新一代杀虫剂——在叶部能稳定应用的dsRNA

正在过去10年间,人类对RNA分子生物学的认识有了显著的提高。其中一个重大的进步是RNA干扰(RNAi)的发现,RNA干扰是利用约18~30个核苷酸的非编码RNA来调控基因和基因组的表达,调控可以发生在染色体合成、染色体分离、转录、RNA修饰和RNA翻译等过程中。小RNA一般抑制基因的表达和调控,此被称为RNA沉默。     

microRNA与免疫系统

microRNA是一种长约22nt的非编码性小RNA,通过与靶基因的3′非翻译区(3′-UTR)结合来调控靶基因的表达。microRNAs的功能涉及多种生物学过程,与细胞分化、器官形成、肿瘤发生等密切相关。近年来发现,microRNAs在免疫细胞的产生、发育以及免疫应答过程中有着重要的作用。本文主要对microRNAs在免疫系统中的发展及对免疫功能调控的最新研究进展作一综述。     

lncRNA生物学功能研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是缺乏开放阅读框架,长度约为200 nt～100 000 bp,且不编码蛋白质的转录本。lncRNA的表达受到发育调控,具有组织及细胞特异性。目前认为,lncRNA执行重要的生物学功能,涉及转录调控、细胞内物质运输和染色体重塑,参与细胞分化、生长发育、应激反应和疾病发生发展等多种生物学进程。本文在介绍lncRNA的特征、分类、调控机制的基础上,重点对lncRNA的生物学功能进行综述。     

生物信息学方法预测高分子蛋白质twitchin的一级结构

目的预测高分子蛋白质twitchin基因的exon-intron结构,并确定其一级结构及结构域。方法利用生物信息学方法,从霸王莲花青螺(Lottia gigantea)基因组数据中探索有无twitchin的基因,预测twitchin的基因exon-intron结构及twitchin m RNA组成,从而确定该蛋白的一级结构,并检测其结构域;与同源蛋白进行序列比对,绘制系统树,了解其在系统进化中的位置。结果在霸王莲花青螺基因组数据中存在twitchin的基因,且该蛋白基因在基因组中横跨220 000 bp的序列区域(「sca_38」的149 839-367 346区域),预测编码twitchin的m RNA约由13 000 bp组成,推算相对分子质量约为480 000,该蛋白由Ig、Fn、kinase结构域和unique序列组成,与贻贝twitchin相比较,他们之间具有较高的同源性。结论在霸王莲花青螺中存在twitchin的基因,预测和确定了该蛋白质的一级结构。     

真菌纤维素酶表观遗传修饰的研究进展

组蛋白乙酰化酶编码基因gcn5、蛋白甲基转移酶LaeA及其同源物Lae1、VeA等可通过作用于调节纤维素酶基因及其表达调控因子的表达,进而在转录水平上影响纤维素酶基因的表达。简述了真菌纤维素酶的种类与结构和真菌纤维素酶基因的表达调控机制,重点从DNA甲基化、蛋白甲基化和乙酰化以及非编码RNA等的角度,综述几种主要表观遗传修饰对真菌纤维素酶基因表达作用的研究进展。     

肝癌高表达长链非编码RNA的研究进展

非编码RNA即一类不编码蛋白质的核苷酸分子的总称。肝癌高表达长链非编码RNA(long non-coding RNA highly up-regulated in liver cancer,lnc RNA HULC)为lnc RNA的一种,其水平与肝癌的发生、发展、治疗及预后有关。近年来研究发现,lnc RNA HULC与其他疾病也有重要的联系。基于此,本文对lnc RNA HULC的相关生物学功能及其与疾病的关系作一综述。     

CircRNA在自身免疫疾病中的研究进展

Circular RNA(简称CircRNA)为一类新发现、长链非编码的内源性环状RNA分子,能够参与基因组转录及转录后水平的调节,竞争内源性RNA特异性结合miRNA,进而通过调控其活性影响下游靶基因的表达,参与发育、凋亡,影响诸多疾病的进程。最新的研究证实,CircRNA调控了类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)、系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)、多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)等自身免疫性疾病的发生,有望作为此类疾病诊断标志物或治疗靶标。本文就CircRNA的生物学特性及其在自身免疫性疾病中的研究状况作一综述。     

辛德毕斯病毒载体的研究进展

辛德毕斯病毒(Sindbis virus,SINV)是一种具有广泛宿主嗜性的正链RNA病毒,能够在许多脊椎动物和无脊椎动物细胞中有效复制。其单股基因组RNA被分成两个开放阅读框(ORF),第1个ORF编码非结构蛋白,负责病毒RNA的转录和复制;第2个ORF在亚基因组启动子控制下编码病毒结构蛋白,负责病毒RNA的包裹和病毒粒子的组装。近年来,许多基于SINV的复制子载体已被开发,这些载体能够自我复制,但只有在与表达结构蛋白的辅助RNA共转染时,才能包装成病毒样粒子。目前,SINV复制子载体已广泛应用于疫苗开发和癌症基因治疗,能够激发有效的体液免疫和细胞免疫反应。本文就SINV载体的研究进展作一综述。     

微小RNA在恶性肿瘤中对蛋白酪氨酸激酶6调控作用的研究进展

蛋白酪氨酸激酶6(protein tyrosine kinase 6,PTK6)是一种非受体酪氨酸激酶，在各类肿瘤的发生发展中起关键作用，且在肿瘤中的作用具有双重性。微小RNA(microRNA,miRNA)是一种调节转录后基因表达的小非编码RNA。近年来，越来越多的研究表明，miRNA对PTK6的调控作用在肿瘤中起重要作用。本文对在不同癌症中miRNA对PTK6表达的影响作一综述，以期为癌症治疗提供理论依据。     

聚赖氨酸在基因治疗技术中的研究进展

随着生物技术的高速发展,基因治疗受到越来越多的关注。基因治疗在遗传病以及癌症等疾病治疗方面具有很多优势。但是由于裸DNA分子存在性质不稳定、与细胞膜相容性差、易被核酸酶降解等弊端,迫切需要开发高效安全、组织特异性的基因载体材料。聚赖氨酸是一种天然的阳离子多肽,具有良好的生物相容性和生物可降解性,能有效压缩DNA形成复合物纳米粒子。主要概述了聚赖氨酸作为非病毒基因载体在基因治疗中的研究进展,阐述了聚赖氨酸作为非病毒基因载体的重要意义,探讨了聚赖氨酸作为非病毒基因载体在携带DNA传递到靶细胞过程中存在的问题及解决方法。     

miRNA与机体冷应激反应关系的研究进展

环境温度是一种普遍存在于生物体周围的应激原,低温会诱导机体进入冷应激状态。mi RNA是一类拥有19~25个核苷酸的非编码RNA,参与人类细胞的多种基本生命活动。多基因遗传学证据表明,mi RNA在介导冷应激反应中起着关键作用。随着对mi RNA研究技术的日益成熟,近年多项研究结果证明,多种mi RNA与冷应激反应密切相关。本文就mi RNA的作用机制及其与冷应激反应关系的研究进展作一综述。     

CRISPR/Cas9系统介导的DNA碱基编辑研究

基因组编辑指的是对于基因组特定位点的序列进行定向的修改,该技术的发展对于基因治疗具有重要的意义。自从CRISPR/Cas9系统被成功应用于哺乳动物细胞实现高效的基因组编辑,就凭借其构建简单和高效的优势发展成为应用最为广泛的基因组编辑工具。CRISPR/Cas9系统可以实现高效的基因敲除、基因敲入、基因上调和基因下调等等。此外,CRISPR/Cas9系统被应用于高效DNA碱基修复,对于遗传病治疗具有重要的意义。本文综述了CRISPR/Cas9系统的发展及其在DNA碱基编辑中的应用。     

基因工程常见术语

基因(Gene):基因的经典概念即是遗传因子,以一定的线性次序排列在染色体上。现代分子生物学的研究表明,基因是DNA(脱氧核糖核酸)分子上的一个片段,携带有遗传信息。它的功能是为蛋白质编码,也就是说它决定某一蛋白质的一级结构。     

CTAB法制备超螺旋质粒DNA

研究了基因治疗用载体质粒DNA的一种非色谱的大规模纯化方法-CTAB沉淀法,并对其进行了工艺优化. 首先采用高纯过滤介质CelPure去除大量杂质,并利用CTAB浓度梯度溶液研究了不同形式DNA(超螺旋质粒DNA、切口质粒DNA、线性质粒DNA、染色体DNA)沉淀能力的差异,选择性地从蛋白质、RNA及其他形式DNA中提取超螺旋质粒DNA. 针对含有pcDNA3的DH5a菌株,确定CTAB完全沉淀超螺旋质粒DNA的浓度为2.0 g/L,由NaCl对不同沉淀的溶解能力,确定溶解沉淀的最优盐浓度为0.75 mol/L. 用此方法得到的超螺旋质粒DNA的纯度达90%以上,收率为78.94%. RNA、蛋白质残量以及内毒素均符合药品质量标准要求. CTAB对质粒DNA的沉淀效果与质粒DNA的初始浓度有关,并且超螺旋质粒DNA浓度的降低与CTAB的添加量呈一定的线性关系. 超螺旋质粒的分子量越小越不易被分离,并且结构特性比分子量在分离过程中更据主导作用.     

柯萨奇病毒A组16型cDNA感染性克隆的构建

目的构建柯萨奇病毒A组16型(coxsackievirus A16,CA16)c DNA感染性克隆。方法提取CA16基因组RNA,经RT-PCR得到基因组全长c DNA,插入至TOPO-XL-PCR载体,获得CA16全长c DNA克隆。采用T7聚合酶系统将线性基因组c DNA体外转录出病毒基因组RNA,纯化后转染Vero细胞,获得拯救病毒。通过RT-PCR、基因测序及免疫荧光法对拯救病毒进行鉴定,并对拯救病毒与母本病毒的增殖特性进行比较。结果病毒基因组RNA转染Vero细胞后48 h,可见典型的肠道病毒致细胞病变。拯救病毒经RT-PCR、基因测序和免疫荧光鉴定为CA16,且与母本野生型病毒增殖特性基本一致。结论成功构建了具有感染性的CA16全长c DNA克隆,为研究CA16基因功能和研发CA16新型疫苗奠定了基础。     

知识卡片

细胞模型假说细胞最基本的结构是由中间纤维及其相关成分构成的网架。中间纤维网架在细胞中的结构类似三维的集成电路，其功能方式类同于微型计算机。中间纤维网架的构型决定了细胞的功能，其构型越复杂，细胞的功能也就越复杂，反之则越简单。外界的信号通过中间纤维传导通路可以直接被细胞核所接收。核中DNA的一小部分起着编码细胞结构蛋白或功能调控的作用，类似计算机的软件。这部分DNA主要是单拷贝的结构基因及其顺、反式调控元件，其功能可以通过细胞的有丝分裂而得到稳定的遗传。核中另外一大部分DNA分子则以核小体的形式构成电…     

海蚯蚓蛋白酶基因的原核表达及其抗肿瘤活性

目的原核表达海蚯蚓蛋白酶基因,探讨其对肿瘤细胞增殖的抑制作用。方法根据环节动物门蚯蚓和单环刺螠丝氨酸蛋白酶c DNA序列多重比对获得的保守序列设计引物,从海蚯蚓肠道组织提取总RNA,经3′RACE和5′RACE技术分别克隆海蚯蚓蛋白酶c DNA序列的3′端和5′端,并进行拼接,对其编码的蛋白质作生物信息学分析;将海蚯蚓蛋白酶成熟肽的编码序列亚克隆至原核表达载体p ET-21a(+),转化大肠埃希菌BL21(DE3)进行诱导表达,采用组氨酸亲和层析柱纯化;MTT法检测重组蛋白的抗肿瘤活性。结果经3′端RACE技术获得约250 bp的海蚯蚓蛋白酶基因c DNA 3′端序列,再经5′RACE技术扩增获得约770 bp的c DNA 5′端序列,拼接可得海蚯蚓蛋白酶c DNA序列全长为880 bp,其编码蛋白含270个氨基酸,具有高度保守的GDSGGP序列;重组蛋白相对分子质量为27 000,主要以包涵体形式表达,约占菌体总蛋白的30%,上清纯化后纯度可达95%;重组蛋白酶对人肿瘤细胞增殖具有明显的抑制作用。结论原核表达了海蚯蚓蛋白酶,可明显抑制人肿瘤细胞的增殖,为抗肿瘤基因工程药物的研发提供了实验依据。     

microRNA与糖尿病患者下肢动脉硬化的相关性

临床中发现,越来越多的糖尿病患者并发下肢动脉硬化,临床表现特点有间隙性跛行、休息痛、缺血性坏疽。迄今动脉硬化具体的发病机制尚未阐明,目前较为普遍认同"损伤应激学说"对其发病机制的表述,但未涉及基因调控。由于发病机制在基因调控领域中的空白,不能确定相关基因的干预靶点,影响了对糖尿病下肢动脉硬化的有效预防和治疗。最近10年,microRNA成为基因研究领域中的热点,预计约30%的人类基因均会受microRNA调控,1个microRNA家族可能与多达200个靶基因结合,相比大量的靶基因,起调控作用的microRNA数量要少得多,因此通过microRNA研究糖尿病下肢动脉硬化的发病机制更易进行,同时这也是利用microRNA研究基因表达调控的巨大优势。本文对microRNA的热点及其与糖尿病患者下肢动脉硬化的相关性作一综述。     

河东乌麦低分子量谷蛋白基因的生物信息学分析

低分子量谷蛋白是一种重要的贮藏蛋白质。它对小麦的加工品质有重大影响,尤其在面点制作过程中具有较大作用。本研究通过提取纯化河东乌麦总基因组DNA,利用特异引物进行扩增,扩增产物经回收纯化后送生物公司测序。生物信息学软件分析发现,得到1条长度为918bp的低分子量谷蛋白编码基因序列,其上共有18个酶切位点,GC含量为49.0%。该基因与来自于普通小麦低分子量麦谷蛋白得亚基GluA3-21和GluA3-1基因相似值达到99%。该基因编码306个氨基酸,分子量大小为34588.0kDa,信号肽序列为MKTFLVFALLAVVATSAIA。Gln谷氨酰胺含量最高,为35.00%,二级结构主要为无规则卷曲结构组成,其次为片层结构。本研究结果可为低分子量谷蛋白与小麦面粉加工品质关系提供参考。     

RNA保护剂对乳腺癌组织DNA及核蛋白丰度和质量的影响

目的探讨RNA保护剂对乳腺癌组织DNA及核蛋白丰度和质量的影响,为深入研究乳腺癌基因转录调控奠定基础。方法将临床摘除的乳腺癌新鲜组织放入RNA保护剂内浸泡过夜后,分别于-20℃保存及-80℃超低温冷冻保存。提取相应的DNA及核蛋白,进行浓度测定,通过琼脂糖凝胶电泳检测DNA的质量,SDS-PAGE检测核蛋白的质量,并经Bandscan软件分析蛋白质电泳结果。结果经RNA保护剂处理的乳腺癌组织提取的DNA和核蛋白的浓度明显高于-80℃超低温冷冻保存组织提取的DNA和核蛋白浓度,两种保护剂保存的乳腺癌组织提取的DNA浓度差异无显著意义。但RNA保护剂处理组与-80℃超低温冷冻处理组相比,在相对分子质量66200和31000处的蛋白含量有明显差异。结论RNA保护剂对乳腺癌组织的DNA浓度及核蛋白的浓度和质量有明显影响。