哺乳动物性别决定和性反转

目前已知SRY仅是涉及性别决定过程的基因之一.近年来又发现和克隆了许多可能参与性腺分化与发育的基因,如副中肾抑制基因MIS,也称抗副中肾激素基因AMH;SRY相关基因SOX9;编码甾类因子的基因SFI;X-连锁的DAX基因;Wilm′s肿瘤抑制基因WTI;以及X-连锁的剂量敏感基因DSS等,并新建立了性别决定的Z-基因模型,DSS-基因模型和Jimenez等的模型,较合理地解释了哺乳动物性别决定的分子机理和以前难以解释的各种奇特的性反转现象,使性别决定的研究取得了长足的进展,但仍有一些悬而未决的问题有待于进一步探索.     

非编码的mRNA

非编码的mRNA是近年发现的一类不含典型ORF的mRNA.目前已发现或克隆的这类基因主要有：H19基因,XIST基因,XLSIRT基因,His-1基因,bic基因,rox1和rox2基因等.它们与胚胎发育,肿瘤发生及X染色体失活密切相关.     

阿特拉津降解菌Arthrobacter sp. AG1降解基因研究

菌株Arthrobacter sp. AG1能以4000 mg/L的阿特拉津（AT）为唯一碳源、氮源和能源生长。通过设计特异引物从AG1中扩增出阿特拉津氯水解酶基因trzN的全序列,该基因与已报道的trzN基因序列相似性为99%。AG1菌株中含有两个大于100kb的质粒,Southern杂交结果显示trzN和atzB基因均位于其中较大的一个质粒pAG1上。将AG1菌株在LB液体培养基中转接三代后,发现34%的细菌细胞丢失了降解活性,但却未发现丢失质粒,PCR扩增结果表明突变子丢失了trzN基因,但atzB和atzC基因未丢失,说明降解活性的缺失是trzN基因片段从质粒上丢失的结果,表明trzN基因在环境中存在水平转移现象,暗示菌株AG1中的阿特拉津降解基因是基因的水平转移重组的结果。     

阿特拉津降解菌Arthrobacter sp. AG1降解基因研究

菌株Arthrobacter sp. AG1能以4000 mg/L的阿特拉津（AT）为唯一碳源、氮源和能源生长。通过设计特异引物从AG1中扩增出阿特拉津氯水解酶基因trzN的全序列,该基因与已报道的trzN基因序列相似性为99%。AG1菌株中含有两个大于100kb的质粒,Southern杂交结果显示trzN和atzB基因均位于其中较大的一个质粒pAG1上。将AG1菌株在LB液体培养基中转接三代后,发现34%的细菌细胞丢失了降解活性,但却未发现丢失质粒,PCR扩增结果表明突变子丢失了trzN基因,但atzB和atzC基因未丢失,说明降解活性的缺失是trzN基因片段从质粒上丢失的结果,表明trzN基因在环境中存在水平转移现象,暗示菌株AG1中的阿特拉津降解基因是基因的水平转移重组的结果。     

毛竹APX基因系统进化与表达分析

抗坏血酸过氧化物酶(aseorbate peroxidase, APX)是植物活性氧代谢中重要的抗氧化酶之一,尤其是叶绿体中清除H₂O₂的关键酶,也是维生素C代谢的主要酶类。该文基于生物信息学方法,利用毛竹的基因组及转录组数据鉴定毛竹中的APX基因家族成员,并对其编码的蛋白基本理化性质、基因结构、启动子元件、系统进化及共线性关系、重复串联基因、GO注释及表达模式进行综合分析,共鉴定出21种编码APX的基因。结果表明:(1)PeAPX基因家族成员多为不稳定疏水蛋白,基因结构、基序及结构域相对较为保守,大多数APX基因具有高度保守的内含子模式。(2)系统进化关系显示毛竹APX基因与水稻APX基因有着较高的同源性关系,PeAPX具有较高的进化保守性。(3)Ka/Ks分析表明PeAPX基因都经历了纯化选择压力,此外在每个APX基因的启动子序列中发现有许多与应激反应和植物激素相关的顺式作用元件,结合表达量分析,表明毛竹APX基因在毛竹生长发育中起着正向促进作用。该研究为进一步了解毛竹APX基因家族基本功能及其抗氧化机制提供了一定的参考,为毛竹APX基因功能的深层次鉴定提供了重要依据。     

小鼠胚胎Sry基因的RNA干涉研究

为了研究 Sry 基因的调控网络,采用 siRNA 技术使 Sry 基因沉默,探讨了有效沉默 Sry 基因的途径和最佳条件. 设计、合成针对小鼠 Sry 基因的发夹状寡核苷酸链,退火后连入真核表达载体pSilencer 4.1-CMV neo vector,构建以小鼠 Sry 基因为靶点的 siRNA 干涉载体 pSilencer 4.1/Sry217及 pSilencer 4.1/Sry565,通过尾静脉注射法将载体质粒导入妊娠小鼠体内,于小鼠妊娠第 11.5 天,即 11.5 dpc (days post coitum,性交后天数) 取出胚胎,采用双重 PCR 法对胚胎进行性别鉴定,鉴定为雄性的胚胎采用半定量 RT-PCR 法检测Sry 基因的表达量,研究不同干扰序列、不同注射时间及注射剂量对 Sry 基因表达量的影响. 研究结果,确定了质粒的最佳注射时间为 9.5 dpc,注射剂量为 20 μg,注射干扰质粒 pSilencer 4.1/Sry565 对 Sry基因的抑制效率达 85% 左右. 结果表明,siRNA 可以显著抑制雄性胚胎 Sry 基因的表达.     

地黄C3H基因的克隆及生物信息学分析

香豆酸-3-羟化酶属于植物中最大的蛋白酶细胞色素P450家族之一,在植物生命活动中发挥着重要作用。为了解地黄香豆酸-3-羟化酶基因RgC3H合成毛蕊花糖苷的功能,该研究基于地黄代谢组学分析获得KEGG途径中的C3H,采用多重比对在NCBI中获得同源基因的一个保守序列,并基于该保守序列和地黄SRA数据库,采用电子克隆和RT-PCR克隆技术获得地黄C3H基因全长CDS(RgC3H),对其进行生物信息学分析。结果表明:RgC3H基因全长为1 530 bp,且编码一个含509个氨基酸、分子量为57.91 kD、无信号肽的蛋白质; 基于氨基酸序列的结构分析显示,RgC3H有一个保守区域-P450结构域; 系统进化分析结果显示,RgC3H与芝麻和猴面花的C3H基因具有很高的同源性。上述结果为进一步研究RgC3H基因在地黄毛蕊花糖苷生物合成途径中的作用奠定了基础。     

谷子PAL基因家族全基因组的鉴定和表达分析

苯丙氨酸解氢酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)基因家族参与苯丙烷类代谢过程,通过调控植物抗病次生物质的合成在植物抗逆反应中发挥重要作用。为明确谷子PAL基因家族在逆境胁迫下的表达规律,该研究利用生物信息学方法对谷子PAL基因家族进行鉴定和表达分析。结果表明:谷子具有11个PAL基因,在进化树中可分为3个亚家族,SiPAL7独自进化为一支。通过构建蛋白结构域发现PAL基因家族成员均含有保守的PAL结构域。启动子分析显示,PAL基因含有应答激素、逆境胁迫等多种因子的顺式作用元件,说明PAL基因广泛参与不同生物学调控过程。RT-qPCR结果显示,谷子PAL基因家族多为诱导型表达,不同光照条件下PAL基因表达量变化明显,不同基因具有不同响应模式,说明谷子PAL基因家族在参与光调节反应中发挥重要作用。谷子PAL基因高度保守,广泛响应不同非生物胁迫,具有表达特异性。该研究结果为揭示PAL基因家族在调节谷子抗性及胁迫应答过程中的作用提供了参考。     

鼠mPC-1基因的克隆与特性分析

为深入研究人前列腺癌相关基因PC-1的生物功能和进化保守状况,从小鼠肾脏中克隆了全长cDNA序列,命名为mPC-1（GenBank Acc No.AY048852）.mPC-1基因cDNA全长为2 193 bp,主要定位于小鼠染色体3A1-A2区域.mPC-1基因最大开放阅读框编码的蛋白质由224个氨基酸组成,与人PC-1蛋白编码区存在82%的序列一致性,含有coiled-coil结构域和PEST结构域.生物信息学分析表明,由6个外显子组成的mPC-1基因与mD52高度同源,其中,第一外显子代表该基因的特异性序列,实验证据显示mPC-1基因具有自己的启动子,推测mPC-1与小鼠mD52可能是重叠基因.对小鼠20种组织器官和不同发育阶段的胚胎组织cDNA的RT-PCR检测证实,该基因主要在前列腺、肾和眼组织中表达,在胃和平滑肌中有少量表达,在其他组织中表达很弱或不表达.而mD52基因则几乎广泛存在于小鼠的各个组织器官中,因此,两个基因虽然序列上高度重叠却是独立调控的.综上所述,mPC-1基因可能是一个与人PC-1基因结构功能类似的新基因.     

鸡Z染色体上DMRT1基因的多重跨染色体剪接

性别决定与分化发育是同时涉及生命现象中两种细胞分裂(有丝分裂和减数分裂)形式的惟一的分化发育过程。对该过程中关键基因DMRT1的转录分析，发现位于鸡Z染色体上的DMRT1基因分别同时与4号染色体上的CENP C1基因、5号染色体上CD5R基因和2号染色体上37LRP/p40基因发生跨染色体剪接，由此构成了新的跨染色体剪接本DMRT1-CENP C1、DMRT1-CD5R和DMRT1-37LRP/p40。对其剪接位点的分析，发现两段染色体序列存在的重叠区可能在这种剪接中起着重要作用。DMRT1基因在转录过程中同时与多个染色体上基因发生多次跨染色体剪接的发现，无疑有助于对在转录水平上的多样性基因调控以及性别决定与分化发育等的认识开辟另一新途径。     

Isolation of new promoter-mediated co-suppressed lines in Arabidopsis thaliana

Four new independent lines that exhibit co-suppression of an introduced cab140::tms2 gene and the native cab140 gene have been isolated in Arabidopsis thaliana. These lines are of particular interest because the homology shared between the introduced and native genes is 1.3 kb of promoter DNA that only contains 14 bp of transcribed region. Most other reported examples of co-suppression involve homologies between transcribed portions of genes. A similar line, lct, had been isolated previously from EMS-mutagenized seeds, and we concluded that this example of co-suppression was probably due to a mutation that mapped at or near the introduced cab140::tms2 gene [Brusslan JA, Karlin-Neumann GA, Huang L, Tobin EM: Plant Cell 5: 667–677 (1993)]. Our observations with these four new lines, however, suggest that an epigenetic event(s) rather than a mutation might be the cause of co-suppression in these and the lct line.     

Successful expression of heterologous egfp gene in the mitochondria of a photosynthetic eukaryote Chlamydomonas reinhardtii

The efficient expression of exogenous gene in mitochondria of photosynthetic organism has been an insurmountable problem. In this study, the pBsLPNCG was constructed by inserting the egfp gene into a site between TERMINVREP-Left repeats and the cob gene in a fragment of mitochondrial DNA of Chlamydomonas reinhardtii CC-124 and introduced into the mitochondria of respiratory deficient dum-1 mutation of C. reinhardtii CC-2654. Sequencing and DNA Southern analyses revealed that egfp gene had been integrated into the mitochondrial genome of transgenic algae as expected and no other copy of egfp existed in their nucleic genome. Both the fluorescence detection and Western blot analysis confirmed the presence of eGFP protein in the transgenic algae; it indicated that the egfp gene was successfully expressed in the mitochondria of C. reinhardtii.     

Construction of a Chlamydomonas reinhardtii mutant with an intronless psbA gene

Efficient chloroplast transformation systems now available allow the manipulation of the evolutionarily highly conserved psbA gene in the eucaryotic organism Chlamydomonas reinhardtii. Two copies of this gene in the inverted repeat region of the chloroplast genome contain four large group I introns. To analyse possible functions of these introns and to generate a mutant for simplified psbA gene manipulations, a psbA cDNA fragment was introduced into a psbA deletion mutant using the biolistic transformation method. A transformant with no introns in the psbA gene has been obtained and represents the first example of the removal of a complete set of introns from a chloroplast gene. The newly generated strain is photosynthetically competent and contains no detectable recipient genome copies. The loss of all four introns appears to be phenotypically silent.     

香石竹DcSKP1基因克隆及表达分析

SKP1基因是SCF E3泛素连接酶蛋白复合物的核心成分,参与多种生物过程。然而,香石竹SKP1基因还未被克隆,该文利用RT-PCR结合RACE技术,从香石竹(Dianthus caryophyllus)的花药中分离克隆了1个减数分裂相关基因SKP1的全长cDNA序列,命名为DcSKP1(GenBank登录号为MK931293)。结果表明:(1)DcSKP1基因cDNA全长序列为962 bp,含有1个长度为567 bp的ORF,该基因编码188个氨基酸。(2)蛋白序列比对显示,DcSKP1中存在一个高度保守TPEE基序,还具有Skp1_POZ结构域和Skp1结构域,并与拟南芥的SKP1聚集在一个分支上。(3)利用荧光定量PCR对香石竹DcSKP1基因表达模式进行研究,发现DcSKP1基因在各个组织部位都有表达,在花药中的表达量高于茎、叶组织,且在幼小的花药中表达量最高,随着花药发育的进程表达量下降。由此推测,DcSKP1基因可能在香石竹减数分裂中具有重要作用。     

原发性震颤的遗传学进展

就原发性震颤(essential tremor,ET)的遗传学基础作一探讨.ET是最常见的神经疾病之一,其临床表现复杂多样,病因机制尚不清楚.常有家族史,目前已定位3个疾病基因位点,最近发现多巴胺受体D3(the dopamine receptor D3 gene,DRD3)和LINGO1基因变异可能与ET发病相关.     

Enhanced stable expression of aVibrio luciferase under the control of the Ω-translational enhancer in transgenic plants

A fusion gene usingluxA andluxB genes ofVibrio species has been designed to express light autonomously in plants.LuxA:luxB was introduced into plants by a high-efficiency transformation system consisting of a high-copy virulence helper plasmid pUCD2614 and T-vector pUCD2715 containingluxA:luxB. The expression ofluxA:luxB fusion gene was optimized by adjusting the spacing between the genes and by placing the translational efficiency of its mRNA under the control of the -3 translational enhancer. The resulting transgenic plants synthesized luciferase at levels greater than 1% of the total leaf protein. These plants produced light autonomously and light intensity was enhanced by the addition of aldehyde. That theluxA:luxB fusion has been optimized enables its use as a reporter for gene activity in plants during development and under various stress-inducing conditions. These results show that a specific protein from an introduced foreign gene can be produced with high efficiency in cultivated plants and such a system is therefore amenable for production of desired proteins through conventional farming methods.     

RNA干扰技术在果蝇中的应用

RNA干扰是双链RNA特异诱导的转录后期基因沉默.该技术随着不断完善而越来越被广泛地运用于果蝇的功能基因组研究上,双链RNA已经成为果蝇中功能基因的一个十分有效的抑制子,势必使RNA干扰技术成为研究果蝇体内基因功能的强有力的反向遗传学研究技术.     

Cre-LoxP系统在炭疽芽胞杆菌基因敲除中的应用及eag基因的敲除

将Cre-LoxP系统应用于Bacillus anthracis中并成功敲除eag基因．以B.anthracis基因组为模板扩增得到上下游同源臂,联合两端带有LoxP位点的壮观霉素抗性基因片段构建好同源重组载体,转化B．anthracis AP422,通过一系列筛选得到带有抗性标记的重组菌．然后,通过转入Cre重组酶表达质粒,去除抗性标记,得到eag基因缺失的重组菌,并在DNA水平、RNA水平和蛋白质水平进行了系统的鉴定．最终建立了Cre-LoxP系统在B．anthracis中的应用方法,并成功敲除eag基因.     

模式生物粗糙脉孢菌光受体的研究进展

粗糙脉孢菌是一种重要的模式生物,在遗传调节机制、昼夜节律运行以及真菌光应答反应研究中起重要的作用.本综述主要介绍粗糙脉孢菌光受体WC-1和VVD的结构与功能,以及它们参与调节昼夜节律和光适应机制方面的研究进展.在该真菌中,所有已知的光应答反应都受蓝光调节,由光受体WC-1和VVD介导.WC-1是该真菌的转录因子,介导最初的光反应过程,产生VVD等多种光反应蛋白,而VVD通过负反馈机制抑制WC-1的转录作用.此外,vvd基因已经用于构建在哺乳动物中表达的光调节基因元件.