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钾离子通道蛋白Shaker对果蝇心脏衰老的保护作用
被引量：
2
1
作者
刘学文
吴红梅
+4 位作者
白瑛
曾群
曹泽民
吴秀山
唐旻
《遗传》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期94-99,共6页
钾离子通道在心肌细胞动作电位复极过程中起着重要作用。钾离子通道蛋白种类繁多,已知钾离子通道蛋白KCNQ和HERG/eag参与心脏动作电位的形成,调节心脏收缩节律。钾离子通道蛋白Shaker是果蝇(Drosophila)体内发现的第一个电压门控钾离子...
钾离子通道在心肌细胞动作电位复极过程中起着重要作用。钾离子通道蛋白种类繁多,已知钾离子通道蛋白KCNQ和HERG/eag参与心脏动作电位的形成,调节心脏收缩节律。钾离子通道蛋白Shaker是果蝇(Drosophila)体内发现的第一个电压门控钾离子通道,维持神经元和肌肉细胞的电兴奋性,但是目前其在成人心脏功能中的作用仍不清楚。本研究以果蝇为模型,高频电刺激模拟心脏应激状态,观察钾离子通道蛋白shaker基因突变体的心衰发生率。同时,利用心脏特异性启动子hand4.2Gal4特异性敲低钾离子通道蛋白Shaker的表达;果蝇成体心脏生理学功能分析系统分析了1、3、5周龄特异性敲低钾离子通道蛋白Shaker的心脏表型。结果表明,shaker基因突变将严重影响果蝇心脏抗应激能力,表现在高频电刺激后的心力衰竭发生率显著性升高;心脏特异性敲低shaker基因导致5周龄果蝇心律失常发生率显著性增加;心脏特异性敲低HDAC3将显著降低果蝇寿命。综上所述,本研究推测钾离子通道蛋白Shaker在衰老过程中维护果蝇正常的心脏功能。
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关键词
钾
离子通道
心律失常
shaker
心脏衰老
果蝇
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职称材料
山新杨钾离子通道基因PdbSKOR的克隆与功能分析
被引量：
5
2
作者
王力敏
陈亚辉
+5 位作者
杨庆山
曲日涛
姜姜
张金池
张洪霞
宋志忠
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期53-63,共11页
【目的】植物SKOR是典型的外向整流型Shaker类钾离子(K+)通道蛋白,介导根部K+向地上部的长距离运输。本研究克隆并鉴定杨树K+通道基因PdbSKOR,在转录水平探讨其组织特异性表达特征及对缺钾、高钾、干旱和低温胁迫的响应情况,并明确其电...
【目的】植物SKOR是典型的外向整流型Shaker类钾离子(K+)通道蛋白,介导根部K+向地上部的长距离运输。本研究克隆并鉴定杨树K+通道基因PdbSKOR,在转录水平探讨其组织特异性表达特征及对缺钾、高钾、干旱和低温胁迫的响应情况,并明确其电生理学功能。【方法】通过同源克隆法,在山新杨中鉴定并克隆1个K+通道基因PdbSKOR;运用MEGA 7.0软件构建山新杨等14种不同科属木本植物SKOR通道成员的系统进化树;利用实时荧光定量PCR分析PdbSKOR的组织特异性表达特征及在转录水平根部PdbSKOR对缺钾、高钾(60 mmol·L-1 KCl)、干旱(15%PEG6000)和低温(4℃)处理的响应情况;借助膜片钳系统研究PdbSKOR的电生理功能。【结果】在山新杨中克隆1个K+通道基因PdbSKOR(GenBank No.MT335814),其编码蛋白含有6个离子通道跨膜域(S1—S6)、环核苷酸结合域、Ankyrin锚蛋白域和KHA二聚体功能结构域,属于典型的Shaker类K+通道;14种木本植物SKOR蛋白的氨基酸一致性高达81.09%,S6跨膜区的氨基酸一致性最高(96%);不同科属植物的SKOR同源蛋白在遗传进化关系上差异较大,而同一科属植物的遗传距离较近,山新杨PbdSKOR与同属杨柳科的红皮柳的同源蛋白SpuSKOR的遗传距离最近;在PdbSKOR启动子区域预测到18种顺式作用元件,主要包括发育调控、激素响应和胁迫响应等相关的调控元件;实时荧光定量PCR表明PdbSKOR在3年生山新杨根部的相对表达量最高,其次是盛开期花和花序,在茎部、叶片和果絮中的表达量相对较低;PdbSKOR在组培幼苗根部的表达水平也是最高的,且在转录水平对高钾处理没有响应,但对缺钾、干旱和低温胁迫处理较为敏感,其中,PdbSKOR在幼苗根部的表达水平受缺钾或干旱处理的抑制均显著降低,受低温胁迫诱导而显著增强;膜片钳研究表明当细胞膜电位为+20 mV时,PdbSKOR离子通道即被激活,并记录到典型的外向整流电流,并随胞外K+浓度的降低而增大,且正向电压越大,内向整流的电流越强,表明PdbSKOR是一个电压依赖的外向整流型K+通道。【结论】从山新杨中克隆并鉴定了1个K+通道基因PdbSKOR;山新杨PdbSKOR与红皮柳SpuSKOR在系统进化关系上最近;PdbSKOR主要在山新杨根部(成年树和幼苗)表达,幼苗根部PdbSKOR在转录水平受缺钾、干旱和低温胁迫的调控;PdbSKOR是山新杨根部主导K+外排的通道。
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关键词
山新杨
shaker
类
钾
离子通道
SKOR
基因克隆
基因表达
膜片钳
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职称材料
杧果钾通道基因MiSPIK的克隆、表达与功能分析
被引量：
2
3
作者
韩蕾
李俊林
+3 位作者
高爱平
黄建峰
李建召
宋志忠
《生物技术通报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期164-172,共9页
Shaker类型钾通道在植物生长发育中起重要作用,其在果树中的生物学功能依然未知。克隆并揭示杧果SPIK钾通道基因的功能,为研究热带果树Shaker类型钾通道的生物学功能提供基因资源和理论基础。以杧果品种‘桂热82’为材料,利用RACE-PCR...
Shaker类型钾通道在植物生长发育中起重要作用,其在果树中的生物学功能依然未知。克隆并揭示杧果SPIK钾通道基因的功能,为研究热带果树Shaker类型钾通道的生物学功能提供基因资源和理论基础。以杧果品种‘桂热82’为材料,利用RACE-PCR技术克隆Shaker类型钾离子通道基因MiSPIK(GenBank ID:OM179914),利用生物信息学手段分析该基因及编码蛋白的序列特征,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析该基因的组织特异性表达特征,及其在转录水平对缺钾、高钾、低温、NaCl和PEG处理等5种非生物胁迫的响应情况,并创制MiSPIK超表达转基因拟南芥株系。结果显示,MiSPIK蛋白的分子量为90006.83 kD,等电点(pI)为7.59,含有6个跨膜结构,属于不稳定的亲水蛋白。杧果MiSPIK与梨PbrSPIK和拟南芥AtSPIK的氨基酸序列一致性高达59.46%,三者紧密聚为一类,遗传距离最近。在转录水平上,MiSPIK在杧果花粉中特异性表达,并在一年生嫁接苗根部受缺钾或NaCl处理的抑制均显著降低,受高钾、PEG或低温胁迫诱导而显著增强。MiSPIK在拟南芥中表达后增强了转基因株系的钾素富集能力,并促进转基因植株提早抽薹和开花。杧果MiSPIK是花粉中特异表达的Shaker类型钾通道基因,其表达水平易受多种非生物胁迫的调控,可能在杧果钾素营养高效与利用中发挥作用。
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关键词
杧果
shaker类型钾离子通道
SPIK
花粉
异源超表达
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职称材料
题名
钾离子通道蛋白Shaker对果蝇心脏衰老的保护作用
被引量：
2
1
作者
刘学文
吴红梅
白瑛
曾群
曹泽民
吴秀山
唐旻
机构
南华大学衡阳医学院生物化学与分子生物学教研室
湖南师范大学心脏发育研究中心
出处
《遗传》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期94-99,共6页
基金
国家自然科学基金项目(编号:81500311,81711530050)
湖南省科技厅课题(编号:2015JC3080)资助。
文摘
钾离子通道在心肌细胞动作电位复极过程中起着重要作用。钾离子通道蛋白种类繁多,已知钾离子通道蛋白KCNQ和HERG/eag参与心脏动作电位的形成,调节心脏收缩节律。钾离子通道蛋白Shaker是果蝇(Drosophila)体内发现的第一个电压门控钾离子通道,维持神经元和肌肉细胞的电兴奋性,但是目前其在成人心脏功能中的作用仍不清楚。本研究以果蝇为模型,高频电刺激模拟心脏应激状态,观察钾离子通道蛋白shaker基因突变体的心衰发生率。同时,利用心脏特异性启动子hand4.2Gal4特异性敲低钾离子通道蛋白Shaker的表达;果蝇成体心脏生理学功能分析系统分析了1、3、5周龄特异性敲低钾离子通道蛋白Shaker的心脏表型。结果表明,shaker基因突变将严重影响果蝇心脏抗应激能力,表现在高频电刺激后的心力衰竭发生率显著性升高;心脏特异性敲低shaker基因导致5周龄果蝇心律失常发生率显著性增加;心脏特异性敲低HDAC3将显著降低果蝇寿命。综上所述,本研究推测钾离子通道蛋白Shaker在衰老过程中维护果蝇正常的心脏功能。
关键词
钾
离子通道
心律失常
shaker
心脏衰老
果蝇
Keywords
potassium channel
arrhythmias
shaker
cardiac aging
Drosophila
分类号
R541.7 [医药卫生—心血管疾病]
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职称材料
题名
山新杨钾离子通道基因PdbSKOR的克隆与功能分析
被引量：
5
2
作者
王力敏
陈亚辉
杨庆山
曲日涛
姜姜
张金池
张洪霞
宋志忠
机构
鲁东大学农林工程研究院
南京林业大学林学院
山东省林业科学研究院
山东省高等学校重点实验室“作物高产抗逆分子模块育种实验室”
烟台市农业技术推广中心
海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室
剑桥大学植物系
出处
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期53-63,共11页
基金
国家重点研究计划子课题(2019YFD1000500)
山东省农业良种工程项目(2019LZGC009)
+1 种基金
国家自然科学基金项目(31901572)
山东省重点研发计划(2018JHZ006)。
文摘
【目的】植物SKOR是典型的外向整流型Shaker类钾离子(K+)通道蛋白,介导根部K+向地上部的长距离运输。本研究克隆并鉴定杨树K+通道基因PdbSKOR,在转录水平探讨其组织特异性表达特征及对缺钾、高钾、干旱和低温胁迫的响应情况,并明确其电生理学功能。【方法】通过同源克隆法,在山新杨中鉴定并克隆1个K+通道基因PdbSKOR;运用MEGA 7.0软件构建山新杨等14种不同科属木本植物SKOR通道成员的系统进化树;利用实时荧光定量PCR分析PdbSKOR的组织特异性表达特征及在转录水平根部PdbSKOR对缺钾、高钾(60 mmol·L-1 KCl)、干旱(15%PEG6000)和低温(4℃)处理的响应情况;借助膜片钳系统研究PdbSKOR的电生理功能。【结果】在山新杨中克隆1个K+通道基因PdbSKOR(GenBank No.MT335814),其编码蛋白含有6个离子通道跨膜域(S1—S6)、环核苷酸结合域、Ankyrin锚蛋白域和KHA二聚体功能结构域,属于典型的Shaker类K+通道;14种木本植物SKOR蛋白的氨基酸一致性高达81.09%,S6跨膜区的氨基酸一致性最高(96%);不同科属植物的SKOR同源蛋白在遗传进化关系上差异较大,而同一科属植物的遗传距离较近,山新杨PbdSKOR与同属杨柳科的红皮柳的同源蛋白SpuSKOR的遗传距离最近;在PdbSKOR启动子区域预测到18种顺式作用元件,主要包括发育调控、激素响应和胁迫响应等相关的调控元件;实时荧光定量PCR表明PdbSKOR在3年生山新杨根部的相对表达量最高,其次是盛开期花和花序,在茎部、叶片和果絮中的表达量相对较低;PdbSKOR在组培幼苗根部的表达水平也是最高的,且在转录水平对高钾处理没有响应,但对缺钾、干旱和低温胁迫处理较为敏感,其中,PdbSKOR在幼苗根部的表达水平受缺钾或干旱处理的抑制均显著降低,受低温胁迫诱导而显著增强;膜片钳研究表明当细胞膜电位为+20 mV时,PdbSKOR离子通道即被激活,并记录到典型的外向整流电流,并随胞外K+浓度的降低而增大,且正向电压越大,内向整流的电流越强,表明PdbSKOR是一个电压依赖的外向整流型K+通道。【结论】从山新杨中克隆并鉴定了1个K+通道基因PdbSKOR;山新杨PdbSKOR与红皮柳SpuSKOR在系统进化关系上最近;PdbSKOR主要在山新杨根部(成年树和幼苗)表达,幼苗根部PdbSKOR在转录水平受缺钾、干旱和低温胁迫的调控;PdbSKOR是山新杨根部主导K+外排的通道。
关键词
山新杨
shaker
类
钾
离子通道
SKOR
基因克隆
基因表达
膜片钳
Keywords
Populus davidiana×P.bolleana
shaker
type potassium channel
SKOR
gene cloning
gene expression
patch clamping
分类号
S718.46 [农业科学—林学]
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职称材料
题名
杧果钾通道基因MiSPIK的克隆、表达与功能分析
被引量：
2
3
作者
韩蕾
李俊林
高爱平
黄建峰
李建召
宋志忠
机构
鲁东大学农林工程研究院山东省高校作物高产抗逆分子模块育种重点实验室
中国热带农业科学院作物品种资源研究所
南京林业大学林学院
剑桥大学植物系
出处
《生物技术通报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期164-172,共9页
基金
国家重点研究计划子课题(2019YFD1000504)
国家自然科学基金项目(31501743,31601819)
山东省农业良种工程项目(2019LZGC009)。
文摘
Shaker类型钾通道在植物生长发育中起重要作用,其在果树中的生物学功能依然未知。克隆并揭示杧果SPIK钾通道基因的功能,为研究热带果树Shaker类型钾通道的生物学功能提供基因资源和理论基础。以杧果品种‘桂热82’为材料,利用RACE-PCR技术克隆Shaker类型钾离子通道基因MiSPIK(GenBank ID:OM179914),利用生物信息学手段分析该基因及编码蛋白的序列特征,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析该基因的组织特异性表达特征,及其在转录水平对缺钾、高钾、低温、NaCl和PEG处理等5种非生物胁迫的响应情况,并创制MiSPIK超表达转基因拟南芥株系。结果显示,MiSPIK蛋白的分子量为90006.83 kD,等电点(pI)为7.59,含有6个跨膜结构,属于不稳定的亲水蛋白。杧果MiSPIK与梨PbrSPIK和拟南芥AtSPIK的氨基酸序列一致性高达59.46%,三者紧密聚为一类,遗传距离最近。在转录水平上,MiSPIK在杧果花粉中特异性表达,并在一年生嫁接苗根部受缺钾或NaCl处理的抑制均显著降低,受高钾、PEG或低温胁迫诱导而显著增强。MiSPIK在拟南芥中表达后增强了转基因株系的钾素富集能力,并促进转基因植株提早抽薹和开花。杧果MiSPIK是花粉中特异表达的Shaker类型钾通道基因,其表达水平易受多种非生物胁迫的调控,可能在杧果钾素营养高效与利用中发挥作用。
关键词
杧果
shaker类型钾离子通道
SPIK
花粉
异源超表达
Keywords
Mangifera indica
shaker
type K^(+)channel
SPIK
pollen
heterogenous expression
分类号
S667.7 [农业科学—果树学]
Q943.2 [生物学—植物学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
钾离子通道蛋白Shaker对果蝇心脏衰老的保护作用
刘学文
吴红梅
白瑛
曾群
曹泽民
吴秀山
唐旻
《遗传》
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
2
山新杨钾离子通道基因PdbSKOR的克隆与功能分析
王力敏
陈亚辉
杨庆山
曲日涛
姜姜
张金池
张洪霞
宋志忠
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
5
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职称材料
3
杧果钾通道基因MiSPIK的克隆、表达与功能分析
韩蕾
李俊林
高爱平
黄建峰
李建召
宋志忠
《生物技术通报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
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