川藏香茶菜庚素的体外抗炎作用与分子机制研究

为探究川藏香茶菜庚素(Pseurata H)对巨噬细胞炎症模型的抗炎作用及分子机制,利用LPS刺激RAW264.7细胞建立体外炎症模型,并分别以浓度为10、20和40μmol/L的Pseurata H干预该细胞模型。利用CCK-8法检测Pseurata H对细胞增殖活性的影响;Griess法和ELISA试剂盒分别检测细胞上清液中NO、IL-6和TNF-α的含量;Western Blot检测COX-2、iNOS蛋白、p-NF-κB和p-ERK蛋白的表达变化;以RT-qPCR法检测药物干预前后细胞中iNOS、TNF-α、IL-6和IL-1β的mRNA基因表达变化。结果表明:浓度为10、20和40μmol/L的Pseurata H对细胞没有毒性,不同浓度的Pseurata H对LPS诱导RAW264.7细胞炎症模型中NO、IL-6和TNF-α分泌具有很好的下调作用,对iNOS、COX-2、NF-κB、p-NF-κB、ERK和p-ERK蛋白的表达具有良好的抑制作用,且具有浓度效应。Pseurata H具有明显的抗炎作用,其作用机制可能是通过抑制NF-κB/MAPK信号通路而发挥抗炎作用。

基于3个基因16种胡椒鲷分子系统进化关系

为从分子水平分析胡椒鲷属鱼类分子系统分类关系,澄清物种分类争议,采集印度-西太平洋分布的胡椒鲷鱼类16种,利用PCR扩增及测序方法获得这16种鱼类线粒体Cyt b及核RAG2、S7标记序列,基于最大似然法与贝叶斯法构建分子系统进化关系。结果显示:16种鱼类Cyt b同源序列为657 bp,编码219个氨基酸;RAG2同源序列为726 bp,编码243个氨基酸;S7基因同源序列为729 bp,序列存在大量碱基插入与缺失。以大斑石鲈及断斑石鲈为外类群构建分子系统进化树,进化树上胡椒鲷鱼类主要分为3个分支,分支Ⅰ胡椒鲷具鲜艳的体色与斑纹,分支Ⅱ与分支Ⅲ胡椒鲷色彩单一,无鲜艳斑纹,与形态分类结果相似。少棘胡椒鲷属在进化树上并未形成独立的分支,而是位于胡椒鲷属内部。比较分析少棘胡椒鲷属、胡椒鲷属鱼类鳍棘数目与各物种在进化树上的分类关系,并未发现鳍棘数目与物种亲缘关系存在相关性。研究结果表明,在胡椒鲷类群中,背鳍鳍棘数可作为形态上区分不同胡椒鲷种类的指标,但未必能作为胡椒鲷鱼类亲缘关系远近的划分依据。结果支持目前大多数分子分类研究结果,少棘胡椒鲷鱼类应归为胡椒鲷属。

不同毛色ASIP基因编辑中国美利奴细毛羊皮肤组织中黑色素分布及ASIP蛋白的表达定位

为了研究ASIP基因在中国美利奴细毛羊被毛颜色形成过程中的作用机制,试验分别选取体况良好的3只野生型纯白色中国美利奴细毛羊,20只纯白色、8只棕色和10只黑色ASIP基因编辑中国美利奴细毛羊背部的皮肤组织,通过H.E.染色对比样本皮肤组织结构及黑色素分布差异;采用免疫组织化学染色检测ASIP基因编辑中国美利奴细毛羊白色、棕色、黑色3种皮肤组织中ASIP蛋白的表达定位情况。结果表明:野生型与ASIP基因编辑中国美利奴细毛羊的皮肤均由表皮、真皮、皮下结缔组织3部分组成,且表皮层最薄,各毛色皮肤结构组成无差异;黑色素颗粒主要分布于黑色、棕色ASIP基因编辑中国美利奴细毛羊皮肤组织的毛囊、毛干中,且黑色较棕色皮肤组织中分布的黑色素颗粒更为密集,而在白色被毛的野生型和ASIP基因编辑中国美利奴细毛羊皮肤组织中均未发现黑色素颗粒;ASIP蛋白在白色被毛的ASIP基因编辑中国美利奴细毛羊的表皮、毛囊外根鞘、毛乳头周围的毛基质中大量存在,在棕色、黑色皮肤组织中几乎不存在。说明ASIP蛋白在特定部位的表达情况与ASIP基因编辑中国美利奴细毛羊的白色被毛毛色的发生相关。

真核生物mRNA应激状态下的帽-非依赖性翻译

在真核生物中,mRNA翻译过程包括起始、延伸和终止。其中,翻译的起始阶段最为重要且复杂,它决定了mRNA能否被有效翻译成蛋白质。根据翻译起始机制的不同,真核生物mRNA翻译可以分为传统的帽-依赖性翻译和替代机制帽-非依赖性翻译。当外部环境的刺激或细胞自身的改变使细胞处于应激状态时,传统的帽-依赖性翻译被抑制或下调,替代机制帽-非依赖性翻译得以启动,以保证翻译的顺利进行。真核生物在应激状态下为了维持蛋白质合成的需求,采用多种翻译起始机制来实现帽-非依赖性翻译。其中较常见的是IRES(internal ribosome entry site)、m6A修饰和CITE(cap-independent translation enhancer)所启动的翻译。这些机制允许核糖体在mRNA的特殊区域内部进行启动,而不依赖于传统的m7G帽结构。通过这些机制,真核生物可以在应激状态下仍然进行蛋白质合成,以满足细胞的需要。本文在总结传统帽-依赖性翻译研究进展基础上,着重介绍IRES、m6A和CITE所启动的帽-非依赖性翻译,为更好地探索细胞应激状态下的翻译机制提供参考,为未来的翻译研究和应用提供更多的思路。

转录因子NF-κB对鲤疱疹病毒Ⅱ型基因启动子的表达调控研究

为深入探究NF-κB信号通路对CyHV-2感染过程的影响,在CyHV-2感染的GiCF细胞中加入NF-κB激动剂,通过RT-qPCR和Western Blot分析在感染24、72、96 h后CyHV-2编码基因在转录和翻译水平的表达情况。结果显示,在加入NF-κB激动剂后的72、96 h,CyHV-2编码基因转录和翻译水平均明显高于对照组,提示NF-κB促进CyHV-2编码基因的转录及翻译。为进一步阐明NF-κB如何影响CyHV-2的转录和翻译,利用生物信息学软件预测CyHV-2部分编码基因的启动子序列中和NF-κB的结合位点,采用双荧光素酶报告基因实验分析NF-κB对启动子活性的影响。结果表明,NF-κB过表达提高了病毒基因启动子活性,提示NF-κB可以通过促进CyHV-2基因的启动子活性来增强病毒复制水平。研究结果有助深入探究CyHV-2基因的表达翻译机制,也为开发基于NF-κB信号通路靶点的新的抗病毒抑制剂提供理论支撑。

牦牛热休克蛋白B11通过抗凋亡缓解热应激对肾细胞的体外损伤

热休克蛋白B11(Heat shock protein beta‑11,HSPB11)是小热休克蛋白家族的成员之一,具有抗凋亡、促进细胞存活和维持细胞形态等功能。在热应激条件下,自噬失调是急性肾损伤、肾损伤修复不全及慢性肾脏疾病的发病机制之一,而肾细胞的基础自噬是维持肾脏稳态、结构和功能的关键。为探讨牦牛HSPB11对热应激牛肾细胞(Madin Darby Bovine Kidney,MDBK)活性和凋亡的作用,本研究将MDBK细胞分为对照组、热应激组和处理组,采用PCR扩增、生物信息学分析、原核表达载体构建、CCK‑8法、吖啶橙染色法、荧光酶标仪检测、荧光定量PCR等方法。扩增得到牦牛HSPB11目的片段757 bp;构建的系统进化树显示,牦牛与黄牛HSPB11的相似性高达99%;成功构建pET‑32a‑HSPB11重组质粒,表达获得约35 kDa的牦牛HSPB11;筛选得到牦牛HSPB11最佳浓度为10.0μg/mL,作为处理组HSPB11浓度。研究结果显示,对照组细胞相对活性极显著高于热应激组(P=0.004),处理组细胞相对活性极显著高于热应激组(P<0.001)。热应激组细胞出现收缩、细胞核裂解呈现碎片状,处理组少见细胞裂解。此外,热应激组MDBK细胞核酸荧光强度均极显著高于对照组和处理组(P<0.001)。热应激组caspase‑3、caspase‑9、Bcl‑2的mRNA表达量极显著高于对照组和处理组(P<0.001)。综上,推测牦牛HSPB11通过凋亡途径缓解热应激对MDBK细胞损伤,为探究牦牛HSPB11的功能提供基础资料。

黄槽毛竹叶绿体基因组及毛竹种下分类群的叶绿体基因组序列比较

【目的】对黄槽毛竹Phyllostachys edulis f.luteosulcata叶绿体基因组进行组装、注释和分析,并与其他毛竹Ph.edulis种下分类群比较叶绿体遗传信息差异和系统进化关系。【方法】利用高通量二代测序数据组装了黄槽毛竹的叶绿体基因组序列并进行了基因结构注释,通过生物信息学分析软件进行其组成、密码子偏好性、重复序列等分析。通过序列比对和系统进化分析,比较不同毛竹种下分类群的系统进化关系和基因组序列差异。【结果】黄槽毛竹的叶绿体基因组是长度为139678 bp,包含132个基因的双环DNA;包含蛋白质编码基因85个、核糖体RNA(rRNA)8个和转运RNA(tRNA)39个。该基因组的最优密码子偏好使用以A/U碱基结尾,包含49个重复序列、55个简单重复序列(SSR)位点,其中简单重复序列最多的类型为A/T。利用叶绿体基因组序列构建的系统发育分析显示:黄槽毛竹与其他毛竹种下分类群共同组成单系分支,且与毛竹原变种Ph.edulis var.pubescens亲缘关系最近。基于7个毛竹种下分类群的叶绿体基因组序列和编码基因特征分析显示:毛竹种下分类群之间存在着编码基因数量和结构差异,编码区和非编码区存在较低程度序列变异。【结论】首次对毛竹种下分类群的叶绿体基因组进行比较分析,并揭示了这些种下分类群存在着一定程度的序列差异。这些变异资料可以用于毛竹种下分类群的鉴定比较。图5表2参27.

木豆WD 40基因家族鉴定及响应茉莉酸甲酯的表达分析

WD40蛋白参与调控植物生长发育、次生代谢产物合成及胁迫应答等生物学过程。WD40主要作为MYB-bHLH-WD40(MBW)蛋白复合体成员之一,激活花青素合成下游基因转录进而促进花青素的积累。探究WD 40基因家族的功能是解析黄酮类次生代谢产物代谢调控机制的关键环节。本研究基于木豆(Cajanus cajan)基因组鉴定了木豆CcWD40家族成员,并对CcWD 40基因进行生物信息学分析以及对茉莉酸甲酯响应的实验。利用生物信息学在木豆基因组中鉴定出116个CcWD 40基因家族成员,系统全面地评价了候选基因的基因结构、染色体分布、启动子顺式作用元件及系统发育进化历程等特征,并分析了其在茉莉酸甲酯处理下的表达模式。结果表明:WD40蛋白质包含的氨基酸残基数目在296~1709之间,等电点范围为4.33~9.58;116个基因可进行定位的基因有68个,这68个CcWD 40基因不均匀分布于11条染色体上,大多位于3号染色体;系统进化树将木豆CcWD 40家族成员分为18个亚家族,尽管其基因结构间内含子差异较大,但在进化树同一分支中的较为相似;共线性分析显示,在所选3种模式植物中,木豆与大豆亲缘关系最近;木豆CcWD 40基因具有多个响应元件,包括胁迫响应元件、发育响应元件和激素响应元件,如脱落酸响应元件(ABRE)、水杨酸响应元件(TCA-element)、赤霉素响应元件(GARE-Motif)等,可见它们的表达受到复杂的调控网络的控制,可能在非生物胁迫中起到重要作用;基于RNA-seq数据分析木豆CcWD40家族基因应茉莉酸甲酯的表达特征,其中96个CcWD 40基因的表达量会在MeJA处理后首先逐渐降低,只有20个CcWD 40基因的表达量会首先呈现升高趋势,并且同一进化分支的CcWD 40基因相应趋势大体相同。该研究将为进一步探索WD 40基因在调控黄酮类化合物合成和响应非生物胁迫应答中的功能提供重要基因资源和理论基础。

基因转录调控中的输入输出关系研究

细胞对环境变化的感知和响应是生命活动的核心。基因转录是细胞将外部信号转化为基因表达输出的关键环节,是理解细胞行为的关键。为了解析转录动力学和建立动态的输入输出关系,研究者提出多种转录模型来探究基因对动态调控信号的响应机制。本文将介绍常见的转录模型,展示其计算框架,并详细阐述对应的mRNA数量和转录事件持续时间的分布,这对于深入理解输入输出关系和探索潜在的响应机制有重要意义。本文综述不同类型的启动子、同一启动子在不同染色质环境中以及不同网络基序下的响应策略,揭示其调控输入输出关系的规律。对于信道容量接近理论值的系统,信息论的最优解可以揭示转录因子浓度的动态范围、输入输出关系以及基因表达分布的对应关系。通过这些多角度的分析,本文揭示了调控动态输入输出关系的关键因素,促进人们更好地理解基因对转录因子信号的响应机制。定量研究输入输出关系可以识别关键的调控因子、预测基因表达模式的变化,并设计干预措施以调节细胞的功能和行为。

糖基化蛋白修饰在眼部疾病的研究进展

糖基化是一种重要的蛋白质翻译后修饰,通常发生在内质网和高尔基体的特定位置。N-糖基化和O-糖基化是最常见的糖基化修饰类型。与其他翻译后修饰相比,糖基化具有独特的生物学意义,包括结构的复杂多样性,生物功能的重要性以及进化上的保守性。糖基化修饰对于蛋白质稳定性、细胞黏附与识别、细胞内信号传导和表观遗传学具有重要影响,从而参与调节细胞生物学和发病机制。近年来,越来越多的研究揭示了糖基化参与眼部疾病的发生和发展,包括眼表疾病、圆锥角膜、青光眼、年龄相关性黄斑变性、视网膜色素变性、糖尿病视网膜病变等。眼部蛋白糖基化异常可通过诱发新生血管形成、炎症反应、氧化应激、异常免疫应答等改变细胞的结构与功能,进而影响各种眼病的发生发展。通过深入研究糖基化在不同眼部疾病中的作用机制,可以为相关眼部疾病的早期诊断和治疗提供新的思路和方法。现综述糖基化在眼部疾病的研究进展,以探究调控蛋白质糖基化对眼部疾病的诊疗意义。

组蛋白变体H2A.Z的转录调控功能与动态作用机制

H2A.Z是组蛋白H2A常见的组蛋白变体。近年来,人们通过多学科手段探究了H2A.Z对于基因转录的激活或抑制作用。本文在概述组蛋白变体和H2A.Z发展史的基础上,重点阐述了H2A.Z不同亚型、不同翻译后修饰和基因组分布在转录调控过程中的作用,明确了其生物学意义和在肿瘤发生发展、神经系统分化发育过程中的病理生理学意义,并总结了H2A.Z在染色质沉积或者移除的动态调控机制方面的研究进展,以期为深入了解组蛋白变体的多样性,并为寻找相关疾病诊疗的新靶点提供参考。

蛋白质翻译后修饰之间的互作关系及其协同调控机理

蛋白质的翻译后修饰在细胞信号转导过程中起核心调控作用。除了单一翻译后修饰的调控外,细胞中还存在由多个翻译后修饰共同调控一些关键的代谢或信号通路的分子机制。翻译后修饰是蛋白质之间的语言,通过不同修饰之间的相互作用和协同调控,把复杂的信号整合后传递到下游其他蛋白并形成信号网络,最终影响蛋白质的结构、亚细胞定位、相互作用以及生物学功能。本文概述磷酸化、泛素化和类泛素化三类重要的翻译后修饰在植物细胞信号通路中的串扰作用模式及协同调控机制。

黏病毒抗性蛋白A(MxA)通过增强干扰素刺激应答元件(ISRE)活性诱导HepG2细胞干扰素刺激基因表达

目的研究黏病毒抗性蛋白A(MxA)对HepG2细胞Janus激酶/信号转导子和转录激活子(JAK/STAT)途径的影响。方法采用pcDNA3.1-Flag-MxA转染HepG2细胞,免疫荧光细胞化学染色检测MxA蛋白在HepG2细胞的表达和定位,Western blot法检测MxA蛋白表达;采用MxA小干涉RNA(si-MxA)转染HepG2细胞并以α干扰素(IFN-α)处理细胞,实时荧光定量PCR检测HepG2细胞黏液病毒抗性蛋白A(MxA)、蛋白激酶R(PKR)和寡聚腺苷酸合成酶(OAS)的mRNA表达,Western blot法检测MxA、PKR、OAS、细胞信号转导子与转录激活子1(STAT1)、磷酸化的STAT1(p-STAT1)、STAT2、p-STAT2和干扰素调节因子9(IRF9)的蛋白表达。此外,pcDNA3.1-Flag-MxA与pISRE-TA-luc分别共转染至HepG2和HepG2.2.15细胞,荧光素酶活性检测干扰素刺激应答元件(ISRE)活性。结果MxA蛋白在HepG2细胞质和细胞核均有表达且细胞质表达量高于胞核。敲低HepG2细胞中MxA表达虽不影响IFN-α诱导的STAT1、p-STAT1、STAT2、p-STAT2和IRF9蛋白的表达,但显著降低抗病毒蛋白PKR和OAS的表达。过表达MxA的HepG2细胞ISRE活性增强且PKR和OAS蛋白表达增高,但这种效应却在HepG2.2.15细胞中被抑制。结论MxA通过增强JAK/STAT信号通路ISRE活性诱导抗病毒蛋白表达。

青海草原毛虫化学感受蛋白基因的鉴定与组织表达分析

青海草原毛虫(Gynaephora qinghaiensis)是青藏高原上严重危害高寒草甸的重大害虫。本研究基于青海草原毛虫转录组测序数据,利用生物信息学方法及qRT-PCR技术,对GqinCSPs基因进行鉴定及表达谱分析,共鉴定出11个GqinCSPs基因,均具有完整的编码区序列。其中,GqinCSP5和GqinCSP8两个基因没有信号肽,GqinCSP4与GqinCSP9相似性最高,二三级结构主要由α螺旋和无规则卷曲组成,系统进化表明青海草原毛虫CSPs与棉铃虫和柑橘凤蝶的亲缘关系较近。基因表达谱分析显示,11个青海草原毛虫CSP基因在雌雄成虫头部、雄虫触角以及2龄至7龄阶段中均有表达,且体现不同的表达水平。GqinCSP1,GqinCSP3,GqinCSP5,GqinCSP8,GqinCSP9在2龄阶段的相对表达量显著高于其他阶段(P<0.05)。本研究为深入了解青海草原毛虫化学感受机制奠定基础,同时也为寻找青海草原毛虫绿色防治的分子靶标提供理论依据。

解旋酶Sen1行走机制的研究

转录终止是调节基因转录过程的重要步骤,关系到基因表达调控过程的正常进行和基因组的稳定性.酵母体系中,Sen1是一种解旋酶,通过水解腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)获得能量来行使在核酸底物上的一维运动,进而实现转录终止功能.然而,Sen1的这种运动机制与转录终止功能的关联,目前尚未清晰的表征.本文应用凝胶电泳迁移方法表征Sen1解旋双链DNA和结合单链DNA的能力,并且发现单个Sen1分子能够结合≤24 nt(nucleotide,nt)的单链DNA;进一步,在提供ATP的条件下,应用单分子荧光共振能量转移技术表征了Sen1在单链DNA上的行走功能,其行走速率随ATP浓度变化而变化,符合经典米氏动力学模型;考虑单链DNA底物的长度,可以估算出Sen1的行走速率约为70 nt/s.这些研究结果定量表征了Sen1的行走速率,为理解真核转录终止机制提供了分子马达运动方面的实验数据.

蛋白互作研究方法在水稻中的应用及主要互作数据库汇总

实验设计时选择合适的方法,有利提高科研效率。综述了多种研究蛋白质相互作用的方法,分析了各类方法的优缺点以及在水稻中的研究应用,归纳整理了现有的大型蛋白互作数据库。

赖氨酰氧化酶(LOX)和赖氨酰氧化酶样蛋白2(LOXL2) 在细胞核内转录调控中的作用研究综述

赖氨酰氧化酶(lysyl oxidase,LOX)蛋白家族由LOX和4种LOX样蛋白(lysyl oxidase like 1~4,LOXL 1~4)组成,其作用主要是氧化位于赖氨酸ε位的氨基以生成醛基.通常来说,它们被认为是以细胞外蛋白质,尤其是弹性蛋白和胶原蛋白为主要底物.然而,最近研究结果表明LOX和LOXL2也可以在细胞核内基因转录调控中发挥关键的作用.值得一提的是,这两种蛋白质的细胞核定位和它们的底物可以是核内组蛋白的事实已被阐明,提示它们在组蛋白修饰等表观遗传学领域发挥作用.重点综述和探讨LOX蛋白和LOXL2蛋白这2个LOX家族成员在细胞核内的基因转录调控作用.

高温高湿下CaRPT2在辣椒抗青枯病中的作用

[目的]青枯病是辣椒生产中主要的土传病害,在高温高湿下发病尤为严重。研究CaRPT2在高温高湿下辣椒应答青枯菌侵染过程中的作用,为开展辣椒抗青枯病遗传改良提供依据。[方法]以中抗青枯病辣椒自交系植株(HN42)与本氏烟草为试验材料,从辣椒叶片cDNA文库中克隆出NRL蛋白家族成员CaRPT2,对其进行同源比对和进化树分析,并通过瞬时过表达、亚细胞定位以及荧光定量PCR等技术研究CaRPT2在高温高湿下辣椒应答青枯菌侵染过程中的作用。[结果]CaRPT2的氨基酸序列与其他物种中的直系同源基因有着较高的同源性,CaRPT2蛋白定位在本氏烟草叶片的细胞质与细胞膜中,CaRPT2转录水平受高温高湿条件下青枯菌侵染的诱导表达,且在辣椒叶片中瞬时过表达CaRPT2,可显著诱导高温高湿下特异性抗病基因CaMgst3的转录激活。[结论]CaRPT2在高温高湿下辣椒应答青枯菌侵染过程中起正调节作用,可为进一步阐明RPT2基因在植物抗病中的功能提供参考。

人类骨桥蛋白(hOPN)在细胞增殖中的功能研究

为了研究人类骨桥蛋白 (hOPN)与 2 93细胞增殖、细胞周期及与细胞周期有关基因表达的关系 ,并对其机制进行探讨 ,成功地构建了hOPN真核表达载体并获得了稳定表达hOPN的细胞系 ,也同时获得了稳定表达EGFP的细胞系。hOPN对 2 93细胞具有促增殖效应 ,hOPN蛋白激活了 2 93细胞细胞周期蛋白A的表达。实验结果表明 :hOPN通过一定的信号通路刺激了细胞周期蛋白A的表达 ,加快了细胞进入并通过S期 ,从而促进了细胞的增殖。

不同结构的蛋白编码基因的密码子偏性研究

利用聚类分析方法 ,对两类具有不同三级结构的75个蛋白的编码基因的密码子使用偏性进行了分析。75个基因样本序列按照对应蛋白的三级结构被很清晰的分成了两类 ,从而发现密码子的使用与蛋白质的三级结构有很大的相关性。