水稻通过关键基因调控小穗耐高温发育

近日,中国农业科学院作物科学研究所万建民院士团队发现一个耐高温的关键基因,该基因编码精氨酸甲基转移酶,该转移酶通过甲基化茉莉酸信号抑制子来调节茉莉酸信号强度,进而维持水稻小穗在高温等恶劣环境下的正常发育。相关研究成果发表在《分子植物(Molecular Plant)》。

利用关键基因负向调控水稻种子休眠

中国水稻研究所胡培松院士团队在强休眠的AUS稻孟加拉小粒中克隆到了调控水稻种子休眠的关键基因SDR3.1。进一步将它导入优质恢复系中恢261中,创制了穗发芽显著改善的中恢261新种质,为避免穗发芽以及提高水稻产量和品质提供了重要参考。相关研究结果发表在《自然-通讯(Nature Communications)》。

胰腺癌不同分期的差异基因筛选及关键蛋白调控基因的预后分析

目的分析胰腺癌低分期组和高分期组差异表达基因和相关富集通路,结合预后信息探讨关键调控蛋白在胰腺癌发展中的作用,为更深入理解高分期组胰腺癌的分子机制提供理论支持。方法本研究使用TCGA数据库中不同肿瘤分期胰腺癌转录组数据来筛选差异表达基因,并对其进行功能富集分析和蛋白质互作网络构建。随后使用Cytoscape软件进行可视化和模块挖掘,最终对得到的关键蛋白调控基因进行生存分析。结果共筛选出差异基因277个,其中上调基因30个,下调基因247个。差异基因主要与消化作用、体液免疫反应、肠道胆固醇吸收及某些物质代谢过程等有关,与血液微粒和内质网腔等细胞组分有关,与丝氨酸相关酶活性、糖的结合和甘油三酸酯脂肪酶活性等分子功能有关。KEGG通路主要与胰腺分泌物、蛋白质消化吸收和脂肪消化吸收等有关。预后分析表明CPA1和AMY2B基因的表达水平与胰腺癌患者总生存时间显著相关(P<0.05)。结论关键蛋白调控基因CPA1和AMY2B在不同分期胰腺癌的发生和预后中紧密相关,为未来胰腺癌高分期患者精准治疗提供了新思路。

基因表达数据库对冠心病关键调控基因的生物信息学分析

目的 应用基因表达(GEO)数据库对冠心病患者相关基因进行研究分析,探索新的冠心病潜在调控机制。方法 检索GEO数据库,选择冠心病患者和对照者的相关基因表达谱数据。导入处理后的冠心病患者的GSE71226数据集,利用GEO2R分析鉴定冠心病和健康人的差异表达基因(DEGs),通过分析确定冠心病患者和对照者的差异基因。采用R语言ggplot2包进行可视化相关分析。结果 共筛选出575个DEGs。进一步构建了一个蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,以可视化DEGs和识别中心基因。基因本体论通路富集分析显示,上调和下调DEGs的各排名前15的信号通路参与了胰岛素分泌、心脏传导系统、生长激素分泌等相关的生物过程;京都基因与基因组百科通路富集分析显示,上调和下调DEGs主要与序列特异性DNA复制、环状腺苷单磷酸酯(cAMP)、脂肪消化吸收酶等相关的信号通路等有关。进一步构建了PPI网络互作图,显示五个中心基因(SST、BBS10、CCK、POMC、HSPA9),其中SST与冠心病的预后密切相关。结论 冠心病的关键调控基因包括SST、BBS10、CCK、POMC、HSPA9,可能通过双链DNA结合、cAMP、脂肪消化吸收酶等相关的信号通路参与冠心病发病。

研究揭示棉花抗黄萎病的关键基因及其调控通路

中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队鉴定了调控棉花抗病性的关键基因GhMYB33,揭示了该基因动态调控棉花生长和抗黄萎病菌的分子机制。相关成果发表在《尖端研究杂志》。

生长动物脂肪代谢关键酶基因表达调控

动物体内脂肪组织合成与分解代谢的调控主要是通过调控脂肪代谢关键酶的含量和活性来进行的。关键酶的基因表达水平决定了酶蛋白的多寡和活性的高低。本文对脂肪代谢中的脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、激素敏感酯酶(HSL)、脂蛋白酯酶(LPL)的活性及其相应的基因表达水平影响脂肪代谢的研究进展进行综述。

桃树型及其调控关键基因研究进展

对桃"树型"的概念及内涵进行了分析,综述了调控桃"树型"主要性状的功能基因的最新研究进展,阐述了赤霉素受体基因PpeGID1c突变是导致桃节间长度变小、树体矮化的原因,同时总结了决定桃分枝角度形成的LAZY1、TAC1和WEEP基因的功能,初步分析了生长素和独角金内酯在桃侧枝形成过程中的作用。在此基础上,对桃理想树型进行了展望,为推进桃树型调控的分子机制研究及利用分子设计和基因编辑等技术培育具有理想树型的优良桃品种提供参考。

烟草类萜生物合成途径中关键酶基因的克隆与表达调控

萜类化合物是烟草重要的香气前体物质,它们的降解产物是烟草最重要的香气来源之一。本研究概述了类萜代谢途径及其相关酶类的克隆与表达调控的研究进展,并对利用类萜代谢工程调控该代谢途径来提高烟草香气品质的应用前景进行了展望。

脑胶质瘤组织中差异表达基因的生物信息学分析及肿瘤发生发展关键调控基因筛选

目的采用生物信息学方法分析脑胶质瘤组织与正常脑组织间的差异表达基因,并筛选脑胶质瘤发生发展的关键调控基因。方法选取GEO数据库中编号为GSE2223的脑胶质瘤表达谱芯片,利用R语言limma包筛选出芯片中脑胶质瘤与正常脑组织的差异表达基因。使用R语言的org.Hs.eg.db包对差异表达基因进行GO功能富集,利用DAVID 6.8(https://david.ncifcrf.gov/)在线分析网站对差异表达基因进行KEGG信号通路分析。为筛选肿瘤发生发展关键调控基因,将差异表达基因导入STRING(https://string-db.org/)网站,构建差异表达基因编码的蛋白间相互作用(PPI)网络图,根据蛋白间临近相互作用对计数,选取前20个差异表达基因,即为可能参与脑胶质瘤发生发展的关键调控基因。结果共筛选出107个差异表达基因,其中上调的基因48个、下调的基因59个。对差异表达基因的GO功能富集结果显示,差异表达基因在细胞组分上的改变主要表现在运输囊泡膜、神经远端轴突、神经轴突等结构上,分子功能变化主要集中在突触融合蛋白、钙调蛋白、磷脂酶结合蛋白等功能上;生物学过程体现在神经递质分泌、运输及释放、突触囊泡周期的调节等生物学过程上。KEGG信号通路分析结果显示,差异表达基因与肿瘤蛋白聚糖通路、催产素信号通路、胰岛素分泌通路等有关。PPI网络图中蛋白间相互作用对数前20的差异表达基因分别为CAMK2A、CPLX2、SYP、RAB3A、GABRA1、TYROBP、CAMK2B、NEFL、STXBP1、VSIG4、GAD2、RBFOX1、HPCAL4、NRGN、PNMAL2、CDK5R2、LGI3、ABCA1、COL4A2、ITPR1。结论与正常脑组织相比,脑胶质瘤组织中有107个差异表达基因;差异表达基因与神经元活动相关,参与介导肿瘤蛋白聚糖、催产素信号等通路;CAMK2A、CPLX2、SYP、RAB3A等20个差异表达基因可能为脑胶质瘤发生发展的关键调控基因。

拟南芥木聚糖合成关键酶基因的调控研究

【目的】从目前已知的参与拟南芥Arabidopsis thaliana次生壁加厚生长的转录因子着手,分析这些次生壁相关的转录因子是否能够调控木糖合成关键酶基因FRA8、IRX9、IRX10、IRX14、F8H、IRX9-L、IRX10-L和IRX14-L的表达,并且观察KNAT7基因显性抑制植株的表型.【方法】通过Gateway技术构建效应器和报告器,进行瞬时转录激活试验,同样构建pCAMBIA1304-p35S∷KNAT7-SRDX重组质粒,用农杆菌Agrobacterium tumefaciens花序浸染法将此质粒转化到野生型拟南芥植株中.【结果和结论】瞬时转录激活试验表明,转录因子KNAT7、MYB46、ERF72、SND1、NST2能够激活多个拟南芥木聚糖合成关键酶基因的表达,其中KNAT7能促进基因FRA8、IRX9和IRX14-L的表达.KNAT7基因显性抑制能显著影响拟南芥的生长.试验结果表明KNAT7基因可能在木聚糖的合成中起着重要的调控作用.

通过生物信息学方法构建调控网络筛选前列腺癌关键基因

目的利用生物信息学方法揭示和研究与前列腺癌(PCa)相关的分子机制中潜在功能基因。方法从GEO数据库的GSE64318和GSE46602数据集获得原始基因表达谱,使用以R软件limma包为基础在线工具GEO2R对两组基因表达进行差异分析。通过预测差异表达的miRNA,mRNA和lncRNA之间的相互作用及作用靶基因,构建mRNA-miRNA-lncRNA相互作用网络。对差异表达的miRNA和miRNA的靶基因进行GO分析和KEGG通路富集分析并构建蛋白质互作网络。结果研究结果表明60个miRNAs、1 578个mRNAs和61个lncRNAs在PCa中有差异表达。mRNA-miRNA-lncRNA网络由5个miRNA、13个lncRNA和45个mRNA组成。差异表达基因主要富集于细胞核和细胞质,参与调控转录,与序列特异性DNA结合相关,并且参与调控PI3K-Akt信号通路,这些通路与癌症和局灶性粘连信号通路有关。此外,6个mRNA(EGFR、VEGFA、PIK3R1、DLG4、TGFBR1和KIT)在相互作用网络中发挥着重要的调控作用。结论通过建立和分析前列腺癌调控网络,为进一步研究前列腺癌的发生过程及其发展提供了有价值的线索。

心脏重构关键节点基因对ACE1的调控作用

目的心肌梗死后的心脏重构是是发生慢性心力衰竭的主要病理基础,而ACE1在慢性心力衰竭的发病机制及其治疗中扮有极其重要作用,然而ACE1的上游调控机制还不清楚。本课题在采用权重基因共表达网络分析方法(WGCNA)挖掘心肌梗死后心脏重构的关键节点基因,并研究其对ACE1的调控作用。方法从NCBI的GEO下载2个心肌梗死后心脏重构的全基因组表达数据GSE14267和GSE738;数据初处理后,用WGCNA构建基因共表达网络,识别与心脏重构相关的模块与关键节点基因,分析关键节点基因与ACE1的关联性;进一步在心梗细胞模型中通过沉默或过表达RCAN1,研究其对ACE1的调控作用。结果分析发现在GSE14267,17个模块中有6个模块与心脏重构显著相关,模块基因显著富集于16条KEGG信号通路。在GSE738,5个模块与心脏重构显著相关,模块基因显著富集于15条KEGG信号通路,其中有10条信号通路与第一组数据结果相同,这些信号通路涉及心肌肥厚病理、氧化磷酸化、代谢等。两组数据结果的高度一致显示WGCNA方法的健壮性和准确性。进一步利用模块内连通性和基因重要性找到了一些心脏重构的关键调控基因,如钙依赖磷酸酶调节子(RCAN1)。RCAN1表达与ACE1和AGTR1A表达高度相关(r=0.749和0.744,P<0.001)。在动物模型中验证结果与上述结果一致,ACE1在心脏重构中表达增加,而ACE2表达基本没改变。结论用权重基因共表达网络分析方法发现的心脏重构的关键调控基因可能影响ACE1的表达,并可能影响ACE1-ACE2在RAS系统中平衡。

不同人种乳腺癌的差异表达基因及关键蛋白调控基因预后分析

目的分析不同人种乳腺癌的差异表达基因及关键蛋白调控基因与预后的关系。方法基于TCGA数据库中不同人种乳腺癌转录组表达谱来筛选差异表达基因,并进行基因本体论注释和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。应用STRING数据库构建蛋白质互相作用网络,并在Cytoscape软件中进行可视化和模块挖掘,获取关键蛋白调控基因。结合对应的临床信息使用R软件对这些关键蛋白调控基因绘制生存曲线进行验证。结果共筛选出差异表达基因894个,其中上调基因875个,下调基因19个。差异表达基因主要与角化作用、表皮细胞分化等生物学过程有关,与角质化包膜、中间丝细胞骨架、角蛋白丝等细胞组分有关,与皮肤表皮的结构成分、葡萄糖醛酸转移酶活性等分子功能有关。KEGG通路主要与细胞色素P450代谢异种生物、戊糖和葡萄糖醛酸转换、化学致癌作用等有关。结论关键蛋白调控基因CASP14、MYF6、ALB与不同人种乳腺癌的发生和预后有紧密的关系,为精准治疗提供了新思路。

乳腺癌脑转移差异表达基因的生物学功能分析

乳腺癌脑转移(breast cancer brain metastasis,BCBM)的发病机制尚未明确。为了探究BCBM的发病机制,对BCBM差异表达基因的生物学功能进行研究并筛选关键调控基因。从基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)下载4个BCBM基因表达谱数据(GSE12237、GSE100534、GSE125989以及GSE43837),采用R语言筛选差异表达基因,采用富集分析包括基因本体分析(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书分析(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)进行生物学功能分析,采用STRING和Cytoscape分析蛋白质相互作用网络,采用Kaplan-Meier进行生存分析。结果表明,同时存在于2个及以上基因表达谱数据中的差异表达基因261个,GO分析主要涉及细胞外基质组织、细胞外结构组织等生物过程,细胞外基质结构组成、胶原结合等分子功能,含有胶原的细胞外基质、胶原蛋白三聚物等细胞组分;KEGG分析主要涉及蛋白质消化和吸收、局部黏附等通路。蛋白质相互作用网络分析得到9个关键调控基因,其中,DCN、COL6A1与BCBM的生存率显著相关,可作为潜在的BCBM关键调控基因,并为BCBM分子机制的研究提供思路。

我校胡之璧院士领衔完成的“黄芪活性产物代谢调控的基因工程关键技术研究”获国家科技进步二等奖

近日,由我校中药研究所名誉所长、中国工程院院士胡之璧教授领衔完成的'黄芪活性产物代谢调控的基因工程关键技术研究'获得2007年度国家科技进步二等奖。该项目是中药生物技术领域原创性研究,将现代生物工程技术成功应用于传统中药,在改良中药材品质、实现中药资源的可持续利用方面取得了重大突破,开创了中药基因工程新领域。

半胱氨酸蛋白酶关键调控基因在针刺抗脑缺血再灌注损伤中的研究进展

大脑的缺血再灌注损伤是一个复杂的过程,涉及多种机制参与或相互作用。其中细胞凋亡是研究较为透彻的细胞死亡形式,而炎症反应在脑缺血再灌注损伤中促进继发性脑损害,则是脑缺血再灌注后神经元损伤的另一个重要因素。这种伴随炎症反应的程序性的细胞死亡方式被称为细胞焦亡。这两种细胞死亡方式分别受到Caspase基因家族关键调控基因——Caspase-3、Caspase-1的调控。针刺能通过对Caspase基因家族的调节减轻脑缺血再灌注损伤,减少脑缺血再灌注后细胞凋亡和细胞焦亡。

华中农业大学科学家发现调控水稻谷粒大小的基因及其调控的关键区域

据中国军网2010年10月28日援引新华社武汉2010年10月28日电，华中农业大学的张启发院士课题组发现了水稻的GS3基因控制着水稻谷粒大小，而该基因中命为OSR（organ aige regulation）的片段是控制籽粒大小的关键区域。相关研究论文已经在新一期美国《国家科学院学报》上发表。

植物酸性转化酶基因及其表达调控

酸性转化酶是蔗糖代谢的关键酶,在植物体中具有重要的生理作用。近十几年来,许多植物酸性转化酶基因已经克隆,其基因表达调控的研究也取得了很大的进展。本文综述了植物酸性转化酶基因及其蛋白结构、基因表达的器官和发育特异性以及糖、受伤、病原﹑胁迫和激素对基因表达的调节和蛋白抑制因子对酶活性的影响,并讨论了当前在该研究领域存在的问题。

促性腺激素释放激素及其基因表达调控

促性腺激素释放激素(GnRH)在体内的重要功能是由促性腺激素释放激素受体(GnRHR)介导的,GnRH及其受体相互作用的调控在繁殖性能调控中是一个关键性位点。本文从GnRH及其受体的分子结构,生物学功能,分布及表达调控对GnRH及其受体的研究进展进行了综述。并展望了GnRH及其受体的发展趋势及应用前景。。

带反应扩散项的时滞基因调控网络的稳定性

研究带反应扩散项的时滞基因调控网络的渐近稳定性。通过构造合适的李雅普诺夫函数,获得两种边界条件下基于线性矩阵不等式的时滞相关的稳定性判据,通过数值例子验证所给出的结论的有效性。通过分析可知,在狄利克莱边界条件下给出的稳定性判据比文献中的稳定性判据具有更弱的保守性;在罗宾条件下给出的稳定性判据与文献中的稳定性判据具有相同的保守性,但只需求解含更少变量的线性矩阵不等式,减少了计算量。