Paraoxonase基因簇——1型糖尿病的一种早期微血管并发症遗传标志

Paraoxonase是一糖蛋白,在体内与血清里的高密度脂蛋白(HDL)结合,在体外有防止低密度脂蛋白(LDL)氧化的作用。本文对大样本糖尿病性视网膜病和微蛋白尿病例组,研究PON1和PON2多态性与这两种病的潜在关系。 方法 对拟进行并发症筛选研究的372例1型糖尿病青少年(93％系高加索人)测定其基因型,并作立体眼底照相分级。

泛癌分析HOXA基因簇表达及预后意义

目的探讨HOXA基因簇中各蛋白编码基因和非编码基因在泛癌中的表达及对肿瘤预后评估的作用。方法使用NCBI网站GeneBank数据库分析HOXA基因簇中蛋白编码基因和非编码基因的组成及相互位置关系。应用UCSC数据库phasCons评分分析HOXA基因簇序列的保守性。基于美国阿拉巴马大学伯明翰分校创立的癌症组学数据UALCAN分析网站,评估HOXA基因簇转录的11个HOXA编码基因和6个非编码基因在24种癌症中的表达模式,Kaplan-Meier分析在泛癌中HOXA基因簇中蛋白编码基因和非编码基因表达与肿瘤预后的相关性。结果人HOXA基因簇由11个蛋白编码基因和6个已被注释的非编码基因组成,分别位于染色体7p15.2的DNA负链和正链上。HOXA基因簇各蛋白编码基因进化十分保守,而非编码基因的保守性低于编码基因。24种癌症的差异分析结果显示HOXA基因簇转录的蛋白编码基因及非编码基因在肿瘤组织中的表达与正常对照组织有差异,表达模式具有组织器官特异性。生存分析提示HOXA基因簇中蛋白编码基因和非编码基因低表达有利于肾透明细胞癌、子宫内膜癌、肺腺癌、直肠腺癌、胃腺癌、肾嫌色细胞癌、头颈部鳞状细胞癌、甲状腺癌及肾乳头状细胞癌的预后。结论HOXA基因簇成员可能是泛癌诊断和预后的重要分子生物标志物。

文库构建与基因簇靶向筛选驱动的微生物天然产物高效发现

微生物天然产物作为小分子药物的主要来源,已被广泛应用于医药与农业等领域。随着全球抗生素耐药性与其他公共健康问题的加剧,新结构、新靶点微生物天然产物发现迫在眉睫。大规模(宏)基因组测序揭示微生物蕴含了巨大的生物合成潜力,相继催生了多种不同类型的天然产物挖掘策略。然而,目前仍然缺乏将天然产物合成基因簇与编码产物快速关联的高效方案。近年来,(宏)基因组文库构建在获取批量天然产物合成基因簇方面展现出明显优势,结合高效的基因簇靶向筛选方法,显著加速了新结构天然产物系统发现。本文综述了三类基于(宏)基因组文库构建与靶向筛选驱动天然产物创新发现的策略,主要从克隆载体类型、文库构建方式、基因簇靶向筛选方法等角度进行了阐述,并对Cosmid/Fosmid文库、BAC/PAC文库、FAC/YAC文库等不同文库类型的优缺点及应用范围进行了对比,最后对这些策略的发展前景进行了展望。未来,基于文库构建与基因簇靶向筛选策略将极大驱动不同生境微生物来源的活性天然产物挖掘,预期大量新靶点、新结构天然产物将不断涌现。

摩氏假单胞菌环脂肽合成基因簇xtlABC的功能研究

摩氏假单胞菌Pseudomonas mosselii Pt A1是对多株青枯菌均有良好抑制作用的生防菌,基因组中含有完整的环脂肽合成基因簇xtlABC。为了探明摩氏假单胞菌PtA1中xtl ABC基因簇的功能,本研究利用同源重组技术获得缺失突变体ΔxtlA、ΔxtlBC和Δxtl ABC,通过Southern blot验证突变体正确后,分析其对菌株生长速率、游动性、生物膜及生防相关性状等表型的影响。研究结果显示,与野生型菌株Pt A1相比,突变体ΔxtlA、ΔxtlBC和ΔxtlABC在LB培养基中的生长速度变慢,在游动培养基上的迁移直径分别减少了12.6、12.5和13.5mm,生物膜形成量分别降低了30.41%、29.16%和30.70%,对4种青枯菌的抑菌圈直径显著减小。盆栽试验表明,接种青枯菌GMI1000后4d,处理组PtA1+GMI1000、ΔxtlA+GMI1000、ΔxtlBC+GMI1000和ΔxtlABC+GMI1000对番茄青枯病的防效分别为44.93%、9.49%、10.46%和7.66%,第10 d的防效分别为42.43%、19.56%、31.40%和24.79%,处理组PtA1+GMI1000防治效果最好,与xtlABC突变体处理组差异显著。综合分析表明xtlABC基因簇影响菌株自身的生长及生防相关性状,该基因及其合成的次生代谢产物在抑制青枯菌中起重要作用。

ecp基因簇在路德维希肠杆菌AA4定殖松材线虫中的功能研究

松材线虫病生防细菌路德维希肠杆菌EnterobacterludwigiiAA4能够有效地定殖并杀死松材线虫。大肠杆菌共有型菌毛(Escherichia coli common pilus,ECP)在动植物共生与病原细菌中普遍存在,能够通过增强细菌与宿主细胞之间及生物膜群落中细菌之间的相互作用,提高共生与病原细菌的定殖能力。大肠杆菌共有型菌毛由ecp基因簇编码。为了探究ecp基因簇在菌株AA4定殖松材线虫中的功能,本研究通过BLAST比对分析,鉴定了菌株AA4中的ecp基因簇;利用Red重组技术构建了菌株AA4的ecp基因簇缺失突变体,并对上述突变体定殖松材线虫的能力与定殖相关表型进行了分析。研究结果表明,ecp基因簇缺失突变体菌毛装配能力显著减弱,运动性、生物膜形成能力以及在松材线虫上的定殖能力显著降低。因此,AA4的ecp基因簇可能通过调节菌毛装配,影响其运动性与生物膜形成能力,进而实现对菌株AA4定殖松材线虫的调控。上述研究结果将为揭示松材线虫病生防路德维希肠杆菌AA4定殖松材线虫的分子机制奠定理论基础,为松材线虫病生防微生物制剂的研发与高效应用提供科学依据。

miR-23a/27a/24基因簇g.65307469G>A突变对大白猪产仔数和启动子活性的影响

[目的]本文旨在研究大白猪miR-23a/27a/24基因簇启动子突变位点多态性与产仔数性状的关系及潜在机制,为母猪繁殖性状的分子育种提供新的潜在遗传标记。[方法]利用混池测序技术筛选猪miR-23a/27a/24基因簇启动子突变位点,直接测序法对大白猪群体(n=345)miR-23a/27a/24基因簇突变位点进行基因分型,计算遗传多样性;用线性模型对突变位点多态性与产仔数性状进行关联性分析;构建不同等位基因类型启动子载体,转染猪卵巢颗粒细胞,通过检测荧光素酶活性分析突变对启动子活性的影响;用生物信息学方法预测不同等位基因类型启动子潜在结合的差异转录因子,用荧光素酶活性分析差异转录因子对不同等位基因类型启动子活性的影响。[结果]在猪miR-23a/27a/24基因簇启动子-648 nt(Chr.2,65307469 nt)处发现1个新的G/A突变,命名为g.65307469G>A。在大白猪群体中发现3种基因型(GG、GA和AA),其中GG为优势基因型(89.57%),G等位基因为优势等位基因(94.64%)。关联性分析发现,GA基因型母猪的总产仔数(TNB)比GG基因型母猪每胎高0.56头(P<0.05)。荧光素酶活性分析结果显示G等位基因类型启动子活性显著高于A等位基因类型(P<0.05)。在不同等位基因类型启动子间发现1个潜在结合的差异转录因子死亡相关蛋白1(THAP1),成功构建猪THAP1基因过表达载体,共转试验结果显示转录因子THAP1对不同等位基因类型启动子活性均无显著影响(P>0.05)。[结论]miR-23a、miR-27a和miR-24是大白猪产仔数性状的候选基因,g.65307469G>A突变抑制miR-23a/27a/24基因簇的启动子活性,但与转录因子THAP1无关。

绵羊血浆外泌体中miR-485-3p、miR-154-3p/5p基因簇生物信息学分析

该文以新吉细毛羊与小尾寒羊为研究对象。使用miRBase数据库、GO功能分析和KEGG通路富集分析等生物信息学方式对miR-485-3p、miR-154-3p/5p基因簇进行靶基因预测和分析。结果表明:miR-485-3p交集靶基因72个、miR-154-3p交集靶基因29个、miR-154-5p交集靶基因23个。GO功能分析与KEGG分析提示靶基因可与小蛋白偶联进行蛋白质修饰、和蛋白质泛素化以及细胞衰老、昼夜节律和NOD样受体通路相关;转录因子预测可知共同转录因子为235个;通过TF-miRNA-mRNA调控网络图可知,miR-485-3p、miR-154-3p和miR-154-5p基因簇上游转录因子和下游靶基因共同调控生物体过程;分析提示TRIM28、ZNF92和SPI1等转录因子在mRNA上游扩大miRNA基因簇强沉默功能,使oar-miR-485-3P、oar-miR-154-3p和oar-miR-154-5p通过靶基因DYRK1A参与细胞周期、细胞增殖和细胞凋亡从而影响羊毛纤维机制的表达。

牛miR-17~92基因簇在牛睾丸中的表达及其生物学功能分析

牛miR-17~92基因簇由6个不同的功能miRNAs组成,参与牛睾丸发育与精子发生。本研究从牛基因组中获得miR-17~92基因簇序列信息进行物种保守性分析,再采用半定量PCR的方法检测miR-17~92基因簇前体miRNA在睾丸、附睾头、附睾体、附睾尾及不同活力精子中的表达水平,利用miWalk、TargetScan 7.2及miRTarBase 8.0等在线网站预测成熟miRNA的靶基因,并利用KOBAS3.0对预测靶基因进行GO和KEGG通路分析。结果表明,牛miR-17~92基因簇在哺乳动物进化中具有保守性,该基因簇的6个miRNA前体在睾丸组织中呈现高表达,均显著高于附睾组织;而这6个miRNA前体在附睾的不同位置也具有表达差异,其中pre-miR-19a在附睾尾中表达显著高于附睾体和附睾头,pre-miR17和pre-miR20a在附睾中未检测到表达;在不同活力精子中,高活力精子的bta-miR-17-5p、bta-miR-18、bta-miR-20a的表达水平显著高于低活力精子;生物信息学分析结果表明,6个miRNA一共预测到2 940个靶基因,这些靶基因主要通过MAPK信号通路、PI3K-AKT信号通路、FoxO信号通路等参与调控牛睾丸功能。本研究分析了miR-17~92基因簇在牛睾丸中的表达分布,为miR-17~92基因簇对牛睾丸发育和调控精子活力的作用机制研究提供参考依据。

GATA结合蛋白3、性别决定相关基因簇2在三阴性乳腺癌中的表达及预后关系

目的探讨GATA结合蛋白3(GATA3)、性别决定相关基因簇2(SOX2)在三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)中表达及预后关系。方法收集新疆肿瘤医院140例TNBC和癌旁组织标本,通过免疫组化法染色检测GATA3和SOX2在TNBC中的表达水平,分析GATA3及SOX2在TNBC中的表达特点、临床病理特征及预后的关系。结果GATA3在TNBC及癌旁组织中的表达率为(82.86%、98.00%),SOX2在TNBC及癌旁组织中的表达率分别为(56.43%、5.00%),二者差异均有统计学意义(P<0.05)。GATA3阳性表达与TNBC患者低组织学分级及淋巴结转移有关(P<0.05),SOX2阳性表达与TNBC患者出现低组织学分级、Ki-67增殖表达具有明显相关性(P<0.05)。GATA3阳性表达及SOX2阳性表达者5年无病生存率分别为78.35%(91/116)、62.02%(49/79),差异有统计学意义(P<0.05)。结论TNBC中GATA3阳性率明显低于癌旁组织,SOX2阳性率高于癌旁组织。GATA3缺失表达及SOX2过表达是乳腺癌患者预后差的免疫组化指标,有望成为乳腺癌患者预后评估的重要依据。

基于同源重组原理快速验证fim家族基因簇对鲍曼不动杆菌蹭动的影响

目的旨在利用含有抗生素耐药盒的线性PCR片段对鲍曼不动杆菌靶基因片段进行同源重组替换,实现基因的快速敲除及功能验证。方法以鲍曼不动杆菌Ab4294菌株为研究对象,PCR分别扩增fim基因簇(全长4980 bp)上游901 bp、下游1028 bp的序列作为重组的同源臂;从pUC57质粒中扩增获得卡那霉素抗生素耐药盒(KanR);利用重叠延伸PCR技术将上述3个片段连接,并将连接片段转化至鲍曼不动杆菌Ab4294中,筛选获得基因缺失突变株,构建质粒回补株,对所得菌株进行表型鉴定,探究fim基因簇的功能。结果利用含有抗生素耐药盒的线性PCR片段同源替换的方法成功构建了fim基因簇缺失的鲍曼不动杆菌Ab4294突变菌株;缺失菌株与野生株相比生长速率无明显差异,蹭动运动能力明显下降,回补该基因簇后表型恢复。结论利用含有抗性耐药盒的线性PCR片段同源替换的方法成功敲除鲍曼不动杆菌Ab4294的fim家族基因簇,该基因簇编码产物参与鲍曼不动杆菌的蹭动运动。

胍毒素的生物合成基因簇研究进展

胍毒素是目前发现的毒性最强的蓝藻毒素之一,是一种不可逆的乙酰胆碱酯酶抑制剂,具有快速致死性。随着蓝藻水华的暴发,胍毒素出现在全球多个淡水流域,对相关水域的生态系统和人类健康构成了重大威胁。本文详细介绍了胍毒素发现至今的名称演变及其更改规则,总结了胍毒素从L-精氨酸开始的九步酶促反应生物合成途径,以及相关合成基因簇的发现、鉴定和全球分布情况。通过对胍毒素生物合成遗传基础的了解,可以对其分布的环境和生物合成基因进行监测,这对人们认识和监测蓝藻毒素、提升相关水域居民的人身安全和用水安全起到积极的作用。

PON基因簇序列变异筛查研究

系统筛查PON1、PON2及PON3基因编码、剪接及侧翼序列,以期发现所有潜在功能多态基因座,为进一步探讨PON基因家族与心血管疾病的关系做准备。随机选择48例冠心病患者作为筛查对象,以PCR产物直接测序检测DNA序列变异。扩增片断涵盖整个外显子,其两侧部分内含子区域及5′和3′侧翼序列。(1)13.9kb测序范围内共发现31个多态性基因座,均为单核甘酸多态(SNP),其中17个SNP为首次报道。(2)国人中SNP构成和等位基因频率与高加索人群存在显著差异。(3)一个基因内部两个或多个多态性基因座间存在完全或近乎完全连锁不平衡相当常见。中国汉族人群中PON基因簇多个潜在功能多态基因座的识别及这些基因座间的强连锁不平衡状态,为在国人中探讨PON基因簇与心血管疾病关系提供了重要的基础数据。

海洋稀有放线菌Salinispora arenicola CNP193基因组新颖PKS和NRPS基因簇的发掘

利用基因组发掘技术,从海洋稀有放线菌Salinispora arenicola CNP193基因组序列中发掘新颖PKS和NRPS基因簇,并初步预测基因簇对应产物,为新颖聚酮化合物的发现,基因簇的异源表达和利用组合生物合成技术对化合物结构进行改造提供信息。在利用anti SMASH对S.arenicola CNS 205和S.arenicola CNP193次级代谢产物基因簇进行预测,并经过NRPS-PKS knowledgebase验证的基础上,以S.arenicola CNS 205基因簇为对照,初步选择新颖基因簇;进一步用NCBI Blast和Nap Dos分析判断基因簇的新颖性后获得3个新颖基因簇:基因簇7,基因簇10和基因簇20。结合anti SMASH对基因簇核心结构的预测和与已知功能同源性基因簇,NCBI Blast比对的同源序列,以及Nap Dos对个基因簇中KS domain和C domain的进化分析等信息,初步表明基因簇7和基因簇20的对应产物分别为烯二炔类和有半胱氨酸及其他氨基酸参与合成的肽类化合物。由于基因簇10得到的信息较少,不能预测其代谢产物。

木薯细菌性萎蔫病菌抗铜性评价及抗铜相关基因簇分子分析

细菌性萎蔫病是世界范围内木薯种植中的重要病害,也是中国木薯种植中为害最严重的病害。前期研究发现铜基杀菌剂对国内木薯细菌性萎蔫病防效欠佳,随即开展了病菌抗铜性评价及抗铜相关基因簇的分子分析工作。评价了42个不同来源病原菌菌株对硫酸铜的抗性,发现其抑菌最低有效浓度均在1.35~1.75 mmol/L之间。通过和已报道黄单胞菌类抗铜相关基因的比对分析,发现来自广西的菌株GX11携带有cop TAB和Xme RSA2个抗铜基因簇。对来自南美州、非洲和亚洲67个菌株的基因组序列分析发现绝大多数菌株均带有这2个基因簇,聚类分析发现相关基因在菌株之间具高度的同源性。

miR-17～92基因簇在宫颈癌、子宫内膜癌与卵巢癌多种细胞系中的表达及意义

目的检测宫颈癌、子宫内膜癌与卵巢癌多种细胞系中miR-17～92基因簇的表达，初步探讨miR-17～92基因簇与妇科肿瘤发生的关系。方法利用实时定量PCR方法配对检测Hela／Siha、Ishikawa／HEC-1A、H0—8910／HO．8910PM、SKOV3／SK0v3．TR30／SKOV3-DDP、COCl／COCl-DDP和CAOV3、OVCAR3中miR-17—92基因簇的表达水平；应用miRWalk数据库、nfiR2Subpath数据库和KEGGpathway功能聚类分析miR-17～92基因簇调控的靶基因及参与的与肿瘤相关的信号通路。结果与人脐静脉血管内皮细胞系ECV-304相比，miR-17～92基因簇在宫颈癌细胞系Hela与Siha中均呈下调表达（F=9．86，P〈0．001）；在子宫内膜癌细胞系Ishikawa与HEC-1A中均呈上调表达（F=10-35，P〈0．005）；与人正常卵巢细胞系IOSE386相比，miR-17～92基因簇在卵巢癌细胞系HO-8910、HO-8910PM、COCl、COCl／DDP、CAOV3、OVCAR3、SKOV3、SKOV3-TR30、SKOV3／DDP均呈上调表达（F=12．64，P〈0．001）。，预测得出miR-17～92基因簇的靶基因为ABCAJ、ARHGAP21、BAP1、C100ff46、CCND1、CD4等共30个；通过miR2Subpath数据库富集分析得出miR-17—92基因簇参与的生物学过程共8个，KEGGpathway分析得出miR-17～92基因簇参与的信号通路共11条。结论miR-17～92基因簇在宫颈癌、子宫内膜癌与卵巢癌多种细胞系中表达，且在生物学行为不同的同一肿瘤细胞系中存在差异表达。miR-17～92基因簇可能通过相关的靶基因和信号通路参与宫颈癌、子宫内膜癌与卵巢癌的发生、发展并影响其生物学行为。

生物固氮基因簇结构与进化研究进展

在固氮菌基因组中,固氮相关基因都是作为一个或几个基因簇存在,是细菌生物固氮的遗传基础。这其中包括固氮酶结构基因nifHDK,以及参与电子转运和铁钼辅因子合成及组装的其他相关基因。对不同菌中固氮基因簇的结构和进化进行了简要的比较分析。比较所有已测序固氮菌中的固氮基因簇,发现均至少含有六个保守基因:nifH、nifD、nifK、nifE、nifN和nifB,并且这6个基因在所有已鉴定的系统中都是固氮所必需的。尽管在不同种类的固氮微生物中,固氮基因簇的构成及组织模式有所不同,但是它们在结构、催化机制和系统进化上紧密相关。同时也对固氮基因的研究方向提出了展望。旨在为今后进一步研究生物固氮机制,了解固氮微生物的进化,扩展生物固氮多样性提供理论基础。

动物双歧杆菌RH胞外多糖基因簇的克隆及分析

利用16S rRNA结合tuf基因将一株分离自广西巴马长寿老人源的产胞外多糖菌株RH鉴定为动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis RH),根据GenBank中已报道动物双歧杆菌乳亚种产糖相关基因设计引物,经PCR扩增获得双歧杆菌RH的12个胞外多糖(EPS)生物合成相关基因。对各阅读框功能预测分析表明这些基因主要参与EPS合成过程多糖聚合、糖基转移、糖链长度控制以及多糖转运和输出,为解析双歧杆菌RH胞外多糖生物合成途径和调控机制提供理论基础。

乳酸乳球菌AL2基因文库的构建及乳链菌肽生物合成基因簇的筛选

用本实验室获得的乳链菌肽高产菌株乳酸乳球菌AL2总DNA为供体 ,以λEMBL3为载体 ,构建了该菌株的基因文库 ,共获得 390 0多个噬斑。通过Southern杂交、PCR扩增及DNA序列测定 ,证实从该文库中筛选到一个含有完整乳链菌肽生物合成基因簇的重组噬菌体λHJ 3。

12个物种miR-302基因簇的生物信息学分析

很多microRNA(miRNA)基因在基因组上聚集排列形成miRNA基因簇。miRNA基因簇在进化上较为保守,有其特殊的生物学意义。miR-302基因簇在胚胎干细胞中特异表达,对胚胎干细胞的自我更新和多潜能维持有重要的作用。本文采用miRBase数据库查询和BLAST同源搜索方法共搜寻并分析了12个物种的miR-302基因簇。生物信息学分析表明,这些物种miR-302基因簇均位于LARP7蛋白基因的内含子区,但转录方向与LARP7基因转录方向相反。序列相似性分析显示,同一物种miR-302簇成员间以及不同物种相应miR-302簇成员间相似性均较高。进化分析表明,基因复制可能是miR-302基因簇进化的主要驱动力。

聚酮类化合物生物合成基因簇与药物筛选

由微生物和植物产生的聚酮类化合物的数量极其庞大,是一大类结构多样化和生物活性多样性的天然产物,已经成为新药的重要来源。介绍了3种类型聚酮类化合物生物合成基因簇的特点,即以模块形式存在的Ⅰ型聚酮合酶,包含一套可重复使用结构域的Ⅱ型聚酮合酶以及不需要ACP参与,以植物中的查耳酮合酶为代表的Ⅲ型聚酮合酶。同时,还介绍了基于3种类型聚酮类化合物生物合成基因的特点,利用分子生物学方法构建筛选探针,进行当前药物基因筛选的进展。