重离子束辐射诱导细胞双链断裂(DSBs)损伤及修复机理的研究进展

重离子束辐射能引发细胞DNA双链断裂,被认为是构成基因组不稳定因素之一。现有研究表明:同源末端连接、同源重组、单链退火和选择性末端连接在修复DNA双链断裂方面发挥着重要的作用,但是影响DNA双链断裂修复途径选择的因素目前仍不清楚。本文对近年重离子辐射细胞产生的DNA损伤特征和修复途径方面的新发现进行了综述,并从类型和分布、染色质状态、DNA末端结构、DNA末端切除、细胞周期方面解释了细胞DNA双链断裂修复途径的选择机制。这对细胞DNA损伤修复的研究具有重要意义,为重离子辐射技术在生物学效应研究方面提供了参考。

与真核生物DSBs修复有关的NHEJ途径研究进展

DNA双链断裂是真核生物最严重的DNA损伤形式。如果断裂的DNA双链无法及时修复,将可能导致细胞死亡。非同源末端连接途径在真核生物DSBs修复中起重要作用。综述了真核生物NHEJ途径中核心蛋白质Ku、DNA-PKcs、DNA连接酶IV、XRCC4、ARTEMIS和XIF等因子的结构和功能,并简要介绍了NHEJ修复途径的分子机制,其中涉及到DSBs位点蛋白复合体组装的两种模型。

基于DSBs修复蛋白表达构建预测食管鳞癌放化疗预后的列线图模型

目的探讨DNA双链断裂(DSBs)修复蛋白ATM、DNA-PKcs及P16表达水平与根治性放化疗食管鳞癌患者远期生存的关系,并建立列线图预测模型。方法收集2012-2017年收治的283例根治性放化疗食管鳞癌病例,按2:1随机分为建模组和验证组。免疫组化检测DSBs修复蛋白在肿瘤中的表达,Kaplan-Meier法计算生存率,Log-rank法进行单因素分析,Cox模型进行多因素分析,R软件构建列线图模型并进行内外部验证。结果建模组患者中位随访34个月,3、5年总生存率为35.1%和20.0%。多因素分析显示,ATM、DNA-PKcs或P16的表达与否,以及T、N分期均是患者OS的预后因素。建立列线图模型,预测建模组患者3、5年OS的一致性指数C-index为0.724,显著高于第七版AJCC临床分期的0.533(P <0.001)。对验证组患者进行验证,本模型和AJCC分期的C-index分别为0.792和0.550(P <0.001),均提示本模型比AJCC分期准确性更高。结论基于DSBs修复蛋白表达建立的列线图模型能较好地预测根治性放化疗食管鳞癌患者的远期生存,对指导个体化治疗有一定的临床意义。

植物DNA双链断裂修复机制及其在重离子诱变和基因编辑中的作用

在自然界中,植物会遭受各种环境或内源因素导致的DNA损伤,其中DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs)的影响最为严重,如果修复不当,将导致基因组不稳定、基因突变甚至细胞死亡。一方面,植物进化出了强大且有序的损伤修复机制,以确保其存活及正常繁衍;另一方面,基于修复过程的容错性及致突变性,T-DNA插入、基因编辑、物理诱变等技术广泛应用于动植物品种改良。相较于哺乳动物,植物DSBs修复通路及其分子机制报道较为有限。本文综述了植物对DSBs损伤的响应、主要修复途径及关键因子,介绍了通路机制尚未完全解析的替代末端连接(alternative end joining,Alt-EJ)的最新研究进展;此外,探讨了重离子束引起的植物DSBs修复特征和多途径选择,以及基于不同DSBs修复途径的基因编辑技术的研究进展,旨在为深入了解植物DSBs损伤响应及修复的分子机制和研发高效生物育种技术提供参考。

DSBs修复通路的选择及其影响因素

DSBs（DNA双链断裂）是细胞DNA在内外各种因素影响下产生的一种严重损伤,也是包括肿瘤在内的多种疾病发生发展的重要原因之一。为修复该损伤,机体形成了包括同源重组（HR）、非同源末端连接（NHEJ）等在内的多种修复通路;在不同情况下,机体对修复通路的选择受到多种因素的影响。近年来的研究表明,包括细胞类型、末端切除、细胞周期、损伤原因、损伤位置等在内的诸多因素对修复通路的选择均起到了重要的作用。本综述介绍了DSBs修复的常见通路,并对DSBs修复通路的影响因素的最新研究进展进行了综述。

基因组稳定性影响水稻生长发育的机制综述

基因组包含生物体的全部遗传信息(部分病毒是RNA),维持染色体的结构、数目及遗传信息的相对稳定,是物种得以生存和延续的前提与保障。水稻作为重要的粮食作物之一,其基因组稳定是保障粮食生产和发展现代农业的重要前提。DNA损伤是一种危害性很高的损伤形式,及时、正确的修复是维持基因组稳定的基础。DNA损伤首先会激活DNA损伤反应(DDR),DDR一方面阻止受损细胞携带错误信息继续分裂,另一方面积极促进各种修复途径,如非同源末端连接(NHEJ)、同源重组(HR)和核苷酸切除修复(NER)等,这些修复途径相互协调,相互竞争。本文简述影响基因组稳定性的多种因素,重点是DNA损伤和修复的分子机制,以及在水稻生长发育过程中各关键基因对于维持基因组稳定的重要性,并探讨水稻基因组稳定性研究的未来方向。

DNA双链断裂损伤反应及它的医学意义

DNA损伤应激反应是维持基因组稳定性的基石.细胞在长期进化中形成了由损伤监视、周期调控、损伤修复、凋亡诱导等在内的自稳平衡机制.一方面,借助感应、识别并启动精细而复杂的修复机制修复损伤;另一方面,通过DNA损伤应激活化的细胞周期检查点机制,延迟或阻断细胞周期进程,为损伤修复提供时间,使细胞能安全进入新一轮细胞周期;损伤无法修复时则诱导细胞凋亡.DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs)是真核基因组后果最严重的损伤类型之一,其修复不利,同肿瘤等人类疾病的发生发展密切相关.新进展揭示:DSBs损伤反应信号分子ATM-Chk2-p53、H2AX等的组成性活化,是肿瘤形成早期所激活的细胞内可诱导的抗癌屏障,其信号网络的精确、精细调控在基因组稳定性维持中发挥重要作用.此外,HIV病毒整合进入宿主细胞基因组的过程也依赖于宿主细胞中ATM介导的DSBs损伤反应信号转导;ATM特异性的小分子抑制剂在抗HIV感染中显示重要的功能意义.文中重点讨论调控DSBs损伤应激反应信号网络的主要研究进展,及其在肿瘤发生、发展及抗HIV感染中的新医学意义.

高LET重离子照射人肿瘤细胞的DNA双链断裂及修复研究

依托兰州近代物理研究所的HIRFL装置对人肝癌细胞SMMC-7721进行高LET的重离子辐照,同时利用脉冲场凝胶电泳研究高LET辐射引起的细胞DSB及其修复的特点。对于不同离子的辐射进行了比较分析,探索重离子的辐射生物学效应机理。结果发现,随着剂量的增加,初始DSB在给定剂量范围内呈线性增长,LET较高的氩离子的剂量效应曲线具有较大的斜率。对于DSB分布情况的研究发现,LET不同,大小片段的分布随着剂量的变化呈现不同的变化情况。修复研究显示两种LET辐射的快修复在30min左右都已经结束,此后都开始了慢修复,对于高LET的氩离子辐射来说,快修复和慢修复完成的修复量均高于较低LET的碳离子辐射。4h时,两种辐射残余的DSB基本一致。结果证明了高LET辐射下初始DSB与剂量的线性依赖关系,且发现不同种类的离子辐射引起的DSB的剂量效应曲线的斜率不同。结果也显示了DSB的非随机分布现象和DSB修复的双阶段模式,发现LET、离子种类和剂量对于DSB的片段非随机分布同时存在影响,同时修复结果提示慢修复机制和错修复在高LET辐射引起损伤的修复研究中可能具有重要意义。

高LET的^7Li离子致DNA损伤的直接和间接作用研究

在HI-13串列加速器加速的具有高LET值的7Li离子辐照不同浓度的pUC19质粒DNA水溶液、加自由基清除剂(甘露醇)的DNA水溶液以及干状DNA样品,利用高分辨的原子力显微镜技术,研究7Li致DNA损伤的直接作用和间接作用。结果显示,在相同剂量下,7Li离子比低LET辐射能诱发更多的双链断裂,形成更多的集团损伤,使DSB的分布更局部和更密集。对于水溶液DNA,7Li离子的水辐解产生的自由基的间接作用在DNA分子链断裂的产生方面发挥着重要作用,而且自由基清除剂甘露醇能有效地保护DNA分子。

Matlab仿真在通信原理课程中的应用

根据通信原理课程的特点,以DSB信号为例,给出了Matlab仿真软件在通信原理课程中的3方面应用:M文件编程仿真、Simulink动态系统仿真和GUI演示系统设计。实践结果证明:Matlab不仅可以辅助教学,而且可以激发学生学习理论课程的积极性,增强学生的感性认识,加强其对授课内容的理解,提高教学效果。

恒场电泳检测DNA双链断裂及其应用

应用普通恒场琼脂糖凝胶电泳检测受γ射线照射后小鼠胸腺细胞ＤＮＡ双链断裂（ｄｓｂ）。在一定条件下，该法可以获得与脉冲凝胶电泳相似的结果。用此法观察了离体照射小鼠胸腺细胞ＤＮＡｄｓｂ修复作用，发现该法可以检测到ＤＮＡ“梯状”带，可做为一种研究细胞凋亡的新方法。

大肠杆菌二硫键形成蛋白A(DsbA)研究进展

二硫键形成蛋白A(DisulfidebondformationproteinA,DsbA)是存在于大肠杆菌周质胞腔内的一种参与新生蛋白质折叠过程中催化二硫键形成的折叠酶。综述了DsbA三维结构、进化过程、协助蛋白质体内外复性方面的研究进展。DsbA比硫氧还原蛋白具有更强的氧化性,其强氧化性来自于Cys30残基异常低的pKa值和不稳定的氧化型结构,通过定点突变的研究表明了Cys30残基是DsbA活性中心最关键的氨基酸残基之一。DsbA不论在体内与目标蛋白融合表达还是在体外以折叠酶形式添加,都能有效地催化蛋白质的折叠复性,同时DsbA还具有部分分子伴侣的活性。

声频定向扬声器谐波失真测试

依据声参量阵理论,从理论上推导出了声频定向扬声器DSB法、平方根法的自解调理论模型与谐波失真计算公式。在此基础上,以实验对其谐波失真进行了测试。实验结果表明,目前绝大多数声频定向扬声器信号处理方法的理论依据——"Berktay远场解"预测的结果与实验结果存在差异,它只能作为声频定向扬声器信号处理的定性依据。此项研究解决了长期以来声频定向扬声器信号处理理论依据得不到验证的难题,对于研究声频定向扬声器信号处理方法具有重要意义。此外,还明确提出了声频定向扬声器谐波失真的测试不能完全沿用传统扬声器的测试方法,其测试距离应该选择在接近参量阵长度处。

不同LET的重离子辐射对DSB诱导的影响

利用γ射线和不同LET的碳离子辐照小鼠B16黑色素瘤细胞的脱蛋白DNA ,采用脉冲场凝胶电泳结合荧光扫描技术研究了DNA双链断裂 (DSB)与LET之间的关系。结果表明 :不同LET重离子诱导的PR都随剂量的增加而增加 ,并在超过一定的剂量之后逐渐趋于一个准阈值 :而不同LET的重离子诱导的L值都与剂量呈线性关系 ;对于诱导DSB的RBE值则随着LET的增加先呈上升趋势 ,在LET超过 10 0ke μm后下降。

GATT第20条(g)项在稀土案中的适用探析

2012年3月13日，美国、欧盟和日本就中国的稀土、钨和钼相关出口限制措施（以下简称“稀土案”）正式在WTO争端解决机构（DSB）提出与中国进行磋商，并于2012年6月30日正式向DSB提出设立专家组的申请。稀土案在涉诉措施和涉诉条款上，与此前的中国原材料出口限制案（以下简称“原材料案”）高度相似。基于此，

DNA损伤的同源重组修复机制

自然界生物体的基因组保持其完整性是机体细胞发挥正常功能和维持基本生存的必要条件。基因组在染色体自我复制的过程中由于受到各种内源性因素或者外源性因素的影响,存在多种形式的损伤。DNA的双链断裂(DSB)是DNA最为严重的损伤形式,是诱发细胞学的反应最为复杂的、生物学的后果最为严重的、与恶性肿瘤等等健康相关问题的关系最为密切的损伤类型,如不能得到及时而准确地修复,可能会导致基因的突变、基因组的不稳定、细胞染色体的丢失和重组或者导致细胞的凋亡甚至癌变。现已发现同源重组修复途径(HR)是真核生物中DSB的主要修复途径和方式,本文就HR的组成和修复机制进行综述。

DSB型低氮旋流燃烧器冷态试验研究

通过测量不同工况下的出口风量和火花示踪试验,对双分级旋流燃烧器(DSB)进行了冷态试验研究。试验结果表明,DSB燃烧器一次风速调节范围宽,可将空气分级和燃料分级相结合,因此具有很好的多煤种适应性和NOx控制性能。

复合添加剂在湿法烟气脱硫中的应用研究

为提高湿法烟气脱硫(WFGD)中脱硫剂石灰石的脱硫效率,本实验采用自制微型化仿真喷淋式烟气脱硫实验装置研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)/十二烷基磺基甜菜碱(DSB)复配作为添加剂对石灰石脱硫性能的影响。实验结果表明:复合添加剂最佳组成为SDS∶DSB=3∶2+Na2SO4(0.01 mol/L)。当石灰石脱硫液中复合添加剂达10 mmol/L时,石灰石的溶解度最大,比未加添加剂的增大近9倍;脱硫效率提高5%,达93.6%;对浆液pH具有较强的缓冲作用。该实验对WFGD的工业应用具有一定实用参考价值。

声频定向扬声器DSB算法的谐波失真

依据一种新型扬声器——声频定向扬声器的基本工作原理,从理论上给出了DSB算法中调制系数对输出信号谐波失真影响的详细推导过程;并指出调制系数越小,失真度越小,但带来的负面效应是小的调制系数将使输出的信号功率相应变小。在此基础上,指出DSB算法本身存在一个12dB/倍频程的频率响应倾斜,在设计声频定向扬声器时必须采用算法预处理或换能器频响设计的方法对其进行补偿,以获得较好的声音保真效果。

对载波调制信号欠采样问题的研究

对AM信号进行峰值采样可以直接获得基带信号的信息,对PSK信号进行变频采样可以降低其载波频率.文中给出了一个比较容易实现的峰值采样定理,这种采样方式适用于包络与基带信号相对应的AM和DSB信号;指出变频采样是周期信号欠采样的一种特例,它仅适用于波形在分段时间内具有周期性的PSK和FSK信号,而且用于FSK信号时采样频率的选择受到较多的限制;对变频采样给出了一种选择采样频率的有效方法,还指出了变频采样与模拟信号变频之间的区别.