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背景:在分子生物学领域,转录因子(或者叫做特异DNA序列的结合因子)是一类能够结合特异DNA序列的蛋白质,其控制着基因从DNA转录成RNA。转录因子可以单独或者与其他蛋白一起组成复合体,促进或者抑制RNA聚合酶被招募到特异的基因。到目前为止通过转录因子的结合来调控基因的转录仍然被认为是转录调控的最主要方式,通过这种调控可以直接控制着细胞复杂的生长和分化过程。最近的研究发现,在144个与发育有关的疾病中,49 (34)都是由于调控其转录的转录因子突变所引起,这足以看出转录因子在转录调控和生长分化过程中的重要性。转录因子控制着基因的转录,而其自身也受着多个层次的调控。比如转录因子可以被磷酸化修饰,还可以与其他蛋白结合后共同调控基因转录。许多转录因子,如STAT必须磷酸化后才能与DNA结合;转录因子CSL必须与Notch的细胞内结构域(NICD)结合后才能活化下游基因的转录转录因子与DNA的相互作用是基因表达调控系统的重要组成部分。研究二者相互作用的特点,有助于阐明基因表达调控的规律。二者的相互作用取决于二者所特有的结构,以及在此基础上所产生的各种相互作用力。目前研究转录因子的方法有很多种,如染色质免疫共沉淀,DNA足迹法,凝胶阻滞等。基于凝胶阻滞这种方法,我们在这里提供了一种新能在更大范围内研究转录因子与DNA相互作用的方法。通过建立一种反向凝胶阻滞(REMSA)的方法来达到系统性研究某一基因启动子转录因子结合谱的目的。
方法:1、以CSL靶基因Hes-1为模型,通过合成的REMSA探针初步验证REMSA的可行性。2、用SAGE的方法制作基因Hes-1启动子区随机REMSA探针文库,并通过测序验证了探针的质量。3、表达并纯化转录因子CSL,复杂实验体系,进一步验证REMSA的可行性。
结果:1、用人工合成的REMSA探针进行REMSA实验,结果显示在进行测序的十个克隆中全部都是可以和转录因子CSL结合的REMSA探针。2、对制作的基因Hes-1启动子区随机REMSA探针文库进行测序,结果显示制作的探针序列均为基因He,一了启动子区的序列,并且在启动子区的各个区域几乎是平均分布。3、我们成功的得到了经纯化的CSL蛋白,并将其与制作的基因Hes-1启动子区随机REMSA探针一起用于REMSA实验,结果显示测序的克隆大多集中在结合转录因子的一300bp的区域,并且几乎呈正态分布。
结论:初步验证了REMSA这种实验方法的可行性,并可以用于某一基因启动子转录因子结合谱的研究。
第二部分,目的:建立一种高效扩增小片段DNA的方法。
方法:本方法利用单链DNA连接酶(single strand DNA ligase ssDNA ligase)可以连接单链DNA的性质将小片段DNA自连成环,随后利用画29 DNA聚合酶进行恒温的滚环复制,将扩增产物进行酶切,得到了扩增后的小片段DNAo。
结果:单链DNA连接酶可以有效的将30bp的小片段DNA自连成环,phi29 DNA聚合酶可以扩增出大于lOkb的DNA片段,扩增产物经酶切后又可进行第二轮扩增,并且证明了其成环方式为自成环。
结论:通过单链成环后滚环复制的这种方法可以有效的将小片段DNA进行扩增,解决了PCR无法扩增小片段DNA的问题,并有着广阔的应用前景。