小鼠E1A激活基因阻遏子RNA干扰表达载体的构建
PPARγ基因shRNA真核表达载体的构建及其干扰效果鉴定
P P A M基因shRNA真核表达载体的构建及其干扰效果鉴定辛婧、沈亚非、邓飞\谢亚争、张日华2,刘云21.漯河市中心医院内分泌科,河南漯河462000;2•南京医科大学第一附属医院老年医学内分泌科摘要:目的构建过氧化物酶体增殖物激活受体y(PPARy)基因RNA干扰的真核表达载体,转染小鼠3T3-L1前体脂肪 细胞,并鉴定其干扰效果。
方法选择设计2条针对小鼠PPA R y基因的干扰耙序列,构建真核表达载体PLKO. 1-PPARy-GFP-shRNAl/2,以PCR鉴定并进行序列分析。
证实质粒构建成功后,转染小鼠3T3-U前体脂肪细胞,荧光显微镜下观察 绿色荧光蛋白(eGFP)的表达,计算转染效率;采用实时定量PC R法和W estern印迹检测载体对PPA R y基因的表达干扰效 果;采用油红染色观察PPA R y在脂肪细胞分化过程中对脂滴形成的作用。
结果成功构建PPA R y干扰质粒PLKO.1- PPARy-GFP-shRNAl/2,PC R和DNA测序证实序列与设计完全一致;荧光显微镜下观察到3T3-L1细胞绿色荧光蛋白的表 达,证实重组质粒成功转人细胞,转染效率(92. 67士1.53)%;实时荧光定量PC R和Western B lot印记试验均显示PLKO. 1-PPARy-GFP-shRNAl/2转染的3T3-L1细胞PPARy基因分别被特异性抑制;耙点1干扰效率[(78. 2士2.1)%]高于耙点2 [(55.8±4.3)%],差异有统计学意义(P C0.05),靶点1初步鉴定为有效靶点。
油红染色显示PLKO. 1-PPARy-GFP-shR-NA1/2转染均可抑制3T3-L1脂肪细胞分化和脂滴聚集。
结论成功构建了耙向干扰PPA R y基因的shRNA真核表达质粒 PLKO.l-PPARy-GFP-shRNAl/2,并筛选出有效抑制靶基因的表达质粒,初步验证PPA R y基因对脂肪细胞分化的作用,为 进一步研究提供了有效的分子生物学工具。
动脉内皮细胞中TIE2启动CREG真核表达质粒pTIE2-CREG-EGFP-N1的表达
动脉内皮细胞中TIE2启动CREG真核表达质粒pTIE2-CREG-EGFP-N1的表达李杰;闫承慧;张效林;梁振阳;冯雪瑶;白净;韩雅玲【摘要】背景:血管内皮发生的分子机制是细胞及基因替代治疗的首要前提.目的:构建一种通过血管内皮细胞特异蛋白TIE2 启动子来启动表达的E1A 激活基因阻遏子(cellular repressor of E1A-stimulated genes,CREG) 和增强绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescence protein,EGFP) 融合的真核表达质粒.方法:根据GenBank 中公布的TIE2 基因的启动子序列,人工合成TIE2 启动子DNA 序列,经AseⅠ和NheⅠ双酶切后,亚克隆入表达质粒pEGFP-N1 中构建pTIE2-EGFP-N1.同时,用BamHⅠ和EcoRⅠ双酶切pcDNA3.1 myc-His/hCREG质粒得到CREG 基因,亚克隆入质粒pTIE2-EGFP-N1 中构建pTIE2-CREG-EGFP-N1,酶切鉴定.应用脂质体法将该质粒转染至体外培养的小鼠动脉内皮细胞,荧光显微镜下观察EGFP 的表达;Western blot 检测CREG 蛋白的表达.结果与结论:经酶切鉴定证实实验构建的pTIE2-CREG-EGFP-N1 质粒正确;体外转染48 h,荧光显微镜下可见EGFP的表达,Western blot 检测到CREG 蛋白的表达.说明实验成功构建了pTIE2-CREG-EGFP-N1 重组质粒,其可携带目的基因在小鼠动脉内皮细胞中有效表达.%BACKGROUND: The molecular mechanism of blood vessel endothelium formation is the primary premise for cellular and gene replacement therapy. OBJECTIVE: To construct an eukaryotic expression plasmid for cellular repressor of E1A-stimulated genes (CREG) driven by an endothelial cell specific promoter TIE2 and reported by enhanced green fluorescence protein (EGFP), and then to observe its expression in mouse artery endothelial cells in vitro. METHODS: TIE2 promoter DNA sequencewas synthesized according to GenBank, and was attached with AseⅠ and NheⅠrestriction enzyme recognition sites at bo th ends, respectively. The TIE2 promoter sequence was released from pUC57-TIE2 plasmid by AseⅠ and NheⅠ digestion enzymes, and then was inserted into pEGFP-N1 plasmid to form pTIE2-EGFP-N1 recombinant plasmid. CREG gene fragment was released from pcDNA3.1 myc-His/hCREG plasmid by BamHⅠ and EcoRⅠdigestion enzymes, and then was subcloned into pTIE2-EGFP-N1 plasmid in order to construct pTIE2-CREG-EGFP-N1 plasmid. The recombinant pTIE2-CREG-EGFP-N1 plasmid was then transfected into mouse artery endothelial cells by liposome. The EGFP expression was observed by fluorescence microscopy and the CREG expression was detected by western blot analysis. RESULTS AND CONCLUSION: Identification of pTIE2-CREG-EGFP-N1 by enzyme digestion and sequencing analysis showed that lengths of the target genes which were inserted into the recombinant plasmid were correct, and that the recombinant plasmid was transfected into mouse artery endothelial cells successfully. The strong expression of EGFP was observed by fluorescence microscopy, and the expression of CREG protein was detected by western blot analyis. The results showed that the pTIE2-CREG-EGFP-N1 eukaryotic expression plasmid was successfully constructed and the recombinant vector provides a practical tool in investigating the function and regulation of CREG in the development of cardiovascular diseases and also in producing transgenic mice with endothelial cell specific over-expression of CREG.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2011(015)041【总页数】5页(P7706-7710)【关键词】启动子;TIE2;E1A;激活基因阻遏子;转染;小鼠动脉内皮细胞;基因载体构建【作者】李杰;闫承慧;张效林;梁振阳;冯雪瑶;白净;韩雅玲【作者单位】解放军沈阳军区总医院全军心血管病研究所心内科,辽宁省沈阳市110016;解放军第四军医大学西京医院心内科,陕西省西安市710032;解放军沈阳军区总医院全军心血管病研究所心内科,辽宁省沈阳市110016;解放军沈阳军区总医院全军心血管病研究所心内科,辽宁省沈阳市110016;解放军沈阳军区总医院全军心血管病研究所心内科,辽宁省沈阳市110016;解放军沈阳军区总医院全军心血管病研究所心内科,辽宁省沈阳市110016;解放军沈阳军区总医院全军心血管病研究所心内科,辽宁省沈阳市110016;解放军第四军医大学西京医院心内科,陕西省西安市710032;解放军沈阳军区总医院全军心血管病研究所心内科,辽宁省沈阳市110016【正文语种】中文【中图分类】R3180 引言E1A激活基因阻遏子(cellular repressor of E1A-stimulated genes, CREG)是一个转录调控相关因子[1]。
表达质粒的构建
表达质粒的构建一、表达载体的构建表达载体是指具有宿主细胞基因表达所需调控元件,能使克隆的基因在宿主细胞内转录与翻译的载体。
也就是说,克隆载体只是携带外源基因,使其在宿主细胞内扩增;表达载体不仅使外源基因扩增,还使其表达。
外源基因在受体细胞内表达与否及表达水平受到许多因素(调控元件)的制约。
1、正确的阅读框架外源基因编码区在插入表达质粒中原核基因编码区时,阅读框架应保持一致。
外源基因只有在它与载体DNA的起始密码相吻合时,才算处于正确的阅读框架中,从而表达融合蛋白,使外源蛋白与宿主蛋白相融合。
2、目的基因有效转录的启动子启动子是DNA链上一段能与DNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列,它是基因表达不可缺少的重要调控序列。
原核启动子是有两段彼此分开且又高度保守的核苷酸序列组成的,分别称为-35区和-10区。
-35区序列为TTGACA,-10区的序列为TATAAT。
两序列之间的最佳间距为17bp。
可与RNA聚合酶结合,并指导该酶在正确的转录部位开始合成mRNA。
由于细菌RNA聚合酶不能识别真核基因的启动子,因此原核表达载体必须用原核启动子带动真核基因在原核生物中转录。
原核表达载体启动子的转录常常是可以控制的,一般情况下不转录,而受诱导剂诱导时就能转录,带动外源基因的高效表达。
(1) 大肠杆菌的lac启动子是乳糖操纵子的启动子,受lac I编码的阻遏蛋白调节控制(2) 大肠杆菌的trp启动子是色氨酸操纵子启动子,受trpR编码的阻遏蛋白调节控制(3) tac启动子,由lac启动子的-10区和trp启动子的-35区融合而成,汇合了lac和trp两者优点,是一个很强的启动子,受lac I编码的阻遏蛋白调节控制(4) lacUV5启动子是经紫外线诱变改造的lac启动子,该启动子失去了CAP和cAMP的证调控,只要有乳糖或IPTG存在时就能够启动转录(5) 噬菌体的λP启动子是λ噬菌体左、右向启动子,是一个温度敏感的阻遏蛋、LR白受温度调控的很强的启动子(6) T7噬菌体启动子,比大肠杆菌启动子强得多,并且十分专一,只被T7RNA 聚合酶所识别。
分子生物学知识:RNA干扰技术在植物和动物基因沉默上的应用
分子生物学知识:RNA干扰技术在植物和动物基因沉默上的应用随着分子生物学技术的不断发展,越来越多的研究人员开始尝试利用RNA干扰技术对植物和动物的基因进行沉默。
RNA干扰技术是一种利用RNA分子对靶基因进行沉默的技术,被广泛应用于细胞生物学和分子生物学领域。
在植物和动物中,RNA干扰技术也已成为一种常用的基因沉默方法。
本文旨在介绍RNA干扰技术在植物和动物基因沉默上的应用。
一、RNA干扰技术的基本原理RNA干扰技术是一种靶向性比较高的基因沉默技术。
其基本原理是利用RNA分子特异性的控制靶基因的表达。
RNA干扰分为两种机制,其中一种是通过小RNAs引起沉默,另一种则是通过siRNA引起沉默。
在植物和动物中,RNA干扰技术主要通过siRNA引起基因沉默。
siRNA是一种21-25个核苷酸的短RNA分子。
siRNA能够与比较特异的靶基因的mRNA互相匹配,并形成RNA酶复合体。
该复合体能够切割靶基因的mRNA,从而导致靶基因的表达下降或者消失,这就是RNA干扰技术的基本原理。
二、RNA干扰技术在植物基因沉默中的应用在植物中,RNA干扰技术是一种有效的基因沉默方法。
利用RNA干扰技术可以沉默某些不需要或者不希望表达的基因,也可以帮助解析基因调控网络。
在植物中,RNA干扰技术主要通过两种方法实现,一种是利用植物自身的RNA干扰系统,另一种则是人工引入RNA干扰载体。
1.利用植物自身的RNA干扰系统植物本身就具有自身的RNA干扰机制。
植物中RNA干扰的效率一般比较低,但是其操作便捷,可以直接在目标植物中进行操作。
治理植物病害和提高植物营养品质的方面,RNA干扰在植物的生命科学中具有重要地位。
2.人工引入RNA干扰载体利用人工合成的RNA干扰载体是一种常用的方法。
通过植物转化技术把RNA载体导入植物体内,该载体会在植物体内引发RNA干扰反应,从而沉默目标基因。
利用基因工程的方法,科学家可以在RNA干扰载体中加入目标基因的核酸序列,这样当RNA干扰载体与细胞核染色体以及相关蛋白结合后,RNA将能够特异性地与靶标基因的mRNA相结合,导致该基因的沉默。
表达载体的构建方法及步骤
For personal use only in study and research; not for commercial use表达载体的构建方法及步骤一、载体的选择及如何阅读质粒图谱目前,载体主要有病毒和非病毒两大类,其中质粒DNA 是一种新的非病毒转基因载体。
一个合格质粒的组成要素:(1)复制起始位点Ori 即控制复制起始的位点。
原核生物DNA 分子中只有一个复制起始点。
而真核生物DNA 分子有多个复制起始位点。
(2)抗生素抗性基因可以便于加以检测,如Amp+ ,Kan+(3)多克隆位点MCS 克隆携带外源基因片段(4)P/E 启动子/增强子(5)Terms 终止信号(6)加poly(A)信号可以起到稳定mRNA 作用选择载体主要依据构建的目的,同时要考虑载体中应有合适的限制酶切位点。
如果构建的目的是要表达一个特定的基因,则要选择合适的表达载体。
载体选择主要考虑下述3点:【1】构建DNA 重组体的目的,克隆扩增/基因表达,选择合适的克隆载体/表达载体。
【2】.载体的类型:(1)克隆载体的克隆能力-据克隆片段大小(大选大,小选小)。
如<10kb 选质粒。
(2)表达载体据受体细胞类型-原核/真核/穿梭,E.coli/哺乳类细胞表达载体。
(3)对原核表达载体应该注意:选择合适的启动子及相应的受体菌,用于表达真核蛋白质时注意克服4个困难和阅读框错位;表达天然蛋白质或融合蛋白作为相应载体的参考。
【3】载体MCS 中的酶切位点数与组成方向因载体不同而异,适应目的基因与载体易于链接,不能产生阅读框架错位。
综上所述,选用质粒(最常用)做载体的5点要求:(1)选分子量小的质粒,即小载体(1-1.5kb)→不易损坏,在细菌里面拷贝数也多(也有大载体);(2)一般使用松弛型质粒在细菌里扩增不受约束,一般10个以上的拷贝,而严谨型质粒<10个。
(3)必需具备一个以上的酶切位点,有选择的余地;(4)必需有易检测的标记,多是抗生素的抗性基因,不特指多位Ampr(试一试)。
基因表达载体的构建
Trp启动子
• 色氨酸启动子( Trp)的阻遏蛋白在有色 氨酸时,二者结合,阻遏蛋白变构激活 而与启动子结合,阻止RNA聚合酶的转 录。无色氨酸时,阻遏解除,因β-吲哚 丙烯酸是色氨酸的竞争性抑制剂,常用 作诱导剂,诱发色氨酸启动子转录。 (如图6-5) 同时,衰减子对Trp转录也 有调节作用(如图6-6)
1. 启始密码子:表达效率 AUG>GUG>UUG
2. SD序列:较长的效率高,如 UAAGGAGG比AAGAA高三倍;SD序 列与AUG间距一般6-12bp,4-10bp较佳, 9bp最佳;SD序列的5’非翻译区,若有 5’-UGAUCU,则有增强作用。
mRNA的二级结构对翻译起始 的影响
• mRNA形成二级结构时,可产生茎环。 若SD序列、AUG位于茎环内或发夹内, 转译受抑制;在茎环外则有利于转译。 见表6-1
乳糖启动子(Lac)
• 无乳糖时,调节基因(I)产生阻遏蛋白 与操纵基因结合,阻止RNA聚合酶结合 进而阻止转录;有乳糖时,乳糖能与阻 遏蛋白结合,使其变构解离而行使转录 功能。如图6-2
• 而LacZ基因可由IPTG(异丙基硫代- β-D半乳糖)诱导转录。 Lac启动子改建 如 图6-3、6-4(a) (b)
• 一、启动子结构对表达效率的影响 • 二、表达载体的选择 • 三、外源基因(cDNA)中密码子的作用 • 四、mRNA的一级结构与基因表达 • 五、mRNA的二级结构对翻译起始的影响 • 六、mRNA稳定性的影响 • 七、转录终止区对外源基因表达效率的影响 • 八、转录后的若干因素与基因表达的关系 • 九、宿主选择对表达的影响 • 十、培养条件的控制对表达效率的影响
脂蛋白启动子(LPP)
• 脂蛋白为细胞外膜蛋白,细菌中含量高, 该启动子表达效率高,由信号肽可将基 因表达产物分泌到胞外,常用来构造分 泌型表达载体。
RNA干扰技术基本原理与应用
网上数据库中选择特定的shRNA克隆,无需再耗时 耗力进行siRNA的设计、合成和验证过程
CAM:氯霉素抗性基因 hr:同源重组位点 Barcode:每个shRNA独特的识别序列 MSCV:病毒载体骨架 PKG-Puro:哺乳动物细胞中载体稳定性的选择 Kan、oriT、RK6:逆转录病毒信号序列
在特异性siRNA引入1~2个错配碱基 AGCCTTAGCTTAAGTCCTAG AGCCTTAGTTTAAATCCTAG
目标序列筛选的相关网站
查找已经证实的siRNA的网站
siRNA的制备方法
体外制备方法
化学合成siRNA 体外转录获取siRNA 利用Dicer或 RNaseⅢ消化长的dsRNA成
RNAi的发现和发展历程
2002 年 Novina 等 用RNAi 技术实现了对HIV-1 病毒的阻抑
2004年 Morris 等 用RNAi技术实现了对人细胞基因的抑制
Science 2004(August 27);305:1289-1292
RNAi的主要特点和优势
诱导转录后水平的基因沉默 具有高度的特异性 抑制基因表达的效率非常高 可在不同细胞之间传递甚至传到子代中去
siRNA
化学合成法制备siRNA
优点: 纯度高 合成量不受限 能被标记 缺点:价格昂贵、合成周期长 用途:已经找到最有效的siRNA的情况下,
需要大量siRNA进行研究
体外转录法制备siRNA
优点:简单 成本低 速度快 毒性小 稳定性好 缺点:反应规模和量始终有一定的限制 用途:筛选siRNAs,特别是需要制备多种
HCV RNA ↓ 21倍
RNAi设计与载体构建技术流程
RNAi设计与载体构建技术流程
1、基因的mRNA序列设计3条干扰片段;
2、把干扰片段设计成茎环结构克隆到含U6启动子或其他特定启动子的载体中,测序验证无误;
3、把空载和干扰质粒分别转染பைடு நூலகம்胞;
4、用western blot检测干扰效率,筛选到干扰效率最高的片段可用于后续的研究。
由于rnai具有高度的序列专一性可以特异地将特定的基因沉默从而获得基因基因功能丧失或基因表达量的降低
RNAi设计与载体构建技术流程
RNA干扰技术概述
RNA干扰(RNA interfering,RNAi)现象是由与靶基因序列同源的双链RNA引发的广泛存在于生物体内的序列特异性基因转录后的沉默过程。
由于RNAi具有高度的序列专一性,可以特异地将特定的基因沉默,从而获得基因基因功能丧失或基因表达量的降低。因此可以作为功能基因组学研究的一种强有力的工具。RNAi技术可以广泛应用到包括功能学,药物靶点筛选,细胞信号传导通路分析,疾病治疗等。
表达载体的构建
表达载体的构建关于表达载体的构建1.表达载体(expression vector):能使目的基因在宿主细胞中表达的一类载体。
这类载体既有复制子,更要有强启动子;2.大肠杆菌中的表达载体应含有(1)强启动子(2)在启动子下游区和A TG上游区有一个好的SD序列。
(3)在外源基因插入序列下游区要有一个强的转录终止序列,保证外源基因有效转录和质粒的稳定性。
我们实验室常用的就是PBI121的表达型载体,该载体具有35S强启动子,下游有MCS,并且具有T-DNA插入片段和T et和Kan的抗性位点,有利于作为农杆菌浸染植物的表达载体。
3.载体构建的步骤(1).设计引物1.引物的长度用于PCR扩增的寡核苷酸引物至少应在16个碱基以上,一般以20—30个碱基为宜,引物过短会使PCR特异性降低,过长则会引起引物间的退火而影响有效扩增。
2. 引物自身序列应位于高度保守区,与非扩增区无同源序列。
引物中碱基分布应尽可能避免嘌呤、嘧啶的连续排列,引物间3’端的互补、二聚体或发夹结构也可能导致PCR反应失败。
3. Tm值引物的Tm值一般控制在55-60度, 尽可能保证上下游引物的Tm值一致,一般不超过2度. 如果引物中的G+C含量相对偏低,则可以使引物长度稍长,而保证一定的退火温度.Tm=2(A+T)+4(C+G)4. 引物的GC含量引物中GC含量应占到45%一60%左右。
在引物设计时应尽量避免引物二聚体和发卡结构,尤其是在引物3,端不应有互补结构。
引物3,端应与目的片段完全配匹,而其5’端碱基可不与模板配匹,故在引物设计时可在其5,端加上限制酶位点或其他短的序列,这些与原初模板并不配对的非互补序列在后续的循环中将被带到双链DNA中去,这样反应产物不仅含有目的序列,同时在目的基因的两侧又有了新的限制酶位点,用相应的限制酶切割后即可将PCR产物定向克隆到载体中。
以基因GhAGP31为例说明,以下是GhAGP31的ORF序列:ATGGGGTTTGCTGTAATAGTACTAGTAGTTAAAGCTGCTTTGCTTGTG CAGCTTTCACT GTTGTTACTGAGCACCTTCACTGTCTCTGCTCCCATTTGGCCTCAGGC TTCTCCTCCTC ATTACCATGCTGTTTCACCTGTAGTCCCGCCTACTCACCCACCAACCC ACCACCATCAC CACCACCCTCACCCTCACCCTCACCCCCATCCTCATCCACCCACTAA GCCCCCAACCC CCACTCCTCCTCCAGTTCA TCCACCACCCAAGGCGCCAGTGCAACCACCAACCAAGC CACCAGTTCACCCACCACCCAAGCCACCAGTTCAACCTCCAACTAA GCCACCAACCA AACCTCCAACTCAACCCCCGACTAAGCCACCAACTCAGCCCCCGAC TAAGCCACCAA CCAAGCCTCCAACTCAGCCCCCGACGAAGCCACCAACACACCCAC CATCTCATCCTC CGGCCAAGCCACCTAAA TCGAGCCAGGTGGCAGTGCAGGGCGTTGTTTATTGCAAGT CA TGCAAGTACGCCGGAGTCGACACCCTTTTGGGAGCTAAACCAATTC TTAGTGCCAC CGTAAGGCTGACA TGCAAAGACGCTAAAAACGAATTAACGGTCCAGTTCAAGACTGA CAAGAATGGTTA TTTCTTCCTGCAAGCACCAATTACCATCTACAATTTTGATCTCCACA ATTGCAGCGTCTCCCTCGTATCTTCACCATTGAAAGCATGCAGCAAG CCA TCTAATCTA AACGGTGGATTGAAGGGCGCCCCCTTGAAGCCTGAGAAACCATCTACTTCAAAGAAG CTCCCATATGTTCTCTACAGCGTTGGGCCCTTCGCTTTCGAACCCACA TGTCACAAGAA CTAGGhAGP31Up1: 5’>CTTGGA TCCATGGGGTTTGCTGTAATAGTAC<3’BamHI GhAGP31Dn1: 5’>CTTTCTAGAGTTCTTGTGACA TGTGGGTTCG<3’XbaI 两条引物都有CTT作为保护碱基,同时平衡引物中的G+C含量。
《基础分子生物学》复习题及参考答案
《基础分子生物学》复习题及参考答案一、填空题1.核酸分子中糖环与碱基之间为β型的糖苷键,核苷与核苷之间通过磷酸二酯键连接成多聚体。
2.DNA变性后,紫外吸收增加,粘度下降,浮力密度升高,生物活性丧失。
3.DNA双螺旋直径为 2 nm,每隔 3.4nm上升一圈,相当于10个碱基对。
4.Z-DNA为左手螺旋。
5.hn-RNA是真核生物mRNA的前体。
6.用Sanger的链末端终止法测定DNA一级结构时,链终止剂是双脱氧核苷三磷酸。
7.维系DNA双螺旋结构稳定的力主要有氢键和碱基堆积力。
8.在碱性条件下,核糖核酸比脱氧核糖核酸更容易降解,其原因是因为核糖核酸的每个核苷酸上-OH 的缘故。
9.DNA复制时,连续合成的链称为前导链;不连续合成的链称为随从链。
10.DNA合成的原料是四种脱氧核糖核苷三磷酸;复制中所需要的引物是RNA 。
11.DNA合成时,先由引物酶合成 RNA引物,再由 DNA聚合酶Ⅲ在其3′端合成DNA链,然后由 DNA聚合酶Ⅰ切除引物并填补空隙,最后由 DNA连接酶连接成完整的链。
12.细菌的DNA连接酶以NAD为能量来源,动物细胞和T4噬菌体的DNA连接酶以A TP为能源。
13.大肠杆菌RNA聚合酶的全酶由α2ββ′σ组成,其核心酶的组成为α2ββ′。
14.RNA转录过程中识别转录启动子的是σ因子,协助识别转录终止部位的是ρ因子。
15.真核细胞mRNA合成后的成熟过程包括戴帽、加尾、剪接、甲基化修饰。
16.遗传信息由RNA传递到 DNA 的过程称为逆转录,由逆转录酶催化。
17.反密码子第 1 位碱基和密码子第 3 碱基的配对允许有一定的摆动,称为变偶性。
18.在原核细胞翻译起始时,小亚基16SrRNA的3′端与mRNA5′端的 SD序列之间互补配对,确定读码框架,fMet-tRNA f占据核糖体的 P位点位置。
19.细胞内多肽链合成的方向是从 N 端到 C 端,而阅读mRNA的方向是从 5′端到 3′端。
押江苏卷第23题 基因工程(原卷版)
押江苏卷基因工程1、(2023江苏卷) 为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达,运用重组酶技术构建质粒,如图1所示。
请回答下列问题:(1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时,配制的两个反应体系中不同的有______,扩增程序中最主要的不同是______。
(2)有关基因序列如图2.引物F2-F、F1-R应在下列选项中选用______。
A. A TGGTG------CAACCAB. TGGTTG------CACCATC. GACGAG------CTGCAGD. CTGCAG------CTCGTC’(3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后,在重组酶作用下可形成环化质粒,直接用于转化细菌。
这一过程与传统重组质粒构建过程相比,无需使用的酶主要有_______。
(4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选,下列叙述错误..的有_______。
A. 稀释涂布平板需控制每个平板30~300个菌落B. 抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高C. 抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落D. 抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计,用不同菌落的质粒为模板,用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增,质粒P1~P4的扩增产物电泳结果如图3.根据图中结果判断,可以舍弃的质粒有______。
(6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒,通常需进一步通过基因测序确认,原因是______。
2、(2022江苏卷)纤毛是广泛存在细胞表面结构,功能异常可引起多种疾病。
因此,研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。
请回答下列问题。
(1)纤毛结构如图1所示,由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来,中心体在有丝分裂中的功能是__________________。
(2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常,为了分析纤毛相关基因X 是否发生了变异,对基因X 进行了PCR 扩增与产物测序。
【国家自然科学基金】_e1a激活基因阻遏子_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6பைடு நூலகம்7 8
科研热词 血管平滑肌细胞 细胞凋亡 凋亡 信号通路 人脐静脉内皮细胞 p13k e1a激活基因阻遏子 e1a激活基因细胞阻遏子
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 高糖 糖尿病 凋亡 内皮细胞 creg
推荐指数 1 1 1 1 1
科研热词 阻遏子 蛋白纯化 腺病毒e1a蛋白(e1a) 糖蛋白
推荐指数 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
2011年 科研热词 推荐指数 血管平滑肌细胞 3 细胞凋亡 3 e1a激活基因阻遏子 3 血管内皮细胞 2 人脐静脉内皮细胞 2 p38 2 e1a激活基因阻遇子 2 阻遏蛋白 1 通透性 1 迁移 1 转染 1 血管内皮生长因子 1 腺病毒e1a蛋白 1 胚胎干细胞 1 胚胎小体 1 细胞骨架 1 组织构建 1 炎性损伤 1 激活基因阻遏子 1 核因子κ b 1 小鼠动脉内皮细胞 1 基因载体构建 1 启动子 1 受体,胰岛素样生长因子 1 动脉粥样硬化 1 ve-cadherin 1 tie2 1 eia激活基因细胞阻遏子 1 e1a激活基因 1 e1a 激活基因阻遏子 1 e1a 1 creg 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
RNAi的原理和载体构建
RNAi的原理和载体构建RNA干涉(RNA interference,简称RNAi)是指一些小的双链RNA (double strand RNA,dsRNA)可以高效、特异的阻断体内特定基因表达,促使mRNA降解,诱使细胞表现出特定基因缺失的表型。
RNAi是一种高效的特异性强的基因阻断技术。
可以快速分析靶基因的功能,RNAi发展迅速,已成为功能基因组研究和反向遗传学研究的有力工具。
RNAi技术被《Science》杂志评为2002年度的十大科技突破。
RNAi的分子机制1①外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内,产生一些dsRNA。
胞质中的核酸内切酶Dicer将这些dsRNA切割成多个具有特定长度和结构的短双链RNA(大约21~25 bp),即siRNA。
②siRNA在RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链,然后反义siRNA再与体内一些酶结合形成RNA诱导的沉默复合物(RISC)。
③RISC与外源性基因表达的mRNA的同源区进行特异性结合,RISC具有核酸酶的功能,在结合部位切割mRNA,被切割后的断裂mRNA随即降解。
④RNAi信号的放大:siRNA不仅能引导RISC切割同源单链mRNA,而且可作为引物与靶RNA结合并在依赖RNA的RNA聚合酶(RNdependent RNA polymerase, RdRP)作用下合成更多新的dsRNA,新合成的dsRNA再由Dicer切割产生大量的次级siRNA,从而使RNAi的作用进一步放大,最终将靶mRNA完全降解。
RNAi作用的特点2①高效性研究发现RNAi过程中不同浓度的dsRNA产生的效果一样。
Miki等研究水稻OsRac基因家族的功能时,通过构建单一基因片段的植物表达载体,成功地抑制了OsRac基因家族的多个基因。
说明RNAi可实现在一个个体或一个细胞内同时沉默多个基因。
②高度特异性由dsRNA诱导的RNAi只引起与dsRNA同源的mRNA降解,不影响其它基因的表达,具有很高的特异性。
实验十五、、表达载体的构建
在实验过程中,我们对实验条件进行了优化,提高了实验 的效率和成功率,为今后的实验提供了有益的参考。
研究展望
拓展应用领域
未来可以将该表达载体应用于更多的基因治疗和基因功能研究领域, 为相关领域的发展提供有力支持。
改进表达载体
针对本次实验中存在的不足,可以对表达载体进行进一步的优化和 改进,提高其转染效率和稳定性,以适应更多不同类型细胞的需求。
控机制,为基因治疗和基因功能研究提供更加坚实的基础。
03
拓展应用范围
在未来的研究中,可以尝试将该表达载体应用于动物模型和临床试验中,
以验证其在不同生物体内的应用效果和安全性。
THANKS
感谢您的观看
表达载体通常由质粒或病毒DNA改造而来,它们能够将外源基因带入宿主细胞,并 在其中进行复制和表达。
通过构建不同的表达载体,科学家们可以实现基因的异源表达、高表达和定向进化 等目的,为生物制药、农业和工业生产等领域提供有力支持。
02
表达载体的基础知
识
表达载体的定义
表达载体是用于在宿主细胞中复制和 表达外源基因的运载体,它能够将目 的基因导入细胞并使其稳定遗传。
实验十五:表达载体 的构建
目录
CONTENTS
• 引言 • 表达载体的基础知识 • 实验材料与方法 • 实验结果与分析 • 结论与展望
01
引言
实验目的
了解表达载体在基因工程中的应 用。
学会设计并构建基因表达载体。
掌握表达载体构建的基本原理。
01
03 02
实验背景
表达载体构建是基因工程中的关键技术之一,它涉及到将目的基因插入到载体DNA 中,以便在宿主细胞中进行表达。
表达载体是基因工程中的重要工具, 它能够将外源基因在宿主细胞中进行 有效表达,产生所需的蛋白质或代谢 产物。
小鼠NR1D1基因过表达载体的构建及其生物信息学分析
第48卷第1期2022年1月吉林大学学报(医学版)Journal of Jilin University(Medicine Edition)Vol.48No.1Jan.2022DOI:10.13481/j.1671‑587X.20220112小鼠NR1D1基因过表达载体的构建及其生物信息学分析董浩1,2,江海圳1,2,李超1,2,高登科1,2,靳亚平1,2,陈华涛1,2(1.西北农林科技大学动物医学院临床兽医系,陕西杨凌712100;2.西北农林科技大学农业农村部动物生物技术重点实验室,陕西杨凌712100)[摘要]目的:构建小鼠核受体亚家族1组D成员1(NR1D1)基因的过表达载体,分析小鼠NR1D1蛋白的基本特征。
方法方法:从小鼠肝脏组织中提取总RNA,反转录后获得cDNA,采用PCR技术扩增得到小鼠NR1D1基因的编码区片段,经同源重组与pcDNA3.1载体相连接,将酶切鉴定和测序正确的重组质粒命名为pcDNA3.1-NR1D1。
将pcDNA3.1空质粒和pcDNA3.1-NR1D1重组质粒分别转染至HEK293T细胞中,分别为对照组和pcDNA3.1-NR1D1转染组,48h后提取总RNA和总蛋白样品,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和Western blotting法检测2组细胞中NR1D1mRNA和蛋白表达水平。
使用DNAStar和MEGA7软件对小鼠与其他物种的NR1D1基因编码区序列(CDS)进行相似性分析,并构建系统进化树;利用ExPASy、ProtScale、SingalP5.0、TMHMM-2.0、PhosphoSitePlus®、SOPMA和SWISS-MODEL等在线工具分析NR1D1蛋白的氨基酸组成、亲/疏水性、跨膜区域、信号肽、二级结构和三级结构。
结果:酶切鉴定和测序结果均表明过表达载体pcDNA3.1-NR1D1构建成功。
与对照组比较,pcDNA3.1-NR1D1转染组细胞中NR1D1mRNA和蛋白表达水平明显升高(P<0.01)。
干扰技术基本原理与应用
RNAi的发现和发展历程
1984 年,Jonathan 研究小鼠L 细胞时发现 反义mRNA 会干扰同源基因的表达,机制 不清 1990年 Jorgensen等 矮牵牛颜色加深实 验 “共抑制(co-suppresion)”
RNAi的发现和发展历程
1995年 Su Guo 和Ken Emphues 反义RNA阻断秀丽小杆线虫par-1基因的表达 实
阴性对照序列的设计
特异性siRNA中的碱基进行随机排列,且 行BLAST基因比对
AGCCTTAGCTTAAGTCCTAG ATTCGTGCTCAATGCAATCG 在特异性siRNA引入1~2个错配碱基
AGCCTTAGCTTAAGTCCTAG AGCCTTAGTTTAAATCCTAG
目标序列筛选的相关网站
共同点 特异性 靶向性
siRNA 与反义寡核苷酸、核酶、脱氧核酶
不同点 独特的双链结构 需要Dicer、RdRp 、解旋酶、激酶等协同 因子 siRNA 本身无催化活性 在细胞内可能具有相对的稳定性 具有一定的可遗传性
RNAi的主要过程
启动阶段 dsRNA (500nt左右最佳)被Dicer 酶特异
2001 年 Berstein 等 提出只有22 核苷酸dsRNA才有特异性的
阻断效应,并发现体内分解dsRNA 为 siRNAs (short/small interfering RNA) 的 DICER 酶
RNAi的发现和发展历程
2002 年 Novina 等 用RNAi 技术实现了对HIV-1 病毒的阻抑
验 首次发现 RNA干扰现象
1998年 Andrew Fire和Craig Mello 发现单链RNA抑制作用较弱,而纯化的dsRNA
2024届云南省大理新世纪中学高三下学期祝福考理科综合试题-高中生物
2024届云南省大理新世纪中学高三下学期祝福考理科综合试题-高中生物一、单选题1.科研人员在小鼠肠道中分离出了一种细菌——溶木聚糖拟杆菌,该菌生活在肠道内,进行无氧呼吸,可产生分解尼古丁的酶,降低脂肪肝的发病率。
下列叙述正确的是()A.该菌的遗传物质和小鼠一样主要是DNA,体现了生物的统一性B.该菌的生物膜系统比小鼠简单,但是组成生物膜的成分相似C.该菌需要利用小鼠细胞内的核糖体才能合成分解尼古丁的酶D.该菌进行酶的合成时所消耗的能量只能来自该菌的细胞质基质2.A TP驱动泵能利用ATP水解释放的能量将小分子或离子进行跨膜转运。
有下图所示的3种类型。
相关叙述正确的是()A.Ca2+泵可发生磷酸化改变泵的蛋白质构象进行Ca2+的转运过程B.Na+-K+泵依赖ATP水解释放能量维持神经细胞内高Na+低K+的环境C.溶酶体膜上存在F型质子泵将H+运入溶酶体维持溶酶体内的酸性环境D.F型质子泵广泛分布于于线粒体内膜、叶绿体的内膜上3.玉米是我国重要的谷类作物。
玉米的有茸毛对无茸毛为显性,有茸毛植株具有显著的抗病能力,但纯合有茸毛植株在幼苗期就会死亡;杂合宽叶植株表现为高产,且产量明显高于纯合宽叶植株和纯合窄叶植株。
已知控制两对性状的两对等位基因独立遗传,现让高产抗病玉米植株自交产生F1种子。
下列相关分析错误的是()A.F1种子有9种基因型B.F1种子发育成的宽叶植株中,高产植株占1/2C.F1种子发育成的成熟植株中,抗病植株占2/3D.F1种子发育成的成熟植株中,高产抗病植株占1/34.过敏成因复杂。
有人对以前不过敏的食物突然过敏,这可能与DNA甲基化、染色体组蛋白修饰等有关。
下列对食物过敏的成因分析不正确的是()A.过敏可能与基因和环境的相互作用有关B.DNA甲基化可影响相关免疫细胞的分化C.过敏原与游离在内环境中的抗体结合D.某些过敏反应可能与表观遗传有关5.《周颂·良耜》中记载“茶寥朽止,黍稷茂止”,就是把田间杂草沤作绿肥,使黍稷等作物生长得更为茂盛。
e1a基因质量标准
e1a基因质量标准
E1A基因是腺病毒5型(Ad5)早期区段1A的基因,具有抑制细胞生长的作用。
关于E1A
基因的质量标准,以下几点需要考虑:
1. 基因完整性:E1A基因序列的完整性是构建腺病毒载体和进行基因功能研究的基础。
在实验过程中,应确保获得的E1A基因序列无缺失、突变或错误。
2. 克隆效率:在构建基因组文库时,E1A基因的克隆效率是一个重要的质量指标。
高
克隆效率有助于减少筛选工作量,提高研究效率。
3. 表达载体:为了实现E1A基因在细胞中的高效表达,选择合适的表达载体至关重要。
表达载体应具有良好的复制起点、强的启动子、合适的抗生素筛选标记等特性。
4. 表达水平:E1A基因在细胞中的表达水平对其生物学功能的研究具有重要意义。
通
过优化表达载体和转染条件,确保E1A基因在细胞中达到适宜的表达水平。
5. 蛋白质纯度和活性:在研究E1A蛋白功能时,其纯度和活性是关键质量指标。
采用合适的纯化方法和活性检测方法,确保E1A蛋白的纯度和活性。
6. 生物安全性:E1A基因可能具有潜在的生物安全风险,因此在实验过程中,应严格
遵循生物安全规程,确保实验安全。
7. 实验方法与技术:采用可靠的实验方法和技术,如PCR、限制性内切酶消化、DNA
测序等,确保实验结果的准确性。
综合以上几点,建立高质量的E1A基因研究体系,为后续的生物学研究和临床应用提供可靠的基础。
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中国组织工程研究与临床康复 第 12 卷 第 37 期 2008–09–09 出版Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research September 9, 2008 Vol.12, No.37基础医学小鼠E1A激活基因阻遏子RNA干扰表达载体的构建*★郭 鹏,闫承慧,郭 亮,康 建,韩雅玲Constructing RNA interference vector carrying cellular repressor of E1A-stimulated genes in miceGuo Peng, Yan Cheng-hui, Guo Liang, Kang Jian, Han Ya-ling AbstractBACKGROUND: Proliferation of vascular smooth muscle is the major mechanism of atherosclerosis and in-stent restenosis. Cellular repressor of E1A-stimulated genes (CREG) can inhibit the proliferation of vascular smooth muscle, and become the new therapy target in cardiovascular field. OBJECTIVE: To construct the small molecular CREG RNA eukaryotic expression vector, and down-regulate CREG expression in mice cells. DESIGN, TIME AND SETTING: The observation experiment was performed at Cardiovascular Research Institute, General Hospital of Shenyang Military Area Command from April to October, 2007. MATERIALS: Mice fibroblast (NIH3T3) was provided by Professor Shaohua Li from Department of Pathology and Laboratory Medicine, Robert Wood Johnson Medical School, New Jersey, USA. METHODS: Four pairs of short hairpin RNA which could be linked with CREG were designed by on-line RNAi Design. Chemical synthesis method was used to synthesize and clone short hairpin RNA to the pEN_mH1c vector. After LR were recombined with pDS_hpEY, pDS_shCREGs vectors with 4 types of different impressions shCREG fragments were obtained. LipofectamineTM 2000 was used to transfect pDS_shCREGs into NIH3T3 cells and select stably transfected cell clones using G418. MAIN OUTCOME MEASURES: Silencing efficiency of CREG was examined by reverse transcription-polymerase chain reaction and protein immunoblotting, respectively. RESULTS: Restriction enzyme analysis and DNA sequencing results confirmed that sequence of inserted fragment in 4 types of recombinant pDS_shCREG vector was correct. Reverse transcription-polymerase chain reaction and protein immunoblotting proved that the CREG level in stably transfected cells was declined to different extents, and the RNA and protein expression of clone cells were decreased 87% and 70% respectively in stably transfected pDS_shCREG1. CONCLUSION: Eukaryotic expression vector of CREG gene was successfully constructed, and expression level of CREG protein in NIH3T3 cells decreased significantly in vitro. Guo P, Yan CH, Guo L, Kang J, Han YL. Constructing RNA interference vector carrying cellular repressor of E1A-stimulated genes in mice.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(37):7277-7281(China) [/zglckf/ejournal/upfiles/08-37/37k-7277(ps).pdf]Department of Cardiology, Cardiovascular Research Institute, General Hospital of Shenyang Military Area Command of Chinease PLA, Shenyang 110016, Liaoning Province, China Guo Peng★, Master, Department of Cardiology, Cardiovascular Research Institute, General Hospital of Shenyang Military Area Command of Chinease PLA, Shenyang 110016, Liaoning Province, China ravende@ Correspondence to: Han Ya-ling, Professor, Chief physician, Department of Cardiology, Cardiovascular Research Institute, General Hospital of Shenyang Military Area Command of Chinease PLA, Shenyang 110016, Liaoning Province, China hanyaling@ Supported by: the National Natural Science Foundation of China, No. 30570644* Received: 2008-01-05 Accepted: 2008-08-19摘要背景:血管平滑肌的增殖是动脉粥样硬化及支架内再狭窄发生的重要机制,小鼠 E1A 激活基因阻遏子(Cellular repressor of E1A-stimulated genes,CREG)可以抑制血管平滑肌的增殖,成为心血管领域新的治疗靶点. 目的:构建小鼠 CREG 小分子 RNA 干扰真核表达载体,下调小鼠细胞中 CREG 基因的表达. 设计,时间及地点:观察性实验,于 2007-04/10 在解放军沈阳军区总医院心血管研究所完成. 材料:小鼠成纤维母细胞系(NIH3T3)由美国新泽西州 Robert Wood Johnson 医学院病理实验科李少华教授馈赠. 方法:应用 RNA 干扰在线设计工具设计 4 对可与小鼠 CREG 基因 cDNA 结合的短发夹 RNA.通过化学合成法合成并克隆 至 pEN_mH1c 载体中,与目的载体 pDS_hpEY 进行 LR 重组得到 4 种表达不同 shCREG 片段的表达载体 pDS_shCREGs.应 用 LipofectamineTM 2000 将 pDS_shCREGs 转染至小鼠 NIH3T3 细胞,G418 筛选获得稳定转染的细胞克隆. 主要观察指标:应用反转录-聚合酶链反应和蛋白免疫印迹分别检测 CREG 的沉默效率. 结果:经酶切和 DNA 测序证实,4 种重组 pDS_shCREG 载体中插入片段的序列正确.反转录-聚合酶链反应和蛋白免疫印 迹证实,4 种稳定转染细胞中的 CREG 表达水平均有不同程度的下降,稳定转染 pDS_shCREG1 的细胞克隆中 CREG 基因 mRNA 和蛋白表达分别降低了 87%和 70%. 结论:成功构建小鼠 CREG 基因真核干扰表达载体,使体外培养 NIH3T3 细胞中 CREG 蛋白表达明显降低. 关键词:mCREG(小鼠 CREG);RNA 干扰;LR 重组;组织构建 郭鹏,闫承慧,郭亮,康建,韩雅玲. 小鼠 E1A 激活基因阻遏子 RNA 干扰表达载体的构建[J].中国组织工程研究与临床康 复,2008,12(37):7277-7281[/zglckf/ejournal/upfiles/08-37/37k-7277(ps).pdf]ISSN 1673-8225 CN 21-1539/RCODEN: ZLKHAH7277 解 放 军 沈阳 军 区 总医院心内科, 全 军心血管研究所, 辽宁省沈阳市 110016 郭 鹏★,男, 1982 年生,辽宁 省 辽 阳 市人 , 汉 族,2008 年辽宁 医 学 院 毕业 , 硕 士, 主要从事冠心 病 介 入 诊断 与 治 疗的研究. ravende@ 通 讯 作 者: 韩 雅 玲,教授,主任医 师, 解放军沈阳军 区总医院心内科, 全 军 心 血管 研 究 所, 辽宁省沈阳市 110016 hanyaling@263. net 国 家 自 然科 学 基 金 资 助 项 目 (30570644)*中图分类号:R318 文献标识码:B 文章编号:1673-8225 (2008)37-07277-04 收稿日期:2008-01-05 修回日期:2008-08-19 (08-50-1-110/WLZ)郭鹏,等. 小鼠 E1A 激活基因阻遏子 RNA 干扰表达载体的构建>>本 文 导 读 <<课 题 背 景 :课题受国家自然科学基金(30570664)资助.鉴于小鼠 E1A 激活基因阻遏子(Cellular repressor of E1A-stimulated gene, CREG) 参与血管平滑肌细胞表型的 调控但具体机制尚不清楚的现状,实验尝试构建小鼠 CREG 基因干扰载体,验证 CREG 表达载体沉默效率,旨 在为进一步深入探讨 CREG 影响胚胎血管新生作用,及 CREG 影响细胞增殖分化的机制研究提供实验方法.同 行 评 价 : 实验在构建及鉴定小鼠 E1A 激活 基因阻遏子 RNA 干扰表 达载体和研究 CREG 的 生物学功能方面提供了 有效方法, 具有一定的创 新性.偏 倚 或 不 足 : 由于实验器材的局限性, 仅用反转录聚合酶链反应与蛋白免疫 印迹双半定量评定沉默效 率, 而未采用实时定量聚合 酶链反应, 因此在沉默效率 的评定上会出现偏差.时间及地点:实验于2007-04/10在解放军 0 引言 RNA干扰(RNA interference,RNAi)是生物 体抑制特异基因表达的一种现象.它是指当细 胞 中 导 入 与 内 源 性 mRNA编 码 区 同 源 的 双 链 RNA(double stranded RNA,dsRNA)时,该 mRNA发 生 降 解 而 导 致 基 因 表 达 沉 默 . 依 据 RNAi现象建立的RNAi技术 (即人工设计并合成 针对某特定基因序列的dsRNA用以抑制或关闭 该基因的表达) 已被越来越广泛地用于基因功 , 能研究中[1-4]. E1A激活基因阻遏子(Cellular repressor of E1A-stimulated genes,CREG)是1998年Gill利 用酵母双杂交技术从Hela细胞文库中克隆的一 个新基因,其具有高度的种属同源性.Gill等的 最初研究发现,作为一种细胞内转录因子, CREG可以对抗腺病毒E1A蛋白引起的基因转 录 [5-6].进一步的研究证实,CREG是一种分泌 型糖蛋白,它在成熟分化的组织细胞中广泛表 达,在低分化组织或细胞中如鼠胚胎干细胞, 人胚胎瘤细胞中则低表达, 提示CREG表达与细 胞分化状态密切相关[7-10]. 本室研究发现,去血清能够诱导体外培养 的人血管平滑肌细胞从合成表型逆转为分化表 型,同时CREG蛋白表达明显增加[11-13].随后, 反转录病毒介导的CREG过表达可以诱导体外 培养的大鼠血管平滑肌细胞由合成表型向分化 表型逆转, 证实CREG参与血管平滑肌细胞表型 的调控[14-18]沈阳军区总医院心血管研究所完成. 材料:小鼠成纤维母细胞系(NIH3T3)由 美国新泽西州Robert Wood Johnson医学院病理 实验科李少华教授馈赠.主要试剂及仪器 来源日本 Olympus 公司 荧光显微镜 PCR 扩增仪 iCycler, 凝胶成像仪,美国 Bio-Rad 公司 凝胶图像分析 Geldoc2000, 电泳仪 PAC2000,转膜装置 紫外分光光度仪 6131,核酸蛋白 德国 Eppendorf 公司 测定 BioPhotomete 美国 UVP 公司 紫外透照仪 TFM-20 哈尔滨东联电子技术 全温振荡培养箱 HZQ-F160 开发有限公司 台式离心机 Biofuge Pico,台式 德国 Heraeus 公司 冷冻离心机:Biofuge Strators 纯水器 Milli-Q biocel,PVDF 膜 美国 Millipore 公司 美国柯达公司 X 光底片 R&D 公司 抗 CREG 单克隆抗体 Invitrogen 公司 LipofectamineTM 2000 与 Gateway LR ClonaseTM Ⅱ Enzyme Mix 试剂盒 北京中杉金桥生物公司 辣根过氧化物酶标记的二抗 蛋白质印迹化学发光试剂(ECL, Amersham 公司 RPN2106) TaKaRa 公司 RNA PCR Kit(DR019A) , DNA 测序 Promega 公司 DNA 回收试剂盒,质粒提取 试剂盒 上海生物工程公司 引物及寡核苷酸片段合成 国产分析纯 其他生化试剂实验过程:小 鼠 CREG 基 因 RNAi 序 列 的 设 计 : 在PubMed上获取小鼠CREG基因的cDNA序列 (GenBank No.NM_11804).应用dharmacon公 司提供的RNAi在线设计工具RNAi Design(网 址:/),设计了4 对 与 小 鼠 CREG基 因 cDNA序 列 结 合 的 短 发 卡RNA(short hairpin RNA,shRNA).序列两 端分别引入BamHⅠ,XhoⅠ酶切位点.选取 无意义的NotⅠ酶切位点识别序列为阴性对 照.具体序列见表1.送上海生物工程公司合 成.P.O. Box 1200, Shenyang 110004 kf23385083@,但具体的调控机制尚不清楚.因此,本实验应用RNAi技术构建能特异性沉默小 鼠CREG基因的干扰载体, 旨在为进一步深入探 讨CREG生物学功能提供有效方法. 1 材料和方法 设计:观察性实验.7278郭鹏,等. 小鼠 E1A 激活基因阻遏子 RNA 干扰表达载体的构建表 1 mCREG-shRNA 及 Linker 序列 Table 1 Mouse CREG-shRNA and Lingker sequencesShRNA shRNA1 Sense strand 5'-gat ccc cCA AGA CAG AAG AGG ACT ATt tca aga gaA TAG TCC TCT TCT GTC TTG ttt ttc-3' 5'-gat ccc cTC GCG GAC ATC ATC TCA ATt tca aga gaA TTG AGA TGA TGT CCG CGA ttt ttc-3' 5'-gat ccc cCT GGC CAC TAT CTC CAC AAT Att caa gag aTA TTG TGG AGA TAG TGG CCA Gtt ttt c-3' 5'-gat ccc cGA ATG AAT CCT TCA GTC GAG Gtt caa gag aCC TCG ACT GAA GGA TTC ATT Ctt ttt c-3' 5'-TCG AGG CGG CCG CG-3' Non-template strand 5'-tcg aga aaa aCA AGA CAG AAG AGG Atc tct tga aAT AGT CCT CTT CTG TCT TGg gg-3' 5'-tcg aga aaa aTC GCG GAC ATC ATC TCA ATt ctc ttg aaA TTG AGA TGA TGT CCG CGA ggg-3' 5'-tcg aga aaa aCT GGC CAC TAT CTC CAC AAT Atc tct tga aTA TTG TGG AGA TAG TGG CCA Ggg g-3' 5'-tcg aga aaa aGA ATG AAT CCT TCA GTC GAG Gtc tct tga aCC TCG ACT GAA GGA TTC ATT Cgg g-3' 5'-GAT CCG CGG CCG CC-3'表 2 CREG 及 GAPDH 的引物序列 Table 2 CREG and GAPDH primer sequencePrimer CREG Upper primer Downstream primer 5'-CCA TCG ATG GCC AAC CCT TCA AGT GTG C-3' 5'-GTT GTC ATG GAT GAC CTT GGC C-3' Amplified Fragment (bp) 752shRNA25'-CCA AGC TTG CGT CAT GGC TGC CCG TGC T-3' GAPDH 5'-TCT TCA CCA CCA TGG AGA AGG-3'750shRNA3蛋白免疫印迹检测:按照文献[4]的方法,进行SDS-shRNA4聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),湿法转移到PVDF膜 上,抗体结合及ECL试剂盒显色.一抗分别为抗小鼠 CREG和抗β-actin. 主要观察指标:反转录-聚合酶链反应和蛋白免疫 印迹分别检测CREG的沉默效率. 设计,实施,评估者:实验设计,干预实施为第一 作者,评估为第二作者,经过正规的培训,未采用盲法 评估. 统计学分析: 由第一作者采用SPSS 11.5软件完成统 计处理,计量资料以x ±s表示,多组均数间比较采用 one-way ANOVA分析,两两比较用LSD检验,P < 0.05 为差异有显著性意义. 2 2.1 结果 重组表达载体的鉴定酶切鉴定:重组的入门载体行 BamHⅠ和 BglⅡ双酶_Linker入门载体的构建: 将4对正反义链寡核苷酸分别退火形成双链DNA,经BamHⅠ和XhoⅠ酶切位点克隆至 pEN_mH1c载体中,转化DH5α感受态细胞,获得阳性 转化菌落,扩增并行酶切鉴定.酶切鉴定正确的载体命 名为pEN_shCREG1,2,3,4及pEN_Linker.表 达 载 体 的 构 建 : 按 Invitrogen 公 司 Gateway LRClonaseTM Ⅱ Enzyme MixTM 试 剂 盒 的 方 法 , 将 pEN_shCREGs 及 pEN_Linker 与 目 的 载 体 pDS_hpEY 进 行LR重组. 反应产物转化至DH5α感受态细胞中, ℃ 37 培养16~24 h,挑取克隆,扩增并酶切鉴定.得到的4 种正向重组载体分别命名为pDS_shCREG1,2,3,4 及pDS_Linker.细胞培养,转染及阳性克隆的筛选: 细胞培养条件为含体积分数为 0.1 新生牛血清的 DMEM 培养基, 37 ℃,体积分数为 0.05 的 CO2 环境恒温培养.当 NIH3T3 细胞生长达到 50%~60%融合时, 更换无血清 的 RPMI 1640 培养基,应用 LipofectamineTM 2000 脂 质体转染试剂,分别将 pDS_shCREGs 和 pDS_Linker 转染 NIH3T3 细胞,37 ℃ 24 h,更换培养基继续培 养 72 h,400 mg/L G418 筛选,对挑取筛选得到的抗 性克隆行扩增培养.以 pDS_Linker 转染细胞和野生 型 NIH3T3 细胞为对照组进行下述实验.反转录-聚合酶链反应: Trizol 一步法提取细胞总切鉴定,重组质粒为 3 000 bp 和 1 100 bp 片段,空载体 的酶切片段为 3 000 bp 和 1 500 bp,电泳结果与预期片 段大小一致,见图 1.M 1 2 3 4 5 62 000 bp 1 000 bp 750 bp 500 bp 250 bp3 000 bp 1 500 bp 1 100 bpRNA,用琼脂糖电泳检测完整性,紫外分光光度计检 测浓度.分别取 2 μg 总 RNA 样品行反转录合成 cDNA 第一链并进行反 转录-聚合酶链反应扩增. 20 μL 反应体系包括 cDNA 2 μL;0.4 μmol/L 上,下游引物各 1 μL,10×PCR buffer 2 μL,Ex Taq 1 μL,ddH2O 13 μL. 扩增条件:95 ℃ 变性 5 min;95 ℃ 变性 30 s,63 ℃ 退火 30 s, 72 ℃ 延伸 30 s, 个循环后, ℃ 延伸 10 min. 30 72 产物经 0.8% 琼脂糖凝胶电泳检测.扩增基因的引物序列见表 2.M: DL2000Marker; 1: pEN_mH1c; 2: pEN_Linker; 3: pEN_shCREG1; 4: pEN_shCREG2; 5: pEN_shCREG3; 6: pEN_shCREG4Figure 1Identification of recombination entry vector by dual restriction enzyme digestion 图 1 重组入门载体 BamHⅠ,BglⅡ双酶切鉴定图入门载体与 pDS_hpEY 进行 LR 重组后的质粒以 BamHⅠ单酶切鉴定,正确重组质粒为 3 000 bp 和 1 500 bp 2 个条带,而未重组的 pDS_hpEY 空载体酶 切片段为 3 000 bp,2 000 bp 和 750 bp 3 个条带,见 图 2.7279ISSN 1673-8225 CN 21-1539/RCODEN: ZLKHAH郭鹏,等. 小鼠 E1A 激活基因阻遏子 RNA 干扰表达载体的构建M 1 234 5 62.23 000 bp 2 000 bp 1 500 bp 750 bp表达载体沉默效率的鉴定反转录-聚合酶链反应测定 CREG mRNA 的表达: 反转录-聚合酶链反应结果证实,野生型 NIH3T3 细胞及转 染阴性对照 pDS_Linker 后均有较强的 CREG 表达. 而 pDS-shCREG1,2,3,4 转染组的 CREG mRNA 表达水 平分别降低了 87%,52%,33%和 11%. 电 泳 图 谱 结 合 电 泳 条 带 的 密 度 扫 描 显 示 , 与 pDS_Linker 及野生型 NIH3T3 细胞相比, pDS-shCREG1 转染组中 CREG mRNA 表达水平有显著性差异(P < 0.05),见图 4.2 000 bp 1 000 bp 750 bp 500 bp 250 bp 100 bpM: DL2000Marker; 1: pEN_mH1c; 2: pEN_Linker; 3: pEN_shCREG1; 4: pEN_shCREG2; 5: pEN_shCREG3; 6: pEN_shCREG4Figure 2 Identification of recombination expression vector by single enzyme digestion 图 2 重组表达载体 BamHⅠ单酶切鉴定图1 2 3 4 5 6 7DNA序列鉴定: 经酶切鉴定正确的单克隆, 送大连宝生物公司测序,测序所得序列与设计序列完全相同,见图3.2 000 bp 1 000 bp 750 bp 500 bp 250 bp 100 bp 2 000 bp 1 000 bp 750 bp 500 bpCREGGAPDHa: shCREG1250 bp 100 bp M: DL2000 Marker; 1: NIH3T3; 2: pDS_Linker; 3: pDS_shCREG1; 4: pDS_shCREG2; 5: pDS_shCREG3; 6: pDS_shCREG4Figure 4The evaluation of CREG-mRNA by RT-PCR in cell clones 图 4 反转录-聚合酶链反应检测稳定转染细胞克隆 CREG mRNA 表达b: shCREG2蛋白免疫印迹检测 CREG 蛋白的表达: 蛋 白 免 疫 印 迹 结 果 显 示 , 与 pDS_Linker 转 染 组 和 野 生 型 NIH3T3 相比,pDS-shCREG1,2,3,4 转染组细胞中 CREG 蛋白表达分别下降了 70%,47%,25%和 12%. ECL 胶片 条带 的密度 扫描 显 示,与 pDS_Linker 及野生 型c: shCREG3NIH3T3 细胞相比,pDS-shCREG1 转染组中 CREG 蛋白表达有 显著性差异 (P < 0.05),见图 5.123456CREG d: shCREG4β-actine: Linker1: NIH3T3; 2: pDS_Linker; 3: pDS_shCREG1; 4: pDS_shCREG2; 5: pDS_shCREG3; 6: pDS_shCREG4Figure 3 DNA sequencing results of recombination entry vector shRNA 图 3 重组表达载体 shRNA 片段 DNA 测序结果Figure 5 Evaluation of CREG-mRNA by Western blotting in cell clones 图 5 蛋白免疫印迹检测稳定转染细胞中 CREG 蛋白表达7280P.O. Box 1200, Shenyang110004kf23385083@郭鹏,等. 小鼠 E1A 激活基因阻遏子 RNA 干扰表达载体的构建中CREG基因的表达.这不仅为深入研究在体或/离体血 3 讨论 近年研究发现,血管平滑肌细胞的表型转化及其异 常增殖与动脉粥样硬化,支架内再狭窄等心血管疾病的 发生密切相关.大鼠颈动脉球囊损伤实验证实,血管损 伤后CREG基因在mRNA水平的变化与血管平滑肌细胞 增殖程度呈负相关,即在分化成熟的血管平滑肌细胞中 CREG呈高表达,在去分化增殖表型的血管平滑肌细胞 中则明显低表达或不表达 [14-17] .在此基础上进行的 CREG基因转染人胸廓内动脉血管平滑肌细胞的实验研 究显示,CREG基因的外源性表达使体外培养的血管平 滑肌细胞增生明显受到抑制.以上研究均提示CREG参 与维持血管平滑肌细胞的分化,抑制其增殖,但具体的 作用机制仍不明确.为更深入的研究CREG基因的生物 学功能,实验应用Gateway技术的LR反应成功构建了 CREG-RNAi表达载体,显著下调了CREG基因在小鼠 NIH3T3细胞中的表达,为其生物学功能研究提供了一 个有效的实验方法. Gateway克隆技术是Invitrogen公司根据λ噬菌体溶 菌周期和溶源周期位点重组特性, 开发的一套用于DNA 体外重组的技术.它是目前用于功能基因分析和蛋白质 表达研究的先进且高效的操作系统[19-20].这个多功能操 作系统使目标DNA通过位点特异的重组实现在所需载 体之间的转移.LR和BP 2个反应构成了Gateway操作系 统.LR反应是入门克隆和目的载体之间的重组反应,通 过重组来实现目的序列转移,从而使携有目的片段的表 达载体获得目的载体的特性;BP反应为其逆反应,可以 使得目的序列在不同的载体之间转移.实验将小鼠 CREG的shRNA插入pEN_mH1c中,随后行LR重组,成 功的构建了CREG-RNAi表达载体,使其获得目的载体 中携带的黄色荧光基团,G418抗性及小鼠U6启动子. 这一表达载体的建立,可使CREG基因的有效shRNA片 段通过BP反应亚克隆到病毒或其他质粒载体中, 实现同 一片段在不同载体中的跳跃,从而解决了不同组织细胞 对不同载体存在着转染,筛选效率明显差异等一系列问 题,为CREG基因的生物学研究开辟了新的途径. 实验分别应用反转录-聚合酶链反应和蛋白免疫印 迹鉴定了CREG基因的沉默效率.结果证实,与空白对 照组和阴性对照组相比, pDS_shCREG1表达载体转染细 胞中CREG的mRNA和蛋白表达均明显下降(> 70 %) , 提示设计的shRNA片段可以有效沉默小鼠NIH3T3细胞2019 18 16 17 14 15 13 12 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 Dave RS. RNAi and tumor angiogenesis:bridging the gap towards anti-cancer therapy? Leuk Res 2007;31(4):421-432 Grimm D,Kay MA. Therapeutic application of RNAi:is mRNA targeting finally ready for prime time? J Clin Invest 2007;117(12): 3633-3641 Mei L,Li XJ. The application of siRNA in therapeutics. 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Plant J 2006;45(4):616-629管平滑肌细胞表型转换的生物学功能及调控机制提供 了有力的实验工具,也为各种组织和器官发育成熟过程 中CREG的表达及功能研究提供了新的研究思路和技术 平台. 4 参考文献ISSN 1673-8225 CN 21-1539/RCODEN: ZLKHAH7281。