生物信息学(2):基因工程技术简介

基因工程的特点与基本步骤 基因工程通常称为重组DNA技术（recombinant DNA technique），又称为基因克隆fgene cloning）或分子克隆fmolecular cloning），是用人工方法将外源基因与DNA载体结合形成重组DNA．然后引入某一受体细胞中，使外源基因复制并产生相应的基因产物，从而获得生物新品种的一种崭新育种技术。     

霍乱毒素B亚单位基因的克隆和表达

用DNA重组技术构建CT-B表达性质粒pXB1及进一步修饰的pXB2,使CT-B基因在大肠杆菌中得到较高水平的表达(280～350ng/ml),且有71.5％分泌率。表达动力学研究阐明,克隆子培养24h产物收率较高。一定浓度的Mg~(2+)、L-组氨酸和天冬酰胺能刺激CT-B的表达。GM1-ELISA、CHO细胞测毒结合间接免疫荧光检测和家兔肠段结扎试验证实,表达的CT-B能与游离的或活细胞膜上的GM1受体结合,但无细胞和肠段毒性。这种细胞测毒结合免疫荧光序贯试验,为客观证实CT-B的生物学活性开拓了新途径。     

SEN病毒D亚型ORF1-C端基因的克隆、表达和鉴定

目的:获得SENV-D亚型ORF1-C端蛋白基因序列,并进行表达,为进一步研究及诊断、治疗应用奠定基础.方法:用PCR法从SENV阳性血清中获得SENV-DORF1C端基因,测序验证后,构建了pQE30-SENV-D重组表达质粒,并经过转化E.coli M15,IPTG诱导表达,Western blot分析表达结果.结果:获得了正确序列的SENV-D亚型ORF1-C端蛋白基因序列,表达出Mr约为38×103的蛋白.表达蛋白能与患者血清中相应的抗体结合,发生抗原抗体反应.结论:成功获得并表达了SENV-D-ORF1-C端蛋白,并经Western blot印迹法证实能与阳性血清中的抗体发生抗原抗体反应,有可能用于检测SENV-D抗体.为今后进一步研究有助于疫情监测及早期发现感染者的抗体奠定了坚实的基础.     

人resistin基因原核表达载体构建和表达

[目的]构建人resistin基因原核表达载体并观察其表达,为开展对resistin的研究打下实验基础.[方法]酚氯仿一步法从一位2型糖尿病合并胆管癌患者腹壁皮下脂肪组织抽取总RNA,RT-PCR法扩增出re-sistin基因cDNA,经测序后,PCR产物亚克隆入T载体,用EcoRI和KpnI分别酶切重组T质粒和原核表达载体pGENKS,然后resistin基因片段和表达载体通过T4DNA连接酶进行定向连接,用核酸内切酶EcoRI、KpnI酶切和测序方法鉴定出重组表达质粒.重组表达质粒转化大肠杆菌JM109,经1 mmol/LIPTG在32℃诱导表达2 h,裂解细菌,进行PAGE凝胶电泳鉴定融合蛋白的表达.[结果]RT-PCR扩增产物分子大小为327 bp,序列分析表明为人resistin基因完整编码区.PCR产物与T载体连接、转化大肠杆菌后,从细菌质粒中酶切回收了目的片段.重组表达质粒经EcoRI和KpnI双酶切后能产生出327 bp、4 980 bp大小的两个片段,序列分析表明重组表达质粒包含人resistin基因完整编码区,基因编码无移位,PAGE凝胶电泳表明在细菌裂解上清有分子质量为39.5 kD的融合蛋白.[结论]成功构建了人resistin基因原核表达载体,且构建的载体能表达出含目的蛋白的融合蛋白,为下一步研究打下了实验基础.     

事件

中国医药产业发展迅速,到2010年,中国有望成为世界第5大医药市场。 亚太地区的医药企业负责人和医药专家们预计,到2005年,中国的医药     

人野生型parkin基因真核表达载体的构建及其在PC12细胞中的表达

目的 克隆人野生型parkin基因并构建真核表达载体pCDNA3．1—parkin，将重组质粒转染PC12细胞获得高表达人野生型parkin基因的PC12细胞克隆。方法 从胎脑组织中提取总RNA，用RT—PCR方法获得人野生型parkin基因的全长cDNA，插入pCR2．1—TA克隆载体中进行序列测定，测序正确后将其亚克隆至表达载体pCD—NA3．1，利用脂质体将重组质粒转染PC12细胞，经G418筛选获得抗性细胞克隆，采用RT—PCR和Western Blot方法鉴定人野生型parkin基因在PC12细胞中的过表达。结果 经限制性内切酶酶切图谱分析和DNA序列测定证实目的基因已插入重组质粒，RT—PCR和Western Blot证明经G418筛选得到的转基因PC12细胞克隆中存在人野生型parkin基因的表达。结论 成功构建了人野生型parkin基因的真核表达载体，获得了稳定表达人野生型parkin基因的PC12细胞克隆，为进一步研究parkin的生物学功能以及parkin在帕金森病发病机制中的作用奠定了良好的基础。     

阴道毛滴虫Rab11鸟苷三磷酸酶eDNA克隆和序列分析

目的 近年研究表明Rab11鸟苷三磷酸酶在调节各种真核细胞的膜转运通道中发挥着重要作用。但是，对于原生动物毛滴虫膜转运系统的研究仍甚少。本研究旨在克隆和分析阴道毛滴虫Rabll鸟苷三磷酸酶基因，以便进一步探讨其功能。方法 使用SMART cDNA文库构建试剂盒构建阴道毛滴虫cDNA表达文库，用生物信息学进行TvRab11同源分析，鉴定TvRab11基因，用PCR方法扩增基因组DNA，TA克隆TvRab11 cDNA、测序及序列分析。结果 在分离出的cDNA克隆中发现一个Rab11鸟苷三磷酸酶同源基因。该cDNA序列长710bp，读码框含636bp，推测蛋白质序列具211个氨基酸。序列分析表明该基因系Rab11亚家族的同源基因，其推测肽链与拟南芥Rab11c的同源性晟高（一致性60％，相似性79％），与人类Rab11b次之（一致性58％，相似性78％）。该氨基酸序列拥有Rab鸟苷三磷酸酶家族的所有保守结构域和特异性Rab结构域（RabF1-5）。进化树分析也表明该基因系Rab11的同源基因。序列分析还显示该基因的基因组DNA序列与cDNA序列完全一致．提示该基因无内含子。结论分析表明该基因是阴道毛滴虫Rab11鸟苷三磷酸酶同源基因，其功能有待进一步研究。     

人胰岛素样生长因子-1在大肠杆菌中的高效表达

目的为了获得基因工程重组人胰岛素样生长因子1。方法采用Trizol试剂法，从人胎肝中提取，6-RNA，RT-PCR扩增得到人胰岛素样生长因子1基因，用EcoRⅠ和Hind Ⅲ双酶酶切后，将该基因片段插入表迭栽体pkk223—3，筛选得到了重组质粒pkk-hIGF1。结果加IPTG诱导该质粒转化的大肠杆菌JM109表达，hIGF1的表达水平约30mg／L。结论用肝素亲和层析的方法，获得了电泳纯基因工程重组人胰岛素样生长因子1样品。纯化样品的理化及生物活性分析与天然对照品完全一致。     

Gd(一)台湾-客家型部分基因克隆化分离和鉴定

从两例萄糖一6一磷酸脱氢酶变异型——台湾客家型[Gd(-)Taiwan-Hakka]患者基因组DNA中,回收经EcORⅠ完全酶解的3～5 kb片段,与载体λgt10插入重组,用SMR10单菌种系统制备包装提取物,对重组的λgt10进行体外包装,构建成两个基因组基因文库。用~(32)P中标记的G6 PDcDNA成功地从文库中初选出12个阳性克隆,挑选其中4个阳性克隆再次杂交予以证实,提取其中2个克隆DNA,经限制酸酶切电泳及斑点杂交鉴定,分离到该变异型基因的插入片段,并将其克隆到M13 mP19噬菌体,完成Gd(-)Taiwan-Hakka型部价基因克隆化分离与鉴定,为DNA序列分析寻找突变部位打下基础。     

人PD-L2基因克隆及其在大肠杆菌中的表达

目的 克隆人PD-L2基因并构建PD-L2胞外区的原核表达载体，在大肠杆菌中进行表达。方法 以RT-PCR方法从活化的人外周血单个核细胞总RNA中克隆PD-L2基因的cDNA，构建PD-L2胞外区的原核表达载体，在大肠杆菌BL21(ED3)中进行表达并鉴定。结果 克隆到PD-L2基因cDNA编码区全长序列，经DNA测序证明其与已报道的序列一致。进而构建了PD-L2胞外区的原核表达载体，并在大肠杆菌表达，免疫印迹分析表明在IPTG诱导后表达PD-L2胞外区蛋白，相对分子质量Mr为22000，与理论值大小相符。结论 成功克隆PD-L2基因，其胞外区蛋白在大肠杆菌中获得表达，为进一步研究PD-L2功能提供了条件。