目的:确定肠道病毒A71型(Enterovirus-A71，EV-A71)感染人扁桃体上皮细胞后miRNA表达谱的改变。方法:EV-A71以感染复数为1感染人扁桃体上皮细胞6 h后，采用Trizol提取总RNA，构建小RNA文库，在Illumina NextSeq 500平台进行高通量测序，处理数据后确定差异表达的已知和新型miRNA种类及其靶基因，进行基因本体和信号途径分析；使用psRNATarget预测具有潜在结合EV-A71基因组的差异表达的miRNA种类。实时定量RT-PCR检测差异表达miRNA的变化倍数。结果:通过高通量测序共鉴定61个已知差异表达的miRNA(下调21个、上调40个)和559个新型miRNA，新型miRNA具有典型的前miRNA的二级发卡结构。实时定量RT-PCR确定hsa-miR-517b-3p和hsa-miR-199a-5p的变化倍数与高通量测序结果基本一致。差异表达miRNA靶基因涉及到不同的生物学过程和信号途径。共鉴定出24个差异表达的miRNA(5个已知miRNA，19个新型miRNA)具有与EV-A71结合的潜在"种子序列"。结论:EV-A71感染人扁桃体上皮细胞后引起miRNA表达谱的显著改变，且差异表达的miRNA可能靶向结合EV-A71基因组进而调控EV-A71复制。

目的:探讨新型冠状病毒(2019 novel coronavirus, 2019-nCoV)非结构蛋白1(NSP1)重要变异对其与病毒5’UTR结合能力的影响，为抗病毒药物和疫苗的研发提供线索。方法:对2019-nCoV基因组数据库进行生物信息分析，选取可能影响NSP1结构及与5’UTR的结合能力的氨基酸变异位点(T12A、R124L、N128I、K141A、GHVMV82-86DEL及KSF141-143DEL)，PSIPRED在线工具分析变异体的二级结构，mCSM-NA预测其与RNA的结合能力，DynaMut webserver分析变异对蛋白稳定性的影响；构建变异体质粒，转染HEK-293T细胞，利用双荧光素酶报告基因实验和RNA结合蛋白免疫沉淀(RNA binding protein immunoprecipitation，RIP)实验检测NSP1变异体与病毒5’UTR的结合能力。结果:生物信息分析预测除了R124L突变外，其他5种变异体均可改变蛋白二级结构，T12A、R124L、N128I和K141A突变均可以降低与RNA的结合能力，而T12A、R124L、N128I突变降低了蛋白质的稳定性，实验表明R124L、N128I、GHVMV82-86DEL及KSF141-143DEL显著减弱了NSP1与5’UTR的结合能力。结论:部分NSP1氨基酸突变或缺失可改变其二级结构，并能够显著减弱NSP1与5’UTR的结合能力，提示可能改变病毒的致病能力，为抗病毒药物和疫苗的研发提供了理论依据。

生长素响应因子(ARF)是介导生长素信号传导并调节多种生物学过程的转录因子家族.为探究蛇足石杉ARF基因家族成员及其在高温和干旱胁迫响应中的作用,该研究利用全长转录组和RNA-seq数据,分析蛇足石杉ARF基因家族成员的系统发育及表达模式,并通过生物信息学分析,对ARF基因家族的理化性质、结构域、保守基序、系统发育、组织表达模式及高温和干旱胁迫下的表达模式进行分析.结果表明:(1)在蛇足石杉全长转录组中共筛选出 24 个ARF家族成员,均为酸性蛋白且均为亲水蛋白.(2)亚细胞定位预测显示,所有24 个HsARF均定位于细胞核.(3)系统发育分析发现,HsARF与被子植物拟南芥和水稻亲缘关系较远,与高等开花植物只有 2 个共同的ARF祖先.(4)结构域分析发现,除HsARF18/23/24外,大多数HsARF有B3 结构域.二级结构分析发现,HsARF蛋白占比最多的为无规卷曲,其次为延伸链和α-螺旋.24 个HsARF蛋白中所用的三级结构模型只有 4 种.(5)RNA-seq分析显示,7 个HsARF在所有检测的组织中表达量均较高,10 个HsARF在茎中的表达量高于根和叶,而HsARF13 和HsARF14 在叶中的表达量低于根和茎.(6)HsARF在高温和干旱胁迫下表达量发生显著变化,其中18 个HsARF基因不同程度高温胁迫诱导,有7 个HsARF基因响应干旱胁迫,其中有3 个HsARF基因受干旱诱导,有4 个HsARF基因受干旱抑制.该研究结果为蛇足石杉HsARF基因的功能和生物育种提供了理论参考.

目的 研究人CCAAT/增强子结合蛋白β(CCAAT/enhancer binding proteins,C/EBP β)原核表达载体的构建和蛋白表达,并通过生物信息学分析其结构和生物学功能.方法 收集对数生长期的肝癌细胞SMMC-7721,通过TRIzol法提取SMMC-7721细胞内总RNA,并以RNA为模板采用RT-PCR获得C/EBP β基因的编码序列,通过同源重组的方法将目的基因与原核表达质粒pET-28a(+)相连接,经过大肠杆菌转化、抗性筛选、质粒提取、酶切和DNA测序获得重组质粒pET-28a(+)-C/EBPβ.将重组质粒导入大肠杆菌BL21中,通过异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogal,IPTG)诱导C/EBP β重组蛋白表达,采用镍离子亲和层析法纯化C/EBP β融合蛋白,通过蛋白免疫印迹验证目的蛋白并分析C/EBP β的蛋白纯度.同时对人C/EBP β编码的蛋白质进行理化性质、亲水/疏水性、二级结构以及磷酸化位点等生物信息学分析.结果 通过RT-PCR成功获得人C/EBP β基因,构建的pET-28a(+)-C/EBP β重组质粒经测序鉴定C/EBP β DNA序列完全正确,表明重组pET-28a(+)-C/EBPβ质粒构建成功.C/EBP β蛋白是一个性质不稳定的亲水蛋白质,由345个氨基酸组成,分子量为36.105 kD,等电点为8.55.其是一种胞内蛋白质,主要分布在细胞质和细胞核.对其结构分析发现:无规则卷曲是其主要的二级结构,为60.87％.蛋白免疫印迹结果显示通过亲和层析纯化后获得较高纯度的C/EBP β.结论 本实验成功克隆并构建人pET-28a(+)-C/EBP β重组质粒,获得较高纯度的C/EBP β,为进一步C/EBP β蛋白功能的研究和抗体的制备奠定了良好的基础.

目的 探讨在不同肿瘤细胞中核糖体S6蛋白激酶4(ribosomal protein S6 kinase 4,RSK4)的表达谱是否存在差异,以及预测可能存在的蛋白亚型及其生物学特性.方法 提取神经胶质瘤细胞GL261、卵巢癌细胞ID8、乳腺癌细胞4T1和168FARN、结肠癌细胞mc38和CT26、胃癌细胞MFC和肺癌细胞LLC1的RNA,采用RT-PCR技术检测RSK4的表达及其剪接异构体,生物信息学分析RSK4的生物学特征及其功能.结果 RT-PCR结果显示在GL261、4T1、mc38、CT26、MFC和LLC1中均表达RSK4,且不同的肿瘤细胞中表达了多个剪接异构体,开放阅读框分析RSK4可能至少编码11个蛋白亚型;二级结构分析显示,这些剪接异构体编码的蛋白亚型均由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲组成,且保守结构域均相同;蛋白互作网络富集分析显示,RSK4主要通过mTOR信号通路和突触持续增强等信号通路在核质和胞浆中发挥激酶的活性.结论 RSK4在不同的肿瘤细胞中存在不同的表达谱,可能产生多种氮端不同的蛋白异构体,能够通过多种信号通路参与不同的生物学途径.

目的:探讨m.4435A>G和YARS2 c.572G>T(p.G191V)突变在原发性高血压发生发展中的作用.方法:分析前期收集的高血压患者的线粒体基因组及外显子测序数据,对一例携带m.4435A>G和YARS2 p.G191V突变的原发性高血压患者的家系开展临床资料采集及分子遗传学检测,收集外周静脉血并构建永生化淋巴细胞系进行线粒体转移RNA(tRNA)、线粒体蛋白质、腺苷三磷酸(ATP)、线粒体膜电位(MMP)和细胞内活性氧检测.结果:线粒体全基因组测序结果显示,该家系中母系成员均携带高度保守的m.4435A>G突变,该突变影响线粒体tRNA的二级结构和折叠自由能并改变其稳定性,预测其将影响反密码子环结构.与对照组比较,携带m.4435A>G和YARS2 p.G191V突变的细胞株相关线粒体tRNA稳态水平、部分线粒体蛋白表达量、ATP产量和MMP水平下降,且活性氧水平升高,差异均有统计学意义(均P<0.05).结论:YARS2 p.G191V突变通过影响线粒体tRNA稳态水平加重了m.4435A>G引起的线粒体翻译及线粒体功能改变,进一步导致细胞功能障碍,表明在本家系中YARS2 p.G191V与m.4435A>G突变存在协同作用,共同参与原发性高血压的发生发展.

目的 克隆表达屋尘螨过敏原Derp4重组蛋白,鉴定其免疫原性并对其生物信息学进行分析.方法 根据已知Derp4基因序列,设计PCR引物,提取屋尘螨总RNA,逆转录PCR(RT-PCR)扩增Der p 4基因.将测序正确的基因片段克隆至pET-28a(+)载体,提取质粒测序鉴定,将重组质粒转入Rosetta2(DE3)pLysS感受态细胞,1mmol/L IPTG诱导表达后,采用12％十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析重组蛋白的表达情况.亲和层析法纯化重组蛋白后,以屋尘螨过敏患者血清为一抗,蛋白质免疫印迹(Western blotting)分析重组蛋白的免疫原性.以纯化后的重组蛋白为包被抗原,间接ELISA法检测30份尘螨过敏患者血清IgE,鉴定其特异性.利用 ProtParam tools、SignalP5.0、NetPhos3.1、CD-search、Alphafold s Immune Epitope Database and Analysis Resource(IEDB)等软件和生物信息学预测抗原肽(BPAP)系统等对Der p 4的理化性质、信号肽序列、磷酸化位点、二级和三级结构及B细胞抗原表位进行生物信息学分析.结果 RT-PCR扩增出长度为1 090 bp的条带.重组质粒测序结果显示,插入的片段为全长1 090 bp的Derp4基因序列.SDS-PAGE分析结果显示,Der p 4重组蛋白为包涵体蛋白,相对分子质量(Mr)约60 000,经纯化后的重组蛋白纯度＞90％.Western blotting分析结果显示,Der p 4重组蛋白可与尘螨过敏患者血清中的IgE特异性结合,在M,60000处有明显条带.间接ELISA检测结果显示,Der p 4重组蛋白与14份(46.67％)尘螨过敏患者血清呈特异性IgE结合.生物信息学分析显示,Der p 4蛋白稳定性较高,无信号肽结构,二级结构和三级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主;IEDB和BPAP系统预测到Derp4蛋白存在15个B细胞抗原表位肽序列.结论 纯化的Der p 4重组蛋白具有免疫原性,与屋尘螨过敏患者血清中的IgE抗体结合较好.

[目的]探究与挖掘不同生长时期谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)中潜在的小的非编码RNA(small non-coding RNA,sRNA).[方法]检测不同时期和不同工业改造的谷氨酸棒杆菌菌株的RNA-Seq数据构建表达文库,通过sRNA-Detect和APERO两种方法构建潜在的sRNA数据库.以逆转录PCR检测(real-time reverse transcription PCR,RT-PCR)方法检测sRNA的表达,并通过生物信息学方法分析潜在sRNA的调控位点、二级结构及保守结构域.[结果]构建了包含2 653条潜在sRNA的数据库,依据其相较于编码序列(coding sequence,CDS)区域的位置进行分类、预测功能.发现了在高GC革兰氏阳性菌中普遍存在的sRNA00130,随生长时期表达量变化的sRNA00257,常时高表达的sRNA02036、sRNA02037等sRNA.依据自由结合能预测潜在sRNA可能的结合位点、二级结构,预测结果显示潜在的sRNAs同多种细胞复制、代谢通路基因相关.大多数潜在sRNA仅在谷氨酸棒杆菌中具有保守性.[结论]谷氨酸棒杆菌潜在sRNA的发掘对于填补谷氨酸棒杆菌生长调控机制的空缺具有重要作用,提供了新的可能的调控工具与改造位点.

为了验证IPT基因在新麦草中的功能,为后续新麦草IPT基因进一步功能验证提供试验材料和理论依据.研究以DT型和ST型的新麦草分蘖节为材料,通过RNA-seq分析和qRT-PCR试验验证IPT的相对表达量并进行GO富集分析,采用PCR法克隆IPT基因,构建1300-cYFP-IPT过表达载体,并进行生物信息学分析;通过烟草瞬时转染法和蛋白质印迹法鉴定IPT蛋白的亚细胞定位及表达情况.结果显示,IPT与tRNA二甲基烯丙基转移酶活性相关,在新麦草分蘖中起上调作用;克隆得到新麦草IPT基因全长,并构建了 1300-cYFP-IPT过表达载体,其开放阅读框(ORF)为1 362 bp;多序列比对与保守结构域分析表明,新麦草IPT蛋白存在PLN02840蛋白保守结构域,与二粒小麦、小麦及硬粒小麦IPT蛋白的亲缘关系较近;蛋白质二级结构预测显示新麦草IPT蛋白二级结构由α-螺旋、延伸链、β-折叠和不规则卷曲组成;分析显示丝氨酸的磷酸化位点最有可能是蛋白发挥功能的潜在磷酸化位点;烟草瞬时转染显示IPT蛋白正常表达,定位于叶绿体中;Western blot结果显示连接载体的目的蛋白IPT正常表达,大小为76.8 kD.研究表明IPT基因在新麦草分蘖过程中上调分蘖数,1300-cYFP-IPT载体可在植株叶绿体中正常表达.

目的 研究microRNA-101(miR-101)对肺尘埃沉着病肺纤维化的作用机制,为肺尘埃沉着病的二级预防提供新的策略和方法.方法 通过体外实验初步探讨miR-101在SiO2粉尘诱导肺纤维化中的调节作用.选取SPF级健康成年雄性小鼠18只,将其分为空白对照组、生理盐水组和SiO2组,每组6只.采用SiO2粉尘混悬液构建小鼠肺尘埃沉着病模型,HE染色观察大鼠肺组织形态学改变;采用实时定量PCR、蛋白质印迹法检测各组小鼠肺组织中miR-101和Ⅰ型胶原蛋白(ColⅠ)表达水平.结果 模型组在28 d形成肺尘埃沉着病模型.空白对照组及生理盐水组小鼠肺组织结构完整,肺泡间隔均匀,无间质纤维组织增生,SiO2组小鼠肺部组织发生纤维化,肺部结构被破坏,肺间质和肺泡内有大量的细胞浸润,并伴有炎症反应,血管壁增厚.SiO2组的miR-101表达水平低于空白对照组,而ColⅠ蛋白水平高于空白对照组,差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 miR-101通过参与抑制炎症因子的释放,从而实现对肺尘埃沉着病模型细胞的纤维化的抑制.