斑马鱼p53基因结构比对分析及其在生态毒理学中的应用

斑马鱼p53基因由11个外显子和10个内含子组成,外显子1和外显子11部分序列不参与编码蛋白质．其 cDNA核苷酸序列共2089bp,包含一个1122 bp的开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)(44 bp-1165 bp),这个 ORF编码373个氨基酸．另外在3’端有924 bp是非翻译区(3’-UTR),5’端同样也存在43 bp的非翻译区(5’- UTR);12种脊椎动物p53氨基酸序列的保守性分析结果表明,在一些特殊的区域,12种氨基酸序列表现出了很高的保守性,这些区域和p53的抑癌功能密切相关．研究结果预示斑马鱼p53基因是一种理想的环境致突变物研究分子模型,在生态毒理学研究中具有良好的应用前景．     

利用基因芯片探讨五氯酚发育毒性的作用机制

0hpf斑马鱼胚胎经50μg/L五氯酚(PCP)暴露染毒8 h,提取其总RNA,与Affymetrix公司的斑马鱼基因组芯片杂交.发现与对照组相比,染毒样本中1 149个基因的表达显著增强(Signal log ratio1),501个基因的表达显著减弱(Signal log ratio-1).利用Chipinfo、Genmapp等生物信息学软件对差异表达基因进行了基因本体论功能分类和发育调控通路分析,结果显示,显著差异表达的基因涉及抗氧化、信号传导、翻译调节、转录调节等多个分子功能.五氯酚暴露后斑马鱼胚胎发育重要的调控通路BMP信号、ERK通路、FGF信号、Nodal信号的调控基因smad2、smad5、bmp4、bmp7f、lh、n-ras的表达发生了显著变化,Signal logratio分别为4.6、2.1、1.6、1.0、1.3、1.0.这些结果为进一步阐明五氯酚的发育毒性作用机制提供了标志物.     

五氯酚对斑马鱼胚胎发育期Wnt信号通路的影响

为从毒理基因组学角度探讨五氯酚(PCP)发育毒性的作用机制,将0hpf斑马鱼(Danio rerio)胚胎暴露于50μg·L-1PCP中8h,提取其总RNA,与Affymetrix公司的斑马鱼寡核苷酸芯片杂交.结果发现,与对照组相比,染毒样本中,1149个基因的表达显著增强(log2ratio>1),501个基因的表达显著减弱(log2ratio<-1).利用生物信息学软件GenMAPP对差异表达基因进行了Wnt信号通路分析,结果显示,PCP暴露后斑马鱼胚胎发育过程中fzd2、axin2等Wnt信号通路重要的调控基因表达均发生了显著变化;PCP影响了经典Wnt通路和非经典Wnt通路,并可能影响了Wnt通路与FGF通路的相互作用.     

变性高效液相色谱在大通量筛查基因突变中的应用

应用变性高效液相色谱(DHPLC)对已知序列的含外显子7的斑马鱼p53基因片段PCR产物进行突变检测,结果表明,通过克隆测序方法检测出的点突变,用DHPLC同样可以检出.且对该片段的最优化检测柱温为60℃,其特异性很好,敏感性大于95%.     

全氟辛烷磺化物(PFOS)诱导斑马鱼胚胎p53基因的点突变

将斑马鱼胚胎于0μg·1-1(空白对照),5μg·l-1,16μg·l-1和50μg·l-1全氟辛烷磺化物(PFOS)溶液中暴露染毒5h,采用变性高效液相色谱方法对PCR扩增的含斑马鱼胚胎p53基因外显子7的173 bp的目标片段进行突变分析.结果显示,16μg·l-1和50μg·l-1两个处理组与对照组相比均有显著性差异,表明PFOS可以诱导斑马鱼胚胎p53基因外显子7的点突变.     

DNA聚合酶对PCR方法检测基因点突变的干扰分析

以野生型斑马鱼p53基因外显子7为目的片段,运用变性高效液相色谱(DHPLC),比较分析三种常用的商品DNA聚合酶对聚合酶链式反应(PCR)技术检测基因点突变的影响.DHPLC检测结果显示,Promega Shanghai公司Taq DNA聚合酶,Promega公司Taq DNA聚合酶和BD Biosciences公司高保真酶Advantage-HF2的分子突变频率分别为14.3%,5.95%和0.76%.通过DNA直接测序法确认表明,Promega公司Taq DNA聚合酶和BD Biosciences公司高保真酶Advantage-HF2的碱基突变频率分别为3.61×10-4和7.69×10-5.研究表明,不同的DNA聚合酶对PCR技术的检测结果有明显影响,高保真酶Advantage-HF2所造成的碱基错配率明显低于其它两种商业化Taq酶.     

五氯酚诱导斑马鱼p53基因点突变的nested PCR-RFLP分析

将斑马鱼经50μg/L五氯酚(PCP)体内暴露染毒10d,提取肝脏基因组DNA,通过巢式PCR(nestedPCR)扩增包含斑马鱼p53基因外显子2,3,4及其间内含子2,3的片段,扩增产物分别用限制性内切酶NcoI、SacI、ScaI、BclI、NsiI、RsaI进行限制性片段长度多态性(RFLP)分析,以检测目标片段在酶切位点上点突变的发生.检测了20条斑马鱼上述6个酶切位点上的共680个碱基,但均未检测到点突变.结果表明,如果PCP能够诱导斑马鱼p53基因点突变,则其碱基突变率小于1/680.     

五氯酚暴露诱导斑马鱼胚胎细胞凋亡相关基因的变化及caspase-2基因克隆和系统进化分析

应用基因芯片技术研究发现,暴露于五氯酚的斑马鱼胚胎中有14个涉及细胞凋亡行为的基因表达发生了显著改变.利用生物信息学方法构建这些功能基因系统进化树,分析与环境毒物诱导的细胞凋亡行为密切相关的caspase-2基因和其他基因之间的同源关系.斑马鱼caspase-2基因由10个外显子和9个内含子组成,cDNA长1308bp,含一个开放阅读框(ORF),编码435个氨基酸.6种脊椎动物Caspase-2氨基酸序列的保守性及系统进化分析结果表明,在特定功能区结构域中氨基酸序列表现出较高的同源性,Caspase-2在进化上高度保守.利用RT-PCR技术,斑马鱼caspase-2基因cDNA被克隆并确认.研究结果表明斑马鱼caspase-2基因是一个研究细胞凋亡行为的模型分子,可为环境化合物的分子毒性评价及其机制研究提供一种分子标记。     

转聚磷激酶基因的大肠杆菌去除水体中的磷

为探索有效的生物除磷方法,构建了聚磷激酶基因(ppk)的表达载体pET28a(+),并转化大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21,获得了可过表达ppk基因的工程菌BL-PPK.RT-PCR结果表明,ppk基因在转化的大肠杆菌中得到了高效表达.聚磷试验结果表明,培养10h后,转化了ppk基因的大肠杆菌细胞内聚磷含量比对照菌株高20倍,而培养液中可溶性磷浓度为对照菌株的约1/9.