棉纤维发育及其相关基因表达调控研究进展

棉纤维的强度和长度是评价棉花品质优劣的重要标准。棉纤维发育是一个高度程序化的调控过程。在纤维发育的各个时期,均有大量基因参与纤维细胞发育的调控。本文介绍棉纤维细胞发育各个时期的形态结构和生理生化特征以及一些纤维特异性基因表达调控等方面的研究概况和最新进展,以期能够在细胞和分子水平上了解棉纤维发育的基本生物学过程及其调控机制。

水稻Wx基因表达调控的研究进展

水稻Wx基因编码颗粒结合淀粉合成酶(GBSS),是控制直链淀粉合成的主效基因。文中主要从转录水平和转录后水平介绍水稻Wx基因表达调控的研究进展,同时介绍转基因、遗传背景以及环境温度对Wx基因表达的影响,并提出Wx基因表达调控研究中一些期待解决的问题。

内含子对真核基因表达调控的影响

大多数真核基因都含有非编码的间隔序列——内含子,根据剪接机制的不同,可将内含子分为3类:真核mRNA内含子、自我剪接内含子和真核tRNA内含子。在多数情况下,真核mRNA内含子的存在可以提高基因的表达水平,因为其剪接过程会影响mRNA新陈代谢的多个阶段,包括转录、RNA编辑、pre-mRNA的加工、mRNA的出核运输、翻译和无义衰变等。真核mRNA内含子在真核生物基因表达调控中起着重要的作用,是转基因研究中提高外源基因表达的重要元件之一。就真核mRNA内含子的特性、剪接机制及其对真核基因表达调控的影响作一概述。

非编码长链RNA与基因表达调控

近年来,在小鼠全长cDNA文库大规模测序中发现一类新的转录物——非编码长链RNA(long noncoding RNA,lncRNA),引起了科学界的关注.lncRNA长度大于200个核苷酸,无蛋白质编码功能,在真核细胞基因组中被普遍转录.lncRNA种类繁多,数量庞大,占哺乳动物基因组转录物的绝大部分.相对于研究较多的非编码小RNA,lncRNA的功能目前尚不完全清楚.但越来越多的研究发现,lncRNA在多个水平调控基因的表达,在胚胎发育、物种进化、细胞分化和某些疾病如神经退行性疾病及肿瘤的发生过程中起着重要作用.本文在简要介绍lncRNA基本概念的基础上,结合当前研究成果,就lncRNA在转录水平、转录后水平和表观遗传水平调控基因表达的机制作一综述.

高迁移率族蛋白与真核基因表达调控

高迁移率族蛋白(high mobility group protein,HMG)是一系列的染色质相关蛋白,广泛存在于真核生物细胞中,含量丰富,因其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的高迁移率而得名.HMG蛋白家族可分为HMGB、HMGA和HMGN三类亚家族,各亚家族有其特征的结构域,这些结构域介导了HMG和DNA或染色质相关区域的相互作用.现已发现这些蛋白质具有多种重要生物学功能,其中几乎所有HMG都可以通过修饰、弯曲或改变染色质/DNA的结构,促进各种蛋白质因子形成大分子复合物来调节基因转录.

鱼类肌肉生长分化与基因表达调控

鱼类肌肉组织既是鱼类的结构组织和运动器官，也是人类食物的重要蛋白源。从发育分子生物学角度上说，以鱼类为重要养殖对象的水产养殖实质上就是根据现实的生态条件，采用适合的养殖技术，最大限度地促进鱼类肌纤维细胞的快速增殖（Hyperplasia）和迅速肥大（Hypertrophy），促使肌肉组织的快速生长发育，达到速生快长，增加养殖生产效益目的。

促性腺激素释放激素受体及其基因表达调控

促性腺激素释放激素（ＧｎＲＨ，ＬＨＲＨ）在体内的重要功能是由ＧｎＲＨ受体介导的。ＧｎＲＨ受体是近年神经内分泌和生殖生物学研究的热点之一。本文从ＧｎＲＨ受体的分子结构，ＧｎＲＨ受体基因表达调控，ＧｎＲＨ受体分布及表达，调节ＧｎＲＨ受体的因素以及ＧｎＲＨ受体介导的细胞信号转导等几个方面对ＧｎＲＨ受体近年来的研究进展进行了综述。对ＧｎＲＨ受体的研究。

内含子与基因表达调控

近年来作为基因组主要成员的内含子其功能不断被发现。本文简要介绍了内含子的结构和类型、内含子在基因表达调控中的作用以及内含子突变对基因表达效应的影响。

竞争性内源RNA：一种全新的基因表达调控模式

竞争性内源RNA(ceRNA)假说是一种全新的基因表达调控模式:mRNA、假基因转录物和长链非编码RNA等转录物通过microRNA应答元件竞争结合相同的microRNA来调控各自的表达水平,从而影响细胞的功能.迄今为止,多家实验室已从生物信息学、细胞生物学和动物实验等层面验证了该假说.本文追溯了ceRNA假说提出的历程,讨论了ceRNA调控网络的影响因素,并提出了一些有待进一步完善的内容.ceRNA假说大大拓展了人类基因组中功能遗传信息的范畴,也为解析一些人类疾病发生的机制提供了新线索.

抗菌肽的构效关系及其基因表达调控的研究进展

论述了抗菌肽分子结构与功能之间的关系,抗菌肽的抗菌机制及其基因的表达调控途径,阐明了不同来源的抗菌肽均有相似的抗病机理,但来源不同的抗菌肽有其独特的表达方式及调控途径。认为研究抗菌肽的调控机制,对深入认识机体抵抗病原体的侵袭方式及机理,进而人为调控抗菌肽的表达具有重要意义。

核糖开关与基因表达调控

核糖开关(riboswitch)是近几年基因表达调控研究的一个热点.核糖开关位于mRNA的非翻译区(untranslated regions,UTR),能够直接感受胞内外信号并引起自身二级结构的变化,在转录或后转录(翻译和mRNA稳定性)水平实现对下游相关基因的表达调控,该过程不依赖于包括蛋白质在内的其它任何因子的作用.根据现已发现的核糖开关所能识别的信号因子类型,可以将其分为4类,即小分子代谢物、金属离子、环境因素及空载tRNA敏感的核糖开关;其中,小分子代谢物敏感的核糖开关是发现和研究最多且最深入的一类.随着研究的深入,将会有更多的核糖开关被发现,这不仅有助于理解生物进化与环境适应性,而且在生物学基础研究,新型药物的开发以及工业生产领域都将发挥重要作用.

植物组蛋白赖氨酸化修饰参与基因表达调控的机理

组蛋白共价修饰作为表观遗传修饰的重要部分,主要包括乙酰化和甲酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和SUMO化等,它们形成一个复杂的网络共同调控基因的表达,其中组蛋白甲基化修饰成为研究的热点,甲基化主要发生在赖氨酸残基上。近年来,随着有关植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰研究的不断深入,发现其通过改变自身赖氨酸残基的甲基化状态和甲基化程度,形成转录激活或者转录抑制标记,调控基因的表达,在植物开花和逆境胁迫的响应过程中起着至关重要的作用。H3组蛋白的赖氨酸甲基化修饰能够调控FLC基因和有关抗性基因的表达,具体表现为:H3K4的三甲基化促进FLC的表达,H3K27的三甲基化则抑制FLC的表达;H3K4me3作为转录激活标记,可激活PtdIns5P基因的表达,启动响应干旱的脂质合成信号通路,响应干旱胁迫;相反,H3K27me3作为一种转录抑制标记,低水平的H3K27me3诱导COR15A和ATGOLS3基因表达,它们分别编码叶绿体低温保护蛋白Cor15am和肌醇半乳糖合成酶GOLS,以抵抗寒冷胁迫。文章主要综述了植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰参与DNA甲基化、开花过程以及应答逆境胁迫的分子机制。

抗菌肽重组表达体系及基因表达调控研究进展

抗菌肽（antimicrobial peptides）是一类具有抗菌活性的天然小分子蛋白。自1975年瑞典科学家Boman等从蚕蛹身上分离得到第一个抗菌肽天蚕素（cecropin）以来,人们又在昆虫、两栖类、水产动物,以及包括人在内的哺乳动物甚至植物及细菌等广泛的生物谱中发现了至少1 700余种抗菌肽[1]。

一个东亚钳蝎蝎毒素BmTXKβ基因的克隆及其基因表达调控

从东亚钳蝎 (ButhusmartensiiKarsch ,BmK)毒腺组织cDNA文库中分离的长链钾通道毒素BmTXKβcDNA序列 ,克隆了BmTXKβ基因组序列 .BmTXKβ基因含有一个长度为 886bp的内含子 ,定位于BmTXKβ成熟肽中 ,与其它蝎毒素基因内含子定位于信号肽的基因结构不同 .并且 ,BmTXKβ基因的内含子特征也与其它蝎毒素基因不同 .研究结果从基因水平上证实了BmTXKβ是一个新的蝎毒素样肽 .以BmTXKβcDNA序列为探针与蝎基因组DNASouthern杂交出现 2条特异性杂交带 .杂交结果为蝎毒素基因可能通过DNA重排、多拷贝或多基因家族来调控基因表达提供了证据 .

膈下逐瘀汤加减方对人肝癌细胞bax、bcl-2、P_(53)基因表达调控的影响

目的:探讨膈下逐瘀汤加减方(GXZY)对人肝癌细胞bax、bcl-2、P53基因表达调控的影响。方法:制备5组试验血清:不含药物血清(无药血清组),阳性对照药物复方斑蝥胶囊含药血清(阳性血清组)和GXZY低、中、高浓度含药血清(5%血清组、10%血清组、15%血清组)。检测各组药物血清及对照血清对SMMC-7721细胞增殖、细胞周期、肝癌相关基因(bax、bcl-2、P53)表达的影响。结果:GXZY各血清组与阳性血清组抑制人肝癌细胞SMMC-7721增殖、调控癌基因与抑癌基因、促进癌细胞凋亡均具有显著统计学意义(P<0.05或P<0.01),其中GXZY高浓度血清组的作用优于阳性血清组。结论:膈下逐瘀汤加减方能够抑制人肝癌细胞增殖,促进细胞凋亡。

乳铁蛋白的分子特性及其基因表达调控研究进展

乳铁蛋白是一种铁结合性糖蛋白,广泛存在于哺乳动物的分泌物中。研究报道,乳铁蛋白具有多种生物学功能。作者就乳铁蛋白的分子特性、生物学功能、作用机理以及基因表达调控方面的研究作了简要评述。

四环素基因表达调控系统调控β-半乳糖苷酶基因在肝癌细胞中的表达

目的:构建调控β-半乳糖苷酶(β-gal)基因表达的四环素基因表达调控载体,验证其在肝癌细胞内调控β-半乳糖苷酶基因的表达,为进一步利用该调控系统调控治疗基因治疗肝癌奠定实验基础。方法:根据2个四环素调控子结合位点(TetO2)基因与pcDNA3.1载体的基因核苷酸序列,设计引物,以pcDNA3.1载体为模板进行PCR。将具有串联2个四环素调控子结合位点(TetO2)基因的PCR产物连接入pcDNA3.1载体CMV启动子下游,构建成pcDNA3.1-TetO2载体,应用ABI3130测序仪利用pcDNA3.1-TetO2载体对TetO2PCR产物进行测序分析。再将β-gal克隆入pcDNA3.1-TetO2载体,构建成受四环素调控表达的β-半乳糖苷酶基因的表达载体pcDNA3.1-TetO2-β-gal。利用脂质体将携带四环素调控子基因(TR)的pcDNA6/TR载体转染到肝癌细胞HepG2中,利用杀稻瘟菌素进行细胞转染的稳定筛选,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测TR基因在HepG2细胞内的表达。将pcDNA3.1-TetO2-β-gal载体转染到稳定表达pcDNA6/TR的HepG2细胞中,转染3～4d后,给予强力霉素(4mg.L-1),利用β半乳糖苷酶原位染色试剂盒染色,检测β-半乳糖苷酶基因的表达。结果:构建的pcDNA3.1-TetO2载体测序结果表明,串联2个四环素调控子结合位点(TetO2)基因片段插入到pcDNA3.1载体CMV启动子基因下游。pcDNA3.1-TetO2-β-gal载体酶切鉴定结果表明,β-gal成功地克隆入pcDNA3.1-TetO2载体。RT-PCR结果显示,TR基因在pcDNA6/TR转染的经杀稻瘟菌素筛选的HepG2细胞内得到稳定表达。给予强力霉素后,β-半乳糖苷酶基因在稳定转染TR基因的HepG2细胞内得以表达;而未给予强力霉素,β-半乳糖苷酶基因在稳定转染TR基因的HepG2细胞内表达受到抑制。结论:成功地构建了调控β-半乳糖苷酶基因表达的四环素基因表达调控载体,利用该载体成功地调控了β-半乳糖苷酶基因在HepG2细胞内的表达。

转录因子与microRNA在基因表达调控中的功能联系及差异

转录因子和微RNA(microRNA)是最大的两类反式作用因子,它们是基因表达调控的重要调控因子.它们协调发挥调控作用,精细调控基因的表达,在细胞分化和动物生长发育过程中发挥重要的作用.随着对转录因子和microRNA研究的深入,人们发现转录因子和microRNA在基因表达调控网络中关系紧密,它们的分子作用机制有许多相似之处,两者都通过各自的顺式作用元件调控基因表达,且作用的方式类似.但转录因子和microRNA也存在不同之处,转录因子既可以激活基因表达,也可抑制基因表达,而microRNA主要是抑制基因表达.另外,转录因子调控区的复杂性一般高于microRNA的调控区域.本文综述了转录因子和microRNA的异同点,并提出了未来转录因子和microRNA的研究方向.

广泛用于基因表达调控研究中的LacZ基因

ＬａｃＺ基因是大肠杆菌乳糖操纵子中的一个基因，１９６９年，美国哈佛大学以Ｂｅｃｋｗｉｔｈ博士为首的研究小组，应用ＤＮＡ分子杂交技术首次分离到该基因。ＬａｃＺ基因编码的ｂｅｔａ－半乳糖苷酶（简称ｂｅｔａ－ｇａｌ）是由４个亚基组成的四聚体，可催化乳糖的水...

Cd^(2+)、Cu^(2+)和Zn^(2+)对5种单细胞藻酯酶基因表达调控的影响

在Cu2 + 、Cd2 + 和Zn2 + 的作用下 ,三角褐指藻 (PhaeodactylumtricornutumBohlin)、湛江叉鞭藻 (DicrateriaZhanjiangensisHu)、绿色巴夫藻 (PavlovaviridisTseng,ChenetZhangsp.nov.)、青岛大扁藻 (Platymonashelgolandicavar .TsingtaoensisTsengetT .J.Chang)、小球藻 (Chlorellasp .)等单细胞藻酯酶基因表达发生明显的变化 .受高浓度的Cu2 + 胁迫时三角褐指藻的Est 3座位的a基因 ,受中等浓度Cd2 + 胁迫时的湛江叉鞭藻的Est 3座位的b基因 ,受低等浓度Cd2 + 胁迫时的绿色巴夫藻的Est 1座位的a、b两个基因 ,受高浓度Zn2 + 胁迫时绿色巴夫藻Est 1座位的b基因 ,受高浓度Cd2 + 胁迫时青岛大扁藻的Est 2座位的c基因 ,受Cu2 + 胁迫时小球藻的Est 1座位的b基因 ,受中低浓度的Cd2 + 、Zn2 + 和低浓度的Cu2 + 胁迫时小球藻的Est 2座位的b基因等基因的表达明显增强 .而绝大部分位点的基因表达受 3种离子的抑制 .图 5表 5参