天花粉蛋白基因的克隆、序列测定及在大肠杆菌和烟草中的表达

本文利用DNA多聚酶链式反应(PCR)技术,从括楼基因组DNA中扩增并克隆了天花粉蛋白基因,核苷酸序列分析结果表明,我们克隆的是天花粉蛋白的成熟肽及N端23个氨基酸的信号的编码序列,与前人从基因组或cDNA中克隆的该基因的比较发现,其同源性为99.25％,并且证实与发表的蛋白质一级结构的序列有较大差异,将该基因克隆到大肠杆菌高效表达质粒pJLA_(502)的P_RP_L启动子下游,通过温度诱导,得到了表达产物,进一步将该基因克隆到植物中间载体pE_3的花椰菜花叶病毒35S启动子下游,应用根癌农杆菌Ti质粒介导的遗传转化系统,成功地将该基因导入了烟草基因组,获得了转基因植株,Western blotting分析结果证实,天花粉蛋白基因已在大肠杆菌和转基因烟草中表达。     

家蚕和苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒P10基因的研究

从AcMNPV基因组DNA中克隆筛选得到含P10基因的EcoR I-P片段,以此作为探针克隆得到BmNPV P10基因片段,测定了其全核苷酸序列。PCR点突变BmNPV P10基因启始密码子ATG区,ATG突变的同时形成一个Bgl Ⅱ酶切位点,突变后的启动子及其5′端作为5′端交换臂和AcMNPV的P10基因3′端作为3′端交换臂构建成一个非融合通用转移载体pBmAcPV1.该载体可以在Sf细胞中和野生型AcMNPV DNA共转染重组表达外源基因,也可以在Bm细胞中和野生型BmNPV DNA重组表达外源基因。CAT基因在BmNPV P10 ATG突变后的启动子的控制下在家蚕细胞中得到高效表达     

苏云金芽孢杆菌杀虫基因导入中国栽培水稻品种中花11号获得转基因植株

在水稻的遗传转化中,迄今尚未见到将优良性状基因导入生产推广品种并获得转基因植株的报道。我们首次将B.t.杀虫基因导入到生产推广品种中花11号中,并建立了一套转导外源DNA的有效方法。应用剪掉内颖,同时去掉柱头保留完整外颖的方法可使种子结实率提高到50％。遗传转化植株经分子杂交实验室证实,B.t.杀虫基因已整合到水稻基因组中,得到了转杀虫基因水稻工程植株。用Jefferson的组织化学法测定转基因植株的β-glucuronidase的活性,与B.t.杀虫基因形成翻译融合的GUS基因得到了表达,这为B.t.杀虫基因在转基因水稻植株中的表达提供了证据。     

水稻组蛋白H3基因和1.5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶小亚基基因的克隆和结构分析

本文从水稻(Oryza sativa,IR26)细胞核中分离出的几个基因,测定了它们的DNA核苷酸序列,并从水稻IR26基因组文库中筛选和分离到一个14.8kb的DNA片段,其中含有一个H3基因和另一个类似H3的假基因。DNA序列分析的结果表明:水稻H3基因的编码顺序有405bp长,其5′和3′端的非编码区则含有几个与一般真核基因或组蛋白基因共同的调控序列。水稻H3基因的密码子有一显著特点,密码子的第三个核苷酸98％为G和C,通过Southern转移分析,表明水稻二倍体基因组中大约有50个左右H3基因,从同一个水稻基因文库中,我们还分离鉴定到了rbcS基因,它编码1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)的小亚基,水稻rbcS基因的顺序含有一个内含子,其位置与小麦的相同,水稻和小麦rbcS基因所编码的转移肽,其最初18个氨基酸彼此是相同的。     

高效抗虫转基因烟草的研究

苏云金杆菌HD-1的杀虫蛋白基因经5′端改造,3′端进行4种不同长度缺失后插入到含有双增强子的35S启动子,翻译增强子“Ω′”片段的双元载体中,借助土壤农杆菌LBA 4404将在此双元载体上的杀虫蛋白基因及新霉素磷酸转移酶基因(NPTII)转入到生产品种烟草NC89的染色体上,从而获得了抗卡那霉素的转化再生烟草植株。用1—3龄烟青虫对这些转化植株进行大量重复虫试结果表明用4种不同长度B.t.基因转化的再生植株中都有抗虫性高的植株,其中以1.8kb的B.t.Cry IA(c)基因转化的植株杀虫效果最好,这一组转基因植株的平均杀虫率在90—100％的约占该组总虫试植株的50％。对高抗虫性植株的子一代(T1)和子二代(T2)进行遗传分析,分子生物学分析和进一步的抗虫试验表明B.t.基因已遗传到子代并初步选到了高抗虫性的转基因纯合株系D8-14和D19-8等。     

乙型肝炎病毒核心抗原基因结构对其在大肠杆菌中表达的影响

本文将含乙型肝炎(以下简称乙肝)病毒(HBV)核心抗原(HBcAg)基因的1kbHhaI酶切HBV·DNA片段用BAL-31外切酶切除两端非编码区,连接EcoRI合成接头后插入到载体pUR222的EcoRI位点,转化受体菌后筛到一系列不同HBcAg表达水平的重组体。分析高表达和低表达重组体工作中,发现在同一乳糖启动子、核糖体结合部位(SD序列)和Lac Z基因N端第5氨基酸后连接的HBcAg基因,由于在ATG5′端上游—7至—35核苷酸区有一呈部分迥文的序列,当转录成mRNA时可形成一环茎二级结构,是否用BAL—31酶切除此结构对表达水平影响极大。高表达重组体HBcAg产量可占菌体总蛋白9％,低表达的只为其千分之一。本文并对此现象在原核细胞中表达真核基因的意义进行了讨论。     

转基因作物中CaMV 35S序列信号双重放大的电化学基因传感方法

该文设计并制备了一种针对转基因花椰菜花叶病毒35S（CaMV 35S）启动子检测的新型电化学基因传感器。首先制备了血红素功能化的还原氧化石墨烯（Hemin－rGO）,并将其修饰于玻碳电极（GCE）表面,再通过电沉积金纳米粒子（AuNP）固定巯基化的DNA捕获探针。通过设计的夹心型传感策略,当目标序列存在时,辅助DNA通过杂交形成双链并利用其巯基化5''端共价结合AuNP,在负载硫堇（Thi）后放大电流响应,可灵敏检测目标CaMV 35S启动子序列。考察了测试底液pH值、Thi浓度、AuNP富集时间以及DNA序列杂交时间对检测性能的影响。获得最优测试条件为：pH 7.4,Thi浓度为0.5 mmol/L,AuNP富集时间为40 min,DNA杂交时间为60 min。在最优检测条件下,示差伏安电流信号与目标DNA浓度的对数在1 × 10－16～1 × 10－10 mol/L范围内呈线性相关,检出限为9.46 × 10－17 mol/L。该基因传感器显示出高选择性,较好的稳定性和重复性,用于转基因拟南芥实际样品中CaMV 35S启动子序列的检测,其检测结果与凝胶电泳法一致。方法对食品、饲料及其他工业品等原料或成品中转基因作物成分的快速检测筛查具有很好的应用前景。     

hKv4.3最小功能启动子区与上游抑制元件分析

通过克隆hKv4.3的启动子区和相关的上游调控元件,对hKv4.3基因在转录水平的调控进行了分析.对启动子区5'端一系列的删除突变分析证明,hKv4.3基因的最小功能启动子区是位于转录起始位点附近的-156～+2bp序列.经序列分析发现,这个启动子缺乏典型的TATA-box,却存在另外3个元件,即E-box(CANNTG),CArG-box[CC(A/T)₆GG]和CACC-box(GGTGC),其中CArG-box对该启动子活性起关键作用.同时在启动子区找到一个未见报道的大小为10bp的抑制子T,删除抑制子T,则启动子活性增加1倍以上.     

用花粉管途径获得小麦转基因植株

本文将带GUS标记基因的质粒pBI121用花粉管途径转化普通小麦(T. aestivum L)品种小山3号的小花。从结实的106粒种子中,经点杂交初步筛选,再经Southern分子杂交鉴定,选出5株转基因小麦,转化率为4.7％。同时用荧光法和X-Gluc染色法测试,检测到这些植株中有GUS基因的表达产物β-葡糖苷酸酶(GUS)存在,证明GUS基因已整合到小麦植株中,并能在植物体中表达。     

带红系增强子的人βE-珠蛋白基因在转基因小鼠中的表达

本文以我国人中常见的异常血红蛋白E(HbE,β26Glu→Lys,G→A)的β珠蛋白基因为外源基因,用显微注射法制备了人βE-基因的转基因小鼠系。得到的一只整合有16拷贝5′HS2βE重组体的转基因小鼠具有典型的转基因小鼠特征。证实人βE-基因在转基因鼠中的高水平表达需有红系特异性增强子(5′HS2)的存在;说明5′HS2结构对异常珠蛋白基因(βE-)在转基因鼠中的表达也具有明显的增强作用。单一位点整合过多5′HS2βE拷贝平均表达水平(12.1％)明显低于较少拷贝整合的平均表达水平(79.7％),对其发生机制进行了讨论。βE-珠蛋白肽链在转基因鼠中可形成新的血红蛋白四聚体。     

水稻腊质基因分子特性的研究

水稻腊质基因(Wx)负责胚乳与花粉粒中直链淀粉的合成。我们通过对限制图和DNA顺序有重叠的两个基因组克隆的分析,测定出了水稻Wx基因全长为5499bp的DNA顺序。比较水稻、玉米(Klsgen等)和大麦(Rohde等)中Wx基因的DNA顺序,弄清水稻Wx基因中存在13个内含子和14个外显子,通过微机对外显子顺序的翻译,得出了水稻Wx蛋白包括转运肽在内的609个氨基酸的排列顺序,并计算出它的分子量约为72kD。经比较,水稻Wx成熟蛋白的氨基酸顺序与玉米、大麦的没有明显地差异。但是,水稻Wx基因5′-上游区、3′-下游区和内含子区域的DNA顺序,以及Wx前体蛋白的转运肽区域的氨基酸顺序与玉米和大麦Wx基因的相应区域相比,它们之间的同源性却很低。     

人组织型纤溶酶原激活剂表达调控及高效表达的研究——Ⅰ.t-PA mRNA 3′-UTR对其表达的调控

运用分子剪切技术构建了含不同长度3′端非翻译区(3′-UTR)的t-PAcDNA克隆,体外转录的mRNA在兔网织红细胞裂解物中翻译和COS-7细胞中表达的结果表明t-PA mRNA 3′-UTR序列对其表达有明显抑制作用,3′-UTR缺失使t-PA表达水平提高3—8倍。进一步研究表明,t-PA mRNA 3′-UTR对其表达的抑制是由3′末端长约200nt的富含AU序列所致。RNA稳定性试验证实这段富含AU的序列使t-PA mRNA稳定性下降3倍以上;将该序列插入荧光素酶(Luc)基因3′-UTR,使Luc的表达水平明显降低。分析了该序列调节t-PA表达的可能机理,提出了调控的模式。     

人类端粒DNA的分子识别及其作用机制探讨

核酸中富含短的G-碱基重复的序列可以形成一种复杂的高级结构,称为G-四链体（G-quadruplex）.在基因组中,借助生物信息学发现这类富G序列广泛分布在基因的启动子区,特别是那些参与到复制中去的基因,例如癌基因.同时发现这类序列在mRNA的5′非翻译区（5′UTR）也广泛存在.这类序列在染色体末段端粒部位的存在及功能已得到充分阐明.已知端粒富含G-碱基序列,其3′末端以单链状态存在,这使得在一些小分子的选择性作用下端粒序列很容易形成G-四链体结构,进而破坏端粒结构,影响端粒酶活性.已知端粒酶在超过85%的肿瘤中过量表达,因此,端粒酶已经成为抗癌药物设计的特殊靶点,是目前本领域的研究热点之一.已发现系列配体通过有效抑制端粒酶而表现高的抗肿瘤活性.本文主要综述了近年来端粒G-四链体分子识别及其药物靶向的最新进展,并对其作用机理做了进一步的分析和探讨.     

芜菁花叶病毒外壳蛋白基因的克隆及其植物表达载体的构建

从感病的萝卜叶片中得到芜菁花叶病毒(TuMV)的分离物,以oligo(dT)为引物,合成了其基因组RNA的互补DNA,并克隆到载体λ-ZAPⅡ中。通过单链cDNA探针杂交和DNA末端序列分析找出含有poly-A尾巴的阳性克隆。我们对一个含有1429个碱基插入片断的克隆进行了序列分析,根据芜菁花叶病毒外壳蛋白分子量的大小和马铃薯Y病毒组蛋白质加工位点氨基酸序列的保守性,确定了外壳蛋白基因的5′末端。利用PCR方法对其5′末端进行改造,加进起始密码ATG和两个限制性内切酶位点。通过基因重组操作,将该基因插入到双元载体pBI121的衍生物pBIN437中,得到芜菁花叶病毒外壳蛋白基因的植物表达载体。     

有一未配对残基T的DNA [d(TCGCGCG)]_2结构特征的NMR研究

具有交替的嘧啶-嘌呤序列和5′端有一未配对残基T的DNA七聚体[d(TCGCGCG)]_2可以作为研究DNA双螺旋的双链-单链联结构象特征的模本。DNA的这种联结方式存在于它们的复制和转录过程中。用NOESY和TOCSY/HOHAHA实验对其共振峰作了指定。对七个不同混合时间的NOE强度进行了定量分析,用双自旋近似法计算了质子间的距离,揭示了这个分子中令人感兴趣的结构特征。用P.E.COSY实验测定了该DNA双螺旋各糖质子间偶合常数,鉴定了各糖的构象。从而获得了该DNA七聚体在溶液中的结构特征。就整体结构而言,该DNA分子仍属B族DNA,但结构有了很大变化,特别是在端基区。未配对的残基具有不同寻常的顺式构象。为DNA双链-单链联结部分构象提供了有用的借鉴。     

人体β-珠蛋白基因5′-旁侧DNA序列内的负调控区域1(NCR1)与HMG蛋白质(1+2)的相互作用

利用分子生物学技术和扫描隧道显微镜方法首次观察到HMG蛋白质(1+2)和人体β-珠蛋白基因的5′-旁侧DNA序列内的一个负调控区域(NCR1)相互作用的构象,这类蛋白质能将线状的DNA片段(～200bp)折叠起来,形成一个环状结构(直径70±6A)和°一条似乎呈现左手螺旋(z-from)的线状DNA尾巴。     

氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ基因5′端上游DNA特异结合蛋白的研究

本文利用Southwestern blot法检测了CPSI基因5′端上游序列特异结合蛋白,结果发现,大鼠肝细胞核蛋白中存在109kD和74kD的DNA结合蛋白,Bal 31酶切序列缺失实验证明,109kD和74kD蛋白质的结合位点分别位于—38至—4bp及—113至—38bp区域,109kD蛋白质还与—480至—161bp区结合,但在大鼠脾及F26大鼠肝癌细胞中未被测出.109kD和74kD DNA结合蛋白可能是肝组织特异的CPSI基因结合蛋白,与肝细胞的分化及癌变有关。     

人凝血Ⅸ因子cDNA在转基因小鼠内的表达调控

为了研究人凝血IX因子cDNA在转基因小鼠内的表达,特别是顺式调节顺序的存在位置,本文将3种具有不同结构的人凝血IX因子cDNA的重组基因导入离体培养细胞,发现外源的人IX因子cDNA都能表达人IX因子蛋白,进而将它们分别作成转基因小鼠,结果发现在转基因小鼠内都失去了表达特性。这些结果证实了在人凝血IX因子cDNA中存在着决定其在转基因小鼠内表达的顺式调节顺序,同时也排除了这种顺式调节顺序存在于3′端非编码顺序中的可能性。作者再结合一些相关研究的结果,认为其顺式调节顺序可能存在于5′端的非编码顺序中。     

基于DNA纳米花的细胞自噬基因沉默用于增敏抗肿瘤化疗

自噬是真核细胞降解蛋白质的重要途径之一, 在细胞的更新代谢中起重要作用. 肿瘤细胞借助高水平的细胞自噬能够阻断细胞凋亡途径, 降低化疗药物的抗肿瘤效果. 本文通过设计编码有核酸适配体序列(Aptamer)和DNA酶序列(DNAzyme)的多功能DNA纳米花, 利用DNA序列可负载化疗药物阿霉素(Dox)的特性, 实现了对肿瘤细胞特异靶向的药物递送, 并高效沉默肿瘤细胞的自噬相关基因ATG5, 达到增敏抗肿瘤化疗的效果. 通过RT-PCR实验验证合成的DNA纳米花可以有效剪切肿瘤细胞中自噬相关基因ATG5的mRNA; 并通过DNA纳米花的细胞毒性和细胞凋亡实验研究了其对肿瘤细胞系MCF-7的靶向治疗作用, 结果显示该多功能DNA纳米花在增敏抗肿瘤化疗方面具有明显优势.     

乙型肝炎病毒DNA的结构研究

本文用末端终止法测定的HBV adr NC-1 DNA全顺序与其它五株HBV DNA进行了比较,发现一些共同的结构特点,在DNA中有多处与原核生物启动子核心相同或相似的顺序和二元对称结构,二者紧密相连或相重叠,在框架后有ATAA,在adrNC-1s基因前有增强子核心顺序,将框架及其前后的调控顺序作为转录单元,对可能存在的新框架进行了讨论。