用DNA介导的基因转移法提高XP细胞对紫外辐射损伤的修复能力

本文用两种DNA介导的基因转移法(DNA—磷酸钙共沉淀法和电脉冲刺激法),将具有切除修复功能的人HeLaS3细胞的DNA,植入切除修复缺陷的着色性干皮症(XP)细胞中。实验结果表明:植入HeLaS3 DNA后,可以部份恢复XP细胞DNA切除修复的功能,提高其对紫外线辐射损伤的抗性。表现为转化细胞在UV_(254)照射后存活率的显著升高和非周期DNA合成能力的增强。     

DNA切除修复与转录偶联

细胞DNA受到某些环境理化因子损伤后,其中活性转录基因和DNA转录链上的损伤被优先切除修复,这种DNA选择性修复直接与基因转录过程偶联．在大肠杆菌中已分离到实现此功能的转录修复偶联因子（TRCF）,是由mdf基因编码的一种具有ATPase活性的DNA结合蛋白．在真核细胞中,发现某些DNA修复蛋白也在DNA转录中起作用,如人DNA切除修复基因ERCG－3编码产物,是转录因子TFⅡH中最大亚基p89,酵母切除修复基因RAD3就是编码因子b的最大亚基p85．     

从DNA修复机理看细胞癌变的发生机制

DNA损伤是引起基因突变,导致细胞恶性转化的重要原因．DNA损伤的修复过程非常复杂,是与细胞周期调节、DNA复制和DNA转录等生命活动紧密相连的．首先DNA修复需要细胞周期停滞,避免DNA损伤进入子代细胞．其次,参与DNA转录的某些基因产物参与DNA损伤的识别,有利于转录链的优先修复．最后,DNA修复系统NER、MMR参与损伤修复．上述DNA修复过程任何环节的异常,都将造成DNA修复功能减弱,导致某些功能基因突变,从而导致细胞的恶性转化．     

泛素特异性蛋白酶15稳定着色性干皮病F蛋白并促进DNA链间交联损伤修复

着色性干皮病F蛋白 (xeroderma pigmentosum group F, XPF) 和切除修复交叉互补组1蛋白 (excision repair cross complementing group 1, ERCC1) 组成一种结构特异性的核酸内切酶 (XPF-ERCC1)复合物,参与DNA链间交联 (interstrand crosslink, ICL) 损伤修复。其中,XPF蛋白的去泛素化修饰对DNA损伤修复的影响尚未见报道。本工作主要研究泛素特异性蛋白酶15 (ubiquitin-specific protease 15, USP15) 对XPF的稳定性及ICL修复的影响。本研究通过蛋白质质谱和Western印迹法分析发现,XPF蛋白与USP15存在相互作用,进而使XPF蛋白去泛素化修饰;采用CRISPR-Cas9技术构建USP15基因敲除的HeLa细胞株 (USP15 KO) 并进行Western印迹分析,结果显示,敲除组XPF蛋白水平低于对照组 (P<0.001)。克隆形成试验显示,在ICL诱导剂顺铂 (cisplatin,DDP) 和丝裂霉素C (mitomycin, MMC) 的作用下,USP15基因敲除的HeLa细胞增殖能力显著降低 (P<0.01)。本研究表明,去泛素化酶USP15是一种重要的DNA修复调节因子,该酶通过稳定XPF蛋白促进由XPF-ERCC1介导的ICL修复。本研究为改善ICL诱导剂类抗癌药物的耐药性提供了理论依据,并为肿瘤的治疗提供了潜在的新靶点。     

辐射诱导基因LRIGx的细胞周期特异性表达及编码产物同源性分析

低剂量辐射诱导表达新基因LRIGx被克隆 .Northern印迹杂交结果表明 ,在 0 2Gyγ射线照射后 2～ 4h ,人A5 4 9细胞中该基因mRNA表达水平显著上调 .当照射剂量增加到 2Gy时 ,其诱导表达水平明显低于 0 2Gy照射 .通过细胞周期同步化 ,观察到LRIGx基因表达高峰在G2 M期 .同源性比较和功能保守域分析结果显示 ,该基因编码产物与DNA修复和重组蛋白RAD5 4、ERCC 6 ,染色质重构和转录调节功能蛋白SWI2 SNF2等有同源性 ,其N端具有与染色质重构、基因转录调控和DNA修复有关的 3个功能结构域 ,即CHROMO、SNF2N和解旋酶C端结构域     

染色质免疫沉淀技术分析肺腺癌A549细胞中p53蛋白与p21^CIPI和Bim基因转录启动子的结合

为了检测肺腺癌A549细胞内抑癌蛋白p53与CDK抑制蛋白p21^CIPI和Bim基因转录调控区的结合情况,采用染色质免疫沉淀技术,用p53特异性抗体沉淀DNA,PCR检测p21^CIPI和Bim基因5’端特异性序列。结果表明,在抗体免疫沉淀的DNA片段中扩增出p21^CIPI和Bim基因5’端的特异性序列。因此证实在A549细胞内,p53蛋白可与p21^CIPI和Bim基因转录启动子的特异区域结合,进而参与两基因的表达调控。     

紫外辐照恢复早期耐辐射奇球菌的转录组学分析（英文）

目的 耐辐射奇球菌是一种对紫外线、电离、干燥和化学试剂具有较强抗性的极端微生物。然而，该菌在紫外辐照后恢复早期的分子响应还不完全清楚。本文的目的是揭示耐辐射奇球菌在这一阶段的转录组响应。方法 本研究采用RNA-seq技术，测定了正常和紫外辐照培养条件下耐辐射奇球菌的转录组。为确定关键的差异表达基因及其调控关系，进行了功能富集分析。选取部分关键差异表达基因，进行实时定量PCR实验验证。利用以往研究中的转录组数据，寻找紫外辐照、电离辐射和干燥胁迫条件下公共的差异表达基因。构建了蛋白质-蛋白质相互作用网络；对蛋白质互作网络中的枢纽基因和主要模块进行了鉴定；对这些枢纽基因和模块进行了功能富集分析。结果 紫外辐照后的恢复早期，上调基因数量是下调基因数量的2倍以上，且多数与应激反应和DNA修复有关。恢复早期的修复途径主要有单链退火（SSA）途径（涉及基因：ddr A-D）、非同源端连接（NHEJ）途径（涉及基因：lig B、ppr A）和核苷酸切除修复（NER）途径（涉及基因：uvr A-C），前两种途径为同源重组（HR）做准备，而NER途径去除紫外线照射带来的嘧啶二聚体。通过比较紫外辐照、电离辐...     

DNA修复酶系统的研究——Ⅰ.紫外线诱发~3H-TdR在着色性干皮病淋巴细胞中的非合成期掺入

本文报告了用液体闪烁计数方法对5例华东地区的着色性干皮病病人外周血淋巴细胞进行DNA切除修复功能的研究。结果发现,这5例病人淋巴细胞中的DNA切除修复功能都有不同程度的缺陷。3例病人为正常人的50％左右,1例为正常人的15％,1例在正常人的5％以下。作者提出了紫外线诱发淋巴细胞非合成期~3H-TdR掺入指数的大小代表DNA切除修复功能的高低,并根据实验结果与临床资料分析,认为DNA修复的程度与着色性干皮病的病情进展可能存在着直接关系。这与Takebe(1978)的结论是一致的。     

CHD4在染色体重塑中的作用

染色质作为真核细胞遗传信息,体内外各种因素的作用致使不断的产生损伤,但是细胞仍能保持正常的生长、分裂和繁殖,这与基因组稳定性和完整性保持,并且通过自身的损伤修复有着密切的联系。ATP依赖的染色质重塑是染色质重塑的最重要的方式之一,主要是利用ATP水解释放的能量,将凝聚的异染色质打开,协调损伤修复蛋白与DNA损伤位点的作用,通过对组蛋白的共价键修饰或ATP依赖的染色质重塑复合物开启了DNA的损伤修复的大门。CHD4/Mi-2β的类SWI2/SNF2 ATP酶/解螺旋酶域结构域保守性最强,这一结构域存在与多种依赖于ATP的核小体重构复合物。Mi-2蛋白复合物称为核小体重塑及去乙酰化酶NuRd(nucleoside remodeling and deacetylase,NuRD),是个多亚基蛋白复合物,Mi2β/CHD4是该复合物的核心成员。近来的研究发现,CHD4具有染色质重塑功能,并且参与DNA损伤修复的调控。CHD4羧基端的PHD通过乙酰化或甲基化识别组蛋白H3氨基端Lys9(H3K9ac和H3K9me),并且通过Lys4甲基化(H3K4me)或Ala1乙酰化(H3A Lac)抑制与H3、H4的结合,为染色质重塑提供了保障。Mi-2β/CHD4参与DNA损伤反应,定位于DNA损伤γ-H2AX的foci。沉默Mi-2β/CHD4基因,细胞自发性DNA损伤增多和辐射敏感性增强。表明CHD4在染色质重塑中具有重要的作用。     

p53基因与DNA修复

DNA的损伤修复是一个多因子参与的、多环节的复杂修复系统。p53基因以多条信号通路,多种调控方式参与DNA修复。它可以通过其下游一系列靶基因p21、gadd45等调控细胞周期,使细胞停滞于G1期、G2期等检测点,从而使受损DNA有足够的时间进行多因子参与的修复过程;也可以与DNA修复因子PRSA、PCNA、XPp48基因等相互作用,直接参与DNA修复;还可以蛋白－蛋白相互作用参与DNA修复。     

Gene Correction by RNA‐DNA Oligonucleotides

An oligonucleotide composed of a contiguous stretch of RNA and DNA residues has been developed to facilitate the correction of single‐base mutations of episomal and chromosomal targets in mammalian cells. The design of the oligonucleotide exploited the highly recombinogenic RNA‐DNA hybrids and featured hairpin capped ends avoiding destruction by cellular helicases or exonucleases. The RNA‐DNA oligonucleotide (RDO) was designed to correct a point mutation in the tyrosinase gene and caused a permanent gene correction in mouse albino melanocytes, determined by clonal analysis at the level of genomic sequence, protein and phenotypic change. Recently, we demonstrated correction of the tyrosinase gene using the same RDO in vivo, as detected by dark pigmentation of several hairs and DOPA staining of hair follicles in the treated skin of albino mice. Such RDOs might hold a promise as a therapeutic method for the treatment of skin diseases. However, the frequency of gene correction varies among different cells, indicating that cellular activities, such as recombination and repair, may be important for gene conversion by RDOs. As this technology becomes more widely utilized in the scientific community, it will be important to understand the mechanism and to optimize the design of RDOs to improve their efficiency and general applicability.     

影响动物细胞同源重组发生与基因打靶效率的分子机制

真核细胞的基因打靶是基因结构与功能研究的一种非常有价值的技术,也是可应用于基因治疗的具有潜力的工具。有2个限制因素束缚真核细胞基因打靶的发展,即同源重组(HR)率非常低而随机整合率非常高。通过特定基因的过表达或表达干涉,使一些参与DNA重组的蛋白表达水平瞬间改变,可能会增加HR率,降低随机整合率。本文列举了一些与HR相关的候选基因,详细介绍了其中的Rad52上位簇基因,还讨论了打靶载体的设计与修饰、DNA转染方法的有效性等。     

利用反式剪接核酶修复突变绿色荧光蛋白mRNA

为构建修复突变绿色荧七蛋白（GFP）基因的反式剪接核酶,分别构建包含突变的GFP基因的XYQ5／10-pGEM重组质粒、XYQ5／10—pEGFP—C2重组质粒及用于修复该突变基因的反式剪接核酶载体trans—rib—CMV2。通过对体外共转录XYQ5／10—pGEM和trans—rib—CMV2重组质粒的RNA产物进行RT—PCR检测核酶细胞外剪接效果;通过XYQ5／10-pEGFP-C2和trans—rib—CMV2重组质粒共转染HeLa细胞检测核酶细胞内的剪接效果。结果显示,XYQ5／10—pGEM、XYQ5／10-pEGFP-C2及trans—rib—CMV2重组质粒构建成功,反式剪接核酶在细胞外及细胞内都可以修复突变基因。虽然效率不高,但为今后更大规模地研究设计反式剪接核酶打下了基础。     

Gene induction following wounding of wild-type versus macrophage-deficient Drosophila embryos

By using a microarray screen to compare gene responses after sterile laser wounding of wild-type and 'macrophageless' serpent mutant Drosophila embryos, we show the wound-induced programmes that are independent of a pathogenic response and distinguish which of the genes are macrophage dependent. The evolutionarily conserved nature of this response is highlighted by our finding that one such new inflammation-associated gene, growth arrest and DNA damage-inducible gene 45 (GADD45), is upregulated in both Drosophila and murine repair models. Comparison of unwounded wild-type and serpent mutant embryos also shows a portfolio of 'macrophage-specific' genes, which suggest analogous functions with vertebrate inflammatory cells. Besides identifying the various classes of wound- and macrophage-related genes, our data indicate that sterile injury per se, in the absence of pathogens, triggers induction of a 'pathogen response', which might prime the organism for what is likely to be an increased risk of infection.     

DNA修复基因RAD_（24）的分子克隆和序列分析

利用缺口修复（ｇａｐｒｅｐａｉｒ）方法克隆啤酒酵母（Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）野生型ＲＡＤ_（２４）基因,并将其亚克隆到Ｍ１３ｍｐ１８和Ｍ１３ｍｐ１９,用双脱氧末端终止法对该基因的两条链均进行了序列测定。ＤＮＡＳｔｒｉｄｅｒ程序分析显示该基因编码２６８个氨基酸的蛋白质;基因缺失试验表明,该基因为细胞生存所必需。     

DNA错配修复基因mutS的高效表达及表达产物活性鉴定

将DNA错配修复基因mutS(2.56kb)克隆于分泌型原核表达载体pET32a( )上,以N端融合6个组氨酸的形式在E.col AD494(DE3)中进行了IPTG诱导表达。SDS－PAGE分析证实有一与预期分子量相应的诱导表达条带,其表达量占全菌蛋白质的35％左右,且表达蛋白以可溶形式存在。利用固定化金属离子（Ni^2 )配体亲和层析柱纯化目的蛋白,其纯度为90％以上。与含有错配碱基DNA双链的结合反应证明该蛋白具有特异性识别,结合含有错配碱基DNA双链的生物活性。     

用人DNA介导的基因转移修复中国仓鼠细胞的HPRT缺陷

 中国仓鼠卵巢细胞(CHO-K1)经N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍(MNNG)诱变和6-巯基鸟嘌呤(6-TG)选择,得到稳定的次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HPRT)缺陷细胞株,酶活性仅为野生型的6.5％。用磷酸钙共沉淀法和电脉冲法向HPRT-细胞转移人宫颈癌细胞(HeLaS_3)基因组DNA,纠正了CHO细胞的HPRT缺陷。酶活性提高了6.9倍,达到野生型的45％。用Alu序列探针进行分子杂交,证实经过基因转移并连续传代15次以上的受体细胞中含人DNA序列。表明人的有关基因已稳定地整合到CHO细胞的染色体中。     

错配修复基因hMSH2与慢性粒细胞白血病相关性研究

目的:通过对慢性粒细胞白血病(chronic myeloid leukemia,CML)患者骨髓细胞中错配修复基因(mismatch repair,MMR)h MSH2的表达水平及其调控机制的分析,探讨h MSH2与慢性粒细胞白血病疾病进展的联系。方法:用实时定量PCR方法检测10例对照,27例CML患者(包括慢性期9例,进展期8例,急变期10例)骨髓中4个MMR基因(h MSH2、h MSH6、h MLHl、h PMS2)m RNA的表达;用MSP方法检测MMR基因启动子区甲基化水平;用Western blot方法观察MMR蛋白水平在各组之间的差异。结果:与正常对照比较,CML患者的h MSH2的表达明显降低(P0.05),其表达随疾病恶化而下降,依次为急变期加速期慢性期,而h MLHl、h PMS2、h MSH6的表达却未见异常;27例CML患者中出现3例h MSH2启动子区高甲基化。结论:CML患者的h MSH2表达水平比正常人显著降低,且随着疾病恶化其表达水平逐下降,提示h MSH2可能与CML疾病进展相关。     

上调hMLH1基因表达对卵巢癌药物敏感性的影响

构建携带错配修复基因hMLH1编码序列全长的真核表达质粒pCAN—hMLHl,并探讨其对卵巢癌细胞顺铂耐药的逆转作用。应用基因重组技术将pET28-hMLHl中的目的基因hMLHl定向克隆到真核表达载体pCAN,经酶切及测序鉴定：分别将pCAN—hMLHl和空质粒pCAN转染进卵巢癌耐药细胞SKOV3／DDP,同时以对顺铂敏感的sKOV3细胞和未转染的SKOV3／DDP细胞作为对照：应用RT-PCR和Westemblo凇测转染前后细胞内hMLHlmRNA和蛋白的表达变4Jc;四甲基偶氮唑蓝（MTT）比色法检测转染前后sKOv3／DDP细胞对顺铂敏感性的变化;Hoechst染色检测转染前后细胞的凋亡。结果提示：pCAN—hMLHl重组质粒经酶切及测序鉴定,表明真核表达质粒构建正确;采用脂质体法转染sKOv3／DDP细胞后,RT-PCR和Westernblot检测到耐药细胞内hMLHl的表达增强：MTT结果显示转染重组质粒后sKOv3／DDP细胞对顺铂的敏感性显著增加;Hoechst染色观察到转染后耐药细胞的凋亡明显增强。该研究成功构建了pCAN．hMLHl重组质粒,在sKOV3／DDP细胞中进行表达,并能增强耐药细胞对顺铂的敏感性,促进耐药细胞的凋亡。     

Gene conversion as a focusing mechanism for correlated mutations: a hypothesis

Ways of producing complex mutational events without substantially raising the primary mutation rate are explored. If the small amount of DNA that is resynthesised through the action of the mismatch DNA repair system is not subject to further repair, the incidence of double mutations can increase by a factor of 100, while single mutations would increase by only 30%. Such a boost in the incidence of double mutations seems insufficient to meet the needs of higher organisms. For them, an alternative strategy would be to produce complex events by a succession of single mutations occurring in a correlated manner over several sexual generations. It is proposed that gene conversion may fulfill this role. Assuming that the resynthesis of DNA that occurs during gene conversion produces mutations in the conversion tract, one predicts a tendency for close mutations in corresponding sequences in the two homologous chromosomes, to promote, during conversion, further mutations in their vicinity. Semiquantitative calculations suggest that such a mechanism can be quite effective, provided the divergence between two paired chromosomes is around 10^–4 or less. Such a mechanism might constitute an adaptive mutation strategy acting at the population level.