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本文以军曹鱼为研究对象,采用同源克隆、RACE-PCR、荧光定量PCR技术(QRT-PCR)等技术,对军曹鱼MHC类基因进行了克隆,并对基因在mRNA水平上的表达量进行了分析。从军曹鱼中获得了MHC-Ⅰα、MHC-Ⅱα及MHC-Ⅱβ的全长cDNA序列;利用QRT-PCR技术分析了MHC-Ⅱα基因在军曹鱼正常组织中的分布以及在注射LPS(脂多糖)后头肾、脾脏中该基因的表达变化。利用QRT-PCR分析了MHC-Ⅱβ基因在军曹鱼正常组织中的分布。利用克隆测序的方法初步研究了MHC-Ⅱβ基因的多态性。构建MHC-Ⅱβ的原核表达载体。具体结果如下:军曹鱼MHC-Ⅰα全长cDNA序列含1330 bp,包括76 bp的5’末端非编码区(5UTR),189bp的3’末端非编码区(3UTR)及1065 bp的开放阅读框(ORF),编码354个氨基酸,由前导肽、a1区、a2区、a3区、连接肽、跨膜区和胞浆区(CP/TM/CYT)组成。预测其蛋白质分子量约为40.10 kD,等电点为5.70。通过氨基酸比对,构建MHC-Ⅰα氨基酸序列的系统进化树,发现军曹鱼和金头鲷的关系最近。并进行同源性分析,结果表明,军曹鱼和已知鱼类及人类MHC-Iα氨基酸的同源性在27.9%~67.1%之间。
军曹鱼MHC-Ⅱα全长cDNA序列含998bp,包括53bp的5’末端非编码区,234bp的3’末端非编码区及711bp的开放阅读框,编码236个氨基酸,由前导肽、α1区、α2区、连接肽、跨膜区和胞浆区组成。预测其蛋白质分子量约为25.94kD,等电点为4.39。通过氨基酸比对,构建MHC-Ⅱα氨基酸序列的系统进化树,发现军曹鱼和间鲃的关系最近。并进行同源性分析,结果表明军曹鱼和已知鱼类、老鼠及人类MHC-Ⅱα氨基酸的同源性在25.0%~69.5%之间。
通过同源克隆以及末端快速扩增获得1161bp的军曹鱼MHC-Ⅱβ全长cDNA片段。该序列包括20bp的5’末端非编码区,394bp的3’末端非编码区及747bp的开放阅读框,编码248个氨基酸,由前导肽、β1区、β2区、连接肽、跨膜区和胞浆区组成。预测其蛋白质分子量约为27.99kD,等电点为6.21。通过氨基酸比对,构建MHC-Ⅱβ氨基酸序列的系统进化树,发现军曹鱼和驼背犬齿罗非鱼的关系最近。并进行同源性分析,结果表明军曹鱼和已知鱼类、鼠、鸡及人类MHC-Ⅱβ氨基酸的同源性在28.5%~77.5%之间。
利用QRT-PCR技术分析发现MHC-Ⅱα基因在正常军曹鱼组织中均表达,其中较强的表达于头肾、鳃,中等程度表达于脾、肠,在心、脑、肌肉中表达较弱。经LPS刺激后,头肾、脾脏中MHC-Ⅱα基因表达下调。因为在炎症反应初期,会释放一些细胞因子,从而产生一种间接的作用。
QRT-PCR研究显示,MHC-Ⅱβ基因在正常军曹鱼组织中均有所表达,但表达量在各个组织中不同,其中较强的表达于头肾,中等程度表达于鳃、脾、肠,在心、脑、肌肉中表达较弱。与军曹鱼MHC-Ⅱα基因的表达基本一致,因为α链与β链组成了MHC-Ⅱ类分子。
利用克隆测序的方法,获得4尾军曹鱼的MHC-Ⅱβ0RF框,通过氨基酸比对,初步分析MHC-Ⅱ基因的多态性,多序列氨基酸比对显示βl区的变化最大,只有7个保守氨基酸。不同军曹鱼氨基酸之间的比对,说明MHC基因不仅在种间存在多态性,而且种内不同个体之间也存在相当丰富的多态性,且多态性都集中在β1区中,提示功能性PBR的存在。
成功构建了pRSET A/RCMHCⅡβ的重组表达质粒,所构建的重组表达质粒包括军曹鱼MHC-Ⅱβ的完整编码序列,包括起始密码子和终止密码子,为进一步深入研究军曹鱼MHC-Ⅱβ的结构与功能提供了很好的实验材料。