基于Linux平台的林木EST序列分析系统的构建及应用

利用Phred/Phrap/Consed、cross.match、RepeatMasker、Blast等软件和自主开发程序,基于Linux操作系统,构建了林木EST序列分析系统,完成了从测序峰图向核酸序列的转化、载体序列的去除、重复序列鉴定、EST序列分类和组装、EST序列功能注释与功能分类以及SSR、SNP的发掘。并通过使用Perl语言结合bioperl模块写的脚本程序使分析过程自动化,从而可以快速地对大批林木EST数据进行分析,为林木的功能基因组学研究提供有用的信息。     

使用与Gateway技术兼容的T载体获得入门克隆

与Gateway技术兼容的农杆菌双元载体系统已开始应用于植物功能基因组的研究,但应用这些载体系统的一个瓶颈问题,是如何简单、经济和高效地将PCR产物或其他来源的目的DNA片段构建到入门载体上获得入门克隆.为此,将传统的TA克隆技术与Gateway重组克隆技术进行整合,构建了与Gateway技术兼容的两种TA克隆载体,用于在克隆PCR产物或其他来源的目的DNA片段的同时获得入门克隆.利用兼容Gateway技术的TA克隆载体有效地解决了上述瓶颈问题.     

基于ComGIS的区域景观格局监测信息系统

从区域景观生态数据科学管理和景观格局动态分析的需要入手,以陕北纸坊沟流域作为设计和应用实例,采用地理信息系统组件MapX与可视化编程语言Delphi相结合的方式研制和开发了区域景观格局监测信息系统;文中首先对系统设计路线和建立方法进行简要说明,然后详细介绍了系统的基本结构和功能:该系统主要由数据管理模块、查询管理模块、景观指标分析和景观预测模块组成,实现了景观属性和景观图形数据的有机集成和高效管理,提供景观空间信息的显示、定位和交互查询,在此基础上计算景观类型和整个景观层次上的各种景观指数来实现景观格局综合分析,并且能够对景观发展趋势进行模拟预测,同时可以动态生成统计图表,形象直观地反映出不同时期内景观格局的发展变化规律.     

DNA分类概述

介绍了利用DNA进行分类的原理,强调了DNA分类的优越性,并着重介绍了COI(Cy-tochrome Oxidase Subunit Ⅰ)基因作为DNA分类的目的基因序列的可操作性.对DNA分类仍有许多争论.在实际分类工作中,建议将形态学数据与DNA序列数据结合起来分析.     

ESPRG3多克隆抗体制备及初步功能研究

ESPRG3基因是一个与干细胞功能相关的基因,mESPRG3和hESPRG3基因被构建到原核及真核表达载体进行表达,原核表达蛋白用于制备多克隆抗体开展ESPRG3基因功能研究.真核表达载体EGFP被用于亚细胞定位.构建的mESPRG3基因原核及hESPRG3真核表达载体,成功进行了表达.利用IPTG诱导表达ESPRG3蛋白制备了多克隆抗体,免疫印迹和免疫组化结果表明制备的抗体具有特异性;表达的蛋白检测到体外具有结合DNA的能力.染色质免疫沉淀联合芯片技术检测到ESPRG3可以特异性结合到染色体上,且这些结合位点与Alu、及绝缘子序列具有关联性,可能通过这些位点调控胚胎干细胞的功能.     

嗜线虫致病杆菌Xna基因同源重组载体的构建及遗传转化体系的建立

构建嗜线虫致病杆菌Xna基因的同源重组载体和建立该细菌的遗传转化体系.扩增嗜线虫致病杆菌XNA基因的左右同源片段及质粒PEASY-T1上的卡那抗性基因Km;利用重叠延伸引物PCR法将这3个片段连接起来,然后将其克隆至自杀性载体PJQ200.采用电激法将同源重组载体DNA转化到供体细菌,再利用二亲本结合转移方法将供体细菌中的载体转化到受体细菌CB6菌株.结果成功地扩增了Xna基因的左右同源臂及卡那抗性基因的全长融合片段、构建了Xna基因的同源重组载体,并建立了嗜线虫致病杆菌北京变种的遗传转化体系.     

染色体上大片段DNA的直接克隆及移植

应用Red重组体内直接克隆染色体上大于10 kb的DNA序列非常困难.利用一种抗性拆分-融合策略成功地从供体菌染色体上直接克隆了约50 kb的DNA序列,并将其移植到受体菌的染色体上.首先将抗性基因(如cat)的互补片段cmb定向整合到染色体上拟克隆区域的一侧,然后将含有抗性基因另一互补片段cma的线性质粒载体电转到细胞内进行定向捕获,通过抗性筛选获得克隆.使用该方法,成功地将供体菌DH1-Z基因组上约48kb的大片段DNA捕获至质粒载体上,捕获阳性率达80%.然后,将该质粒转化到受体菌DH36,利用双链断裂促进同源重组策略,替换受体菌染色体上对应区域,一次敲除基因组上4个非必需区,获得重组菌DH40.该方法也可用于微生物天然产物生物合成途径的异源表达、基因组组装和大片段DNA的功能研究.     

基于DNA的Semliki森林病毒复制子载体体内外高水平表达外源基因

基于DNA的复制子载体显著地提高了复制子载体的应用范围,在体外可用于高水平表达外源基因,大规模制备重组病毒颗粒,在体内可用于复制子疫苗和基因治疗载体研究.将复制子RNA的cDNA置于RNA聚合酶Ⅱ启动子和转录终止子控制下时,基于RNA的复制子载体可转变为基于DNA的复制子载体.当DNA载体转染细胞后,第一阶段,RNA聚合酶Ⅱ启动子在核内起始合成RNA,经过加工和修饰后运输到细胞质中,相当于复制子RNA,第二阶段,该RNA自我复制及表达外源基因,相当于病毒RNA复制循环.在成功地构建了基于DNA和RNA的双功能复制子表达载体pSCTA和辅助载体pSHCTA的基础上,为了获得高效的基于DNA的复制子载体,对其进行改进而构建了共4种不同的基于DNA的semliki森林病毒复制子,通过对表达载体和相应的辅助载体表达报告基因及对制备重组病毒颗粒的能力进行比较,获得了复制能力提高的复制子载体pSCAR和pSHCAR.该表达载体pSCAR可高水平表达外源基因,与辅助载体pSHCAR共转染可制备高滴度的重组病毒颗粒,并且也能表达抗原基因.另外,报告基因在DNA复制子载体注射的小鼠体内得到了高水平表达,并且DNA免疫小鼠后也诱导产生高滴度特异性抗体以及细胞免疫反应.结果表明,经过改造SFV复制子载体,获得了高效的基于DNA的SFV复制子载体.该复制子载体增强了原复制子载体应用能力,并有潜力作为复制子疫苗和基因治疗载体.     

基于PNA的最大独立集问题的DNA计算模型

肤核酸(Peptide Nucleic Acid)是人工合成的拔酸(DNA)的类似物.PNA能够特异地、稳定地与DNA杂交以及其独特的性质,使得PNA广泛应用在分子生物学中.本文提出了一种基于PNA的最大独立集问题的DNA计算模型,利用单链PNA被逐步褪火到单链DNA分子上,解决了一个最大独立集问题的实例.该模型的解空间只有一种类型的DNA分子,计算经m步生物操作产生问题的解(其中m=|E(G)|),最后利用鞭子PCR(whiplash PCR)原理以及凝胶电泳读解.     

基于Web的水稻芯片数据注释和分析平台

国际水稻基因组测序计划(IEGSP)顺利完成, 水稻基因的研究也进入了后基因组研究阶段. 水稻基因芯片数据注释分析是一项重要的功能基因组学研究内容, 它为理解水稻基因的生物学意义提供了帮助. 本研究开发了一个基于Web的水稻基因芯片数据注释和分析平台(RiceChip), 它比同类的注释数据库更加全面快捷. 本平台共由5个功能模块组成: BioChip模块为水稻基因表达数据提供快速检索和高级检索, 可依次按照Probe Set ID, Locus ID, Analysis Name等字段进行检索; BioAnno模块整合多个生物学数据库, 为水稻基因提供基因功能、蛋白质结构、生物代谢途径以及转录调控等方面的注释信息; BioSeq模块则收集水稻基因组的序列信息, 支持对水稻基因与芯片探针的序列查询; BioView模块是系统图形可视化的核心模块, 提供友好的访问界面与结果输出, 方便研究人员使用; BioAnaly模块结合R/Bioconductor统计分析工具提供高通量芯片数据的在线分析. 本系统从不同的方面依次提供了数据检索、基因注释、序列分析、数据可视化和数据分析等功能, 其数据收集的全面性与功能分析的强大性在同类水稻基因芯片数据注释和分析平台中都较突出.     

Embryo and Endosperm Function and Failure inSolanumSpecies and Hybrids

Although the importance of the endosperm as a food store inmany angiosperm seeds is well known, its significance duringearly embryogenesis has been neglected. In many interspecifichybrids, and in some other situations, embryos do not developfully and abort. It has often been stated that this is causedby the endosperm failing to conduct sufficient nutrients tothe embryo, but seldom has it been suggested that the endospermactively controls most of the early stages of morphogenesisof the embryo. Information gleaned from a broad survey of theliterature, combined with additional evidence presented here,obtained fromSolanum incanumand interspecific hybrids, indicatethat the endosperm is dynamic and very active in regulatingearly embryo development. This requires highly integrated geneticcontrol of rapidly changing metabolism in the endosperm. Ininterspecific hybrids, lack of coordination may cause unbalancedproduction of growth regulating substances by the endospermand hence abortion of the embryo, or even unregulated productionof nucleases and proteases resulting firstly in autolysis ofthe endosperm and then digestion of the embryo. The endospermmay thus serve to detect inappropriate hybridization of speciesor ploidy levels and so prevent waste of resources by producingseeds that would result in sterile hybrids or unthrifty subsequentgenerations. This discriminatory function of the endosperm hasdiminished during evolution and domestication of the crop plantSolanummelongenaL.Copyright 1998 Annals of Botany Company Solanum, embryo morphogenesis, endosperm, hybrid, seed development.     

环腺苷酸应答元件结合蛋白与学习记忆

环腺苷酸(cAMP)应答元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)是一种核转录因子,可与cAMP反应元件结合,调节基因转录,具有调节精子生成,昼夜节律,学习记忆等功能.近年来关于其在学习记忆中的作用成为医学研究热点.CREB是神经元内多条信息传递途径的汇聚点,参与长时记忆形成和突触可塑性.长时记忆(long-term memory)形成需依赖CREB介导的基因转录,干扰或抑制CREB活性可破坏长时记忆.长时程增强(long-term potentiation,LTP)是研究学习记忆的理想模型,在LTP诱导和维持过程中均可观察到CREB活性持续升高.但增龄过程中,海马CREB活性下降,影响学习记忆功能,与许多神经退行性疾病发生有关.     

HIFs and tumors--causes and consequences

For most organisms oxygen is essential fo life. When oxygen levels drop below those required to maintain the minimum physiological oxygen requirement of an organism or tissue it is termed hypoxia. To counter act possible deleterious effects of such a state, an immediate molecular response is initiated causing adaptation responses aimed at cell survival. This response is mediated by the hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1), which is a heterodimer consisting of an alpha- and a beta-subunit. HIF-1 alpha protein is stabilized under hypoxic conditions and therefore confers selectivity to this response. Hypoxia is characteristic of tumors, mainly because of impaired blood supply resulting from abnormal growth. Over the past few years enormous progress has been made in the attempt to understand how the activation of the physiological response to hypoxia influences neoplastic growth. In this review some aspects of HIF-1 pathway activation in tumors and the consequences for pathophysiology and treatment of neoplasia are discussed.