系统遗传学与合成生物学——21世纪的生物工程产业化

基因型-表现型复杂生物系统由多基因群调控,细胞发生的信号传导路径、多基因相互作用与细胞系谱定位形成生物系统的结构-图式发生遗传学,但分子、细胞和器官的结构、图式形成机理还不很清楚。复杂生物系统的图式演化是细胞的物种进化、细胞形态发育的细胞发生非线性动力学过程,包括:1)物种基因组结构内等位基因替代构成物种内基因多样性调控;2)物种间进化的基因组结构层次级别的自组织化。系统理论应用于系统生态学(Van Dyne GM.1966)、系统生理学(Sagawa K.1973)、系统心理学(Titchener EB.1992)、系统生物医学(Kamada T.1992)、系统生物学(Zieglgansberger W,TolleTR.1993)、系统生物工程与系统遗传学(ZengBJ.1994)的建立,以及遗传学机理的生物系统分析。细胞的基因组结构自组织化形成生物的系统发生,基因组的结构变化形成物种的适应变异,生物体结构的基因组复制与表达的细胞自组织化构成生物个体发生。基于系统遗传学的工程应用,合成生物学探索生物系统泛进化,包括人工生物体的遗传工程、基因调控和仿生智能的纳米生物机器,构成生物系统的人工引导进化。

Rh血型系统遗传学、抗原抗体干预网络和临床输血关键技术研究攻关合作组成立

本刊讯为系统深入开展Rh血型系统遗传学、抗原抗体干预网络和临床输血关键技术研究,建立和完善Rh血型系统基础和临床应用的技术体系,为Rh阴性等稀有血型的基础研究、生物干预药物制备、临床输血治疗提供新思路、新途径和新方法,实现我国在血型系统基础研究及临床输血研究领域的理论及技术方法创新,更好地为临床服务,

系统遗传学与生物技术—细胞分子生物系统的分析与合成

近年来,我国科研领域对于生物系统工程项目的探索在不断深入,有一些科研成果值得广泛推广,其价值极高。生物系统工程与科学是对系统论、工程方法、计算方法及实验方法进行交叉整合的应用与研究。本文主要探讨系统遗传学与生物技术—细胞分子生物系统的合成这一课题,得出系统科学对计算机科学、人工机器的仿生学的理论的研究有着重要的意义这一论断,为生物技术科研领域充实了研究内容。

系统性硬化症表观遗传学研究进展

系统性硬化症是一种复杂的自身免疫性疾病,其病因目前尚不清晰.近年来的研究发现,表观遗传因素参与了多种复杂疾病的发病过程.表观遗传因素由于同时受到遗传和环境因素的影响,可更深入地解释疾病发病相关机制.本文介绍系统性硬化症表观遗传学研究进展.

克里米亚-刚果出血热病毒反向遗传学系统的开发及应用

克里米亚-刚果出血热正内罗病毒(CCHFV)是引发烈性传染病克里米亚-刚果出血热的病原体。由于CCHFV基因组为3节段负链RNA,且最大的节段长达12 kb,操作难度极大,因此其反向遗传学系统的发展较为缓慢,直至2015年才成功构建了基于质粒的全病毒拯救系统。本文就克里米亚-刚果出血热正内罗病毒反向遗传学系统的研究进展及应用做简要综述。

DNA低甲基化与系统性红斑狼疮关系的研究进展

当各种原因引起T细胞DNA低甲基化后,对自身免疫有潜在作用的基因表达增加。CD 70过度表达可能与B细胞的活化、免疫球蛋白的分泌有关。perforin可能在T细胞介导的单核巨噬细胞凋亡中起重要作用。DNA低甲基化可使人类的内源性逆转录病毒序列活化,表达的抗原可以诱导机体产生自身抗体。多胺改变了染色体的正常结构,干扰了DNA的甲基化过程,在自身免疫性疾病中的发病作用近来引起了人们的关注。

系统生物学与细胞发生系统动力学

系统生物学是系统理论和实验生物技术、计算机数学模型等方法整合的生物系统研究,系统遗传学研究基因组的稳态与进化、功能基因组和生物性状等复杂系统的结构、动态与发生演变等。合成生物学是系统生物学的工程应用,采用工程学方法、基因工程和计算机辅助设计等研究人工生物系统的生物技术。系统与合成生物学的结构理论,序列标志片段显示分析与微流控生物芯片,广泛用于研究细胞代谢、繁殖和应激的自组织进化、生物体形态发生等细胞分子生物系统原理等。

汉族人群系统性红斑狼疮的易感位点及其多态性的相关性研究

目的研究系统性红斑狼疮(SLE)的易感位点、基因及其多态性与汉族人群SLE易感性的关系。方法应用Se-quenom MassArray质谱阵列技术对5×10-6<P<1×10-4的7个单核苷酸多态性(SNPs)位点(rs7579944、rs906868、rs2868729、rs3793177、rs10764818、rs389018、rs399083)进行基因分型,并再收集两组独立人群进行验证。结果认为SNP rs7579944、rs906868和rs2868729的等位基因频率在病例组和对照组间差异有统计学意义(rs7579944:OR=1.17,95%CI:1.10～1.24,Pcombined=1.43×10-7;rs906868:OR=1.18,95%CI:1.11～1.25,Pcombined=3.91×10-8;rs2868729:OR=1.19,95%CI:1.12～1.27,Pcombined=1.09×10-7)。结论分别位于2p23.1和4q21.2两个区域的SNP rs7579944、rs906868和rs2868729与SLE的易感性相关,其区域中的LBH、COQ2、PLAC8和HPSE可能是SLE的易感基因。

陕西汉族初筛RhD阴性孕妇中D基因多态性研究

【目的】探讨陕西汉族初筛RhD阴性孕妇中D基因多态性。【方法】选择2018年1月至2020年3月在本院定期产检的54例陕西汉族初筛RhD阴性孕妇。采用微柱凝胶卡检测RhD血型,采用抗人球蛋白凝胶卡法进行间接抗球蛋白试验(IAT),采用Rh分型卡鉴定RhCE抗原分型,采用吸收放射试验检测Del血型,采用序列特异性聚合酶链反应(PCR-SSP)鉴定标本的Del血型基因型,采用D-Screen试剂的反应格局表鉴定部分DⅥ3型,针对10个RHD基因外显子的特异性引物进行PCR扩增并测序。【结果】54例初筛RhD阴性孕妇中,单克隆(IgG+IgM)抗D-抗体IAT试验检出3例阳性,经鉴定为D变异型;酸放散法检出阳性18例,除上述3例D变异型外,其余15例均为Del表型,36例D阴性标本。D变异型与Del表型均未产生抗-D,36例D阴性标本中2例产生抗-JKb合并抗-cE,7例产生抗-D(其中1例产生抗-C合并抗-D)。RhCE分型结果显示:D阴性血型以ccee为主,Del表型以Ccee为主,无ccEe与ccee。3例D变异型中,D-Screen检出2例部分DⅥ3型,剩余1例经RHD基因测序分析,结果显示为弱D15型,RHD基因存在c.845G>(p.Gly282Asp)纯合突变。PCR-SSP检出15例阳性,与酸放散法检出阳性的例数一致,15例Del表型均携带RHD*01EL.01。15例Del表型中,合子型D+/D+1例,且其基因型为RHD*01EL.01/01EL.01;合子型D+/D-14例,且其基因型均为RHD*01EL01/01N.01,占93.33%。【结论】54例陕西汉族初筛RhD阴性孕妇中D基因结构存在复杂的多态性,变异等位基因D阴性血型以ccee为主,Del表型以Ccee为主。

胰岛素抵抗高血压患者中交感神经系统及遗传相关因素的研究

目的 :从交感神经角度探讨胰岛素抵抗 (IR)高血压形成的可能机制并探讨老年高血压胰岛素抵抗对后代的影响。方法 :老年高血压IR患者及其直系第一代子女与健康老年人及其直系第一代子女各 48例 ,分别检测血浆肾素水平(RA)、血管紧张素Ⅱ (AgⅡ )、血浆醛固醇 (ALD)、血压、体重指数 (BMI)、血糖、胰岛素、血脂、血尿酸 (UA)、纤维蛋白原 ;并计算胰岛素敏感指数 (IAI)及胰岛素抵抗指数 (IRI)。结果 :高血压IR老年人及其子女组与健康老年人及其子女组对比 ,RA、AgⅡ、ALD有显著差异 (P <0 .0 5 ) ;空腹胰岛素 (InS)、总胆固醇 (TC)、甘油三酯 (TG)、IAI、IRI有极显著差异 (P <0 .0 1) ;BMI、空腹血糖 (SG)、UA、餐后 2h血糖 (SG2 )、餐后 2h胰岛素 (InS2 )、InS/SG有显著性差异 (P <0 .0 5 ) ;而C肽 (CP)、高密度脂蛋白 -胆固醇 (HDL -C)、低密度脂蛋白 -胆固醇 (LDL -C)、纤维蛋白原 (Fg)两者比较则无显著性差异 (P >0 .0 5 )。结论 :IRHR的体内SNS活性增强 ,且与HIS相关。老年高血压IR患者子女均有IR现象 ,机体对胰岛素的敏感性降低。

pcDNA3.1(+)-CYP19-GFP真核表达质粒构建

目的:构建pcDNA3.1(+)-CYP19-GFP、pcDNA3.1(+)-CYP19W39R-GFP、pcDNA3.1(+)-CYP19R264C-GFP与pcDNA3.1(+)-CYP19W39R-R264C-GFP真核表达质粒,并观察pcDNA3.1(+)-CYP19-GFP质粒在MCF-7和Bcap-37细胞中的表达。方法:①采用RT-PCR技术扩增CYP19 cDNA,插入pcDNA3.1(+)载体中,构建pcDNA3.1(+)-CYP19表达质粒;酶切pcDNA3.1(+)-CYP19(304bp BamHⅠ)-GFP和pcDNA3.1(+)-CYP19质粒,构建pcDNA3.1(+)-CYP19-GFP表达质粒;②以pcDNA3.1(+)-CYP19-GFP质粒为模板,采用定点突变技术,构建pcDNA3.1(+)-CYP19W39R-GFP和pcDNA3.1(+)-CYP19R264C-GFP及pcDNA3.1(+)-CYP19W39R-R264C-GFP表达质粒;③pcDNA3.1(+)-CYP19-GFP质粒通过脂质体介导转染MCF-7和Bcap-37细胞,荧光显微镜观察其在细胞中的表达。结果:①酶切鉴定及测序验证pcDNA3.1(+)-CYP19-GFP构建成功;②测序验证pcDNA3.1(+)-CYP19W39R-GFP和pcDNA3.1(+)-CYP19R264C-GFP及pcDNA3.1(+)-CYP19W39R-R264C-GFP构建成功;③在经转染的MCF-7和Bcap-37细胞中观察到较强的绿色荧光。结论:pcDNA3.1(+)-CYP19-GFP、pcDNA3.1(+)-CYP19W39R-GFP和pcDNA3.1(+)-CYP19R264C-GFP及pcDNA3.1(+)-CYP19W39R-R264C-GFP真核表达质粒已成功构建,并证实pcDNA3.1(+)-CYP19-GFP质粒能在MCF-7和Bcap-37细胞中表达,为进一步研究CYP19基因单核苷酸多态性的确切功能奠定基础。

DNA序列分析法对新的B(A)型等位基因的检测分析

目的:对一ABO血型血清学定型违反一般血型遗传规律的家系进行研究,探讨B(A)血型的鉴定方法和新的B(A)型等位基因检测方法。方法:用血清学血型方法、PCR-SSP法和ABO基因第6及第7外显子直接测序的方法对B(A)血型和B(A)型等位基因进行检测。结果:该家系中血型血清学定型为AB型的成员DNA序列分析测定基因型为B(A)/O型,而PCR-SSP法检测AB型成员的基因型为O/O型。结论:应采用DNA序列分析法才能准确测定汉族人群中B(A)血型,而用PCR-SSP法检测可能引起误诊。

观光木片断化居群的遗传多样性和交配系统

观光木(Tsoongiodendron odorum)是我国特有的濒危植物,有居群较小、间断分布的特点。为探讨生境片断化对观光木居群的遗传多样性和交配系统的影响,我们采用8对微卫星引物对采自广东南昆山的观光木片断化居群的61个成株和15个家系共780个种子进行了基因分型,调查了5个空间隔离的斑块中观光木的两代遗传多样性以及各个层次(居群、斑块及个体)的交配系统参数。结果显示:片断化生境中观光木成株遗传多样性水平适中(HE=0.522),种子遗传多样性比成株稍低(HE=0.499),但没有显著的差异,近交系数在种子中也没有显著的升高,暗示生境片断化并没有侵蚀观光木的遗传多样性;多位点交配系统分析(MLTR)结果表明,该片断化生境中观光木为高度异交树种(tm=1.000),只有较少的双亲近交(biparental inbreeding)和相关性交配(correlated mating)事件发生,但有效花粉供体(effective pollen donor)数目较少(Nep为3.7-5.4);5个斑块间异交率差异不明显,但小的斑块有效花粉供体相对较多;另外,观光木个体之间的异交率存在明显差异,少数个体存在自交现象。这些结果为濒危物种观光木的长期保护提供了重要的遗传学信息。

32例重复癌患者临床特征分析

对32例重复癌患者的病例资料进行统计分析。其中,第二原发肿瘤中消化系统类肿瘤占59.4%。23例有肿瘤家族史,占71.9%。在第一和第二原发肿瘤间隔时间方面,有肿瘤家族史的平均间隔时间为15.7月,无家族史的为96.8月。有家族史的平均总生存时间为62.9月,无家族史的为170.9月。

PTCA术后突发心肌梗死CYP2C19基因慢代谢型患者采用替格瑞洛治疗一例

【目的】探讨对发生心血管事件患者检测氯吡格雷（波立维）基因多态性CYP2C19的必要性，以及对于慢代谢型的患者服用替格瑞洛的药物经验。【方法】回顾分析一例急性心肌梗死行经皮冠脉成形术（P T‐CA）患者的临床资料，结合文献讨论。【结果】针对波立维抵抗现象，对服用波立维的患者经CYP2C19检测为慢性代谢型，改用替格瑞洛治疗后患者病情稳定。替格瑞洛治疗后缓解，复查冠脉造影血流通畅。【结论】抗血小板治疗在临床应用过程中，需进行深入研究和评价，利用基因型指导临床个体化用药。

孕烷X受体介导佐米曲坦对大鼠肝细胞色素P450 CYP 3A的诱导作用

目的:考察佐米曲坦对大鼠肝细胞色素P450 CYP3A1/2的诱导是否由孕烷X受体(PXR)介导。方法:在构建的基于PXR的荧光素酶报告基因上,观察不同浓度佐米曲坦(10、50、100μmol.L-1)对大鼠肝细胞色素P450 CYP3A1/2的诱导作用。以经典的诱导剂16α-氰基孕烯醇酮(PCN)作为阳性对照,空白溶剂(DMSO)作为阴性对照。结果:与阴性对照组相比,阳性对照组、佐米曲坦在100μmol.L-1浓度时,对CYP3A1有明显的诱导作用,活性分别增加了1.93、1.96倍(P<0.05);阳性对照组、佐米曲坦10μmol.L-1、50μmol.L-1浓度组对CYP3A2也有明显的诱导作用,其活性分别增加了2.51、2.10、1.63倍(P<0.01、<0.05)。结论:PXR通路是佐米曲坦诱导大鼠CYP3A1/2的一个重要途径。

茄子果实相关农艺性状全基因组关联分析研究进展与展望

茄子是重要的园艺作物,也是茄科植物中种植最广泛的蔬菜之一。茄子果实相关农艺性状是一种复杂的数量性状,传统育种选育效率低、周期长。高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展,使得全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)在解析茄子果实相关复杂农艺性状的遗传规律方面展现出巨大的应用前景。本文对全基因组关联分析在茄子的果形、果色等果实相关农艺性状中的研究进展进行了综述;针对茄子数量性状遗传研究中普遍存在的“丢失遗传力”(missing heritability)问题,从4个GWAS策略在茄子果实相关农艺性状研究中的应用热点出发,提出了未来茄子GWAS的发展对策;并结合当前茄子遗传改良的实践需求,展望了GWAS策略在茄子分子育种领域的广阔应用前景。本文为今后利用GWAS解析各种茄子果实相关性状的遗传基础以及选育符合消费者需求的果实材料提供了理论依据和参考。

结肠癌相关转录子2的调控机制及与消化系统肿瘤关系的研究进展

结肠癌相关转录子2(CCAT2)是新近发现的肿瘤相关长链非编码RNA(lncRNA)中的一个重要成员。异常表达于肿瘤组织细胞中的CCAT2在肿瘤病理过程中,尤其是消化道肿瘤发生发展中发挥着重要的调控作用,有望成为新型的肿瘤标志物和治疗靶点。阐明CCAT2的作用机制将为肿瘤的诊断和治疗提供可行的理论依据与潜在的干预靶点。本文就CCAT2在消化系统肿瘤中的研究现状作一综述。