家蚕二分浓核病毒基因中特征性加尾序列的研究

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家蚕二分浓核病毒(Bombyx mori bidensovirus,BmBDV)是2012年国际病毒分类委员会(ICTV)新设立的二分DNA病毒科中的唯一病毒种。BmBDV是一种侵染家蚕中肠柱状细胞的病原,可引发家蚕罹患类似昆虫浓核症。其基因组由两条线性ssDNA分子组成(VD1;VD2),并分别独立包装于不同的病毒衣壳中。VD1中分别编码主要衣壳蛋白(MCP)与DNA聚合酶(pPolB)的基因中3’端非翻译区部分相互重叠,形成了一个双功能加尾信号(BDVpA),发挥着转录后修饰及有效终止蛋白表达的作用。在本研究中我们评估了这段简短的BDVpA序列对外源基因表达调控的影响。荧光显微技术检测可视化蛋白GFP的表达,定性分析BDVpA(63)与SV40polyA活性的强弱。构建以包含重叠区的BDVpA(63)为多聚腺苷酸化信号的gfp瞬时表达质粒(pT-p5-gfp-BDVp A(63)和pT-ie1-gfp-BDVp A(63)),并构建无polyA的gfp瞬时质粒作为阴性对照组。分别转染三种昆虫细胞(Hi5、BmN和Sf9),荧光倒置显微镜观测细胞内的荧光。含有BDVpA(63)的转染组细胞中GFP正常表达,与SV40 polyA相比产生绿色荧光的细胞数量较多,亮度稍强。结果显示BDVpA(63)比SV40 polyA更有利于gfp报告基因在昆虫细胞内的表达。双荧光素酶报告系统检测萤火虫荧光酶的相对表达量,定量分析BDVpA(63)与SV40 polyA活性的强弱。构建以BDVpA(63)为多聚腺苷酸化信号的萤火虫荧光素酶质粒(pGL3-p5-BDVpA(63),pGL3-ie1-BDVpA(63))。分别转染两种昆虫细胞(Hi5和BmN),检测双荧光素酶的活性。与SV40 polyA相比,所有的转染组都是插入BDVpA(63)时外源蛋白的相对表达量较高。在Hi5细胞中,启动子p5和ie1调控下BDVpA(63)的倍活性分别是SV40 polyA的6.5和21.7倍;而BmN细胞中,倍活性分别为SV40 polyA的2.7和12.6倍。结果表明BDVpA(63)比SV40 polyA更易促进萤火虫荧光素酶基因的表达。real-time qPCR检测不同细胞系中不同启动子驱动下gfp mRNA的相对含量,分析比较BDVpA(63)对外源基因转录水平的影响。在gfp下游插入BDVpA(63)时,mRNA的相对含量与插入SV40 polyA相比都有所提高。在Hi5细胞中,p5和ie1启动子调控下插入BDVpA(63)后gfp mRNA的相对含量分别是插入SV40 polyA的2.8和4.9倍;而BmN细胞中,gfp mRNA的相对含量分别为插入SV40 polyA的1.7和3.6倍。因此BDVpA(63)融合于外源基因的下游,能促进外源基因的转录。双荧光素酶报告系统检测含有不同长度BDVp A的萤火虫荧光素酶的相对活性,分析鉴定BDVp A的核心功能区域。截取BDVpA的特征性序列,构建一系列以其为多聚腺苷酸化信号的萤火虫荧光素酶质粒。转染两种昆虫细胞(Hi5和BmN),分析比较不同长度BDVpA的倍活性。插入AAUAAA结构域和GU富集区分别独立的BDVpA时萤火虫荧光素酶的相对活性比较弱。当同时含有这两个特征性序列的完整BDVpA(92、63、50、38)时萤火虫荧光素酶的相对活性都较高,其中BDVpA(50)的倍活性最强。因此,包含AAUAAA结构域、GU富集区及下游12 nts的BDVpA(50),是本次研究中鉴定的核心功能区域。综上,BDVpA是一段有应用潜力的昆虫病毒特征性加尾序列,不但可在昆虫细胞系中促进多种外源基因的表达,而且可以增加质粒或病毒载体的装载量以缩减插入片段大小的限制。
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