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中国明对虾和文蛤EST分析及细胞黏附蛋白基因的克隆和表达谱

董波  
【摘要】:海洋生物基因组学和蛋白质组学研究日益迅猛发展,急需引进生物信息学的方法和手段来阐释获得的海量数据,破解蕴藏其中的生物学信息,为实验研究提供信息提示。本论文构建了一套基于 Linux 操作系统的集群计算机环境和 J2EE 分布式运算技术的生物信息学数据分析平台-BLC(Bioinformatics Linux Cluster)系统。这一系统包括 Blast、Pfam、Phrap、Interpro 等生物信息学软件,可以方便地对分子序列数据进行注释、分析和运算。在此基础上,整合课题组已有序列资源,组建了中国经济类海洋生物基因组网站。 为了筛选中国明对虾和文蛤中同免疫和生长发育相关的功能基因,从已构建的中国明对虾血液、眼柄和卵巢组织 cDNA 文库中分别测定了 2371 条、1024 条和1172 条 EST。并构建了文蛤幼虫不同发育阶段的 cDNA 文库,从文蛤壳顶期幼虫cDNA 文库中测定了 1060 条 EST 序列。利用本研究构建的生物信息学平台对获得的对虾、文蛤 EST 进行了分析、比较和注释。并从中国明对虾血液 cDNA 文库获得的 971 个 unique 基因中,发现了 112 个同免疫相关的新基因。进一步筛选共确定了在对虾免疫体系中起重要作用的抗菌肽、凝结蛋白、细胞间信号传导、伴侣蛋白和酚氧化酶系统 5 大类共 39 个 unique 基因。在文蛤壳顶期幼虫的 576 个unique 基因中,发现了包括生长结构基因、代谢酶类、免疫相关基因、调控基因等 150 个同生长发育相关的重要功能基因序列提示。 利用部分上述生物信息分析结果,克隆获得了一条 2370 bp 的中国明对虾细胞黏附蛋白基因全长 cDNA 序列,共编码 684 个氨基酸,成熟肽理论 pI 为 7.98,分子量为 74.58 KDa,属阳离子多肽。该序列具有 1 个过氧化物酶功能域(domain)和一个整合素结合基序(motif),据此推测该基因具有过氧化酶活性和细胞黏附功能。运用实时定量 PCR 方法分析了灭活的革兰氏阳性菌和阴性菌混合液刺激对虾后细胞黏附蛋白基因的表达谱,结果表明其主要储存在血细胞中,呈组成性表达,是对虾重要免疫应答因子之一,在免疫防御过程中具有重要生理功能。


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