基于线粒体RNAs序列分析雁形目家禽的分歧时间

雁形目鸟类具有重要的社会经济意义和科学研究价值,部分种类已被驯化成为重要的家禽,然而雁形目内部物种之间的关系仍存在许多争议。由于线粒体基因组具有独特的遗传特点,因此选用线粒体RNAs序列标定雁形目部分鸟类的分歧时间,旨在进一步查明该类群系统进化关系。首先,采用酚仿法分别从太湖鹅和朗徳鹅血液中提取基因组DNA,PCR扩增获得线粒体RNAs基因序列。然后,从GenBank中提取10种鸟类线粒体DNA的同源序列,以鸵鸟为外群,采用贝叶斯法结合RNA结构信息重建系统发生关系;最后,以黑雁属与雁属的分歧时间为锚定点,利用r8s软件分析了雁形目物种间的分歧时间。结果表明,中国鹅与欧洲鹅的分歧时间为0.61百万年,番鸭与家鸭的分歧时间为15.5百万年。依据家鹅祖先分歧时间,联系当时发生的地学事件,推测家鹅祖先物种分化与更新世冰川运动有关。研究结果有助于中国水禽遗传资源的保护与利用。

降低lncRNA-RMRP表达抑制人肺癌细胞系A549的增殖和侵袭

目的探讨抑制线粒体RNA加工核糖核酸内切酶RNA组分(RMRP)表达对人肺癌细胞系A549增殖和侵袭的影响;检测非小细胞肺癌(NSCLC)患者全血和组织中RMRP表达,比较在不同临床指标表达差异性,以期为NSCLC机制研究提供参考资料。方法收集2016年3月至2021年3年在焦作市人民医院行手术治疗的NSCLC患者122例,同期,在体检中心选取健康者50名作为对照组。RT-qPCR检测全血和组织中RMRP mRNA水平。培养A549细胞分为si-RMRP组、siRNA-NC组和空白组(blank组)。RT-qPCR、CCK-8法和Transwell小室法分别检测细胞中RMRP表达、增殖活性和侵袭细胞数。结果NSCLC患者全血中RMRP相对表达量显著高于对照组(P<0.001);NSCLC组织中RMRP相对表达量高于癌旁组织(P<0.001);低分化、淋巴结转移和TNM分期Ⅲ的NSCLC患者全血和组织中RMRP相对表达量较高分化、未发生淋巴结转化和TNM分期Ⅰ~Ⅱ明显升高(P<0.05);Si-RMRP组细胞中RMRP相对表达量低于空白组(blank组)和siRNA-NC组(P<0.001);相比与blank组和siRNA-NC组,24、48、72和96 h时si-RMRP组细胞吸光度(A)值均降低(P<0.05);Si-RMRP组细胞侵袭数低于blank组和siRNA-NC组(P<0.001)。结论NSCLC患者全血和组织中RMRP相对表达量升高,下调A549细胞中RMRP基因表达可抑制细胞增殖,减少细胞侵袭。

人线粒体RNA加工及调控

线粒体是细胞内氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)和合成三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)的细胞器,是细胞能量代谢的“动力工厂”。线粒体几乎存在于所有真核生物中,参与细胞凋亡、钙稳态以及先天免疫反应的调节等过程,对细胞行使正常的生理功能至关重要。线粒体是半自主细胞器,拥有自身的基因组DNA,编码37个基因,包括2个rRNA基因、13个m RNA基因和22个tRNA基因。线粒体的基因表达需要经过复杂的转录和转录后加工过程,包括多顺反子RNA的切割、RNA的修饰以及RNA的末端加工等过程。异常的线粒体RNA加工会导致线粒体RNA表达谱发生变化、线粒体翻译紊乱、线粒体功能失常等,从而造成多种线粒体相关疾病。本文综述了线粒体DNA的转录、RNA转录后加工以及影响RNA加工的因素方面的最新研究进展。

ATP浓度和缺氧暴露对大鼠脑线粒体RNA和蛋白质体外合成的影响

本文探讨介质中ATP浓度和急、慢性缺氧暴露对大鼠脑线粒体内RNA和蛋白质合成的影响。用差速离心法分离正常和低压舱模拟 4 0 0 0m高原急性连续缺氧暴露 3d和慢性连续缺氧暴露 40d大鼠脑线粒体 ,用体外无细胞 (cell freeinvitro) 3H UTP和3H Leucine掺入法分别测定线粒体RNA和蛋白质合成活性。结果显示 ,大鼠急性缺氧暴露后大脑皮质线粒体RNA体外合成活性降低 40 % ,蛋白质合成活性降低 60 % ;慢性缺氧暴露后线粒体RNA和蛋白质合成活性分别为对照的 72 %和 76% ;ATP对正常大鼠脑线粒体RNA以及蛋白质的体外合成活性的影响均呈双相性 ,大于或小于 1mmol/L均可产生不同程度的抑制效应。结果提示 ,缺氧可在转录和翻译两个水平上影响脑线粒体mtDNA的表达 ,而慢性缺氧暴露时 ,线粒体半自主性功能的改善可能是机体对缺氧适应的细胞机制之一 ;

一种棉花细胞质雄性不育系线粒体RNA的提取方法

[目的]获得高质量的棉花细胞质雄性不育系线粒体RNA。[方法]以哈克尼西棉细胞质雄性不育系黄化苗为研究对象,对棉花线粒体RNA的提取方法进行探讨。[结果]采取先分离出棉花线粒体再提取RNA的方法,最终获得了质量较好的线粒体RNA(mtRNA)。[结论]成功获得了质量较高的mtRNA。

线粒体RNA编辑的研究进展

RNA编辑普遍存在于生物线粒体中,是线粒体产生功能蛋白所必不可少的过程。从线粒体RNA编辑现象的发现与类型,线粒体RNA编辑的相关生命活动及其生物学意义等方面介绍了线粒体RNA编辑的研究进展。

阿尔兹海默病患者线粒体转运RNA变异的初步研究

目的探讨线粒体转运RNA基因多态性与阿尔兹海默病(AD)的相关性。方法提取100例AD患者和50例健康对照个体的外周血基因组DNA,PCR扩增22个线粒体tRNA基因并测序,测序结果与线粒体标准序列进行比对,使用DNA STAR软件鉴定多态性位点,同时结合种系进化保守分析对变异位点进行分析,筛选致病性突变位点。结果PCR直接测序结果共发现5个突变位点,tRNA^(Ile)A4263G、tRNA^(Ala)T5655C、tRNA^(Cys)T5802C、tRNA^(Glu)A14693G以及tRNA^(Thr)G15927A,但是这些变异位点在健康对照组中未发现。进一步的研究发现,A4263G、T5655C、T5802C、A14693G和G15927A变异在进化上高度保守,推测这些变异位点可能引起线粒体tRNA代谢障碍,导致线粒体呼吸链功能受损,引起线粒体功能损伤,进而参与AD的发病进程。结论线粒体tRNA^(Ile)A4263G、tRNA^(Ala)T5655C、tRNA^(Cys)T5802C、tRNA^(Glu)A14693G以及tRNA^(Thr)G15927A突变与AD有关,可为AD的早期诊断及预警提供理论依据。

乙型肝炎相关性肝硬化患者血清circMTO1表达水平及其与肝纤维化程度、预后的相关性

目的分析乙型肝炎相关性肝硬化患者血清环状RNA线粒体tRNA翻译优化因子1(circMTO1)表达水平及其与肝纤维化程度、预后的关系。方法纳入115例乙型肝炎相关性肝硬化患者(乙肝肝硬化组)及120例慢性乙型肝炎患者(慢乙肝组)作为研究对象。根据治疗后短期预后情况,将乙肝肝硬化组患者分为预后良好组(n=84)与预后不良组(n=31)。比较乙肝肝硬化组与慢乙肝组之间、预后良好组与预后不良组之间的血清circMTO1表达水平。分析乙肝肝硬化组血清circMTO1表达水平与肝纤维化分级的相关性。采用受试者工作特征曲线分析血清circMTO1表达水平对乙肝肝硬化组患者不良预后的预测价值。结果乙肝肝硬化组患者的血清circMTO1表达水平低于慢乙肝组,预后不良组患者的circMTO1表达水平低于预后良好组(P<0.05)。乙肝肝硬化组患者血清circMTO1表达水平与肝纤维化分级呈负相关(P<0.05)。血清circMTO1表达水平预测乙肝肝硬化组患者预后不良的曲线下面积为0.747,敏感度为77.40%,特异度为77.40%,最佳截断值为0.332。结论与未发生肝硬化的慢性乙型肝炎患者相比,乙型肝炎相关性肝硬化患者的血清circMTO1表达水平降低,且其与肝纤维化程度相关。circMTO1或可作为评估乙型肝炎相关性肝硬化患者预后的分子标志物。

利用cDNA-RAPD方法筛选与V型小麦细胞质雄性不育育性相关的线粒体转录产物的研究(英文)

为了研究V型细胞质雄性不育小麦的不育机理,以V型细胞质雄性不育小麦的一套近等基因系为材料,利用cDNA-RAPD方法对不育系、保持系和杂种F1线粒体RNA进行了比较分析。共用了284个引物,有104个引物在不育系和保持系间存在扩增差异,22个引物在不育系和杂种F1间存在扩增差异,找到了一个在不育系中特异表达的差异片段S238999,Northern杂交证实该片段在不育系、保持系和杂种F1的转录的确有差异,它的转录本丰度随着恢复基因的导入明显降低,表明该片段与V型小麦细胞质雄性不育具有一定的相关性。通过NCBI数据库的同源性比对,发现该片段仅与一个Hordeum vulgare基因组DNA片段有84 bp的同源序列,表明这是一个新的可能与V型小麦细胞质雄性不育相关的序列。

水稻红莲型细胞质雄性不育系与保持系mtRNA差异显示和差别片段的分析

将T4 RNA连接酶和AFLP技术特点相结合构建了适于mtRNA的差异显示方法 ,并比较了水稻 (OryzasativaL .)红莲型细胞质雄性不育系、保持系和杂种一代mtRNA的差异。在 4组引物对的选择扩增产物中共找到 6个差异片段 ,其中差异条带DTA为不育系仅有 ,条带DAB为不育系和保持系特有 ,而条带DBF1、DBF2 、DBF3 、DBF4 为保持系和F1杂种共有。这表明水稻红莲型不育系粤泰A与杂种一代泰优 2号mtRNA的差异大于保持系粤泰B和杂种一代泰优 2号mtRNA的差异。Northern杂交证实条带DTA在不育系、保持系和杂种一代的转录确有差异 ,表明它与红莲型细胞质雄性不育有关。条带DTA全长 2 5 9bp ,尽管未发现有同源序列和新的开放阅读框 ,但它可作为探针从cDNA文库中筛选全基因序列 ,进而寻找与细胞质雄性不育有关的开放阅读框架。

哺乳动物细胞线粒体基因组的转录及调控机制研究进展

目的:系统的归纳和总结近年来哺乳动物线粒体基因组转录及调控机制研究的进展,以期为哺乳动物和人类线粒体疾病及相关医学领域的研究提供参考依据。方法:从哺乳动物线粒体DNA(mtDNA)的结构和转录过程,转录基本元件和转录机制等方面,检索和整理近年来关于哺乳动物细胞线粒体基因组的转录及调控机制的文献并进行总结。结果:线粒体是哺乳动物细胞中普遍存在的具有独立基因组的半自主性细胞器,其主要功能是通过氧化磷酸化为细胞提供ATP,同时对于物质代谢、细胞周期调控、细胞分化和凋亡、细胞信号传递等生理过程发挥着重要作用。近年来对线粒体基因组的转录及其调控机制的研究已取得了一些突破和成果。结论:哺乳动物线粒体基因组的转录与调控机制的研究不仅有助于深入阐明和理解线粒体基因组的表达调控机制,而且也助于揭示临床线粒体病的发病机制。

线粒体转录复合物各因子质粒标准品的构建

目的:构建大鼠线粒体转录因子TFAM(A)、线粒体转录因子TFB1M(B1)、线粒体转录TFB2M(B2)及线粒体RNA聚合酶(POLRMT)的质粒标准品,为检测内耳细胞线粒体TFAM、TFB1M、TFB2M、POLRMT的mRNA表达水平做基础。方法:设计特异性引物和探针,提取大鼠内耳组织总mRNA逆转录成c DNA,PCR扩增、纯化目的片段,将纯化产物与p Zero Back/blunt载体重组,提取重组质粒,经测序鉴定后,用实时荧光绝对定量PCR建立标准曲线。结果:测序结果与各目的序列一致,获得良好的标准曲线(R2>0.99)。结论:成功构建了各目的基因的质粒标准品。

哺乳动物细胞线粒体基因的转录与调控

线粒体是在各类真核细胞中广泛存在的一种细胞器,主要参与细胞内能量供给、自由基生成和细胞凋亡等生物学过程。大量研究结果表明,线粒体功能紊乱与线粒体疾病、肿瘤的发生发展和耐药性产生以及衰老等密切相关。近年来,在线粒体基因组功能领域的研究有了飞速的发展,已初步认识到线粒体DNA转录起始需要线粒体RNA聚合酶、线粒体转录因子A、两个同源的线粒体转录因子B1或B2的同时存在,线粒体转录终止因子(mTERF)家族的成员则有可能在转录终止的过程中发挥作用,但某些方面的具体机制还有待进一步阐明。本文中将简要介绍近年来国内外在线粒体DNA的转录及调控等领域的研究进展情况。

线粒体转录延伸因子:调控线粒体DNA复制与转录转换的分子开关

线粒体转录延伸因子(TEFM)最早是基于其氨基酸序列与真核细胞核转录因子Spt6具有同源性而被鉴定,其包括两个串联重复的螺旋-发夹-螺旋结构域(Helix-Hairpin-Helix,(HhH)2)和一个RNase H折叠。TEFM二聚化对于TEFM与线粒体RNA聚合酶的结合至关重要。近年的研究发现,TEFM是调控线粒体DNA(mtDNA)复制与转录相互转换的关键分子开关,参与人类线粒体基因转录延伸过程及其表达调控。本文首先介绍了TEFM蛋白的序列同源性、蛋白质结构特征,为后续功能研究奠定结构基础。其次,阐明了TEFM在线粒体转录延伸过程中的作用和抗转录终止功能,以及线粒体转录延伸复合体的功能。TEFM避免了mtDNA转录和复制过程发生冲突,使线粒体转录延伸复合体具有更高的稳定性和持续合成能力,体内和体外都能增强mtDNA转录延伸活性,在mtDNA的复制和转录调控中发挥重要作用。最后,阐述了TEFM参与线粒体RNA加工,以及在线粒体能量代谢和线粒体相关疾病的发生发展中的作用。TEFM的缺失严重损害氧化呼吸链,证明mtDNA转录延伸对于维持线粒体氧化磷酸化功能是必需的。1型神经纤维瘤、胰腺癌、脑胶质瘤等疾病的发生机制可能与TEFM基因缺失或表达异常有关,因此,本文进一步探讨和展望了TEFM对人类线粒体相关疾病研究的应用前景。

高纯度线粒体DNA的快速提取

报道了一种改进的线粒体 ＤＮＡ（ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＮＡ， ｍｔＤＮＡ）提取方法，该方法不仅使提取ｍｔＤＮＡ的周期缩短了，而且操作简便，提取的线粒体ＤＮＡ结构完整，并彻底避免了核ＤＮＡ、线粒体 ＲＮＡ、蛋白质、有机溶剂等的污染；该方法还可以根据不同的试验要求而选取相应的步骤。与其他方法相比较，该方法具有快速、简便、经济、产品纯度高以及ｍｔＤＮＡ结构完整等特点，其得率和纯度均能满足ｍｔＤＮＡ的各种分析要求。

植物细胞质雄性不育分子机理研究

本文综述了植物细胞质雄性不育分子机理的研究进展。主要介绍了植物线粒体DNA、线粒体RNA和线粒体蛋白质与细胞质雄性不育的关系,同时对植物叶绿体及核质互作与细胞质雄性不育的关系进行了综述,并对今后的研究前景进行了展望。

哺乳动物核呼吸因子研究进展

核呼吸因子(NRFs)包括核呼吸因子1(NRF 1)和核呼吸因子2(NRF 2),是DNA转录调节因子,调节细胞核基因组编码的呼吸链亚基和与线粒体复制、转录过程中有关的组分,如线粒体转录因子A、线粒体RNA核酸加工内切酶以及血红素合成限速酶等的表达。NRFs在协调线粒体与细胞核两基因组的表达中起重要作用,并与细胞的生长、增殖及染色体的维护等密切相关。

两种巢式PCR法检测实验大鼠卡氏肺孢子虫的灵敏度评价

目的对ITS1-5.8S rRNA-ITS2巢式PCR法与mtLSUrRNA巢式PCR法检测大鼠卡氏肺孢子虫的敏感性进行评价。方法把大鼠随机分为7组（6组实验组,1组对照组）,每组10只,采用地塞米松免疫抑制法诱导实验组大鼠感染肺孢子虫;自第3周开始每周剖杀1组实验鼠,收集第3周至第8周实验组大鼠肺组织（LT,lung tissue）和支气管肺泡灌洗液（BALF,bronchoalveolar lavage fluid）标本。同时采用镜检法、ITS1-5.8S rRNA-ITS2巢式PCR法和mtLSUrRNA巢式PCR法对大鼠LT和BALF标本进行检测,并对结果进行统计学分析。结果采用GMS染色镜检法于第5周开始检出肺孢子虫包囊,第6、7周包囊数最多。采用ITS1-5.8S rRNA-ITS2-巢式PCR法和mtLSUrRNA巢式PCR法对实验感染大鼠LT和BALF进行检测,前者卡氏肺孢子虫阳性率分别为第3周20%（2/10）和0（0/10）;第4周70%（7/10）和10%（1/10）;第5周90%（9/10）和30%（3/10）;第6周90%（9/10）和80%（8/10）;第7周100%（10/10）和80%（8/10）;第8周40%（5/8）和40%（5/8）。后者卡氏肺孢子虫阳性率分别为第3周100%（10/10）和100（10/10）;第4周100%（10/10）和80%（8/10）;第5周100%（10/10）和50%（5/10）;第6周90%（9/10）和100%（10/10）;第7周100%（10/10）和80%（8/10）;第8周100%（8/8）和87.5%（7/8）。经？2？检验,在大鼠无明显症状阶段（3~4w）时,两种巢式PCR方法检测敏感性差异有统计学意义。有明显症状阶段（5~8w）时,其敏感性差异无统计学意义;同时统计学分析显示不同来源的标本对不同方法敏感性不同,采用mt-LSU巢式PCR检测时,LT和BALF标本敏感性差异无统计学意义,采用ITS-巢式PCR检测时,对LT检测的敏感性更高。结论 mtLSU-巢式PCR法检测实验大鼠中检出卡氏肺孢子虫敏感性高于ITS1-5.8S rRNA-ITS2-巢式PCR法。

拟南芥线粒体RNA加工蛋白(RPF)基因的鉴定及其功能和应用

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)在植物杂交育种中广为应用,其发生与线粒体中的CMS基因有着密切关系。但是由于线粒体基因敲除或下调表达技术手段十分有限,各种作物中大量鉴定出的CMS基因都未能进行功能验证。拟南芥(Arabidopsis thaliana)线粒体RPF(RNA processing factor)蛋白属于PPR(pentatricopeptide repeat)蛋白家族中的P亚类,由6~8个PPR重复基序组成。每个PPR基序含有35个氨基酸,其第5位和第35位氨基酸对于识别线粒体靶向RNA的一个碱基起到关键作用,由此建立了"PPR密码"规则。拟南芥RPF蛋白以序列识别的方式结合并加工线粒体RNA转录本的5′末端,但目前尚不清楚该加工过程的具体细节及其生理功能。本文综述了RPF蛋白编码基因RPF1~RPF7的鉴定及其功能分析,以及利用人工设计的RPF2蛋白使线粒体基因nad6下调表达的研究进展。植物线粒体RPF蛋白编码基因的鉴定及其功能和应用,对于阐明线粒体mRNA 5′末端加工的分子机制,以及利用反向遗传学手段研究线粒体基因功能,具有重要的科学意义和应用前景。