花生四烯酸代谢与肝脏糖脂代谢稳态调控

花生四烯酸(arachidonic acid, AA)是一种ω-6多不饱和脂肪酸,在生物体内主要是以磷脂的形式存在于细胞膜上。AA在细胞内主要通过环氧合酶(cyclooxygenase, COX)途径、脂氧合酶(lipoxygenases, LOX)途径、细胞色素P450单氧化酶(cytochrome P450 monooxygenase, CYP450)途径等进行代谢。糖脂代谢的稳态调控是维持机体基本生命活动的基础,肝脏是糖脂代谢调控的中枢器官。肝脏糖脂代谢紊乱与2型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病等代谢性疾病的发生和发展密切相关。已有研究表明AA代谢与肝脏糖脂代谢紊乱有密切的关系。本文就AA代谢在肝脏糖脂代谢稳态调控中的作用及其作为脂肪肝和胰岛素抵抗等代谢性疾病治疗靶点的价值作一综述。     

玉米microRNAs及其靶基因的生物信息学预测

microRNAs (miRNAs) 是一类非编码的小分子RNA, 通过碱基互补调控靶基因的表达。鉴定和发现新的miRNAs及其靶基因, 对揭示miRNAs在基因表达调控中的作用至关重要。玉米全基因组测序工作开展较晚, 已经鉴定登记的miRNAs很少, 对靶基因的调控作用尚待解明。文章根据miRNA进化上的保守性, 以已知的植物miRNAs为探针, 与相关数据库中玉米表达序列标签(EST)和基因组序列(GSS)中的非编码序列比对, 共发现11个新的miRNA前体。虽然在序列长度和二级结构方面各有变化, 但这11个前体均可折叠形成miRNA家族的标准二级结构。通过靶基因预测, 找到其中7条miRNAs的26个靶基因, 分别编码与新陈代谢、信号转导、转录调节、跨膜运输、生物和非生物胁迫及叶绿体组装等相关的蛋白。这些miRNAs及其靶基因的鉴定, 补充了miRNA数据库的不足。     

microRNAs在骨形成中的作用——运动调控骨代谢的新机制

microRNAs(miRNAs)是一类具有组织或发育阶段特异性的小分子、非编码单链RNA,通过转录后与靶基因特定序列结合来发挥其调控作用. 作为骨中的最重要的两种重要细胞--成骨细胞和破骨细胞,其代谢平衡与骨形成密切相关.研究发现,miRNAs在调节成骨细胞和破骨细胞分化及功能发挥上具有重要作用,并且运动训练可通过调节miRNAs进而调控骨细胞分化. 一般来说,适宜强度运动训练可上调某些miRNAs表达来促进成骨细胞或破骨细胞分化及功能;当失重或过量运动时,则会产生抑制作用. 本文就miRNAs调控干细胞向成骨细胞和破骨细胞分化及功能发挥的分子生物学机制以及运动训练调节与骨代谢相关miRNAs表达的研究进展进行综述.     

凡纳滨对虾低温差异表达miRNA的分析鉴定及靶基因的验证

为了解析miRNA及靶基因在凡纳滨对虾低温适应过程中的分子调控机制, 研究开展了凡纳滨对虾常温(28℃)及低温锻炼(16℃, 6d)下肝胰腺小RNA文库的测序和分析。从常温对虾的小RNA文库测序获得18—32 nt的高质量序列10690259条, 鉴定出已知的成熟miRNAs 57条; 而从低温锻炼对虾的小RNA文库获得18—32 nt的高质量序列序列8587144条, 鉴定出已知的成熟miRNAs 48条。分析获得25个在低温锻炼下呈显著差异表达的miRNAs。运用qRT-PCR验证了3条低温下差异极显著的miRNAs的表达模式。结果显示, 3条miRNAs的表达模式与高通量测序结果基本一致。预测低温差异表达miRNAs的靶基因, 并与转录组分析获得的低温显著差异表达基因进行比对, 从二者重合的基因集中挑选出4个基因, 即nuclear export mediator factor Nemf-lik、synapse-associated protein、seleno proteins 以及DEAD-box RNA helicase Variant 1, 运用qRT-PCR验证其在不同条件低温锻炼凡纳滨对虾肝胰腺中的表达规律, 为解析miRNAs及其靶基因在对虾低温适应过程中的分子调控机制提供了基础数据。     

高山被孢霉产花生四烯酸及其遗传改造的研究进展

花生四烯酸作为一种重要的多价不饱和脂肪酸,因其具有多种生理功能而被认为是潜在的食品添加剂和药物。近年来,利用高山被孢霉合成花生四烯酸已成为研究热点。前期相关研究主要集中在菌种选育及发酵调控方面。随着研究的不断深入,关于高山被孢霉合成花生四烯酸的代谢途径的研究取得了较大进展。以下简要概述前期工作进展,着重论述花生四烯酸合成途径的关键酶及其高山被孢霉的遗传改造的研究情况,包括生物合成花生四烯酸代谢途径、关键酶及其应用、高山被孢霉的遗传操作系统的构建以及遗传改造的应用,并对其研究前景进行了展望。     

花生四烯酸代谢物对肺的作用

肺是花生四烯酸(AA)代谢很活跃的器官。这些代谢物不仅参与气道及肺血管的体液控制,还参与病理刺激作用下所发生的肺循环及气道的某些反应。AA 的环加氧酶途径产物前列环素(PGI_2)进入体循环还可能影响或调制肺外器官的机能。     

花生四烯酸的生物活性及其钙信号转导作用

花生四烯酸（arachidonic acid,AA）以酯化形式在膜磷脂中,细胞兴奋时多种信号转导途径可引起游离AA释放,并迅速代谢为具有生物活性的炎症物质,参与细胞免疫和炎症反应。目前大量研究表明,AA本身还直接参与细胞内生物功能的调节,包括影响酶功能,调控各种离子通道,尤其是直接导致细胞内信号转导,成为细胞膜受体兴奋－细胞内生物反应偶联的第二信使。但AA的作用机制及其生理和病理生理意义有待进一步研究。     

秦艽转录因子WRKY30的克隆及表达模式分析

以秦艽转录组数据的目标序列为模版,经反转录扩增和RACE等方法,获得一条长1 260 bp的WRKY30转录因子cDNA序列,开放阅读框为975 bp,编码324个氨基酸残基。WRKY转录因子是植物特有的一类大家族,参与植物防卫反应,介导植物应答,在植物生长发育和代谢中起调控作用,参与植物的多种生物学过程,该类家族成员中含有绝对保守的WRKYGQK氨基酸残基,且因此得名。该转录因子含有一个WRKY保守结构域和一个C2HC锌指结构,隶属于WRKY基因家族的第Ⅲ类成员,经序列相似性比对将其命名为GmWRKY30。相对定量2-△△Ct方法分析结果显示,GmWRKY30在秦艽根中的相对表达水平最高,茎中最低,和对照相比有显著性差异。在根中,受花生四烯酸胁迫后GmWRKY30的相对表达水平显著降低,银离子胁迫后表达水平显著升高。这些研究结果说明GmWRKY30基因具有组织表达特异性,对不同诱导子的响应强度有差异,推测其可能参与诱导响应的调控机制不同。     

甘蔗调控相关MicroRNAs的研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是内源性非编码小RNA,在植物生长发育和环境胁迫时发挥重要的监管作用。甘蔗高度多倍体和基因组特异性导致其相关代谢具有复杂的调控机制,而调控途径涉及许多基因、转录因子和不同内别的RNAs:siRNAs和miRNAs。该文主要论述miRNAs在甘蔗干旱胁迫、其他非生物胁迫、生物量相关特征及糖代谢途径中的表达调控机制。     

实时PCR分析△5脱饱和酶在花生四烯酸合成中的作用

花生四烯酸是人体的必需脂肪酸,具有独特的生物活性。 Δ5脱饱和酶是花生四烯酸生物合成途径中催化二高-γ-亚麻酸脱饱和为花生四烯酸的酶。本研究通过实时定量PCR技术,检测了Δ5脱饱和酶在不同花生四烯酸产量的高山被孢霉(Mortierella alpina)菌株M10,M6和M23中的mRNA表达水平,以及在高产花生四烯酸菌株M6培养过程中的mRNA表达水平的动态变化,发现Δ5脱饱和酶基因的mRNA表达水平与花生四烯酸的产生之间存在明显的线性关系,表明Δ5脱饱和酶是高山被孢霉中花生四烯酸合成途径中起到了非常重要的作用。     

花生四烯酸细胞色素P450代谢途径在糖尿病中的作用研究进展

花生四烯酸(arachidonic acid,AA)是生物体内含量最丰富,其代谢产物最具生物活性的小分子物质之一.其代谢产物在众多生理及病理生理过程中发挥重要的调节作用.它们除参与细胞生长和分化、生殖和发育、体温及血压的维持等重要生理过程调节外,也在诸如炎症、疼痛、肿瘤、高血压、动脉粥样硬化等人类重大疾病的发生发展中发挥着极其重要的作用.AA及其代谢产物在糖尿病发生发展中的作用也逐渐引起关注,尤其是环氧化酶和脂氧酶代谢途径与糖尿病的关系研究较为广泛.花生四烯酸还可以经细胞色素P450途径产生表氧-二十碳三烯酸(EETs)和20-羟二十烷四烯酸(20-HETE).它们与糖尿病的关系研究甚少.近年来发现EETs和其水解酶与葡萄糖的吸收和胰岛素抵抗有关,20-HETE则参与糖尿病肾功能损伤和血管活性的改变.因而探讨花生四烯酸P450代谢途径对糖尿病的影响及其机制将有利于进一步阐明糖尿病的发病机理,为糖尿病的防治提出新的思路.本文就近五年有关花生四烯酸P450代谢途径与糖尿病关系的研究做一综述,以期为我国在该领域的研究提供新的方向.     

miRNAs调控lincRNAs的生物信息学预测与功能分析

基因间长链非编码RNAs(Long intergenic non-coding RNAs, lincRNAs)是位于蛋白编码基因之间的长度超过200 nt的非编码RNAs, 在动物中参与细胞周期调控、免疫监视、胚胎干细胞分化等多种生物学过程, 但是lincRNAs在大多数植物中的功能尚不清楚。MicroRNAs(miRNAs)是真核生物中一类在转录水平和转录后水平介导基因沉默的21 nt左右的内源性单链小非编码RNAs分子, 通过序列互补的方式调控靶标基因的表达。目前miRNAs的靶标研究主要集中于编码蛋白的基因, 而对于靶标为非编码RNAs的研究较少, 尤其在植物中的研究更为少见。为了系统挖掘植物中lincRNAs的功能, 文章整合miRNAs数据、cDNAs数据和降解组数据, 利用生物信息学方法找到拟南芥(Arabidopsis thaliana)337个成熟miRNAs在2708个lincRNAs上的可能结合位点, 构建了miRNAs-mRNAs-lincRNAs调控网络, 并根据竞争性内源(ceRNA)假说预测lincRNAs的功能, 为进一步阐明植物中miRNAs对lincRNAs的调控机制以及lincRNAs的功能奠定了基础。     

日本七鳃鳗物种特异性microRNAs及其前体的识别与验证

MicroRNAs(miRNAs)对参与多种生物代谢过程的基因在转录及转录后水平进行负调控。近年来,随着深度测序及芯片技术的应用,有关miRNA的发现和功能分析在植物和动物中得到广泛研究。文章利用第二代测序技术对日本七鳃鳗(Lampetra japonica)白细胞的小RNA进行了高通量测序,共得到5 207 787条小RNA序列,其中4 739 346条序列可以拼接为10 989种mi RNA变体。基于序列相似性分析,发现这10 989个变体序列与306个已知的保守mi RNA家族成员序列相匹配;其中,6个保守miRNA家族成员呈极高丰度表达,表明mi RNA在物种间具有保守性。70个未注释序列被预测为新的miRNA。通过miRNA微阵列技术鉴定与验证了34个新预测的mi RNA在免疫处理的日本七鳃鳗白细胞中表达,其中16个mi RNA前体的最低折叠自由能系数大于0.85,说明日本七鳃鳗存在特异性miRNA。这些物种特异性miRNAs的存在可能在日本七鳃鳗的白细胞生长、发育和对疾病的反应中发挥重要的调控作用。     

毛霉菌油对被孢霉产花生四烯酸的影响

研究了不同浓度毛霉菌油对被孢霉产花生四烯酸（AA）的影响,发现0.3%毛霉菌油可以显著提高花生四烯酸产量,并研究了0.3%毛霉菌油在整个发酵过程中对被孢霉产花生四烯酸的影响。结果表明,毛霉菌油对被孢霉生长和油脂产量基本上没有影响,毛霉菌油可以提高被孢霉的AA产量,主要是因为其能提高AA在油脂中的含量。     

蒙古沙冬青保守microRNAs的鉴定及靶基因预测

蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是生长在荒漠中的木本植物, 对于我国西北部干旱、半干旱区域的植被维护与恢复具有重要价值。蒙古沙冬青对干旱、低温等多种逆境具有较高的耐受性, 是研究林木耐受逆境生理与分子机制的合适材料。MicroRNA(miRNA)是一类长度约为21个核苷酸的内源性非编码小分子RNA, 在植物生长发育和逆境应答等生物学过程中发挥着重要的调控作用。目前, 许多植物物种的miRNAs已经获得鉴定, 但未见蒙古沙冬青miRNAs的相关报道。文章应用高通量测序和生物信息学分析方法对蒙古沙冬青幼苗保守miRNAs的类型、表达丰度以及靶基因进行了分析和预测。共鉴定了10个家族的19种保守miRNAs, 其表达丰度介于55~1920269个拷贝之间。通过在线软件psRNATarget预测了其中14个保守miRNAs的靶基因。对于这些靶基因的功能分析表明, 蒙古沙冬青的保守miRNA主要通过转录调控、激素信号途径、物质代谢和胁迫应答等生物学过程参与植物生长发育和环境响应。     

miRNA与其靶mRNA的相互作用：绑定位点的质量与数量特征的整合计算分析

miRNAs通过完全或不完全的碱基互补绑定到信使RNA(mRNA)上,通过抑制翻译或者直接导致mRNA降解的方式来调节靶基因的表达．为了研究miRNAs在转录水平上面的调控作用,两种人类基因组中组织特异的miRNAs(miR-1和miR-124)被转染到HeLa细胞中,微阵列(microarray)分析转染前后细胞中各基因mRNA表达水平变化情况的结果表明：动物基因组中靶基因与miRNAs不完全的碱基互补也会导致mRNA的直接降解．通过分析实验得到的mRNA表达水平变化数据,发现这相同miRNA的不同靶基因mRNA表达水平的下调倍数有着明显的差别,推测这些靶基因mRNA序列本身存在某些影响其受调节程度的因素．为此,提取和分析这些靶基因mRNA的序列特征,通过对这些序列特征与mRNA表达水平下调数据进行统计相关分析,最终发现,miRNA靶基因受调节的程度与以下几个因素相关联：mRNA序列中miRNA靶位点的个数,靶位点与miRNA序列碱基互补的程度,以及绑定后形成二级结构的稳定程度(即最低自由能的大小)．在此基础上,初步建立起一个多因子作用下的miRNA 靶基因mRNA表达水平下调程度模型,分析表明：该模型在一定程度上可以反映了部分序列特征对于miRNA靶基因mRNA表达水平下调程度的影响．     

疱疹病毒编码的miRNAs的研究进展

MicroRNAs (miRNAs)是一类长约22个核苷酸的RNA,在数量、序列、结构、表达和功能上具有多样性。目前,通过生物信息学手段和分子克隆方法,已发现了3518种miRNAs,在控制细胞的生长发育、分化、凋亡等过程中发挥着十分重要的作用。最近研究发现某些病毒基因组也能够编码miRNAs,其中大部分为疱疹病毒,这些miRNAs在调控病毒自身表达以及病毒与宿主相互作用方面可能起到重要的作用。找出病毒可能编码的miRNAs,探索其对病毒感染、复制、表达的作用,有助于病毒分子生物学的研究,也会为研发防治病毒的新方法和新途径提供新的思路。     

靶向调控飞蝗表皮代谢相关基因的miRNA的鉴定与分析

【目的】miRNAs(microRNAs)是一类广泛存在于真核生物中并参与调控生物体多种生命活动的非编码RNA。昆虫蜕皮发育过程包括新表皮的生成和旧表皮的降解。本研究旨在鉴定靶向调控飞蝗表皮代谢关键基因的miRNAs,为研究飞蝗Locusta migratoria表皮发育的分子调控机制提供一定的实验基础,同时为研发新的害虫防治分子靶标和防治策略提供科学依据。【方法】采用生物信息学方法预测与飞蝗表皮代谢关键基因潜在结合的miRNAs;荧光定量PCR方法检测表皮代谢相关基因及以其为靶标的miRNAs在飞蝗2龄和3龄第1,3和5天若虫中的表达趋势;利用免疫共沉淀技术及双荧光素酶报告技术在体内外水平分析miRNA与其靶基因的结合情况。【结果】生物信息学方法预测到与脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)、UDP-N-乙酰氨基葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-N-acetylglucosamine pyrophorylase,UAP)、糖基转移酶(asparagine-linked glycosylation protein 5,ALG5)和Sinuous等表皮代谢相关酶基因有潜在结合能力的miRNAs分别为miRNA-276b,miRNA-2796,miRNA-275和miRNA-184。荧光定量PCR分析表明,FAS,UAP,ALG5以及Sinuous在飞蝗2龄和3龄不同日龄若虫表皮中具有相似的表达趋势,FAS与以其为靶标的miRNA-276b表达趋势相同,其余3个基因与以其为靶标的miRNAs的表达趋势相反。通过体内免疫共沉淀研究发现,AGO1抗体可显著富集FAS,UAP,ALG5和Sinuous基因以及以其为靶标的miRNAs。体外双荧光素酶实验发现,miRNA-276b,miRNA-2796,miRNA-275和miRNA-184对表皮代谢基因FAS,UAP,ALG5和Sinuous的表达有较明显的抑制作用。【结论】本研究鉴定了靶向调控飞蝗表皮代谢基因FAS,UAP,ALG5和Sinuous的潜在miRNAs,为进一步研究表皮miRNAs对飞蝗蜕皮发育的调控机制及害虫防治新靶标的发现提供了重要科学依据。     

基于EST和GSS序列的玉米未知微RNA的数据挖掘

miRNAs通过与靶基因互补位点配对结合,在转录后水平负性调控靶基因的表达.根据miRNA进化上的保守性,以拟南芥、水稻等已知的植物miRNAs为探针,与相关数据库中玉米表达序列标签(EST)和基因组序列(GSS)中的非编码序列比对,采用一系列的标准进行筛选,最后预测得到24个玉米miRNA前体,通过靶基因的预测共得到61个靶基因.通过生物信息学方法大大提高了人们发现miRNAs及其靶基因的效率,补充了玉米miRNA数据库的不足.     

运动介导microRNAs调控骨代谢的研究进展

运动改善骨代谢,促进骨骼生长发育,缓解骨量流失的作用已被广泛证实。在骨代谢中,微小RNA(microRNAs,miRNAs)广泛参与骨髓间充质干细胞、成骨细胞及破骨细胞等骨组织细胞的增殖及分化,通过靶向作用于相关成骨因子或骨吸收因子调控骨形成与骨吸收之间的平衡,在骨代谢的调控中发挥重要作用。近年的研究表明,调控miRNAs是运动或机械应力促进骨代谢正平衡的途径之一,运动能够诱导骨骼中miRNAs差异表达,进而调控相关成骨因子或骨吸收因子的表达,进一步加强运动的促成骨效应。本综述总结了运动介导miRNAs调控骨代谢的相关研究进展,为骨质疏松的运动防治提供理论基础。