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重组AcNPV载体系统是中科院上海生化、细胞所陆长德实验室近年来发展出来用于家蚕基因功能研究的载体,为了进一步发挥此载体系统在家蚕基因功能研究中的作用,本工作的目的是建立利用此系统在家蚕中进行基因功能的定量研究的方法。
将A3启动子携带的荧光素酶基因的表达框重组到bacmidAc△EGT基因组中,构建了重组病毒AcNPVA3Luc(在此Ac表示的是Autographacalifomica,NPV表示的是nucleopolyhedrovirus,A3Luc表示的是由A3启动子携带的萤火虫荧光素酶报告基因表达框)。重组病毒经血被注射进五龄起家蚕。病毒感染过程显示重组AcNPV(rAcNPV)的基因拷贝数在血淋巴细胞中增加最快,然后依次是脂肪体、马氏管、中肠及丝腺。在不敏感品系的家蚕中,我们发现rAcNPV在侵入所有被测组织中的能力并没有明显差别。病毒感染的差别主要体现了rAcNPV在家蚕不同组织中很大的复制差别。实时定量RT-PCR表明了病毒DNA复制的不同归功于不同的基因表达。
在定量确定了重组病毒感染敏感家蚕幼虫各组织的时序性后,我们将家蚕A3启动子(671bp)携带的荧光素酶报告基因的表达框和家蚕核多角体病毒IE-1启动子(580bp)携带的荧光素酶报告基因的表达框分别转入bacnudAc△EGT得到重组苜蓿银纹夜蛾多角体病毒AcNPVA3Luc和AcNPVIELuc。重组杆状病毒被注入五龄起家蚕幼虫血液中。我们使用荧光素酶活性测定检测了A3和IE-1启动子在家蚕各组织中的活性,并用重组病毒的拷贝数进行了归一化。结果显示A3启动子的活性比IE-1启动子活性高近10倍;A3启动子和IE-1启动子的活性都是在丝腺中最高,然后依次是脂肪体、中肠、马氏管和血淋巴细胞。在丝腺中,两个启动子的活性都是在后部丝腺中最高,然后是中部丝腺和前部丝腺。两个启动子活性的差别,反映了在家蚕幼虫组织的不同生长速度。在rAcNPV注射后至少3~4天内,A3启动子的活性维持不变,而且,其活性不受病毒因子影响。
鉴于用EGFP的定性方法在研究启动子活性上的局限性,我们建立了一套定量检测启动子活性的系统,即双荧光定量检测手段,并将其引入重组AcNPV载体系统。选择以萤火虫荧光素酶(FireflyLuciferase,FLuc)为报告基因,以水母荧光素酶(RenillaLuciferase,RLuc)为内参报告基因,检测报告基因的强度,同时通过内参报告基因校正调整。本工作中测定的荧光素酶和作为内参的荧光素酶是装在同一个病毒中的,这样就确保了二者的拷贝数的完全相同。利用此定量检测系统,我们检测了丝胶1启动子,并将转录起始点上游-500bp~-475bp的一个未知反式调控因子的结合区域定位在10bp左右;还鉴定了丝胶1启动子转录起始点上游-475bp区域内的顺式转录调控元件。