Alu影響基因表達及C組染色體著絲粒生物學(xué)分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、目的:RNA對基因表達的影響主要包括抑制和活化基因兩個方面,這些工作在數(shù)十年前就引起了生物學(xué)家的重視,近年來在RNA活化基因(RNA激活)方面的資料在不斷積累。
  為了研究重復(fù)序列在活化基因中的作用,本研究中,使用不同組合的Alu重復(fù)序列,例如,兩個Alu基因位于同一質(zhì)粒或不同質(zhì)粒組合,正義和反義Alu組合等,穩(wěn)定或瞬時轉(zhuǎn)染HeLa細胞,觀察重復(fù)序列對EGFP報告基因表達的影響;使用生物信息學(xué)分析方法,比較人類 C組染色體著絲粒

2、與其側(cè)翼DNA序列的RNA群結(jié)合強度,研究重復(fù)序列在RNA激活中的作用,并推理RNA激活的機理。
  方法:
  1、報告質(zhì)粒和誘導(dǎo)質(zhì)粒的構(gòu)建
  2、 PSI-rTetR質(zhì)粒的構(gòu)建
  3、細胞轉(zhuǎn)染
  包括瞬時轉(zhuǎn)染和穩(wěn)定轉(zhuǎn)染,詳細方法見正文。
  4、熱休克處理
  5、熒光顯微鏡觀察
  將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)染HeLa細胞后,在熒光顯微鏡下觀察EGFP熒光陽性細胞,并進行照相,計算EGFP表

3、達量。
  6、流式細胞儀檢測
  7、序列資料和軟件
  從NCBI人類基因組數(shù)據(jù)庫中獲得序列資料,用本研究室編寫的軟件(Gene-Analyser2.0)分析7-nt序列。
  8、計算RNA群結(jié)合強度的方法
  RNA群結(jié)合強度的算法是基于互補的RNA和DNA越多,RNA和DNA結(jié)合的可能性越大的原理來進行計算。具體的計算方法見正文。
  9、 Tet-on系統(tǒng)
  構(gòu)建Mini-C1-A

4、lu-sense-sense(mini-Alu正正組合)等質(zhì)粒,轉(zhuǎn)染HeLa細胞用G418穩(wěn)定篩選,再轉(zhuǎn)染PSI-rTetR質(zhì)粒,用Puro穩(wěn)定篩選。得到G418和Puro雙抗性的細胞。這些細胞加入Dox和不加Dox進行培養(yǎng),觀察EGFP表達量。
  10、統(tǒng)計學(xué)處理
  組間的比較使用均值±SD和t檢驗。所有的實驗重復(fù)只少三次,P<0.05認為兩組有統(tǒng)計學(xué)差異。流式細胞儀分析圖是至少3次獨立實驗的一個代表圖。
  結(jié)

5、果:
  1、質(zhì)粒表達載體的構(gòu)建及鑒定本研究構(gòu)建了五類表達載體:
  1.1、基于pEGFP-C1質(zhì)粒構(gòu)建的表達載體,為報告質(zhì)粒(Fig.1A,Table1)。
  1.2、基于pcDNA3.1構(gòu)建的表達載體,為瞬時轉(zhuǎn)染時的誘導(dǎo)質(zhì)粒(Fig.1B, Table1)。
  1.3、基于PSI構(gòu)建的表達載體,為穩(wěn)定轉(zhuǎn)染時的誘導(dǎo)質(zhì)粒(Fig.1C,Table1)。
  1.4、 mini-C1報告質(zhì)粒(Fig.1

6、D, Table1)。
  1.5、 PSI-rTetR質(zhì)粒,用于穩(wěn)定轉(zhuǎn)染實驗(Fig.1E,Table1)。
  2、正義Alu和反義Alu組合后活化EGFP報告基因
  2.1、正反組合的Alu重復(fù)序列對EGFP報告基因表達的影響
  Fig.2顯示正反組合的Alu序列在穩(wěn)定轉(zhuǎn)染時活化EGFP報告基因,然而將這些質(zhì)粒瞬時轉(zhuǎn)染 HeLa細胞時,正反組合的 Alu元件沒有活化EGFP基因表達的作用。當(dāng)兩個基因位于

7、不同質(zhì)粒,不論瞬時還是穩(wěn)定轉(zhuǎn)染,正反組合的Alu元件均沒有明顯活化基因作用(Table4-7)。這些結(jié)果說明,Alu元件活化基因必需正反組合,必需位于同一質(zhì)粒,且必需穩(wěn)定轉(zhuǎn)染。
  2.2、 Alu同源序列對EGFP報告基因表達的影響
  將C1-Alu-sense-AluJB-sense( Alu正AluJB正組合), C1-Alu-sense-AluJB-antisense(Alu正AluJB反組合)(Table1)穩(wěn)定

8、轉(zhuǎn)染HeLa細胞,F(xiàn)ig.3顯示兩個質(zhì)粒的EGFP表達量沒有明顯差異,這兩個質(zhì)粒的EGFP基因表達量顯著低于Alu正反組合的質(zhì)粒,說明組合的正義Alu和反義AluJB元件沒有顯著活化基因作用。
  3、熱休克對EGFP報告基因表達的影響
  將質(zhì)粒穩(wěn)定轉(zhuǎn)染HeLa細胞后進行熱休克處理,培養(yǎng)不同時間,觀察EGFP報告基因的表達。Fig.4顯示熱休克使Alu正AluJB反組合質(zhì)粒的EGFP表達量顯著上升,在熱休克第2-4天達高峰

9、,然后下降,在12天回到熱休克前的水平。熱休克對Alu正反組合質(zhì)粒中的EGFP基因表達也有顯著促進作用,雖不如Alu正AluJB反質(zhì)粒表現(xiàn)明顯,但是Alu正反組合的熱休克反應(yīng)可以維持更長時間,到熱休克第20天,EGFP的表達仍然處于較高水平。
  將其它的對照質(zhì)粒穩(wěn)定轉(zhuǎn)染HeLa細胞后也進行熱休克處理,熱休克4天后測定EGFP的表達量,F(xiàn)ig.5-Fig.6的結(jié)果說明其它組合時,熱休克均沒有使這些質(zhì)粒中的 EGFP基因的表達顯著提

10、高,而且與正反組合無關(guān)。
  4、 Tet-on系統(tǒng)實驗
  進一步論證了正反組合的Alu序列活化EGFP報告基因的觀點(詳細實驗內(nèi)容見正文)。
  5、C組染色體著絲粒的RNA群結(jié)合強度低
  本研究利用生物信息學(xué)分析模擬RNA群與著絲粒序列及其側(cè)翼序列的結(jié)合強度。關(guān)于RNA群結(jié)合強度的具體計算方法見正文。Fig.8和Table8的結(jié)果顯示著絲粒序列的RNA群的結(jié)合強度明顯低于側(cè)翼序列。
  結(jié)論:

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