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一种面向芯片合成技术的寡核苷酸设计方法
目的:研发适用于芯片合成技术的寡核苷酸设计方法。方法面对芯片合成技术的需求,提出新方法,对需要处理的核苷酸序列,通过交叉匹配及酶切位点消除算法对序列中的交叉匹配片段及酶切位点进行密码子替换,尽可能减少交叉匹配及酶切位点序列的出现,对处理后的序列采用近似Tm值优化方法进行切割。结果比对相同序列在该方法和Tmprime两种方法中的结果,从寡核苷酸长度、Tm值范围、错配片段数等因素进行比较,验证了新方法在处理交叉匹配上有很好的效果。结论该方法符合适用于芯片合成技术的寡核苷酸设计的需求,大大减少了交叉匹配及酶切位点的出现情况,为芯片合成技术的寡核苷酸设计提供了一种有效方法。
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重组SARS-CoV核衣壳蛋白的表达及免疫原性研究
我们利用全基因合成方式及原核表达系统获得大量纯化的N蛋白,为SARS-CoV的早期诊断及进一步研究提供新的思路.由于长片段目的基因在原核系统中不易表达,根据抗原性预测分析将N蛋白分成两部分表达,第一部分为N-1蛋白1~549 bp,第二部分为N-2蛋白496~1269 bp,上下游分别设计BamH Ⅰ、HindⅢ酶切位点,并将基因中包含这两种酶切位点的基因以无义读码方式进行突变,通过全基因合成分别将两段基因克隆至原核表达载体pET32a(+),由上海生工生物工程技术公司完成,测序证实序列无误.
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PCR限制性内切酶法在苯丙酮尿症突变基因诊断中的应用
苯丙酮尿症(PKU)是一种常染色体隐性遗传病,由苯丙氨酸羟化酶(PAH)基因突变导致肝脏PAH酶活性降低或丧失所致.临床表现为不可逆的智力发育迟滞、癫痫等症状.新生儿筛查显示,PKU在中国人群中发病率为1/11 000[1].在中国人pah基因的已知突变中,一些突变改变了基因序列中限制性内切酶的酶切位点.为此,我们应用PCR限制性内切酶法(PCR-RFLP)直接检测一些改变了限制性内切酶酶切位点的突变基因.
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人工构建含丙型肝炎病毒核糖体插入位点的双顺反子表达载体
目的:研究丙型肝炎病毒核糖体插入位点启动翻译蛋白质功能,构建双顺反子真核表达载体.方法:逆转录PCR(RT-PCR)扩增丙型肝炎基因组中核糖体插入位点序列(IRES),定向克隆到pcDNA3-S质粒多克隆酶切位点中.在IRES下游克隆乙型肝炎病毒核心基因,测序鉴定后获得的质粒经脂质体转染hepG2细胞,间接免疫荧光染色和Western-blot检测.结果:在间接免疫荧光染色后,荧光显微镜下可见乙型肝炎病毒S基因和核心基因表达.转染细胞破碎后免疫沉淀检测和图像分析表明,两种基因有相似的表达量.结论:人为截断HCV 5'NTR区17个碱基,并不影响IRES对下游基因蛋白质翻译,为成功构建了含丙型肝炎病毒IRES的双顺反子表达载体打下基础.
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人肝素酶基因正反义腺病毒表达载体的构建及鉴定
目的:构建人肝素酶正义和反义腺病毒表达载体.方法:用EcoR I从pcDNA3-hpa质粒上切下约1.7kb的人肝素酶全长cDNA片段,然后连入pDC315质粒的EcoRI酶切位点上,经BamH Ⅰ酶切鉴定出正义和反义表达载体,并对正义重组质粒进一步采用测序鉴定其方向性.结果:经BamH Ⅰ酶切后,正义质粒形成4.3+1.4kb两条带,而反义重组质粒为5.1+0.4kb两条带,与理论计算值完全一致;测序结果与Gene Bank报告的肝素酶序列完全一致.结论:成功构建了人肝素酶的正、反义腺病毒表达载体,为进一步研究正、反义肝素酶基因转染对肿瘤细胞的影响奠定了基础.
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低密度脂蛋白受体基因Ava Ⅱ位点多态性与胆石病关系的研究
目的:研究低密度脂蛋白受体基因AvaⅡ位点多态性和胆石病之间的关系.方法:通过病例对照研究设计,采用PCR-RFLP技术对106例胆石病患者和105例对照进行基因分析,并结合血脂成分进行比较.结果:胆石病组和对照组A vaⅡ酶切位点三种基因型构成差异有显著性,A+等位基因频率构成胆石病组为0.396,对照组为0.267,差异显著A+A+基因型者,胆石病组TC水平显著高于对照组、LDL水平高于对照组,接近统计学显著性(P=0.067).结论:提示A+等位基因可能是胆石病发生的易感基因,A+等位基因变异可能影响机体脂质代谢,导致血总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平升高,进而影响胆石病的发生.
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羧肽酶N调节乙型肝炎病毒核心启动子表达活性的研究
目的:乙型肝炎病毒(HBV)的感染,不仅引起急、慢性病毒性肝炎,而且与肝纤维化、肝细胞癌的发生发展密切相关.为深入研究HBV调节表达的机制,我们应用噬菌体展示技术,以HBV核心启动子DNA片段为固相支持物,筛选肝细胞cDNA文库,获得HBV核心启动子的肝细胞结合蛋白-羧肽酶N(CPN).CPN是一种从多肽和蛋白质C端氨基酸残基分离的血浆金属蛋白酶,他在调节激肽和过敏毒素的生物活性上起关键作用.CPN是分子量280 kD的四聚体,包含两个50KD酶性亚单位和两个83 kD调节亚单位.核心启动子产生两个3.5kb RNA:前-核心和前基因组RNA.前-核心RNA编码前-核心蛋白和e抗原,前基因组RNA不仅作为mRNA编码核心蛋白和聚合酶蛋白,而且与病毒蛋白一起包埋入核衣壳,作为模板逆转录.前基因组RNA的表达调控在病毒复制周期中起着关键作用.核心启动子分为两部分:基本核心启动子和核心上游调节元件(CURS),其上游为负性调节元件(NER,1616-1621 nt).CPD在体内与HBV核心启动子结合的作用还不清楚,我们分别构建HBV核心启动子及羧肽酶N的重组载体,通过脂质体转染NIH 3T3细胞,研究CPN对核心启动子的调节表达.方法:根据HBV核心启动子及羧肽酶N的序列设计引物,在核心启动子的引物两端引入MIu Ⅰ和Nhe Ⅰ的酶切位点,在羧肽酶N的引物两端引入EcoR Ⅰ和BamHⅠ的酶切位点.用聚合酶链反应(PCR)的方法分别扩增HBV核心启动子和羧肽酶N基因,克隆到pGEM-Teasy载体上.核心启动子经MIu Ⅰ和Nhe Ⅰ双酶切回收连接到同样酶切的pCAT载体上,羧肽酶N经EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ双酶切回收连接到同样酶切的pcDNA3.1(-)质粒上,构建HBV核心启动子的报告载体及羧肽酶N的真核表达载体,脂质体法瞬时转染NIH 3T3细胞.结果:HBV核心启动子和羧肽酶N(CPN)的PCR产物经1%琼脂糖电泳鉴定与预期大小符合,分别为206 bp和580 bp.重组载体经双酶切鉴定后,证明HBV核心启动子的报告载体及羧肽酶N(CPN)的真核表达载体构建成功.脂质体法瞬时转染NIH 3T3细胞48 h后,用ELISA法检测β-gal的表达,显示核心启动子在羧肽酶N(CPN)的影响下,其活性有大约5-6倍的增加.通过体内实验证明羧肽酶N(CPN)可以上调HBV核心启动子的表达.结论:HBV核心启动子结合蛋白羧肽酶N(CPN)与HBV核心启动子共转染细胞,明显调节HBV核心启动子的表达,为进一步研究HBV复制的分子生物学机制提供了新的理论基础.
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HCV-Fc融合基因疫苗真核表达载体的构建及表达
目的:构建能表达HCV C-Fc融合基因的真核表达载体,为进一步修饰和转染树突状细胞,制备能高效表达HCV C和Fc基因的树突状细胞疫苗做准备.方法:用分别含有Kpn Ⅰ和XholⅠ酶切位点的HCV C区基因上、下游引物,以含有HCV H株基因序列的质粒pBRTM/HCVl-3011为模板,通过PCR扩增获得HCV C区基因片段回收后,以Kpn Ⅰ和Xhol Ⅰ双酶切,定向插入到含IgGl Fc基因的质粒pIgC3双粘端位点之间,获得重组表达质粒pHCVFc.通过Kpn Ⅰ双位点酶切、PCR及插入片段序列测定对质粒进行了鉴定.以抗HCV C单克隆抗体为一抗,利用间接免疫荧光法检测了pHCV-IgFc在人肝癌细胞7 721中的瞬时表达.结果:酶切、PCR及测序鉴定证实,pHCV-IgFc插入片段为HCV C区基因片段,免疫荧光法检测表明其可以在7 721细胞中瞬时表达.结论:构建的质粒pHCV-IgFc可以在7721细胞中瞬时表达HCV C区基因,为研究HCV C-Fc融合基因修饰的树突状细胞的功能奠定了基础.
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HBV PreS2S/Fc融合基因真核表达载体的构建及表达
目的:构建含HBV PreS2S和Fc融合基因的真核表达载体pcDNA3 S2S/Fc并在真核细胞中进行表达.方法:应用重叠延伸剪切技术(splicing by overlappingextension,简称SOE)经两次PCR获得嵌合基因片段S2S/Fc,回收后克隆到pGEM-T Easy TA克隆载体,获得合适的酶切位点,再采用双粘端连接法转克隆入真核表达载体pcDNA3中,得到真核重组载体pcDNA3 S2S/Fc.然后用脂质体法转染SP2/0细胞.结果:对重组载体进行了限制性酶切鉴定及测序分析,证明连接正确;经间接免疫荧光检测正实该重组载体能在真核细胞中表达插入的外源性基因编码的融合蛋白.结论:真核表达载体pcDNA3 S2S/Fc的成功构建及在SP2/0细胞中的有效表达,为进一步探讨HBV感染的特异性生免疫治疗提供了实验依据.
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Caspase酶与神经系统变性疾病
哺乳动物细胞内的白细胞介素-1β蛋白酶家族与控制线虫凋亡的ced-3基因产物高度同源.该家族蛋白具有半胱氨酸蛋白酶类和天冬氨酸特异酶切位点,故又称为半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(cysteinyl aspartate specific protease, caspase) .目前在哺乳动物细胞内发现至少有14种caspase家族成员,在细胞质中有至少30种底物,酶切后使这些蛋白质激活或失活,但均和细胞的死亡有关.
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高血压病人载脂蛋白B基因多态性研究
高血压病人常有脂代谢的异常,为研究ApoB基因XbaⅠ酶切位点的变化对血压及血脂代谢的影响,我们用聚合酶链式反应/限制性酶切法(polymerase chain reaction/restrictive enzyme, PCR/RE)研究了高血压病人apoB基因的多态性.
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采用集合转化的方法构建HIV-1蛋白酶区和反转录酶区T-A克隆载体
DNA重组技术是将两个或多个单独的DNA片段连接起来产生一个能在特定宿主中自主复制的DNA分子。重组DNA分子简单的构建方法是将基因片段克隆到质粒或噬菌体等克隆载体上。常用的质粒载体有pBR322、pUC和pGEM等。这些载体含有不同的多克隆位点,适于将含有不同酶切位点的DNA片段连接起来[1]。
获得性免疫缺陷综合征(acquired immune defi-ciency syndrome, AIDS)又称艾滋病,是由人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)引起的一种严重危害人类健康的致死性传染病。在HIV感染的所有阶段,都有持续高水平的HIV复制[2]。这种病毒的持续复制与耐药的发生和发展密切相关。HIV-1为单链RNA病毒,基因组全长约9.8 kb,中央编码区由3个结构基因gag、pol、env组成,其中pol基因片断覆盖 HIV 蛋白酶和反转录酶的编码区,目的片段长度为1865 bp[3,4]。我们采用集合转化方法对HIV-1反转录酶区进行T-A克隆,以得到重组质粒,为表型耐药下游实验摸索一套较为成熟的方法,报告如下。 -
基因多态性对血脂及调脂疗效的影响
原发性血脂异常和脂蛋白异常血症是一种多基因多因素的疾病,有很多的多态性的基因参与它的发病机制.本文重点叙述可能的候选基因与其相关性及其对调脂药物的疗效产生的不同,预测临床患者对药物反应,使医生为患者选择佳的药物和确定佳的剂量.
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浅谈IL-37 b与类风湿关节炎的关系
IL-37是IL-1家族第7个成员( IL-1 family 7, IL-1 F7),初是2000年利用计算机序列分析发现鉴定的一个细胞因子,2010年被 Nold 等人命名为IL-37[1]。人的 IL-37基因定位于第2号染色体上[2],结构与其他IL-1家族成员具有高度同源性。根据其基因片段上外显子的不同可组成五个剪切亚型(IL-37a-e),而每种亚型的表达都有其明显的组织特异性。 IL-37 b是分子量大的亚型,也是其主要的效应亚型,包括6个外显子中的5个(1、2、4、5、6),位于N端的外显子1和2能够编码一种前结构域,它包含了半胱氨酸天冬氨酸酶-1( caspase-1)的酶切位点,在caspase-1的酶切作用下, IL-37 b 由细胞外向细胞核内转移[3], IL-37b含有的外显子4~6能编码β-三叶草二级结构,IL-37b被认为是具有生物学功能的IL-37亚型,有研究表明试验状态下IL-37b能够形成同源二聚体的形式[4],已有研究证明IL-37 b与IL-18、IL-18 BP ( IL-18结合蛋白)和IL-18 Rα( IL-18受体)相互作用,以非竞争性结合形成复合体,抑制了 NF-κB 和 MAPK 等途径,使 IFN-γ的合成下降,对IL-1家族受体后信号传导产生负性调节作用,但是IL-37 b对IL-18的活性并未产生影响[4-6]。成熟的IL-37b还可以进入细胞核与Smad3结合形成复合体,通过调节基因转录抑制促炎因子的产生[7]。因此科学家推测它在细胞内和细胞外均具有生理活性[8]。
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HCG嵌合肽CP12基因的构建和原核系统表达
发展可组合靶抗原多个线性B细胞表位和自身或外源T细胞表位的基因工程嵌合肽免疫原,是当今疫苗学和免疫学界又一新的研究方向[1-3].我们曾以克服hCG避孕疫苗研制中存在的佐剂和免疫应答的MHC遗传限制等突出问题为目标,报道了hCG嵌合肽CP1编码基因的合成和原核生物表达的阶段性实验结果[4]. 本研究是系列基因工程hCG嵌合肽疫苗研究项目内容之一.其目的是,一在DNA和蛋白质分子设计水平积累提高靶CP肽在大肠杆菌中表达率的经验,二分析探讨所设计的不同表位组合顺序和CP肽链长度对其免疫原性的影响. CP12的分子设计与CP1的相似,即以同样顺序组合了hCGβ的3个线性B细胞表位和6个Th细胞表位(其中2个是广谱性的),区别是CP12在CP1的N端接上一段无B-和T-细胞表位的肽段, 它出自能在大肠杆菌中高表达的与人透明带1(ZP1)高度同源的猪ZP4肽的N端.CP12编码基因的构建分二步走,也就是,先化学合成正负链四段猪ZP4 25聚肽编码基因(含CP1编码基因5'端ATG后至BamH I位点间的短片段),两两配对退火复性后,通过酶促反应连接成1个ZP肽编码基因片段.然后再借助其两端EcoR I和BamH I酶切位点,重组插入经上述2种酶双酶切的pBV2 21-CP1重组表达质粒.DNA测序验证了CP12全序列.
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番鸭细小病毒免疫原蛋白基因的序列测定与分析
番鸭细小病毒(Muscovy duck parvovirus MDPV)病是近十年来在我国华南、华东等地饲养的番鸭中普遍流行的一种急性传染病。该病毒的基因组有两个阅读框架,左阅读框主要编码病毒的非结构蛋白;而右阅读框主要编码病毒结构蛋白。其中VP2结构蛋白具有免疫原性,是病毒刺激机体产生保护性抗体的重要抗原蛋白。此外,有研究报道,细小病毒具有肯定的抑瘤活性。其对人类的多种转化细胞和癌细胞有选择性地杀伤作用,而对正常的细胞无可检测的影响。这意味着通过在分子水平上对细小病毒的深入研究,将有可能为人类癌症疾病的治疗开辟一条新的途径。MDPV-Q株是从具有典型临床症状和病理变化的雏番鸭体内分离得到的野毒,经鉴定为番鸭细小病毒。为了解我国分离株与国外分离株之间的异同关系以及为今后研制开发MDPV的基因工程疫苗,我们借助于PCR引物设计软件,设计了一对引物LHMP7/LHMP8,该对引物选取位于2 885~2 900及4 618~4 604的两段序列,跨幅为1 734 bp,同时在这2条引物中分别加入2种限制性核酸内切酶SacII和 KpnI的酶切位点,使扩增后的DNA片段的两端,分别含有这两种酶的酶切位点,以利于鉴定和今后的亚克隆。应用PCR技术扩增了MDPV-Q株的VP2蛋白基因片段。将扩增后的VP2蛋白基因重组到pMD18-T载体上,并对插入片段进行序列测定。测序结果表明,我国分离的MDPV的VP2蛋白基因序列与国外分离株具有很高的同源性,达98.1%。
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人转化生长因子-β1基因克隆、测序及真核表达载体的构建
目的 克隆人转化生长因子-β1(TGF-β1)基因编码区cDNA序列,构建并鉴定TGF-β1真核表达载体.方法 设计含有EcoRⅠ和XholⅠ酶切位点的TGF-β1cDNA引物,利用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法,以人白细胞mRNA为模版,扩增TGF-猹1基因,纯化PCR产物,TA克隆,双酶切与pcDNA3质粒表达载体连接,转化感受态大肠杆菌JM109,酶切鉴定阳性重组子,并进行序列测定.结果 琼脂糖凝胶电泳显示,用双酶切后形成分子量1.2kb的条带,符合物理图谱,表明表达载体构建成功,序列测定结果与预测结果完全一致.结论 成功克隆了TGF-猹1基因,并成功地构建了真核表达载体pcDNA3-TGF-β1.
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水痘-带状疱疹病毒84-7株基因特征分析
目的 分析水痘-带状疱疹病毒(varicella-zoster virus,VZV) 84-7株的基因特征.方法 利用PCR法分别扩增VZV84-7株ORF38(Pst Ⅰ)、ORF54 (Bgl Ⅰ)、ORF62(Sma Ⅰ、BssHⅡ、Nae Ⅰ)共5个酶切位点片段,运用生物信息学软件对5个酶切位点进行分析;PCR扩增病毒复制起点,分析VZV84-7株复制起点特征;PCR扩增VZV84-7株gE基因,对该基因进行序列分析.结果 VZV84-7株的酶切位点特征为:Pst Ⅰ+Bgl Ⅰ+Sma Ⅰ-BssHⅡ-Nae Ⅰ-;复制起点区域包含1个13TA+19GA结构;gE基因序列与Oka株相比,在第1 170位存在1个碱基差异,为C→A,属于无义突变,但编码区氨基酸序列同源性为100%.结论 VZV84-7株的酶切位点和复制起点均有特异性,同时VZV84-7株与Oka株的gE基因仅有1个碱基突变,氨基酸序列同源性为100%.
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重组质粒pBI190的构建
利用质粒pBI121为载体,通过对其酶切位点的改造,引入一个目的基因(204 bp),构建成一个新的质粒pBI190.方法:用Sac I和Xba I分别对质粒pBI121进行酶切,0.8%低熔点琼脂糖凝胶电泳回收所需片段,将已知DNA片段用引物进行PCR扩增后,使用T4 DNA连接酶将上述得到的DNA片段与酶切回收的质粒pBI121 DNA进行连接.结果:将连接产物转化大肠杆菌DH5α及筛选与测序公司进行鉴定,终符合目的要求.结论:本实验将质粒pBI121进行了改造,构建了新的表达载体pBI190,并且分析了实验过程中遇到的相关问题.
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热休克蛋白基因多态性与溃疡性结肠炎相关性研究
溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是一种病因不明的累及结肠黏膜和黏膜下层病变的慢性非特异性肠道炎性疾病,在我国发病率呈上升趋势,其病因可能涉及遗传、免疫、感染、环境等因素;热休克蛋白(heat shock protein,HSP70)作为分子伴侣在抗原的递呈和处理中起重要的作用,具有广泛的诱导炎症和免疫调节功能.为了探讨HSP70-2基因多态性与UC的相关性,我们采用聚合酶链反应-限制性内切酶方法(PCR-RFLP)对57例UC患者及127例健康正常人进行HSP70-2+1267(A/G)Pst Ⅰ酶切位点基因多态性检测.