不同物种间胰岛素及其编码mRNA,DNA 序列比较与分析
不同品种猪HSL基因cDNA序列的克隆、测序与序列分析
不同品种猪HSL基因cDNA序列的克隆、测序与序列分析雷明刚1 , 吴珍芳2 , 邓昌彦1 , 戴丽荷1 , 张振波1 , 熊远著1①（1.华中农业大学农业部猪遗传育种重点开放实验室, 武汉430070; 2.华南农业大学动物科学系, 广州510640）摘要：激素敏感脂肪酶（Hormone-sensitive lipase，HSL）是负责分解脂肪组织中甘油三酯释放游离脂肪酸的关键和限速酶，也是影响动物脂肪沉积的关键酶。
本文将HSL基因作为影响猪脂肪代谢和沉积相关性状的候选基因，对不同品种猪HSL基因cDNA全长序列进行了克隆、测序与序列比较分析，并对不同物种HSL基因cDNA序列进行了进化关系分析。
研究结果表明：不同品种HSL基因cDNA序列存在20处碱基变异；猪与人、鼠等其它物种亲缘关系较远，而不同品种猪之间，外来品种之间亲缘关系较近，而与地方品种亲缘关系较远。
关键词：激素敏感脂肪酶；猪；克隆测序激素敏感脂肪酶（Hormone-sensitive lipase，HSL）是负责分解脂肪组织中甘油三酯释放游离脂肪酸的关键酶和限速酶，是调控脂肪组织分解的最关键因素，也是影响动物脂肪沉积的关键酶之一[1,2]。
哺乳动物将体内的脂肪酸以甘油三酯的形式储存在脂肪细胞内，激素敏感脂肪酶能水解甘油三酯成甘油和脂肪酸以满足动物体的需要。
HSL基因主要在脂肪组织、肾上腺、卵巢、睾丸、胎盘、巨噬细胞、心脏、骨骼肌和平滑肌中表达[1]。
HSL基因的cDNA相继从大鼠、小鼠、人脂肪组织和猪中获得[3,4]。
猪HSL基因全长10~11 kb，包括9个外显子，编码171个氨基酸[4]，定位于6p1.1－q1.2[5, 6]，与定位于猪6号染色体上磷酸已糖异构酶位点、血清后白蛋白-2位点、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶位点、氟烷基因邻近或连锁[6, 7]。
现已证明这些基因与猪背膘厚度、瘦肉率和脂肪含量等性状相关。
由于HSL在脂肪代谢中发挥着重要作用和在染色体上所处的位置，许多研究者认为HSL基因是脂肪沉积和代谢相关性状的重要候选基因[8~11]。
胰岛素的基因结构
三、糖尿病患者胰岛素基因的异常
5’末端插入顺序的异常
Ⅰ型糖尿病患者胰岛素基因结构的分析证明，其插入顺序出现的机率远大于非I型糖尿病 糖尿病患者。认为胰岛素基因5'端插入顺序的出现是I型糖尿病患者的分子病理基础。
非编码区的突变
前胰岛素原分子中某些氨基酸的改变，可以导致胰岛素原分解及其结构异常 ，如C肽与A肽之间，C肽与B肽之间某些氨基酸的突变影响胰岛素原分解为A肽 、B肽的速率。
多态性
不同动物的胰岛素都是由一个A肽和一个B肽组成，但其一 级结构有不同程度的差异。
2.A肽与B肽中核苷 酸的不同
人与几种哺乳动物的胰岛素分子的氨基酸差异
胰岛素来源
A8
氨基酸排列顺序的差异
A9
A10
B30
人பைடு நூலகம்
Thr （苏 ）
Ser（丝 ）
Ile（异亮 ）
Thr （苏 ）
猪
Thr （苏 ）
Ser（丝 ）
这类核苷酸的突变发现较多。其位置有些在内含子序列中
，也有的在基因两端的非翻译区，但都与胰岛素基因的表 达无关。
但1985年Shibasaki等报导，胰岛素基因的突变发生在C肽 与A肽的交界处，使交界处的一个氨基酸一精氨酸被碱性氨 基酸一组氨酸所取代，影响到胰岛素原分子中C肽的降解 ，因而出现了高胰岛素原血症。
胰岛素的基因结构
一、胰岛素基因组DNA结构 二、胰岛素基因的多态性 三、糖尿病患者胰岛素基因的异常 四、基因治疗的可能途径
一、胰岛素基因组DNA结构
人胰岛素基因组DNA 是单一拷贝型的
基因，位于第11号染色体的短臂 上（11P15）
在基因的转录与翻译区有三个外显子和二个内含子，除第一个外显 子实际上并不翻译多肽以外，第二及第三外显子都是胰岛素的主要肽链 编码区。外显子二中是前边的信号肽，B链肽及部分C肽的编码区，外 显子三包括有另一部分C肽与A肽的编码，另外还有一部分为不翻译区 。
《基于单细胞RNA-seq比较分析哺乳动物不同体细胞重编程技术基因调控差异》范文
《基于单细胞RNA-seq比较分析哺乳动物不同体细胞重编程技术基因调控差异》篇一一、引言近年来，随着生命科学技术的快速发展，特别是单细胞RNA 测序（scRNA-seq）技术的出现，使得对哺乳动物不同体细胞重编程技术基因调控差异的研究进入了一个全新的时代。
本文将基于单细胞RNA-seq技术，对哺乳动物不同体细胞重编程技术进行比较分析，深入探讨其在基因调控层面的差异，为后续研究提供有价值的参考信息。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验选用不同体细胞重编程技术的样本，包括诱导多能干细胞（iPSC）、直接重编程细胞（DRSC）等。
2. 实验方法采用单细胞RNA测序技术（scRNA-seq），对不同体细胞重编程技术样本进行测序。
具体步骤包括单细胞捕获、RNA提取、文库构建及测序等。
三、实验结果1. 基因表达分析通过对测序数据进行处理与分析，得到了各组细胞的基因表达谱。
从基因表达水平来看，不同体细胞重编程技术间存在明显差异。
其中，iPSC在多种细胞因子的共同作用下表现出更为复杂的基因表达模式；而DRSC在基因表达上较为简单。
2. 基因调控网络分析根据基因表达数据，我们构建了不同体细胞重编程技术的基因调控网络。
从网络结构上看，iPSC的基因调控网络更为复杂，涉及到的基因数量和相互作用关系更多；而DRSC的基因调控网络相对简单。
3. 差异基因分析通过比较不同体细胞重编程技术的基因表达谱，我们发现存在一些差异基因。
这些差异基因主要涉及细胞增殖、分化、凋亡等生物学过程，以及一些与重编程相关的关键因子。
这些差异基因的发现为进一步研究不同体细胞重编程技术的机制提供了重要线索。
四、讨论通过单细胞RNA-seq技术，我们成功比较了哺乳动物不同体细胞重编程技术的基因调控差异。
从实验结果来看，iPSC和DRSC在基因表达、基因调控网络及差异基因等方面均存在明显差异。
这些差异可能与不同重编程技术的具体过程、所需条件及对细胞内环境的影响等因素有关。
《基于单细胞RNA-seq比较分析哺乳动物不同体细胞重编程技术基因调控差异》范文
《基于单细胞RNA-seq比较分析哺乳动物不同体细胞重编程技术基因调控差异》篇一一、引言随着生命科学技术的飞速发展，单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术已成为研究细胞异质性和基因表达调控的重要手段。
在哺乳动物中，体细胞重编程技术是一种将成熟体细胞转化为具有多潜能性的诱导性多能干细胞（iPSC）的技术。
不同重编程技术所涉及的基因调控差异是当前研究的热点。
本文旨在通过单细胞RNA-seq技术，对哺乳动物不同体细胞重编程技术的基因调控差异进行比较分析，为进一步理解细胞重编程机制提供理论依据。
二、研究方法2.1 实验材料选取不同重编程技术的哺乳动物体细胞样本，包括传统重编程方法和新型重编程方法。
2.2 单细胞RNA-seq技术利用单细胞RNA-seq技术对各组样本进行测序，获取单细胞的基因表达谱。
2.3 数据分析对测序数据进行质量控制、数据预处理、差异表达基因分析、基因共表达网络分析等。
三、实验结果3.1 基因表达谱分析通过单细胞RNA-seq技术，我们获得了各组样本的基因表达谱。
在传统重编程方法和新型重编程方法之间，我们发现基因表达谱存在显著差异。
3.2 差异表达基因分析我们对差异表达基因进行了分析，发现传统重编程方法和新型重编程方法在关键基因的表达上存在明显差异。
这些关键基因主要涉及细胞周期、信号转导、表观遗传调控等方面。
3.3 基因共表达网络分析通过构建基因共表达网络，我们发现不同重编程技术所涉及的基因调控网络存在差异。
这些差异主要表现在网络拓扑结构、关键节点的连接性以及模块化程度等方面。
四、讨论4.1 不同重编程技术的基因调控差异根据实验结果，我们发现传统重编程方法和新型重编程方法在关键基因的表达以及基因共表达网络上存在显著差异。
这些差异可能与不同重编程技术的机制、效率、安全性等方面有关。
因此，我们需要进一步研究这些差异的分子机制，以优化重编程技术并提高其效率。
4.2 未来研究方向未来研究可围绕以下几个方面展开：一是深入研究不同重编程技术的基因调控机制，揭示其背后的分子机制；二是通过遗传编辑等技术，对关键基因进行敲除或过表达，以验证其在重编程过程中的作用；三是探索新型的重编程技术，以提高效率、降低安全性风险，为临床应用提供更多可能性。
《基于单细胞RNA-seq比较分析哺乳动物不同体细胞重编程技术基因调控差异》范文
《基于单细胞RNA-seq比较分析哺乳动物不同体细胞重编程技术基因调控差异》篇一一、引言哺乳动物体细胞重编程技术是一种极具潜力的生物医学研究领域，通过研究这一技术可以深入了解细胞发育和分化的机制，为疾病治疗和再生医学提供新的思路。
近年来，随着单细胞RNA 测序（scRNA-seq）技术的快速发展，为研究体细胞重编程过程中的基因表达和调控提供了新的工具。
本文旨在通过基于单细胞RNA-seq的比较分析，探讨哺乳动物不同体细胞重编程技术的基因调控差异。
二、研究背景哺乳动物体细胞重编程技术主要涉及到将成熟体细胞转化为多能性细胞（如诱导多能干细胞，iPSCs）的过程。
目前已有多种重编程技术，包括基于病毒载体的方法、化学小分子诱导的方法等。
然而，不同方法在基因表达和调控方面存在差异，这直接影响了重编程的效率和结果。
因此，研究这些差异对于优化重编程技术具有重要意义。
三、实验方法（一）实验材料选用小鼠的多种体细胞和相应的诱导多能干细胞为研究对象，提取总RNA并建立单细胞文库。
（二）单细胞RNA测序使用单细胞RNA测序技术对样本进行测序，获得基因表达数据。
（三）数据分析利用生物信息学软件对测序数据进行处理和分析，包括基因表达水平的量化、差异表达基因的筛选等。
四、实验结果（一）基因表达谱分析通过单细胞RNA-seq分析，我们获得了不同体细胞和iPSCs 的基因表达谱。
分析表明，不同类型细胞之间在基因表达水平上存在显著差异，iPSCs在重编程过程中获得了许多独特的基因表达模式。
（二）重编程过程中的差异表达基因通过比较不同重编程方法的差异表达基因，我们发现不同方法在关键信号通路、转录因子及表观遗传调控等方面存在显著差异。
这些差异可能直接影响了重编程的效率和结果。
（三）基因调控网络分析通过构建基因调控网络，我们发现不同重编程方法在基因调控网络中存在明显的差异。
这些差异主要表现在关键节点的基因、调控模块的连接等方面。
这为深入研究不同重编程技术的分子机制提供了重要线索。
BIOINF_序列相似性和序列对比
序列比较的生物学基础
什么决定蛋白质的氨基酸序列？分子生物学 的中心内容就是描述我们从父母获得的遗传 信息是如何储存于DNA中，它们是如何被用 于复制相同的DNA副本，如何从DNA转录到 RNA再翻译到蛋白质的。
序列比较的生物学基础
DNA由4种脱氧核苷酸组成: ATGC。DNA是由4种脱氧核苷酸 形成的线性多聚体，这4种核苷酸是：
腺嘌呤脱氧核苷单磷酸 (deoxyAdenosine monophosphate, A)、 胸腺嘧啶脱氧核苷单磷酸 (deoxyThymidine monophosphate, T)、 鸟嘌呤脱氧核苷单磷酸 (deoxyGuanosine monophosphate, G)、 胞嘧啶脱氧核苷单磷酸 (deoxyCytidine monophosphate, C)。
序列比较的生物学基础
RNA则是由A、U、G、C，4种核苷酸形成的相似 线性多聚体，这4种核苷酸是：
腺嘌呤核苷单磷酸(Adenosine monophosphate, A)、 尿嘧啶核苷单磷酸(Uridine monophosphate, U)、 鸟嘌呤核苷单磷酸(Guanosine monophosphate, G) 胞嘧啶核苷单磷酸(Cytidine monophosphate, C)。
序列相似性的概念
序列对比(aligment)是序列分析的基础，其他
一切都建立在序列排比的基础上。 ACGCTAGCGCTAGCTGCTAGCTAG ACGCTAGCGCTAGCTGCTAGCTAG ACGCTAGCGCAAGCTGCTAGCTAG ______________ __________________
序列分析的困难
生物医学文章不同物种GATA—2基因编码区生物信息学分析
生物医学文章不同物种GATA—2基因编码区生物信息学分析GATA家族是一类能识别GATA基序（motif），并能与之结合的转录调节因子，在动物、真菌、植物等生物中存在比较广泛。
脊椎动物中已发现6种GATA结合蛋白，分为GATA-1/2/3和GATA-4/5/6两大类，前者与红细胞、淋巴及性腺的发育有关，后者控制心、肠及外胚等组织分化的转录[1，2]。
GATA-2的cDNA大小为2.6kb，编码的转录因子为474个氨基酸。
GATA-2属于锌指结构家族，可调控造血干/祖细胞的增殖和分化，在整个造血过程中对细胞的系统分化十分重要[3]。
摘要：利用生物信息学方法分析了小家鼠（Musmusculus）、褐家鼠（Rattusnorvegicus）、人（Homosapiens）、黑猩猩（Pantroglodytes）、大猩猩（Gorilla）、倭黑猩猩（Panpaniscus）、猿（Nomascusleucogenys）、狨（Callithrixjacchus）、亚马逊松鼠猴（Saimiriboliviensis）、家马（Equuscaballus）、小耳大婴猴（Otolemurgarnettii）、家猫（Feliscatus）、东非狒狒（PapioAnubis）、猕猴（Macacamulatta）、犬（Cainslapus）、野猪（Susscrofa）、大熊猫（Ailuropodamelanoleuca）等17个物种GATA-2基因编码序列（Codingsequence，CDS），并对该基因的遗传多样性、信号肽、导肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级结构、氨基酸序列进行了分析和预测。
结果表明，在17个物种52条基因序列中共检测到344个多态位点，有25种单倍型，GATA-2基因序列编码区的种内、种间存在丰富的遗传多样性。
GATA-2蛋白N端无信号肽，不具有导肽，没有跨膜结构域，表现为亲水性，蛋白质二级结构主要结构元件是无规卷曲和α-螺旋，理论等电点为9.43，GATA-2蛋白呈碱性。
猪胰岛素诱导1基因的cDNA克隆和差异表达及蛋白质序列分析
猪胰岛素诱导1基因的cDNA克隆和差异表达及蛋白质序列分析王京京;魏麟;陈斌【期刊名称】《湖南农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(042)005【摘要】克隆猪胰岛素诱导1(INSIG1)基因，并对其蛋白质序列进行分析。
根据人INSIG1基因的保守序列设计1对引物，以猪总RNA为模板，经RT–PCR获得INSIG1基因序列，通过相对荧光定量PCR分析该基因在不同组织中的表达量；将INSIG1基因序列连接到pMD19–T Simple载体上，用PCR检测阳性克隆后测序，并对克隆得到的基因进行生物信息学分析。
结果表明，INSIG1基因在肺中的表达量最高，其次是在肝脏，再次是在脾脏，在心脏中的表达量最低；通过克隆，获得了一段999 bp的序列，其中831 bp的开放阅读框编码276个氨基酸；该蛋白不含信号肽序列，与其他动物INSIG1基因氨基酸序列的一致性在71%以上。
【总页数】6页(P505-510)【作者】王京京;魏麟;陈斌【作者单位】湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙 410128;怀化学院生物与食品工程学院，湖南怀化 418000;湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S828.2【相关文献】1.黔邵花猪BP/基因的cDNA克隆及蛋白质序列分析 [J], 魏麟;陈斌;张善文;宋伸;刘鹏2.人胰岛素样生长因子-Ⅱ基因cDNA克隆与序列分析 [J], 郭淑华3.东亚飞蝗TLR9基因cDNA克隆及蛋白质序列分析 [J], 刘迎春;聂惠蓉;李裕红4.猪Toll样受体5基因cDNA克隆、蛋白质序列分析及意义 [J], 魏麟;黎晓英;陈斌;许宝红;姚元枝;向孙军;谭娟5.家蚕滞育生物钟蛋白质EA4基因的cDNA克隆和序列分析 [J], 王玉军;徐世清;司马杨虎;吴阳春;刘莹;柳学广;丛海峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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图16种物种编码前胰岛素原的m R N A序列多重比对结果
种物种编码前胰岛素原的m R N A序列
W分析6种物种编码前胰岛素原
构建系统发生树(进化树)[9],结果发
鼠和大鼠得分十分相近,聚为一类,种编码胰岛素的m R N A在进化上关系
.
图26种物种编码前胰岛素原的m R N A序列的进化树3.4不同物种间前胰岛素原m R N A翻译的蛋白质
序列多重比对结果
C l us tal W程序先将6种物种编码前胰岛素原m R N A翻译的蛋白质序列进行两两比对,各物种前胰岛素原m R N A翻译的蛋白质氨基酸残基长度差异较小(105～127a a),人和猴、猪和牛、小鼠和大鼠
表3不同物种间前胰岛素原m R N A
序列两两比对结果
序列名称长度/a a
两两比对相
123
1人110—9885
2猴11098—86
3猪1278586—
4牛105838486
5小鼠110818277
6大鼠110828379
3.5几种哺乳动物胰岛素D N A序
结果
从G en B a n k数据库中编码人类
列较长(编号J00265,4044b p),与小鼠和大长度相差很大,将编码人类胰岛
1200b p的重复序列去除,然后进
C l u stal W程序先将人类、小鼠和大鼠胰岛素列进行两两比对,小鼠和大鼠两两比
图3不同物种间前胰岛素原m R N A翻译的蛋白质序列多重比对结果种哺乳动物胰岛素D N A序列的两两比对结果
长度/b p
两两比对相似性得分123
2843—1917
240819—82
28521782—
素是调节人体和其他动物糖代谢的十分
也是惟一降低血糖浓度的激素,其功能障碍或分泌不足会引发糖尿病,胰岛素(A链和
序列在各物种中均很相似,反映了胰岛素蛋白质序列的保守性;哺乳动物编码胰岛素
尾序列的差异,提示人类和动物m R-
方式有差异,但都能准确翻译成结构
;编码胰岛素的D N A中,由于存在大量的重复序列和内含子[10,11],使人类和小鼠、大鼠
的D N A差异较大,只有转录为m R-部分的核苷酸序列相似,显示胰岛素D N A非编码区人类和其他动物有差异,说明物种之间基因调果相似,不考虑m R N A的首、尾部分相同氨基酸的核苷酸序列(C D S)相同这5种动物编码前胰岛素原的密码同,未发现密码子偏性的现象.
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