Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В этом протоколе был описан метод добычи генов и анализа последовательностей пуриновой нуклеозидазы (PN, EC:3.2.2.1) на основе RNA-Seq. Анализ «ПротПром» был применен для выявления уникальных вторичных и третичных структур ПН. Кроме того, ген PN был клонирован из транскриптома для проверки надежности результатов RNA-Seq.
Грибок гусеницы (Ophiocordyceps sinensis) является одним из самых ценных грибов традиционной китайской медицины (ТКМ) и содержит множество активных ингредиентов, таких как аденозин. Аденозин считается биологически эффективным ингредиентом, обладающим разнообразной противоопухолевой и иммуномодулирующей активностью. С целью дальнейшего выяснения механизма пуриновой нуклеозидазы (ПН) в биосинтезе аденозина был успешно добыт и дополнительно проанализирован ген, кодирующий ПН, на основе базы данных RNA-Seq гусеничного гриба. Полноразмерная кДНК PN составляла 855.н., которая кодировала 284 аминокислоты. Анализ BLAST показал наибольшую гомологию 85,06% с нуклеозидгидролазой в NCBI. Анализ «ПротПрома» показал, что относительная молекулярная масса составляет 30,69 кДа, а изоэлектрическая точка — 11,55. Вторичная структура PN была предсказана с помощью Predict Protein; Результаты показали, что на долю структуры альфа-спирали приходится 28,17%, на структуру цепи — 11,97%, а на петлевую структуру — 59,86%. Кроме того, ген PN был далее клонирован из транскриптома и обнаружен с помощью электрофореза в агарозном геле для верификации. Данное исследование дает более достаточную научную основу и новые идеи для генетической регуляции биосинтеза аденозина в грибковой ТКМП.
Грибы Традиционная китайская медицина (ТКМ) обладает богатыми ресурсами видов 1,2. Гусеничный гриб (Ophiocordyceps sinensis) является известным грибом ТКМ и рассматривается как источник инновационных препаратов 3,4. Гусеничный гриб представляет собой комбинированную смесь червей и грибов, которая встречается на Тибетском плато на юго-западе Китая, где Hirsutella sinensis паразитирует на теле гусеницы5. В настоящее время H. sinensis считается единственным анаморфом гусеничного гриба в соответствии с молекулярными и морфологическими биологическими данными 6,7, и он имеет меньшую ассоциированную токсичность и аналогичную клиническую эффективность по сравнению с диким гусеничным грибом8. Было выявлено, что H. sinensis обладает различными биологически эффективными ингредиентами, такими как нуклеозиды, полисахариды и эргостеролы, с обширными фармакологическими эффектами, такими как восстановление повреждения печени 9,10,11. Аденозин является типичным действующим веществом, выделенным из гусениц, и представляет собой разновидность пуринового алкалоида12. Аденозин обладает разнообразной биологической активностью: противоопухолевой, антибактериальной и иммуномодулирующей активностями13,14. К сожалению, механизм биосинтеза аденозина, а также ключевые гены, участвующие в нем, до сих пор неясны15,16.
Аденозин проявляет противоопухолевое действие в основном за счет иммуносупрессивного действия в микроокружении опухоли17. Сообщалось, что аденозин проявляет иммуносупрессивные функции, что имеет решающее значение для инициирования восстановления тканей после травмы и защиты тканей от чрезмерного воспаления18,19. Кроме того, было продемонстрировано, что аденозин-опосредованное подавление иммунитета может серьезно ухудшить иммунонадзор за раком, а такжеспособствовать росту опухоли. Таким образом, актуальным является изучение механизма биосинтеза аденозина для его широкого применения в противоопухолевых препаратах.
Сообщалось, что полное представление об экспрессируемых генах и уровнях их экспрессии может быть систематически получено с помощью секвенирования транскриптома21 следующего поколения. Кроме того, секвенирование и анализ транскриптома были применены для прогнозирования генов, участвующих в биосинтетическом пути активных ингредиентов, и дальнейшего исследования взаимодействия различных биосинтетических путей22. Пуриновая нуклеозидаза (PN, EC 3.2.2.1) — класс нуклеозидаз с субстратной специфичностью для пуриновых нуклеозидов, которые могут гидролизовать гликозидные связи пуриновых нуклеозидов в сахара и основания23. Обычно он играет важную роль в биосинтезе аденозина. Сообщалось, что был предсказан путь биосинтеза аденозина в грибковой ТКМП; Количественная ПЦР и экспрессия генов показали, что повышенное накопление аденозина является результатом подавления гена PN, что указывает на то, что ген PN может играть важную роль в биосинтезе аденозина15. Поэтому механизм ПН в биосинтезе аденозина необходимо срочно выяснить. Тем не менее, информация о последовательностях и белковая структура PN, а также других ключевых генов, участвующих в биосинтезе аденозина грибковой ТКМП, не были дополнительно изучены.
В этом исследовании новая последовательность гена PN была получена из данных RNA-Seq гусеницы гриба и проверена с помощью клонирования генов. Кроме того, были всесторонне проанализированы молекулярные характеристики и белковая структура ПН, что может дать новые направления и идеи для генной регуляции биосинтеза аденозина.
ПРИМЕЧАНИЕ: Штамм анаморфы гусеничного гриба (H. sinensis) был депонирован в нашей лаборатории. Кишечная палочка DH5 были сохранены в больнице Шэньчжэня Пекинского университета китайской медицины.
1. Подготовка к секвенированию РНК
2. Добыча генов пуриновых нуклеозидаз
3. Биоинформатический анализ
4. Клонирование генов и конструирование рекомбинантной плазмиды
Последовательность ORF гена PN имела длину 855.н., которая кодировала 284 аминокислоты с расчетной молекулярной массой 30,69 кДа и предсказанной изоэлектрической точкой 11,55, что указывает на то, что PN является щелочным белком. Применение SignalP4.0 Server было проведено для иден?...
Здоровье человека сталкивается с рядом серьезных медицинских проблем, таких как опухолевые, сердечно-сосудистые и цереброваскулярные заболевания26,27. ТКМ считается источником исследований и разработок в области инновационной медицин...
Авторы не сообщают о конфликте интересов.
Данное исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (31871244, 81973733, 81803652), Фондом естественных наук провинции Гуандун (2019A1515011555, 2018A0303100007), Шэньчжэньским фондом здравоохранения и комиссией по планированию семьи (SZBC2018016), Специальным фондом экономического и технологического развития района Лунган города Шэньчжэнь (LGKCYLWS2020064, LGKCYLWS2019000361).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
RNase-free DNase I | TaKaRa | 2270B | |
PolyATtract mRNA Isolation Systems | Promega | III | |
Random hexamer-primers | Thermo Scientific | SO142 | |
NEBNext1 Ultra RNA Library Prep Kit | NEB | E7530S | |
PCR extraction kit | QiaQuick | ||
Agarose | TransGen Biotech | GS201-01 | |
High-throughput sequencer | Illumina | HiSeq™ 4,000 | |
LTF Viewer | LTF | V5.2 | |
ORF program | NCBI | ||
ProtParam tool | SIB Swiss Institute of Bioinformatics | ||
SignalP Server | DTU Health Tech | 5.0 | |
BLAST | NCBI | ||
Clustal X program | UCD Dublin | ||
MEGA | Center for Evolutionary Medicine and Informatics | 4.0 | |
InterProScan | European Molecular Biology Laboratory | ||
Predict Protein | Technical University of Munich | ||
WISS-MODEL | Swiss Institute of Bioinformatics | ||
Primer Express | Applied Biosystems | 3.0 | |
EcoRI | NEB | R0101V | |
NotI | NEB | ER0591 | |
pMD18-T Vector | TaKaRa | 6011 | |
agarose | Sigma-Aldrich | GS201-01 | |
Trans2K® Plus II DNA Marker | Sigma-Aldrich | BM121-01 | |
6×DNA Loading Buffer | Sigma-Aldrich | GH101-01 | |
GelStain | Sigma-Aldrich | GS101-02 | |
50 x TAE | Sigma-Aldrich | T1060 | |
Gel imaginganalysis system | Syngene | G:BOX F3 | |
E. coli JM109 | Promega | ||
T4 DNA ligase | EarthOx | BE004A-02 | |
pPIC9K | Genloci | GP0983 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены