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Rspo基因家族是新近发现的一个基因家族,包括4个家族成员,通过与胞膜蛋白FZD和LRP5/6相互作用而激活Wnt/β-catenin(β连环蛋白)信号途径,对细胞增殖分化、个体发育以及肿瘤的生长转移等进行调控。Rspo基因家族分布广泛,在不同物种中具有很高的保守性。Rspo基因尤其是Rspo3基因,通过基因敲除手段研究其功能的时候,敲除了Rspo3基因的小鼠不能正常发育成活体,揭示了 Rspo3基因在动物个体发育中起着极为关键的作用,但同时为进一步研究基因功能带来很大的障碍。通过对猪Rspo3基因的研究,对猪的新品种选育、疾病防治等都有重大的意义。 本试验利用PCR的方法,克隆得到了猪Rspo3基因,检测了该基因的组织表达分布,并利用pET28a作为载体成功在大肠杆菌BL21中得到表达。为了进一步在真核细胞内研究Rspo3基因功能,构建了不同启动子组合的真核表达载体,并对不同载体的表达效率进行了筛选。 1.利用电子克隆技术,设计了猪Rspo3基因的扩增引物,以猪的肝脏提取的总RNA为模板,利用RT-PCR成功获取了猪的Rspo3基因,经过测序确认,猪Rspo3的开放阅读框有828bp,编码275个氨基酸,其中包含56个酸性氨基酸和62个碱性氨基酸,蛋白质分子量为31.32 KDa,等电点为:9.94,并对猪Rspo3的三维结构进行了预测,蛋白分子三维尺寸为:X:44.486 Y:45.211 Z:47.410(单位:10-10米),属于球状蛋白质。Rspo3基因在猪各个组织表达分布检测表明:Rspo3基因除了在脾和脂肪组织中几乎很少表达外,其它常见组织中均有表达,其中在脑和睾丸表达丰度最高; 2.将猪Rspo3基因整合到pET28a原核表达载体上,在Rspo3基因前添加了6×His-Tag,便于后期检测和纯化,利用大肠杆菌BL21作为宿主菌,优化后的猪Rspo3基因在大肠杆菌BL21中的表达条件为:温度26℃时,0.5mg/ml的IPTG浓度,诱导时间为2h。经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳和Western blot检测,确认成功表达了融合蛋白,分子量为35.19kDa; 3.用酶切连接技术将Rspo3基因与10个不同启动子组合的真核表达载体(P1-P10)进行连接时,Rspo3自身所带的NcoI酶切位点成为正常的酶切连接反应的障碍。利用重叠延伸PCR的方法,先对猪Rspo3基因自身携带的NcoI酶切位点进行了同义突变,测序结果证实了突变获得了成功,除了突变位点,其它序列保持了不变,编码的氨基酸序列没有改变。利用亚克隆的方法,将突变后的Rspo3基因从T载体上NcoI和NheI双酶切后与P1-P10相连,经PCR、酶切和测序均验证正确,成功的构建了携带Rspo3基因的10个不同启动子组合的真核表达载体; 4.在PK15细胞上的转染试验结果表明,GFP蛋白表达的效率最高的P5质粒,相对于对照组转染peGFP-N1质粒提高了458.9%,到第14天还能观测到GFP荧光,P6质粒的GFP表达效率仅次于P5质粒。用Q-PCR检测Rspo3效率P5质粒和P6质粒显著高于其它组,考虑到误差因素和检测目的分子的差异,最合适PK15细胞平台的启动子组合是P5质粒所携带的CMV(Human)+ HTLV RU5’(Viral)+ CMV(Human); 5.对鸡成纤维细胞DF1、犬肾细胞MDCK和人源的Hela细胞,也进行了不同启动子组合的筛选,对不同细胞转染结果通过荧光显微镜检测、GFP荧光吸光值测定和表达持续时间测定,在DF1细胞和MDCK细胞中表达效率最高的是P6质粒,启动子组合为启动子组合为CMV(Human)+ HTLV RU5’(Viral)+ Sv40(Viral)。而在Hela细胞上表达效率最高的是P5质粒,启动子组合为CMV(Human)+ HTLV RU5’(Viral)+ CMV(Human)。 综上所述,本试验成功的克隆得到猪Rspo3基因,首次对该基因的不同组织表达分布进行了检测,在大肠杆菌BL21也成功获得了蛋白表达。构建了携带Rspo3基因不同启动子组合的真核表达载体,并对不同启动子组合的质粒在4种不同的细胞系上表达效率筛选,为进一步研究Rspo3的基因功能,促进其在理论研究及畜牧业中实际应用奠定了基础。