毛竹E2F/DP转录因子基因家族的鉴定及表达分析

E2F/DP是动植物细胞持续或停止细胞分裂中的一个重要调节因子。本研究鉴定了毛竹全基因组中的编码E2F/DP的家族基因,对其进行进化、结构域和表达模式进行了初步的分析,为毛竹E2F/DP基因的功能研究与利用提供依据。本研究首先通过生物信息学的方法从毛竹基因数据库中获得12个PhE2F/DP转录因子家族基因;通过进化分析发现毛竹E2F/DP转录因子家族可分为三个E2F、DP和DEL单个进化分支,具有进化上的保守性。对Ph E2F/DP转录因子家族结构域分析发现PhDPA1和PhDPA2在进化中丢失了与PhE2F分支形成二聚体的亮氨酸拉链结构域,而Ph DEL获得了DNA结合结构域,暗示了毛竹细胞周期调控中PhE2F/DP可能发挥特异的调控功能。进一步对Ph E2F/DP转录因子家族的表达模式发现,PhE2F/DP家族基因在愈伤组织中只有PhDPA2得到了上调表达,PhDPA2在分化的愈伤组织中表达。由于PhDPA1和PhDPA2关键结构域的丢失有可能是毛竹再生困难的原因。故本研究初步对毛竹PhE2F/DP基因家族进行分析,揭示了毛竹PhE2F/DP转录因子结构域在进化中的特点,为后续深入研究毛竹再生和分子育种提供科学依据。

杧果E2F/DP转录因子家族生物信息学分析

E2F/DP转录因子是真核生物中细胞周期进程的关键调节因子,与植物激素共同发挥着重要的调控作用。以杧果全基因组为供试参考基因组,用生物信息学软件预测E2F/DP转录因子家族基因成员,并分析其理化性质、保守结构域、保守基序、进化关系,结合实时荧光定量PCR测定杧果细菌性黑斑病菌(Xanthomonas campestris pv.mangiferaeindicae,Xcm)、胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides,Cg)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和水杨酸(salicylic acid,SA)处理下基因表达量。结果表明,杧果全基因组中有8个E2F/DP转录因子,命名为MiE2Fs。保守结构域预测发现MiE2F1~MiE2F5均含有E2F_DD,MiE2F7和Mi E2F8同时包含两个E2F_TDP保守结构域;二级结构预测发现E2F/DP家族蛋白质二级结构相似,无规则卷曲和α-螺旋是MiE2F1~MiE2F8蛋白二级结构主要元件,其次是延伸链和β-转角;保守基序预测发现杧果有1个高度保守的基序Motif1;基于杧果和大豆、烟草、毛果杨、拟南芥、阿月浑子、葡萄的E2F/DP蛋白质序列构建系统发育树,发现杧果E2F/DP基因与阿月浑子、葡萄亲缘关系接近。杧果细菌性黑斑病菌(Xcm)和胶孢炭疽菌(Cg)侵染过程中,MiE2F4、MiE2F5、MiE2F6的表达量显著上调。茉莉酸甲酯(MeJA)胁迫处理下,MiE2F7表达量显著上调,其余基因均下调;水杨酸(SA)胁迫处理下,从6 h开始,各个基因的表达量都在逐步上调。以上研究结果可为探究杧果E2F/DP基因参与的植物防御反应机制奠定基础。

转录因子家族DP蛋白与肿瘤关系的研究进展

E2F是一个重要的转录因子家族,通过调节靶基因的转录活性在细胞周期、DNA复制、生长、分化、凋亡等多种细胞进程中发挥关键的作用。转录因子家族DP与E2F结合形成E2F/DP异二聚体,对E2F的DNA结合亲和力和转录激活功能起到增强的作用,是生理状态下E2F必不可少的组成部分。DP蛋白家族有三个成员,即DP-1、DP-2和DP-3,其中DP-1具有三个异构体,DP-2具有四个异构体。DP蛋白家族成员以及异构体间存在结构和功能的差异,能通过组织特异性表达和显性负性方式在家族内部构成调节系统,对生理功能进行精细调节。E2F-1兼具抑癌和促癌双重作用,已得到人们的广泛关注。DP蛋白作为E2F的结合伴侣对其功能起到重要的调节作用,加之以DP-3在肿瘤细胞中的特异性表达,提示DP蛋白与肿瘤间存在密切的关系。本文就此将近年来的研究成果进行总结,并提出进一步研究的设想。