近20年热休克蛋白在眼科中的研究进展及趋势:文献计量学研究

目的:探讨2003—2023年热休克蛋白(heat shock proteins,HSP)在眼科领域中的研究进展及前沿趋势。方法:利用Web of Science数据库检索2003年1月—2023年12月26日HSP在眼科领域的文献,采用文献计量学方法、应用VOSviewer及CiteSpaces软件对发文量、国家、机构、期刊、作者、关键词以及学科领域等数据进行定量分析及可视化。结果:共纳入1079篇HSP在眼科领域的相关文献,总体发文量处于波动状态。美国(n=394)是发文量最多的国家,Investigative Ophthalmology&Visual Science(n=80)是发表相关文献最多的期刊。研究热点主要分为三部分,分别为青光眼发病机制、白内障发病机制及HSP在基因层面的眼科疾病机制研究。研究的前沿主题是青光眼、胆固醇、分子伴侣。生物化学与分子生物学、多学科材料科学和细胞生物学学科领域具有最高的中介中心性值,分别为0.60、0.28和0.26。多学科化学(爆发年份:2017—2023年;强度为6.3)是该领域研究前沿涉及的学科。结论:HSP在眼科领域的研究重点是揭示疾病的遗传背景,探究其在青光眼及白内障中的分子机制以及治疗应用。该领域分子机制研究的进展有赖于多学科的合作。

他氟前列素在青光眼治疗中的神经保护作用及其分子机制

青光眼是一种以视网膜神经节细胞(retinal ganglion cell,RGC)及其轴突的进行性变性和丢失为主要特征的眼病,是导致视力丧失的最常见原因。尽管其具体的发病机制尚未完全明确,但众所周知,眼内压升高是青光眼进展的主要危险因素。目前,通过药物和手术治疗降低眼内压是控制疾病进展的主要手段。他氟前列素因其能有效长期稳定地降低眼内压,且不良反应轻微、患者依从性高、无明显全身不良反应,已成为治疗原发性开角型青光眼及眼高压症的一线治疗药物。近年来的研究表明,他氟前列素除了具有降低眼内压的效果外,还可能具有神经保护作用。文章对他氟前列素的药理作用及其在神经保护方面的潜在效益进行综述,为开发更有效的治疗青光眼药物提供理论依据和科研基础。然而,目前缺乏充分的临床研究证据支持其神经保护效应,未来研究应进一步探索这一领域,以促进针对视神经保护的药物开发和基于视神经再生的视觉功能重建。

光肩星天牛mtDNACOⅠ基因遗传差异的研究

应用PCR直接测序法对不同地理来源的24个光肩星天牛、4个不同地理来源的黄斑星天牛及8个近缘种样品和花柳曲窄吉丁共37个样品的线粒体mtDNACOⅠ基因中一段504bp的序列进行测序。序列分析结果表明:光肩星天牛与其近缘种、外缘种间存在明显规律性差异;中国、美国、韩国等不同地理来源的光肩星天牛样品间存在一定的基因差异,并呈现出中国北方、中国南方、美国和韩国4个种群的特征,此研究结果不支持“美国的光肩星天牛是从中国传入的”的观点;光肩星天牛和黄斑星天牛样品间的差异较小,并未达到种级分类水平,应归为同1个种。

天山马鹿和东北马鹿血液蛋白多态性及其与产茸性能关系的研究

本实验对天山马鹿和东北马鹿１０个血液蛋白位点分布进行了遗传检测。结果表明：Ａｌｂ、Ｈｂ、Ｔｆ、Ａｋｐ、Ｐｔｆ１、Ｐａ１、α－ｇｌ、β１－ｇｌ、β２－ｇｌ和γ－ｇｌ分别受一个基因位点上的１、２、３、３、５、２、２、４、３和１个等位基因控制。比较分析表明：两个群体的４６．１５％的基因频率之间存在显著或极显著差异（Ｐ＜００５，Ｐ＜００１）；３８．７１％的基因型频率之间存在显著或极显著差异（Ｐ＜００５，Ｐ＜００１）。Ｔｆ和Ｈｂ型与产茸量之间存在着一定的关系；Ａｋｐ型与产茸量无关；Ｔｆ和Ｈｂ型与茸鲜干比亦无关。

动物线粒体编码序列相邻碱基组成对核苷酸替换的影响

核苷酸替换偏好性受其相邻碱基组成的影响现象已经在核基因组假基因序列和叶绿体基因组的非编码序列和编码序列中发现。通过对动物线粒体基因组编码序列 12SrRNA和Cytb基因的核苷酸替换与其相邻碱基组成关系的调查发现 ,12SrRNA基因序列核苷酸替换中转换和颠换之比 (TS/TV)随其相邻碱基A +T含量的增加而减少 。

脊椎动物TYR基因的序列特征与正选择位点鉴定

酪氨酸酶是一种含铜金属酶,它广泛存在于各种生物中,是黑色素生物合成的关键酶。利用生物信息学手段详细剖析了脊椎动物TYR基因的序列和进化特性,并模拟了其蛋白的三位结构。系统发生研究显示,脊椎动物TYR基因与物种进化关系之间具有较高的一致性。基因结构分析表明,绝大多数脊椎动物TYR基因有5个外显子,但Dr TYR和Ol TYR有6个外显子,而Ss TYR有9个外显子。蛋白序列特征分析显示,脊椎动物TYR蛋白均具有典型的TYROSINASE结构域,但不同物种具有特异的保守基序组织模式,其中保守基序13是哺乳类动物TYR蛋白所特有的。位点模型没有检测出正选择位点,但分支位点模型已经检测出马与猪的祖先支(26个正选择位点)、猪进化分支(27个正选择位点)以及斑胸草雀与鸡的祖先支(1个正选择位点)均经历了适应性进化。这些正选择位点虽然被定位于不同二级结构内,但在三维结构中它们分布在相对集中的区域内,很可能与特定功能密切相关。

小麦胁迫相关基因TaLEA2的克隆、生物信息学及表达特性分析

【目的】克隆小麦Triticum aestivum晚期胚胎发育丰富蛋白基因并对其进行基因结构、蛋白特性及表达模式分析,为其耐盐性研究奠定理论基础.【方法】搜索小麦EST数据库,通过同源克隆分离并获得小麦晚期胚胎发育丰富蛋白基因,用生物信息学软件分析该基因结构及蛋白特性,荧光定量试验分析该基因的表达模式.【结果和结论】获得1条1 100 bp的核苷酸序列,该序列包含了1个981 bp的开放阅读框,编码1个由326个氨基酸残基组成的蛋白,该蛋白含有2个LEA2结构域,属于第2组LEA蛋白,该蛋白命名为TaLEA2.生物信息学分析显示TaLEA2蛋白具有LEA2家族的典型特征,富含赖氨酸(Lys),不含半光氨酸(Cys),无明显的高级结构,平均亲水系数(GRAVY)为-0.405,稳定系数为25.28,这种氨基酸组成及结构均有利于蛋白的热稳定性及亲水性.实时荧光定量PCR分析表明,TaLEA2基因为组成型表达,同时该基因存在组织表达差异,且表达受不同发育时期影响;该基因调控表达受高盐、低温、病原菌及干旱等胁迫的影响,尤其在干旱胁迫中上调表达明显,但该基因不受外源ABA刺激的影响.推测TaLEA2基因参与了小麦正常条件下的生长发育,同时也广泛地参与了小麦抵御逆境胁迫的响应,尤其在小麦的抗旱胁迫过程中发挥重要作用.

核糖核酸酶抑制因子对H_2O_2所致的细胞过氧化损伤的保护作用

背景与目的:核糖核酸酶抑制因子(ribonuclease inhibitor,RI)是广泛存在于哺乳动物细胞质中的一种酸性糖蛋白,根据RI分子组成富含巯基的特点,研究其对过氧化氢(H2O2)损伤的小鼠黑色素瘤B16细胞的影响。 材料与方法:用不同浓度的H2O2分别作用于B16细胞及转染有RI cDNA并且RI过表达的B16细胞,对比损伤前后两者的细胞存活率、LDH漏出量和细胞内MDA含量差别、以及细胞内抗氧化酶类GSHPx、SOD、cAT、XOD活性的差别。结果:与B16细胞相比,RI过表达的B16细胞在H2O2作用下存活率高,LDH漏出量、MDA含量明显减少,细胞内GSHPx、SOD、CAT活性下降幅度减小。结论:RI具有抗氧化功能,能够减轻H2O2所致的细胞过氧化损伤。

低密度脂蛋白受体相关蛋白四核苷酸重复序列基因型检测

为建立一种直接、准确的人低密度脂蛋白受体相关蛋白四核苷酸串联重复序列 (TTTC)n基因型检测方法 ,应用聚合酶链反应和 8%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测人低密度脂蛋白受体相关蛋白的基因型 ,同时用聚合酶链反应产物直接进行测序。应用该法检测人低密度脂蛋白受体相关蛋白四核苷酸串联重复序列 (TTTC)n基因型 ,共检出 5 / 6、6 / 6、5 / 5型三种基因型和 5、6两种等位基因 ,其判定结果与测序结果完全一致。该方法可直接、准确地确定低密度脂蛋白受体相关蛋白的基因型 ,是大规模人群调查和心脑血管性疾病研究的有力工具。

植物锌铁转运蛋白ZIP家族的生物信息学分析

锌铁转运蛋白ZIP家族成员对于控制植物体内锌铁平衡具有非常重要的作用。采用生物信息的方法对植物锌铁转运蛋白序列结构、性质及分子进化进行分析预测,结果发现,该蛋白由226~459个氨基酸组成,是一个多次跨膜蛋白,多数成员定位干细胞质膜、叶绿体膜及液泡膜上,其分子进化历程与物种进化历程并不一致,提示该蛋白序列分歧时间较早。研究结果能够为该蛋白基因的克隆、结构和功能的进一步深入研究提供理论基础。

羊线粒体DNA的研究进展

近年来,关于线粒体DNA（mtDNA）进化遗传学方面的研究已成为分子遗传学领域的热点,线粒体DNA作为核外遗传信息系统及其具有的遗传特点,已成为研究真核生物分子遗传学、发育生物学和分子系统进化的重要模式体系。线粒体DNA是一种核外遗传物质,与核DNA相比,具有分子质量小、

蛋白质定向进化的研究进展及其应用前景

定向进化是改造蛋白质分子的有效新策略。它不需要了解蛋白质的空间结构,主要通过在实验室里模拟自然进化过程,采用错误倾向PCR等方法对编码蛋白质的基因进行随机突变,经DNA改组、交错延伸等技术进行体外重组,设计高通量筛选方法来选出需要的突变体。本文综述了定向进化技术的发展及应用。

FZD蛋白家族的起源与演化分析

FZD(Frizzled)蛋白家族是Wnt信号通路的跨膜受体,在动物发育过程中起着非常关键的作用.通过对不同物种(从单细胞动物到哺乳动物)基因组中FZD家族基因的检索,发现FZD蛋白家族起源于早期的、与海绵动物具有共同祖先的后生动物.进化分析结果表明,FZD蛋白家族分为4个亚家族:FZD1/2/3/4/6/7亚家族、FZD5/8亚家族、FZD4亚家族和FZD9/10亚家族;不同亚家族之间的motif组成不同,但在C端都含有一个保守的KTXXXW motif.进化速率分析结果表明,尽管FZD蛋白家族成员在演化过程中受到较强的纯化选择,但是在其基因发生复制或motif组成变化的分支上仍有正选择的作用.该结果可为进一步理解FZD蛋白家族的起源与演化动态提供一定的参考.

AtZW10蛋白亚细胞定位的初步研究

利用不同的工具对AtZW10基因编码的蛋白进行生物信息学分析,结果表明,拟南芥AtZW10在进化上比较保守,在该蛋白的内部存在一个和着丝粒/动粒结合蛋白ZW10相似的保守区域,与果蝇DmZW10蛋白之间存在较高的相似性;AtZW10是一类亲水蛋白,没有明显的跨膜结构域,很可能定位于细胞核和细胞质中。为了进一步确定AtZW10的亚细胞定位,以野生型拟南芥cDNA为模板,通过PCR技术克隆AtZW10基因,构建与黄色荧光蛋白基因(YFP)融合的pA7-AtZW10-YFP表达载体,以及与绿色荧光蛋白基因(GFP)融合的p2300-AtZW10-GFP表达载体。将AtZW10-YFP和AtZW10-GFP分别转化野生型拟南芥叶肉细胞的原生质体和本生烟草的表皮细胞。通过对融合蛋白的分布位置进行分析表明,AtZW10很可能是一种核质定位蛋白,但主要分布在细胞核中。这一结果和生物信息学分析的结论是一致的。本文通过对AtZW10分子特性和亚细胞定位分析,可以为今后研究其功能提供基础。

载脂蛋白多基因家族分子进化的研究

与脂质运输有关的载脂蛋白基因构成了一个复杂的多基因家族。为探讨这种演化时间长的基因家族的进化规律，本文首先建立了一种在非均衡进化速率条件下计算系统发生树中任意分支长度的简易方法，并可在此基础上算出无根分支系统树中分歧年代的期望值。进一步对本文１０个种属共２６种载脂蛋白的系统演化作了实际分析，结果提示：①ＡｐｏＡ－Ｉ、ＡｐｏＡ－ＩＶ，ＡｐｏＥ及ＡｐｏＡ－ＩＩ的共同祖先可能在奥陶纪水生脊椎动物中就已存在（４６０百万年前），其共同祖先似与七鳃鳗体内的主要载脂蛋白ＬＡＬ１和ＬＡＬ２有关；③祖先载脂蛋白基因在分化的早期可能同时受到了两种不同的选择压力，从而产生了结构上明显差异的两类载脂蛋白；③在啮齿动物门中ＡｐｏＥ分子高演化现象可能与其基因组中含有大量隐匿替换及在相应的系统分支中同义密码子使用的进化钟的破坏有关；④在系统发生过程中，不同载脂蛋白的分支演化速率差异明显，其平均单位进化期（ＵＥＰ）分别为：ＡｐｏＡ－Ｉ、ＡｐｏＡ－ＩＶ，均为２．０ＭＹ，ＡｐｏＡ－ＩＩ为１．７ＭＹ，ＡｐｏＥ为２．４ＭＹ；⑤ＡｐｏＥ中ＬＤＬ受体结构域的一级结构的进化保守性仍强于其它片段。最后，本文讨论了基因重复在载脂蛋白多基因家族演化中的作用。

水禽核糖体蛋白S12与番鸭细小病毒结构蛋白VP1的体外相互作用研究

为了探讨水禽核糖体蛋白S12(ribosomal protein S12,RPS12)与番鸭细小病毒(Muscovy duck parvovirus,MDPV)结构蛋白VP1之间的相互作用关系,试验根据GenBank中已登录的北京鸭和浙东白鹅RPS12基因序列,人工合成重组质粒pUC57-DRPS12和pUC57-GRPS12,双酶切后回收目的片段,分别插到载体pGEX-6P-1中,构建重组质粒pGEX-DRPS12和pGEX-GRPS12。将pGEX-DRPS12、pGEX-GRPS12及含MDPV YL08株VP1基因的重组质粒pET-VP1分别转化至大肠杆菌Rosetta(DE3)感受态细胞中,IPTG诱导表达,利用HRP标记的GST或His标签单克隆抗体,通过Western-blot法鉴定重组蛋白,采用GST pull-down法体外检测水禽RPS12蛋白与VP1蛋白的相互作用情况。结果表明:获得的重组蛋白GST-DRPS12、GST-GRPS12和TRX-VP1分子质量分别为41.2,40.3,98.8 ku,浓度为1.32,1.29,0.81 mg/mL;重组蛋白TRX-VP1能够与MDPV YL08株感染的番鸭血清特异性结合,具有较好的反应原性;重组蛋白TRX-VP1可以和GST-DRPS12、GST-GRPS12在体外相互作用。说明MDPV VP1蛋白与水禽RPS12蛋白存在相互作用关系。

基于生物信息学的SNPs候选位点的筛查

单核苷酸多态性(s ing le nucleotide po lym orph ism s,SNP s)是生物基因组中最常见的遗传多态。SNP s作为新一代分子遗传选择标记,在遗传学和医学研究的很多方面有重要作用。最近几年,国际上出现了一种基于生物信息学的发掘SNP新方法。作者对采用该方法进行SNP s筛查的各种策略及其发展现状作一介绍。

肿瘤循环DNA的研究进展

肿瘤患者循环DNA不仅在数量上明显高于健康人，而且还可以出现与肿瘤DNA相同的性质改变。肿瘤循环DNA的特征性变化在肿瘤的早期诊断、疗效评价以及肿瘤随访观察等方面有一定临床意义。本文就循环DNA的来源、释放机制、基因修饰变异、水平变化、完整性，以及循环DNA的研究方法和局限性等方面进行综述。

钙依赖型蛋白激酶在ABA调控的杨树气孔运动中的作用

群众杨叶片下表皮经过植物激素脱落酸(ABA)和钙依赖型蛋白激酶抑制剂三氟拉嗪(TFP)处理后,在扫描电镜下观察了气孔开度的变化,并用透射电镜结合X-射线能谱显微分析技术,对保卫细胞内的K^+、Ca^(2+)含量进行了研究。结果表明:ABA几乎完全抑制光照条件下叶片气孔的开放,而同时加入TFP则显著降低ABA对气孔开放的抑制作用。在ABA作用下,保卫细胞细胞质中的K^+含量下降但Ca^(2+)含量增加;而同时加入TFP则可逆转ABA对K^+、Ca^(2+)的作用。研究结果证明,钙依赖型蛋白激酶可能通过对保卫细胞内K^+、Ca^(2+)的调节作用而介导了ABA调控气孔运动的信号转导过程。

阿茨海默病患者和正常老年人颞叶脑皮质的蛋白质组学分析

目的分析正常老年人和阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者颞叶脑皮质组织中的差异蛋白,为进一步研究AD发病机制奠定基础。方法从解放军总医院老年医学研究所老年组织库中选取12例尸检的老年人颞叶脑皮质组织标本,其中正常老年脑组织6份和AD患者脑组织6份。应用同位素标记相对和绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)及二维液相色谱‐串联质谱(two‐dimen‐sional liquid chromatography‐tandem mass spectrometry,2D LC‐MS/MS)方法 ,对两组颞叶脑组织进行蛋白质组学分析。结果在两组的颞叶脑皮质组织中,经质谱鉴定共获得3071种蛋白质,其中差异蛋白质146种。与正常老年组相比,AD组中有62种蛋白质表达上调和84种蛋白质表达下调。通过蛋白生物信息分析,从146种差异蛋白中发现7种候选兴趣蛋白。结论 iTRAQ技术可快速、有效地筛选出多种与AD相关的差异蛋白,为研究AD疾病的预防或治疗靶点提供了基础性数据资料。