抗辐射菌Deinococcus radiodurans一种新的DNA修复基因pprA的分子克隆测序及特性研究(英文)

抗辐射菌Ｄｅｉｎｏｃｏｃｕｓｒａｄｉｏｄｕｒａｎｓ具有显著的ＤＮＡ修复能力，包括对丝裂霉素（ＭＣ），紫外线（ＵＶ）及γ射线。通过化学诱导野生型菌株ＫＤ８３０１而得到的突变体ＫＨ３１１１，对ＭＣ，ＵＶ及γ射线敏感，对链霉素（Ｓｍ）具有抗性。ＫＨ３１１１的辐射抗性能够通过转染野生型抗辐射菌ＫＤ８３０１基因组中一个已被克隆的ＤＮＡ片断而得到恢复。转染实验表明，突变体具有很好的自然转化能力，即不缺乏重组修复能力。本研究确定了ＫＨ３１１１内发生突变的基因及其核苷酸序列，该基因（ｏｒｆ１４４ｂ）所编码的蛋白质由２８４个氨基酸组成，与其它已知的蛋白质不具有同源性，即它是一种新的蛋白质。通过ＤＮＡ测序分析，ＫＤ８３０１和ＫＨ３１１１的ｏｒｆ１４４ｂ序列只是一个碱基的改变，即由Ｇ突变为Ａ，所编码的第１４９位氨基酸由甘氨酸变为谷氨酰胺。说明甘氨酸是ＤＮＡ修复基因ｏｒｆ１４４ｂ所编码的蛋白质中的一个重要残基。用ＫＤ８３０１的ｏｒｆ１４４ｂ基因转染ＫＨ３１１１，得到转染体ＫＨ３１１２，其对ＭＣ，ＵＶ及γ射线都具有同母本（ＫＤ８３０１）一样的抗性。在抗辐射菌中，这种对多种ＤＮＡ损伤剂产生抗性所需要的基因（ｏｒｆ１４４ｂ），我们命名为?

抗辐射菌lexA基因对受γ射线照射和MMC作用的大肠杆菌敏感性的影响

研究抗辐射菌lexA基因在大肠杆菌细胞中的表达对其γ射线辐射抗性和丝裂霉素(MMC)敏感性的影响。应用电穿孔技术将携带有抗辐射菌lexA基因的重组质粒PZA172转入大肠杆菌JM109,其启动子为lacZ,用异丙基-硫代-β-D半乳糖苷(IPTG)诱导,(十二烷基磺酸纳)聚炳烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)凝胶电泳检测LexA蛋白的表达。经受不同剂量γ射线照射和不同浓度的MMC作用,平板菌落计数,绘制存活曲线。抗辐射菌lexA基因在大肠杆菌细胞中,经IPTG诱导能稳定地表达,lexA基因的显著表达降低了大肠杆菌经γ射线照射和MMC作用后的存活率。抗辐射菌lexA基因在大肠杆菌中的显著表达降低了大肠杆菌对γ射线和MMC的抗性,其作用机理还有待于进一步的研究。

PI3K/Akt与胶质瘤辐射抗性

恶性脑胶质瘤的术后治疗是患者预后生存期延长的关键,如何提高肿瘤组织的辐射敏感性,增强正常组织的辐射抗性是当前肿瘤放射生物学及临床放疗研究的热点。研究资料表明,PI3K/Akt抗细胞凋亡通路的激活提高了部分细胞的辐射抗性,特别在表皮细胞受紫外线照射的研究中提示,辐射产生的活性氧可能是该通路激活的原因之一;电离辐射可能诱导相关的细胞因子通过激活PI3K/Akt通路介导胶质瘤细胞的辐射抗性;PI3K及其相关酶可能通过DNA修复途径发挥抗辐射作用。PI3K/Akt通路的研究可为放射治疗胶质瘤提供新型的增敏药。

口服枸杞子对人体淋巴细胞辐射抗性的研究

随着增龄 ,人体对辐射敏感性的抗性逐渐降低 ,表现在对遗传物质 DNA损伤修复能力 (DNAR)和体内防护物质 ,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶 (SOD、CAT、POT)等保护酶的活性降低和过氧化脂质(L PO)的升高。枸杞具有抗衰功效 ,并有增强细胞对辐射敏感的抗性作用。利用传统的非程序 DNA合成法 (UPS) ,酶活性测试盒 ,测定了健康人、肿瘤病人 ,以及口服枸杞和枸杞复合多糖后 ,健康人和老年人的 DNAR、SOD、CAT、L PO。结果表明 ,老年人和癌症病人的 DNAR明显降低。口服枸杞能够明显增强人的 DNAR、SOD、CAT,降低L PO。

抗辐射菌中DNA损伤修复主要基因群的研究进展

抗辐射红色球菌对电离辐射具有很高的放射线抵抗性,该菌具有惊人的DNA的二条链切断的修复能力,由辐射等引起的切断损伤DNA在几至十几小时内能高效正确地进行完全修复。在对切断的双链DNA进行修复时,除了大肠杆菌等生物在切断的双链DNA修复时出现的蛋白质以外,还有该菌所特有的修复蛋白质也参与修复。本文对该菌所特有的DNA二条链的切断损伤修复的主要基因及其相互作用进行了简要介绍。

AKT2 rs3730051、AKT2 rs969531基因多态性与广西地区人群ANCA相关性血管炎的关联性

目的探讨蛋白激酶B(AKT)2 rs3730051、rs969531基因多态性与广西地区人群原发性中性粒细胞胞质抗体(ANCA)相关性血管炎(AAV)关联性及其相关临床症状、实验室指标的关系。方法采用病例对照研究方法,采用多重聚合酶链反应结合高通量测序法对AAV组215例、对照组201例进行基因分型,分析基因多态性与AAV易感关联性,并收集AAV组的临床症状及实验室检查数据进行对比分析。结果AKT2 rs3730051、rs969531基因型和等位基因频率在AAV组和对照组分布差异无统计学意义(P>0.05)。AKT2 rs3730051基因型频率在AAV组有无体重下降亚组中分布差异有统计学意义(P<0.05),Logistic回归分析发现携带TT基因型出现体重下降症状的风险是CC+TC基因型的3.043倍(OR=3.043,OR 95%CI:1.43~6.45;P=0.003)。AKT2 rs3730051位点白细胞计数在AAV患者各基因型中分布差异有统计学意义(P<0.05)。结论AKT2 rs3730051、rs969531两位点基因多态性与广西地区人群AAV易感性无关,AKT2 rs3730051与AAV患者体重下降症状相关,并影响AAV患者的白细胞计数水平。

脑胶质瘤辐射抗性与逆转问题研究进展

胶质瘤是最常见的脑肿瘤,也是辐射抗性较强的肿瘤组织。近年来,对电离辐射诱导细胞凋亡分子机制的重视,探讨胶质瘤细胞的辐射抗性机制,寻找可逆转抗性基因,提高对肿瘤细胞的辐射敏感性,从而提高治疗的效果。本工作就胶质瘤细胞辐射抗性相关的基因、相关的酶、细胞外环境的作用及辐射抗性逆转的几个问题展开了讨论。

肝癌细胞辐射敏感性影响因素的研究进展

肝癌细胞的辐射敏感性与肝癌放疗的临床疗效显著相关。影响肝癌细胞辐射敏感性的因素包括PI3K/AKT信号通路相关基因和蛋白表达情况、p53基因突变、DNA损伤修复相关基因和蛋白表达情况、细胞周期时相、端粒酶活性、miR34a表达等。这些因素通过诱导凋亡、影响DNA损伤后修复的关键环节或者关键酶、改变细胞周期分布、改变肿瘤细胞糖代谢等影响肝癌细胞的辐射敏感性。

AA12(LG21)可溶性表达研究及抗体制备

用PCR技术从AA12基因上扩增出LG21(100～498bp)片段,并克隆到原核表达载体pET-28a(+)上;转化大肠杆菌BL21(DE3),进行诱导表达研究,使其在大肠杆菌中能够可溶性表达,优化表达条件获得表达量比较高的LG21蛋白;用镍离子螯和柱(Ni-NTA)纯化LG21蛋白,获得纯度较高的蛋白。用纯蛋白免疫小鼠制备多克隆抗体,ELISA结果显示效价可达到1∶163840;Western结果表明该抗体可以与LG21蛋白特异结合;为进行免疫共沉淀实验,验证Chk1蛋白与AA12蛋白在体内的相互作用奠定了基础。

辣椒茸毛性状的遗传研究和基因定位

植株表面茸毛常与抗虫、耐干旱、耐盐、抗病及防御紫外线辐射等有着直接或间接的关系，在抗性育种中有着重要的潜在利用价值。

冷水浴可增强抗辐射能力

苏联动物形态学和动物生态学研究所的专家们通过实验证明,在冰水中洗浴有助于增强机体抗辐射的能力。已知电离辐射损害性染色体上带有遗传信息基因的细胞核,血对辐射较为敏感的部分是骨髓和肠道组织细胞。染色体受损害情况可在高倍显微镜下明显观察到,受损细胞数量般和照射剂量成正比关系。

D.radiodurans kat A和kat B基因的结构分析与功能鉴定

以简并引物PCR获得的Cat酶基因片段为探针 ,结合生物信息学方法 ,探明了耐辐射奇球菌 (D .radiodu rans)基因组中存在两个编码过氧化氢酶 (Catalase,Cat)的基因 :katA和katB .katA和katB基因长 2 2 77bp和 16 11bp,各编码 75 8和 5 36个氨基酸 .用pKK2 2 3 3表达载体连接katB基因 ,转入Cat酶缺陷型大肠杆菌 (E .coliUM2 )进行表达 .katB基因表达产物具有Cat酶活性 ,电泳迁移位置与D .radioduransCatB酶位置相符 ,并可重建E .coliUM2对低浓度H2 O2 损伤的耐受力 .图 4参

PKB转染SHG44细胞辐射抗性机制的初步研究

目的 探讨通过抑制蛋白激酶B（PKB、AKT）活性增加辐射敏感性，从而证实PKB活性是诱导SHG44细胞辐射抗性的机制之一。方法采用电穿孔法将PKB基因[pCMV5．HA-m／p-PKBa（PKB）、pCMV5-HA-PKBα-DD（T308D／S473D）（PKBD）]转染SHG44细胞；MTT法检测对照、PKB转染组及照射后各组细胞增殖率，激光共聚焦显微镜扫描技术观察对照、对照＋照射、PKB转染＋照射、PKBD转染＋照射组细胞凋亡及微细结构的变化；分析PKB转染的SHG44细胞增殖以及诱导凋亡的相关因素。结果含有外源性PKB的质粒成功转染了SHG44细胞并表达PKBmRNA，而对照组未见表达；转染后的SHG44细胞增殖率与对照组比较差异具有统计学意义（P〈0．05）；60Coγ），线照射能诱导SHG44细胞凋亡，以细胞核形态变化为特征；PKB＋照射组SHG44细胞形态完整，偶见凋亡细胞；而PKBD＋照射与对照＋照射组相比凋亡更显著。结论PKB转染SHG44细胞能抵抗辐射诱导的细胞凋亡，证实PKB活性与SHG44细胞辐射抗性存在一定的相关性。

应用生物信息学确定结直肠癌辐射抗性细胞的差异表达基因

目的 基于生物信息学的方法，筛选结直肠癌辐射抗性细胞中的差异表达基因，从分子水平上初步探讨与结直肠癌抗辐射相关的潜在基因。方法 从基因芯片公共数据库（GEO）中下载耐辐射的结直肠癌细胞基因表达谱数据（GSE43206），并利用R语言中的limma包进行差异基因筛选。对差异基因中的编码基因分别进行基因本体论（GO）富集分析、京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路分析以及蛋白相互作用（PPI）分析，进一步筛选出PPI网络中的关键基因。通过实时荧光定量PCR实验确定5 Gy γ射线照射后人结肠癌HCT116细胞中关键基因的mRNA相对表达水平。采用Student t-test检验进行统计学分析，P〈0.05表示差异有统计学意义。结果 共筛选出101个差异基因，包含67个上调基因，34个下调基因。GO富集分析发现这些差异基因在细胞迁移、DNA复制等生物学过程中富集。KEGG通路分析证实这些差异基因主要富集在乏氧诱导因子1信号通路。通过构建PPI网络，筛选出NDRG1、PAG1、LRP1、PIM1、LDLR和PLAUR共6个与结直肠癌抗辐射相关的潜在基因。实时荧光定量PCR实验结果显示，与照射前比较，照射后人结肠癌HCT116细胞中NDRG1、PAG1、LRP1、PIM1、LDLR和NDRG1、PAG1、LRP1、PIM1、LDLR关键基因的mRNA表达量显著上升，差异均有统计学意义（t=49.981，P〈0.01；t=26.420、28.698、21.358、23.545，均P〈0.05；t=50.601，P〈0.01）。结论 利用生物信息学能够快速地筛选出与结直肠癌抗辐射相关的潜在基因，且潜在基因在结直肠癌HCT116细胞中差异表达。

耐辐射球菌DNA修复开关基因pprI缺陷性突变和功能补偿性突变株的建立

PprI是近来在耐辐射球菌Deinococcus,radiodurans中发现的一个极其重要的DNA修复开关基因.以已测序的野生型菌株R1为材料,运用PCR突变法将克隆具有自身GroEL启动子和卡那霉素抗性基因的DNA片段反向重组到pprI基因中去,首次获得了卡那霉素抗性的、pprI功能完全破坏的突变株YR1.辐射细胞生存率结果表明,YR1对辐射异常敏感.另外,将含有GroEL启动子和卡那霉素抗性基因的DNA片段重组到质粒pRADZ3中,获得了具有卡那霉素抗性的表达质粒pRADK;再将体外克隆的具有pprI完整基因和C-末端结构域截短的PprI蛋白基因片段分别重组到pRADK中.研究结果表明,含有pprI完整基因的表达质粒在YR1中能够正常表达,并完全恢复到野生型的极端抗性;而C-末端结构域截短的PprI蛋白基因片段虽能在YR1中正常表达,但对辐射异常敏感,不能恢复其极端抗性.上述pprI基因功能缺陷性和功能补偿性突变株的建立,为深入研究细胞体内PprI蛋白质的定位、结构域与功能的关系,以及原位研究PprI蛋白质的理化特性提供了十分有效的方法.

PTEN基因敲除降低辐射敏感性及其机制

目的 探讨PTEN基因敲除对辐射敏感性的影响及机制.方法 采用流式细胞术检测MEF1和MEF1/PTEN-/-细胞内ROS水平;采用Western blot方法,检测H2O2和DPI预处理后AKT激酶的表达变化;采用细胞克隆形成率试验分析细胞对60Co γ射线的敏感性.结果 PTEN基因敲除后细胞ROS水平增加,辐射敏感性降低.H2O2和DPI预处理后影响MEF1细胞AKT激酶活性,但对MEF1/Pten-/-细胞无影响.结论 PTEN基因敲除阻断了ROS对AKT的介导,AKT激酶持续活化,可能是辐射敏感性降低的重要原因.

电离辐照降解抗生素菌渣中红霉素的研究

在pH为3的酸性溶液下,提出了一种高效、环保的降解红霉素菌渣中抗生素残留的方法。红霉素A是红霉素菌渣中的主要药物残留成分,在酸性溶液中不稳定。在2 kgy辐射的γ /酸体系中,红霉素A可在1.5小时内基本完全降解。同样,红霉素菌渣在γ /酸体系中以40 kgy辐照,利用HPLC-IT-TOF分析中间产物,同时测定抑菌活性和抗性基因去除率。结果表明,γ辐射能有效地降解和灭活红霉素菌渣中的药物残留。此外,该方法可使红霉素菌渣的抗菌活性降低一半,抗性基因的去除率在76.0%~92.6%之间,可为红霉素菌渣的无害化研究提供技术支持。

耐辐射球菌pprI基因真核表达载体的构建及其抗辐射作用

目的 研究耐辐射球菌pprI原核基因的真核表达载体的构建及其转染对离体真核细胞急性放射损伤的防护作用.方法 应用DNA重组技术构建pEGFP-c1-pprI质粒;采用脂质体转染技术分别将空载体质粒pEGFP-c1和重组质粒pEGFP-c1-pprI转入人肺上皮细胞系Beas-2B细胞,筛选稳定转染细胞系;应用集落形成实验检测受照转染细胞的生存能力;流式细胞仪检测细胞周期和凋亡率的变化;荧光显微镜观察受照细胞ROS荧光强度;免疫荧光实验观察受照细胞不同时间γ-H2AX焦点数目.结果 成功地构建了pprI原核基因的真核表达载体,并在Beas-2B细胞中表达了PprI融合蛋白,建立了稳定转染细胞系.与空白对照组和空载体组相比,细胞克隆生存曲线显示转染了pprI基因的Beas-2B细胞经不同剂量辐射,其存活分数SF增加,该曲线参数D0、Dq、N增高;转染了pprI基因的Beas-2B细胞受照后的ROS的荧光强度和不同时间（1、2、4 h） γ-H2AX的焦点数均显著减低（F=16.73、19.47、6.94,P＜0.05）;此外,该细胞G2期阻滞（F=139.73、237.92,P＜0.05）和凋亡率显著减低（F=626.02、2 052,P＜0.05）.结论 耐辐射球菌pprI原核基因可在离体真核细胞中稳定表达,并且显著提高受照真核细胞的辐射抗性.

细胞辐射抗性相关基因的研究进展

电离辐射能够诱导细胞一系列基因的表达。与辐射抗性相关的基因如p53抑癌基因、癌基因、DNA损伤修复相关基因以及影响细胞生长分化的多种调控基因等,通过参与调节细胞周期、促进细胞DNA损伤修复和抑制细胞凋亡等多种途径,最终使得细胞的辐射抗性增加。目前人们对其中一些基因的作用机制已有所了解,而对更多的基因的作用机理尚不清楚。认识细胞辐射抗性相关基因的表达调控和生物功能对阐明细胞辐射抗性分子机制至关重要。

猪基因组学提供新的研究方法及结果:小猪不仅仅是走向市场

过去十年由于猪基因组图谱的巨大进展,为猪遗传学家和育种学家产生了新的研究方法。现在猪遗传连锁图谱已有近5000个座位,其中包括好几百个基因、微卫星标记和扩增片段长度多态性(AFLP)标记。物理遗传图谱使用体细胞杂交克隆板和辐射杂交克隆板等方法也迅速地发展,已有4000多个基因和标记。科学家对外来品种和商品猪种进行数量性状座位(QTL)扫描和候选基因分析,已鉴定出大量与生长速度、瘦肉量、饲料消耗、肉质、窝产仔数和疾病抗性有关的染色体区域和单个基因。使用标记选择(MAS)的商品猪场也积极地将这些基因标记与常规的性能信息联合起来以便提高猪生产中经济重要的生产性状。现在研究者已经使用新的研究方法,包括猪基因阵列和前沿的生物信息,这些方法能够用来找到新的候选基因以及加快对猪基因功能的了解。猪基因组测序的研究已经启动,更深一层的测序现在也正在考虑中。本文综述了猪基因组研究进展和将来研究的方向以及涉及猪行业和人类的健康。