用生物信息学方法寻找肝癌特异性表达基因转录调控模式

为了对肝癌(hepatocellularcarcinoma,HCC)的分子发病机理进行研究,首先对肝癌基因表达谱数据用t-检验算法进行了分析,找到了肝癌中特异性表达基因(characteristicgenes).然后把这些基因结合已知的肝HNF家族转录因子染色质免疫共沉淀结合DNA启动子芯片(ChIP-chip)实验数据用SAEM算法进行分析,得到了肝癌特异性表达基因的转录调控关系,并寻找到了多个HNF家族转录因子调控单基因的转录调控模式.结果表明HNF家族转录因子对大量具有重要功能的肝癌特异性表达基因进行了转录调控,并且多个HNF家族转录因子调控单基因可以形成前馈环和多输入调控等模式.     

真核生物转录的延伸机理

由于对真核生物基因转录延伸期研究的忽视,现有的真核生物基因转录理论存在种种的偏颇.然而,新近的研究发现却使人们逐渐认识到,真核基因转录延伸阶段其实是真核细胞调节基因转录的一个高度有序、而又极为复杂的调控平台.本文尝试对近年来真核生物基因转录延伸领域的研究进展,包括转录延伸与mRNA加工的偶联、基因转录延伸调控的分子机理以及转录延伸调控对发肯和应激反应产生的影响,作概括性的综述.     

转录辅调节因子在剪接过程中的作用

细胞通过基因表达调控来应对外界刺激,其中对基因转录起始和pre-mRNA剪接的调控是基因表达调控的重要环节。越来越多的实验显示基因转录和pre-mRNA剪接这两个过程在时空上密切相关。基因转录能调节剪接模式的选择性,反之剪接过程也影响基因转录。近年来研究发现转录辅调节因子在联系转录和剪接过程中扮演着重要角色。转录辅调节因子对基因表达的调控不仅在于影响转录产物的量,还可以调控pre-mRNA的选择性剪接并产生不同的剪接体,从而翻译出具有不同生物学功能的蛋白质。本文主要阐述了基因转录与剪接之间的关系以及它们之间相互作用的机制,有利于更深入理解基因表达调控的过程。     

Z-DNA的形成及其与基因转录的关系

Z-DNA是一种非常独特的DNA二级结构.与B-DNA相比,Z-DNA最显著的结构特征是左手螺旋和磷酸-核糖骨架呈“zigzag”状. 虽然目前对Z-DNA功能的了解还不确切,但毫无疑问,Z-DNA与基因的转录和调控密切相关. 一方面,在体内Z-DNA在基因转录过程中产生;另一方面,分布于启动子等不同区域的Z-DNA又可以反过来调控基因的转录, 即Z-DNA能够增强一些基因转录,也能抑制某些基因的表达,但其调控机制还不清楚.这种调控似乎与Z-DNA在启动子中的位置、基因和细胞类型有关.研究Z-DNA的形成及其与基因转录的关系对理解基因转录调控理论具有十分重要的意义.     

真核基因转录激活的多位点协同调控

真核基因的转录激活具有协同性的特征,表现为多个转录调控位点的共同作用效果大于每个位点单独作用之和,受多个位点调控的基因转录呈S型曲线.多个激活蛋白之间的相互作用、激活蛋白与各DNA位点的协同结合以及激活蛋白与转录机器的协同作用,三种途径都对协同性转录激活行为产生影响.协同性转录激活的本质是多个结合在调控位点上的激活蛋白之间直接或间接的相互作用.多位点的协同转录调控机制有助于理解生物的多种调控过程和建立基因调控网络.     

鼻咽癌细胞中ezrin基因增强子区的定位分析

本研究采用嵌套缺失和荧光素酶检测技术对鼻咽癌CNE2细胞ezrin基因增强子区进行定位分析。实验结果显示,CNE2细胞中,ezrin基因-1541/-706具有转录激活和转录增强作用,存在转录正调控区和负调控区。对5个潜在转录调控区的进一步研究发现,ezrin基因-1297/-1186对ezrin启动子和SV40启动子具有显著的转录增强作用;其它4个区域对启动子不表现转录调控作用,或表现弱的转录增强作用。结果表明,ezrin基因-1297/-1186是具有增强子作用的关键转录调控区,它有可能与其它潜在转录调控区以共同或协同的方式调控ezrin基因转录。     

人NPCEDRG基因启动子的克隆及CCAAT/NFY结合位点初步分析

NPCEDRG基因是采用基因定位候选克隆策略获得的一个鼻咽癌候选抑瘤基因.NPCEDRG在鼻咽癌细胞和组织中表达下调,重新恢复NPCEDRG基因在CNE2细胞系的表达,可部分逆转CNE2的恶性表型.为揭示NPCEDRG基因在鼻咽癌细胞和组织中表达下调的分子机制,联合应用生物信息学和报告基因载体系统分析方法对NPCEDRG基因启动子区进行克隆及功能分析,系统发育进化足迹分析结果表明,NPCEDRG基因5′端调控区-180～+235 bp区间在脊椎动物中高度保守,该保守区域中存在包括CCAAT/NFY、STAT1和SP1等转录因子结合位点.构建Luc和/或EGFP报告基因表达载体并检测其启动子活性,-146～-8 bp区域有较强的启动子活性,电泳迁移阻滞分析实验(EMSA)提示,CCAAT/NFY转录因子结合位点是NPCEDRG基因的转录调控元件.因此,研究确定-146～-8 bp区域是NPCEDRG基因核心启动子区域且启动子核心元件CCAAT/NFY可能参与NPCEDRG基因的转录调控.     

酵母转录调控协作网络的分析

协作网通常被用于描述各种社会关系,相似的概念也可以应用到转录调控网络的研究中.针对被调控基因共享转录因子的相似性,可以建立一个被调控基因协作网,同样,根据转录因子调控基因的相似性可以建立一个相对较小的转录因子协作网.对被调控基因协作网的聚类研究发现,大部分的类都显著地富集一个或者多个GO功能注释.进一步的结果分析发现某些GO注释的基因更倾向于共享相似的调控机制.这表明,在协作网中,相对简单的调控机制相似性能捕捉生物功能相关的信息.并且,将在二部图分析中使用的概念--"异常点"引入到协作网的分析中,发现协作网的异常点和致死基因有相关性.综上所述,协作网的方法是分析转录调控网络的一个有用的补充.     

基因转录后调控在DNA损伤反应中的重要功能

DNA损伤发生时,细胞会激活一系列复杂的信号网络来调控细胞周期检查,完成DNA损伤修复或当损伤超过修复能力时诱导凋亡,这一信号网络被称为DNA损伤反应(DNA damage response,DDR)。以往DDR信号网络的研究主要集中于基因转录调控和蛋白共价修饰对功能分子的稳定性和活性调控。近年来,mRNA稳定性调控和mRNA翻译调控等基因转录后调控机制在DDR中的重要作用引起研究者越来越多的关注。研究证明:多种microRNAs和RNA结合蛋白(RNA-binding proteins,RBPs)在转录后水平调控诸多重要功能蛋白的表达,在DDR信号网络中起着不可或缺的作用。文章针对DDR反应中转录后调控的研究进展以及参与其中的microRNAs和RBPs进行阐述和讨论。