绿豆R2R3-MYB转录因子家族鉴定及其类黄酮合成调控基因的筛选

R2R3-MYB转录因子家族在植物次生代谢物合成、胁迫应答和生长发育等生命过程起着重要的调控作用。本研究基于生物信息学鉴定了绿豆(Vigna radiata L.)全基因组水平的R2R3-MYB转录因子,并对其理化性质、系统进化、染色体定位、启动子顺式作用元件及基因结构做了预测分析;此外,转录组数据和实时荧光定量PCR(QuantitativeReal-timePCR,RT-PCR)分析该转录因子在不同组织、逆境胁迫下的表达模式;并基于相关分析及蛋白互作网络,筛选到可能参与调控绿豆类黄酮生物合成的R2R3-MYB成员。结果表明,共鉴定到168个R2R3-MYB成员,其中145个分布于11条染色体, 23个成员染色体信息未知;大多数R2R3-MYB含有3个外显子,编码99~1645个氨基酸,均为亲水性蛋白;系统进化将绿豆R2R3-MYB基因家族分为30个亚组(V1~V30),不同亚组成员的基因结构存在差异;共线性分析表明,片段复制事件均进行了纯化选择;启动子顺式作用元件分析表明,绿豆R2R3-MYB基因启动子区含有大量激素响应、胁迫响应及少量的类黄酮合成响应等元件;基因表达分析表明,在叶片、叶柄、下胚轴和籽粒种皮中表达量较高的成员分别占15.5%、16.1%、16.1%和10.7%。RT-PCR分析发现,几乎所有的R2R3-MYB家族成员在低温胁迫下的相对表达量显著下调,不同成员对逆境胁迫有不同的响应模式。蛋白互作与相关性分析可知,VrMYB6、VrMYB77、VrMYB93这3个基因可能参与了绿豆类黄酮生物合成的调控。

转录因子KLF家族的结构、功能及调控机制研究进展

转录因子KLF家族(Krüppel-like factors)成员的C-末端区域中均存在3个保守的Cys2/His2锌指结构,它们能够参与调控真核生物的多种生理过程并发挥重要作用,包括促进脂肪组织和肌肉形成、影响神经系统发育、参与肿瘤发生过程、调控细胞和组织及系统水平的代谢和修复损伤的代谢组织等,是当前生物领域的研究热点。因此,综述了KLF家族成员的共同结构特征,以及KLF3、KLF5、KLF6、KLF7、KLF8、KLF14、KLF15的主要生理功能及其调控机制的研究进展,为未来进一步探讨KLF家族转录因子的作用和相关疾病的分子机制提供参考。

细菌GntR家族转录调控因子的研究进展

GntR家族转录调控因子是细菌中分布最为广泛的一类螺旋–转角–螺旋(helix-turn-helix,HTH)转录调控因子,此家族转录调控因子包含两个功能域,分别是N端的DNA结合结构域和C端的效应物结合结构域/寡聚化作用结构域。DNA结合结构域的氨基酸序列是非常保守的,但效应物结合结构域/寡聚化作用结构域的氨基酸序列却存在很大的差异性。目前许多GntR家族的转录调控因子已经被鉴定,这些转录因子调控细菌许多不同的细胞过程,如运动性、葡萄糖代谢、细菌的耐药性、病原细菌的致病力等。本文主要阐述了GntR家族转录调控因子的发现、二级结构、生物学功能、调控模式等方面的研究进展,旨在为研究者全面、深入地了解GntR家族转录调控因子的功能及作用机理提供帮助。

LysR型转录因子STM0859对鼠伤寒沙门菌环境耐受性的调控作用

为了解LysR型转录因子STM0859对鼠伤寒沙门菌(ST)环境应激的调控作用,以ST-SL1344强毒株为研究对象,利用温度敏感型质粒和λ-Red同源重组技术构建ST-ΔSTM0859基因缺失突变株,检测分析缺失株对pH、高盐、H2O2和乙醇胁迫环境的适应能力及在不同pH半固体中的运动能力,探究STM0859基因缺失对ST环境应激和运动能力的影响。结果显示,与ST-SL1344强毒株相比,ST-ΔSTM0859缺失株对pH=10、4%NaCl、0.1%H2O2和3%乙醇胁迫环境的适应能力没有显著变化,而在pH=4酸应激环境和半固体运动中生长能力极显著低于亲本株,pH=5时差异显著。提示LysR型转录因子STM0859参与ST对酸胁迫环境适应性的调控,为进一步揭示STM0859转录因子对ST环境应激调控的分子机制奠定基础。

流产布鲁菌LysR家族转录调控子LTTR8缺失株的构建及其生物学特性分析

布鲁菌是一种重要的人畜共患病病原,兼性胞内寄生,无典型毒力因子,毒力相关基因的研究对阐明布鲁菌持续感染的机制具有重要意义。本研究以流产布鲁菌S2308为亲本株,通过同源重组的方法,构建流产布鲁菌LysR家族转录调控子基因bab_RS24670缺失株ΔlttR8,基于广宿主质粒pBBR1MCS构建成互补株ΔlttR8-Com。免疫印迹试验表明:ΔlttR8为光滑型菌株;体外培养分析发现lttR8缺失不影响布鲁菌的生长;细胞感染试验发现lttR8缺失不影响布鲁菌黏附、入侵细胞和胞内存活的能力。耐受性试验分析发现:lttR8缺失不影响布鲁菌对过氧化氢(H2O2)和多粘菌素B(polymyxin B)的敏感性。小鼠感染试验分析发现lttR8缺失显著减弱流产布鲁菌的毒力。综上所述,本研究发现一个新的与流产布鲁菌致病性相关的转录调控子,为布鲁菌致病机制研究提供参考。

嗜水气单胞菌AraC家族转录调控因子AetY的功能

为研究嗜水气单胞菌中国流行菌株NJ-35的AraC家族转录调控因子AetY(U876_01475)的功能,本实验采用同源重组技术构建了该基因的缺失株ΔaetY及互补株CΔaetY,并对野生株、缺失株及互补株生物被膜形成能力、自凝集活性、对恩诺沙星的耐药性和对斑马鱼的致病力进行检测。结果显示,与野生株相比,ΔaetY生物被膜形成能力、自凝集活性、对恩诺沙星的最小抑菌浓度(MIC)均显著降低,对斑马鱼致病力明显降低,半数致死量(LD_(50))增加400余倍。CΔaetY各项指标均恢复至野生株水平。本研究首次针对嗜水气单胞菌AraC家族成员进行了基因功能分析,为进一步探究该菌的致病机理提供参考。

动物bHLH转录因子家族成员及其功能

bHLH转录因子在真核生物生长发育调控过程中具有重要作用。动物bHLH转录因子包含45个家族,分别参与调控神经元发生、肌细胞生成、肠组织发育以及环境毒素响应等生物学过程。过去20年里,研究人员对动物bHLH家族成员鉴定及其生物学功能开展了广泛的研究。文章在介绍动物45个bHLH家族名称来源的基础上,综述了小鼠、果蝇和线虫3种模式动物bHLH家族成员及其功能的研究进展。小鼠、果蝇和线虫中分别有114、59和42种bHLH蛋白。其中,小鼠108种、果蝇47种和线虫20种bHLH蛋白的功能已比较明确,功能未知的22种线虫bHLH蛋白中还有15种尚未归入相应家族。文章也对部分被误用的bHLH家族成员名称做了说明,可为相关研究人员深入开展bHLH转录因子结构与功能的研究提供较为清晰和系统的背景资料。

MYB转录因子在水稻胁迫响应中的研究进展

水稻是重要的粮食作物之一,不利环境条件及病虫害等严重影响水稻产量和品质。MYB家族转录因子是植物中最大转录因子家族之一,参与植物多种生长发育途径调控,对植物响应生物和非生物胁迫发挥重要作用。文章总结近年来MYB家族转录因子在水稻生物和非生物胁迫响应中的功能及调控机制,为水稻抗逆育种提供参考。

转录因子FoxO3a相关调控通路研究进展

Forkhead转录因子的命名，源于果蝇的“叉头”突变，该突变可导致肠的前后部发育缺陷。Forkhead转录因子家族有着一个高度保守的DNA结构域，这个保守序列的共同特征是具有一个长110个氨基酸的DNA结合结构域，即Forkheadbox（Fox）结构域，并折叠成3个α-螺旋（helix1、2、3）和2个翅膀状（winged）的大环结构，从而形成一个“螺旋-转角-螺旋”的基序。由此，根据上述保守DNA结合结构域的特点，义把这类转录因子叫做Forkhead／winged helix转录因子。2000年，Fox基因被正式统一命名为Forkhead转录因子家族。

Runx转录因子家族在T细胞发育过程中的作用

Runx基因家族包含3个成员即Runx1,Runx2和Runx3。虽然三者作为转录因子在发育过程的调控中具有各自独特的功能,如Runx1在后阶段造血(definitivehematopoiesis)、Runx2在骨骼系统发育、Runx3在神经发生等过程中发挥关键性作用,但是它们都在T细胞发育过程中扮演重要角色。本文对Runx基因家族在T细胞发育过程中的作用进行简要介绍。

核转录因子E2Fs家族研究进展

核转录因子E2Fs家族 (E2F转录因子 )是视网膜母细胞瘤相关基因 (RB/E2F)通路中调控细胞有丝分裂事件的重要因子 ,E2F是否进入核内发挥核转录因子作用取决于RB蛋白的磷酸化状态 ,E2F调控的下游基因分为激活与抑制两种方式 ,涉及细胞周期调控、生长与凋亡、增殖与分化等重要生命活动。E2F在细胞周期中的功能失调将导致细胞上述机能的改变并有可能与肿瘤发生有关 ,深入研究无疑将对完整阐述细胞周期调控及肿瘤发生机制乃至寻求新的肿瘤治疗靶点提供帮助。

Sp样转录因子家族在神经系统发育与疾病中的研究进展

自从1983年Dynan等学者报道了第一个家族成员，特异性蛋白-1（ specificity protein-1，Sp1）至今，相继又有8个具有相似结构的成员（ Sp2～Sp9）被发现，共同组成了Sp样转录因子家族。 Sp样转录因子家族广泛参与从线虫到人类多种种属的包括细胞增殖、分化、凋亡，胚胎发育、肿瘤发生等多种生理病理过程，是一类成员多、功能广的转录调控因子。目前研究发现Sp1、Sp2、Sp3、Sp5以及Sp6广泛存在于多种组织与细胞中，而其他Sp家族成员也有其特定的表达模式，例如Sp4主要表达在脑、心脏、生殖系统；而Sp8主要表达在中枢神经系统和肢体。本篇主要从中枢神经系统神经发育以及某些神经系统疾病方面论述Sp样转录因子在中枢神经系统中的研究进展。

Sox基因家族对成年神经发生的转录调控作用

成年神经发生是脑内一个复杂而高度调控的重要生物学过程,维持了脑内可塑性和相关功能。近年来,成年神经发生受内在因素和外在因素的影响。其中,内在因素中的转录因子参与基因转录,协调成年神经发生过程中遗传程序的表达。Sox基因家族编码的Sox蛋白作为重要的转录调控因子对成年神经发生起着重要的转录调控作用。因此,本文就Sox基因家族中参与成年神经发生的关键因子展开综述,为人们理解成年脑内神经发生的分子调控机制提供新的见解。

WRKY转录因子及其在植物防御反应中的作用

WRKY蛋白是只存在于植物中较为复杂的转录因子家族。由WRKY蛋白N端高度保守的WRKYGQK氨基酸序列及其特殊的锌指结构而命名的WRKY结构域能专性与其顺式作用元件W-盒[(T)(T)TGAC(C/T)]结合。根据WRKY结构域的数量及锌指结构的特征将WRKY蛋白家族分为3类,其中拟南芥中第三类家族中几乎所有的WRKY成员都与应答生物胁迫有关。WRKY蛋白的表达特性为快速、瞬时、具组织特异性诱导表达。目前,WRKY蛋白被广泛认为参与植物生物与非生物胁迫应答反应、植物衰亡、种皮及毛状体发育及果实发育等一系列的生理活动,本文综述了WRKY转录因子的结构特征及其功能特性,重点讨论了它们在植物防卫反应中的调控作用。

调节因子X蛋白家族的结构与功能

调节因子X(Regulatory Factor X,RFX)蛋白家族是一类包含高度保守的有翼螺旋型DNA结合域的转录因子,因特异性结合基因启动子区的X盒而得名。该蛋白家族广泛分布于动物和真菌中,参与纤毛和精子发生、免疫反应以及细胞周期调控等多种生物过程。RFX家族的一些成员还对肿瘤细胞的存活及增殖起到促进或抑制作用,有望成为治疗肿瘤的新靶点。本文将对RFX蛋白家族的发现、各成员的结构特征、表达模式和生物学功能等进行综述,以期待为后续研究提供参考。

猪全基因组范围ETS基因家族成员的鉴定、进化与表达分析

ETS转录因子家族在动物中广泛存在,参与细胞分化调控、细胞周期控制、细胞凋亡等多个生物学过程。文章采用生物信息学方法系统分析猪ETS家族成员进化关系和调控图谱,结合RNA-Seq数据分析其组织表达规律。研究利用Pfam鉴定ETS保守结构域序列检索猪(Sus scrofa)蛋白序列,最终在猪基因组上鉴定得到23个ETS家族基因。分析ETS家族基因、蛋白一级结构和高级结构及亚细胞定位预测。基于最大似然法,构建ETS家族系统发育树发现,可分为11个子家族,子家族成员保守结构域、基因结构、理化性质相似。通过生信分析构建由ETS家族、靶基因和miRNA构成的基因调控网络,筛选出40个"ETS家族基因-miRNA-靶基因"前馈回路。转录表达谱提示ETS家族基因在成年公猪和母猪28种不同类型组织中均有表达,且ETS1基因在免疫组织(淋巴、脾脏)和外周血单核细胞中高表达,SPIC基因在免疫组织(淋巴、脾脏)高表达。研究结果为揭示ETS家族成员生物学功能奠定基础。

Fox基因家族与卵巢疾病的研究进展

Forkhead Box（Fox）转录因子家族在胚胎发育过程中起着关键性的调控作用，这些基因表达的改变与动物的生长发育、免疫调控以及肿瘤的发生密切相关，它的突变也可引起卵巢生理功能的改变、卵巢早衰和卵巢肿瘤的发生。本文将对Forkhead Box（Fox）基因家族与卵巢疾病的关系综述如下。

FHL2蛋白对心血管系统的调控作用

由4个半LIM 结构域组成的FHL家族蛋白（four and a half LIM domains protein）包括FHL1、FHL2、FHL3、FHT4 和ACT.FHL2蛋白参与多种蛋白质的相互作用以及多种转录因子、骨架蛋白、酶等的调控作用.这些作用已经发现在包括心律失常、心肌肥厚、动脉粥样硬化和心血管新生成等方面充当各种重要的角色.而心血管系统是一个精细而复杂的调控系统,心肌拥有复杂、内在的机制来调控相应的心肌重构.很多类型的蛋白,包括结构和信号网络,用于维持机体内稳态以及对环境压力的响应.

七叶树Dof转录因子家族鉴定及表达分析

七叶树是重要的药用及园艺植物,其干燥成熟种子为著名中药娑罗子,七叶皂苷是其主要活性成分,具有消炎、抗渗出等药理活性,广泛用于腰椎间盘突出、术后水肿、运动损伤等疾病治疗,近年来市场需求持续增加。Dof(DNA binding with one finger)家族是植物界独有的转录因子,在植物的生长发育、抗逆境胁迫以及调控次生代谢等方面发挥重要作用,然而目前关于七叶树Dof基因家族的研究却相对匮乏。该研究从七叶树的基因组中鉴定出36个AcDof基因家族成员,并分析其理化性质、染色体定位、系统发育关系、基因结构、顺式作用元件以及在不同组织部位的表达模式。结果显示:AcDof家族成员的蛋白为81~493个氨基酸,相对分子质量为9270.38~55015.68,等电点为4.84~10.2;亚细胞定位分析表明,34个AcDof蛋白定位于细胞核,其余2个AcDof蛋白定位于叶绿体;系统进化分析将AcDof基因划分为9个亚群,基因结构分析表明所有AcDof基因均拥有C2-C2型单锌指结构域;利用转录组新数据进行基因表达分析发现,AcDof家族成员的表达具有组织特异性,其中AcDof04、AcDof02和AcDof03在种子中具有特异性高表达,表明这些基因可能参与七叶皂苷的合成调控。该研究不仅丰富了人们对七叶树Dof基因家族的认识,更为后续对七叶树中Dof基因的功能和相关调控机制的深入研究提供了重要的基因资源。