一种新型调控基因表达的反义寡核苷酸：LNA

LNA(lockedn ucleic acid)是新近发现的一种新型调控基因表达的反义寡核甘酸。它以RNA为骨架．亚甲基键连接核糖环中的2′-氧和4′-碳。这种锁套式的结构,增加了LNA与其互补序列的亲和力并为基因表达的调控和微阵列的研究提供了一个新的研究途径。     

环状RNA:一种基因调控RNA

环状RNA是一种通过共价结合线性RNA分子的3′端和其上游5′形成的闭合环状结构RNA,广泛存在于真核生物系统内,其结构具有稳定性,序列具有保守性,表达具有时空特异性。目前研究发现环状RNA的形成是受多个因素调控的,并可通过吸附miRNA分子,在pre-mRNA的剪切过程中与线性RNA形成竞争或促进其来源的基因表达,对基因的表达具有调控作用,同时在组织的分化发育和肿瘤、心肌肥厚、动脉粥样硬化、神经系统等多种疾病的发生发展过程中具有重要作用。     

微生物产生的冷休克蛋白研究进展

冷休克蛋白(cold shock protein,Csp)首先在大肠杆菌中发现,它与微生物对冷环境的适应及多种细胞功能有关。冷休克蛋白基因是一段编码70个左右氨基酸的DNA序列,在这段序列中有5′非翻译区(5′UTR)、冷盒及下游盒等特征。冷休克蛋白作为DNA或RNA结合蛋白在基因表达调控过程中起重要作用。冷休克蛋白在转录、mRNA稳定性及翻译等几个水平上被严格调控。     

RNA干扰与染色质沉默——生物体内精密的网络调控机制

基因表达受不同层次的调控.RNA干扰通过产生双链小RNA诱导同源mRNA序列降解,从而在转录后抑制特定基因的表达.最新的研究成果显示：RNA干扰产生的双链小RNA可通过与染色质中的重复序列DNA及组蛋白甲基化酶相互作用,引起组蛋白H3 Lys9的甲基化,进一步与异染色质形成相关蛋白结合,导致染色质沉默.综述了RNA干扰,小RNA,组蛋白修饰,染色质沉默及基因表达调控之间存在着精密的网络调控机制.     

RNA3’-末端~(32)P标记及其核苷酸简易测定

近几年来,遗传的物质基础,即脱氧核糖核酸(DNA)序列分析技术,有了重大突破。对核酸的结构与功能、基因表达、调控等研究起了巨大的推动作用。核糖核酸(RNA)序列分析工作,在经典方法的基础上,借鉴于DNA序列分析方法,也得到了迅速的发展。简易直读技术也广泛应用于RNA序列研究中。DNA或RNA序列分析,多采用体外放射性同位素     

4株SARS冠状病毒基因组5′端序列的分析与比较

利用5′RACE试剂盒对从中国不同地区、不同SARS患者体中分离的SARS—CoV基因组5′端序列进行RT-PCR扩增,并将扩增产物克隆至Teasy vector。扩增片段的序列测定结果表明：所分离的4株SARS—CoV基因组5′端非编码区的核苷酸序列和其他国家和地区报道的序列基本一致,而且所形成二级结构也完全相同,但与已知普通冠状病毒的差别较大。同时发现在依赖于RNA的RNA聚合酶起始密码子上游—197nt处有冠状病毒典型的转录调控核心保守序列5′-CUAAAC-3′。     

4株SARS冠状病毒基因组5’端序列的分析与比较

利用5′RACE试剂盒对从中国不同地区、不同SARS患者体中分离的SARS-CoV基因组5′端序列进行RT-PCR扩增,并将扩增产物克隆至T easy vector。扩增片段的序列测定结果表明:所分离的4株SARS-CoV基因组5′端非编码区的核苷酸序列和其他国家和地区报道的序列基本一致,而且所形成二级结构也完全相同,但与已知普通冠状病毒的差别较大。同时发现在依赖于RNA的RNA聚合酶起始密码子上游-197 nt处有冠状病毒典型的转录调控核心保守序列5′-CUAAAC-3′。     

HCV特异性反义RNA表达载体的构建及活性评价

反义RNA是反义技术的一个重要领域,为探索丙型肝炎病毒治疗新途径及验证转基因细胞模型HepG2.9706的有效性,设计了一条互补于HCV 5′NCR及翻译起始区(39713核苷酸)的反义RNA序列,将其插入pGL3载体SV40启动子下游,构建了HCV特异性的反义RNA真核表达载体(pHCV-asR)。通过PCR扩增、酶切反应及序列分析进行了初步鉴定,并将其转染HepG2细胞,通过RTPCR方法检测其在细胞中的表达并将pHCV-asR转染转基因细胞模型HepG2.9706,评价其对HCV 5′NCR的抑制活性。结果表明,构建的反义RNA表达载体插入序列正确,并能在HepG2细胞中表达;pHCV-asR在HepG2.9706中对HCV 5′NCR调控荧光素酶基因表达具有特异性的剂量依赖性抑制活性,最高抑制率可达57%。     

大麦条纹花叶病毒新疆株(BSMV-XJ)RNA2 3′端结构分析

本文利用双脱氧序列分析法对我国大麦条纹花叶病毒新疆株(BSMV-XJ)RNA2 cDNA的3′端进行序列分析,证明XJ株RNA2 3′端239个核苷酸与国外典型株3′端相应部位有高度的序列同源性。通过序列分析及使用寡核苷酸定位裂解法和分子杂交确定,在紧邻239个核苷酸的上游有一个Poly(A)结构,3′终端为一个类tRNA结构,亦与国外典型株相同。经分析认为BSMV-XJ3个基因组RNA具有相同的3′端结构。     

基于sRNA的氧化葡萄糖酸杆菌基因调控的研究

在氧化葡萄糖酸杆菌中建立一种调控基因表达的工具。通过顺式/反式作用的非编码小RNA与核糖体结合位点(RBS)的相互作用,在翻译水平上对氧化葡萄糖酸杆菌中目标基因的表达进行调控。以绿色荧光蛋白作为报告基因,在所构建的顺式调控系统中,插入RBS上游的顺式阻遏序列,能够在转录后与RBS形成茎环结构,从而抑制报告基因的表达。这一茎环结构能够被与顺式阻遏序列具有更高亲和力的抗阻遏序列打开,从而重启报告基因的翻译;在所构建的反式调控系统中,由独立启动子控制转录的非编码小RNA与RBS互补形成双链,通过阻碍核糖体与mRNA的结合抑制报告基因的表达。在此基础上,设计并导入了一系列反式作用的小RNA,实现了对氧化葡萄糖酸杆菌中内源基因pstI表达的抑制。本研究提供了一种在氧化葡萄糖酸杆菌中不同于传统基因敲除的调控基因表达的方法。     

基于sRNA的氧化葡萄糖酸杆菌基因调控的研究北大核心CSCD

在氧化葡萄糖酸杆菌中建立一种调控基因表达的工具。通过顺式/反式作用的非编码小RNA与核糖体结合位点(RBS)的相互作用,在翻译水平上对氧化葡萄糖酸杆菌中目标基因的表达进行调控。以绿色荧光蛋白作为报告基因,在所构建的顺式调控系统中,插入RBS上游的顺式阻遏序列,能够在转录后与RBS形成茎环结构,从而抑制报告基因的表达。这一茎环结构能够被与顺式阻遏序列具有更高亲和力的抗阻遏序列打开,从而重启报告基因的翻译;在所构建的反式调控系统中,由独立启动子控制转录的非编码小RNA与RBS互补形成双链,通过阻碍核糖体与mRNA的结合抑制报告基因的表达。在此基础上,设计并导入了一系列反式作用的小RNA,实现了对氧化葡萄糖酸杆菌中内源基因pstI表达的抑制。本研究提供了一种在氧化葡萄糖酸杆菌中不同于传统基因敲除的调控基因表达的方法。     

PLOD3基因3′调控区的人类特异突变改变miR-124a对PLOD3的调控

microRNAs(miRNAs)是一类在转录后水平调控基因表达的不编码蛋白质的小RNA(长度20—24个碱基)。其中,miR-124a是一个在哺乳动物中枢神经系统高度表达的miRNA,在神经前体细胞向神经元分化的过程中起着举足轻重的作用。由于miRNAs特异性地识别靶基因的3′端调控区(3′UTR)的靶序列,因此,在人类起源过程中基因3′UTR的单核苷酸序列变异有可能导致miRNA调控的改变。通过靶基因预测和3′UTR区在哺乳动物代表物种间的同源序列比较,我们发现miR-124a的靶基因中有一个基因(PLOD3)3′UTR的靶位点中存在人类特异突变位点。利用体外报告基因系统,发现PLOD3基因3′UTR靶位点中所含的一个人类特异的突变导致miR-124a对PLOD3的调控效率降低。研究表明,miRNAs靶基因3′UTR的序列变异具有功能效应,它有可能是人类中枢神经系统在起源和演化中发挥关键作用的重要遗传机制之一。     

菜粉蝶微孢子虫核糖体RNA(rRNA)编码基因的研究

用PCR方法扩增、克隆了菜粉蝶微孢子虫核糖体小亚单位RNA(SSUrRNA)编码基因的核心序列 1 2 0 5bp后 ,进一步克隆到菜粉蝶微孢子虫SSUrRNA基因 3′端至LSUrRNA基因 5′端 (580R区 ) 657bp长的序列。与GenBank中对应序列比较后 ,在 657bp这段序列鉴定出菜粉蝶微孢子虫SSUrRNA基因 3′末端、rRNA基因内转录间隔区 (ITS)及LSUrRNA基因 5′端 (580R区 ) ,它们分别位于该序列中 1 45位、1 46 1 86位及 1 87位。与SSUrRNA基因核心序列拼接后SSUrRNA全基因长为 1 2 4 5bp ,rRNA基因内转录间隔区为 41bp及核糖体大亚单位RNA(LSUr RNA)编码基因 580R区为 470bp。同时还构建了菜粉蝶微孢子虫SSUrRNA的完整二级结构。关于微孢子虫rRNA基因的克隆及SSUrRNA的二级结构在国内尚属首次报道 ,它为进一步利用核糖体RNA编码基因及SSUrRNA的二级结构对不同微孢子虫的分类及亲缘关系的确定奠定了基础     

聚腺苷二磷酸核糖基化作用与真核生物的基因表达与调控

聚腺苷二磷酸核糖基化作用与许多重要生命活动相关,本文着重介绍其在基因表达与调控中可能发挥的作用。聚腺苷二磷酸核糖基化作用可能通过调节染色质结构与功能或通过对RNA聚合酶及HMG、A24蛋白等的修饰作用来调节转录活动,并对转录物的加工也有一定影响;此外,该作用还与某些激素诱导的特异性基因表达有关,并且可能参与了增强子序列对基因表达的调节过程。     

丙型肝炎病毒5′-非编码区及其结合蛋白的研究进展

丙型肝炎病毒(HCV)RNA5′-非编码区(5′-NTR)由341个核苷酸组成,形成4个茎-环二级结构,5′-NTR二级结构及某些部分单链序列的核苷酸组成是病毒翻译起始的先决条件.5′-NTR中的大部分核苷酸序列组成内部核糖体进入位点(IRES),在宿主细胞蛋白质因子La自身抗原、eIF3、多聚嘧啶区结构蛋白(PTB)、多聚胞嘧啶结合蛋白(PCBP-1、2)等的作用下,形成复杂的翻译起始复合物,对HCV的翻译过程进行精确调控,完成帽状结构形成非依赖性的蛋白翻译过程.HCV RNA 5′-NTR翻译过程的分子生物学机制的研究,将有助于HCV治疗新方法和新途径的探索.     

中国野葡萄新基因cDNA全长的克隆及序列分析

根据对中国野生葡萄华东葡萄株系白河-35-1在白粉病诱导下构建的cDNA文库中获得的1条EST序列设计特异引物,以总RNA逆转录产物为模板,进行SMART-RACE扩增。结合生物信息学方法对所获的序列进行开放阅读框、序列同源性分析,并预测了蛋白质的理化性质、信号肽、酶与非酶分析、亚细胞定位以及蛋白质二级结构。结果表明,获得的中国野生葡萄新基因的全长序列为854 bp,其开放阅读框为585 bp,5′非编码区为107 bp,3′非编码区为162 bp;同源性比对表明该新基因推导的氨基酸序列与拟南芥RNA结合蛋白和水稻推定的半乳糖基转移酶的同源性分别为55%和63%,第8~82位氨基酸序列与RNA识别基序相类似,是一个典型的结构功能域;推导该基因表达产物为相对分子质量为21 801.27、等电点为6.86的不稳定蛋白,定位于细胞核,不包含信号肽,二级结构主要是无规则卷曲。     

丙型肝炎病毒5

丙型肝炎病毒(HCV)RNA5′-非编码区(5′-NTR)由341个核苷酸组成,形成4个茎-环二级结构,5′-NTR二级结构及某些部分单链序列的核苷酸组成是病毒翻译起始的先决条件.5′-NTR中的大部分核苷酸序列组成内部核糖体进入位点(IRES),在宿主细胞蛋白质因子La自身抗原、eIF3、多聚嘧啶区结构蛋白(PTB)、多聚胞嘧啶结合蛋白(PCBP-1、2)等的作用下,形成复杂的翻译起始复合物,对HCV的翻译过程进行精确调控,完成帽状结构形成非依赖性的蛋白翻译过程.HCV RNA 5′-NTR翻译过程的分子生物学机制的研究,将有助于HCV治疗新方法和新途径的探索.     

基于小RNA调控工具在蓝藻合成生物学中的应用

基因调控工具在蓝藻合成生物学领域的应用尤为重要,可实现基因表达调控、工程株开发以及附加经济产物的生产。小RNA调控工具是基于小RNA的靶向特异性调控原理,并与合成生物学相结合,进行靶基因特异性调控的定量、全局调控工具。它将小RNA与其靶标作为互作反应模块,并以诱导表达开关、支架序列与伴侣蛋白等作为辅助模块。这类工具已被应用于高附加经济产物合成与藻株对燃料与化学品的耐受性修饰。根据小RNA工具的不同调控特性,对近年来小RNA调控工具的种类、调控原理、辅助模块的选择与改造,以及在合成附加经济产物、提高蓝藻耐受性实验中获得的研究进展进行综述,探讨小RNA工具在应用中可能存在的问题及未来发展前景,为设计高效、精确的分子编辑工具提供参考。     

转录因子GATA3 mRNA 5′非翻译区内部核糖体进入位点的活性

GATA3(GA-TA-binding protein-3)是锌指蛋白GATA家族成员之一,在细胞的增殖和分化中起着重要的作用,GATA3在细胞中的异常表达也是导致众多肿瘤形成的原因。通过对GATA3m RNA 5′非翻译区(untranslated region,UTR)进行分析,发现其UTR长达557 bp并且具有复杂的二级结构。将GATA3 m RNA 5′UTR克隆至双荧光素酶报告载体p RL-FL中,瞬时转染至细胞中然后对细胞进行无血清培养后,发现GATA3 m RNA 5′UTR介导的翻译明显升高。将GATA3 m RNA 5′UTR克隆至Δp RL-FL载体上,瞬时转染细胞后检测萤火虫荧光素酶的表达,发现GATA3 m RNA 5′UTR不具有隐含启动子,进而确定GATA3 m RNA 5′UTR具有内部核糖体进入位点(internal ribosome entry sites,IRES)元件;进一步对GATA3 m RNA 5′UTR进行序列截短分析,发现GATA3 m RNA 5′UTR中345~557 bp区间可能是抑制IRES活性的调控元件,而95~344 bp区间则是IRES元件的主要活性中心调控域,并且在不同的细胞系中GATA3 IRES元件的活性存在显著的差异。该研究结果表明,GATA3m RNA的5′UTR可参与GATA3的表达调控。     

mRNA研究的数据库资源

mRNA的功能除了指导蛋白质合成外,在其5′和3′端非翻译区包含的序列元件对基因表达和调控起着非常重要的作用,介绍了Transterm、UTR、ARED和TRSIG等研究mRNA结构和功能的数据库,并对其特点和使用作了介绍。