cyan模块的基因主要富集在胚胎发育、细胞生长、免疫及炎症等生物学过程,blue模块基因则主要在物质加工转运及感染等方面富集。结论·得到2个外周血mRNA基因模块和6个枢纽基因(JAM2、SCRN2、IGHV7-81、SCFD2、NR5A2和KCNMA1),可能与抑郁症显著相关;这2个基因模块可能在胚胎发育、免疫和炎症反应、物质加工转运等方面发挥作用。

酮型广藿香MVA途径基因表达分析及与主要成分合成相关性研究

广藿香药材以广藿香酮含量较高的酮型广藿香为最优质。而广藿香酮为一种萜类成分,其生物合成途径尚未明确。MVA(甲羟戊酸)途径是萜类化合物生物合成的重要途径。为了分析MVA途经基因表达与化学成分的相关性从而获得促进广藿香酮合成的潜在基因,该文以2种酮型广藿香栽培品种(石牌广藿香、高要广藿香)为材料,通过实时定量PCR分析基因表达和主要成分含量测定,并研究了供试材料不同时期的茎、叶中与甲羟戊酸代谢途径相关的HMGR、MK、MDD基因表达及化学成分。结果表明:(1)HMGR基因在石牌广藿香嫩叶中表达更明显;MK基因在石牌广藿香和高要广藿香中表达模式相似,主要在老茎中表达;MDD基因在石牌广藿香叶中比高要广藿香表达量更高,在两种广藿香的茎中表达模式相似。(2)同属于酮型广藿香,石牌广藿香与高要广藿香的化学成分相似,老叶广藿香醇含量最高,老茎的广藿香酮含量更高。(3)MDD和MK基因与广藿香酮的合成正相关。综上结果所述,酮型广藿香两个栽培种MVA途径的基因表达模式相似,MDD和MK基因可能为酮型广藿香萜类代谢途径的关键基因。

基于通路和网络方法对重度抑郁症和阿尔茨海默症易感基因的分析

目的运用通路富集和网络分析的方法揭示重度抑郁症(major depressive disorder,MDD)和阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)的共病生物过程和异常通路,预测潜在风险基因。方法对MDD或AD易感基因进行通路和网络分析,构建主要重叠通路的串话网络,通过提取MDD和AD特异性蛋白质相互作用子网络,确定与这两种疾病相关的潜在风险基因。结果研究得到255个MDD易感基因和587个AD易感基因以及46个共享基因。通过分析确定了48条与免疫系统、信号转导系统、内分泌系统等显著性共病通路。最后分析特异性子网络,预测出5个潜在风险基因:HSP90AA1、ELAVL1、CEBPB、HSP90AB1和YBX1。结论MDD与AD共病可能是多种分子和通路的功能异常引起的,且MDD易感基因可能在共病中发挥主要作用。