Ash2l-1调控小鼠卵黄囊早期造血

作为甲基转移酶MLL/SET1复合体的核心成分之一,ASH2L能够促进组蛋白H3K4me3修饰的形成,并在小鼠早期胚胎发育过程中行使重要功能.在小鼠中,由于启动子的选择性使用,Ash2l会转录成两种不同长度的转录本并形成两种蛋白质亚型:ASH2L-1和ASH2L-2.目前有关该基因在小鼠胚胎发育中的作用机制及不同亚型的功能还不清楚.本文利用CRISPR/Cas9技术特异敲除Ash2l-1并研究该亚型的生理学功能.研究结果发现,当Ash2l-1缺失时,小鼠胚胎在E9.5~E10.5时发生致死.特别是Ash2l-1-/-E9.5胚胎的卵黄囊血管和早期造血发育存在明显缺陷.转录组测序结果显示,Ash2l-1的缺失影响红细胞发育和成熟、血管发生和形成相关基因的表达.H3K4me3的CUT&RUN结果显示,在一些表达下调关键基因的启动子区,H3K4me3修饰水平出现下降.以上结果表明,Ash2l-1在小鼠卵黄囊的早期造血和血管形成过程中是必不可少的,它可能是通过调控关键基因启动子区的H3K4me3修饰水平而控制这些基因的表达,从而在相关过程中行使功能.     

Lnc-RAP3对小鼠3T3-L1前脂肪细胞分化的影响

长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)是一类长度大于200nt、没有长开放阅读框架但往往具有mRNA结构特征的RNA,可以在转录及转录后水平参与基因的表达调控。近年来,有研究证实lncRNA对脂肪生成具有重要作用。Lnc-RAP3位于小鼠(Mus musculus)17号染色体,其表达量在小鼠脂肪细胞分化前后呈现显著差异,但其具体的生物学功能尚不清楚。为探讨lnc-RAP3在小鼠3T3-L1前脂肪细胞成脂分化中的作用,本文首先构建了lnc-RAP3的真核表达载体pcDNA3.1-RAP3,利用脂质体将pcDNA3.1-RAP3和人工合成的lnc-RAP3的siRNAs分别转染3T3-L1前脂肪细胞,并对转染后的细胞进行诱导分化,并通过油红O染色、qRT-PCR检测成脂分化相关基因表达等方法比较过表达和敲降lnc-RAP3对3T3-L1前脂肪细胞成脂分化的影响。结果显示,过表达lnc-RAP3后,细胞内脂滴聚集显著减少(P<0.05),在诱导分化第0 d、2 d和4 d时C/EBPα、Glut4、PPARγ、LPL和FAS的表达水平均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)下降;敲降lnc-RAP3后,细胞内脂滴聚集显著增多(P<0.05),同时在诱导分化第0 d、2 d时PPARγ、LPL、C/EBPα、FAS和Glut4的表达水平呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)升高。本研究结果表明,lnc-RAP3可能通过影响成脂分化相关基因的表达来抑制3T3-L1前脂肪细胞的成脂分化。     

Toll样受体4(TLR4)基因剔除小鼠构建及初步表型分析

目的 利用CRISPR/Cas9技术构建Toll样受体4(TLR4)基因敲除小鼠模型,并观察突变小鼠对革兰氏阴性细菌脂多糖(LPS)刺激响应的变化。方法 针对TLR4基因外显子2设计并合成1对sgRNA片段,与编码Cas9的mRNA混合后通过受精卵显微注射方法,建立TLR4基因敲除小鼠,通过繁育获得基因敲除纯合子小鼠(TLR4^-/-小鼠);通过LPS刺激,分析TLR4^-/-小鼠对炎症应激的反应情况,并在分子和病理水平上和野生型对照(WT)进行比较。结果 PCR及测序检测表明TLR4基因外显子2在小鼠基因中被成功敲除;给予LPS刺激后,IL1β、IL6、MyD88、iNOS及TNFa等炎症因子的表达在野生型小鼠的心、肝和肺组织中显著上调,而在TLR4^-/-小鼠中则几乎没有变化;血生化指标显示LPS刺激后WT小鼠血清中的尿素(Urea)和肌酐(Cre)水平显著升高,而TLR4^-/-小鼠刺激前后无显著变化,病理分析同样发现TLR4^-/-小鼠能够抵抗LPS对肾组织的损伤。结论 利用CRISPR/Cas9技术成功构建了TLR4基因剔除小鼠模型,TLR4的缺失能够降低IL1β、IL6、MyD88、iNOS及TNFa炎症因子对LPS刺激的响应,抑制LPS引起的炎症反应及对组织的损伤。     

COMPASS核心成员Ash2l通过调控细胞周期影响神经祖细胞增殖

为探究Ash2l(absent, small, or homeotic 2-like, Ash2l)对小鼠大脑皮质神经祖细胞(neural progenitor cells, NPCs)的增殖能力和细胞周期的影响。本研究利用NPCs标志物PAX6和TBR2,检测NPCs数量和分布的改变情况。结果显示,Ash2l敲除导致NPCs数量显著减少(P<0.05),且分布紊乱。对E16.5小鼠进行在体30 min EdU标记实验,检测NPCs 增殖能力,Ash2l敲除导致30 min EdU几乎无法进入NPCs(P<0.001)。结果表示,NPCs增殖能力受到严重的影响。用细胞周期M期标志物pH3,检测大脑皮质中处于M期的NPCs分布情况,同时提取了E16.5小鼠大脑皮质蛋白质,检测细胞周期蛋白 A的表达量。Ash2l敲除的NPCs的 M期细胞核分布紊乱,G₂期标志蛋白质细胞周期蛋白 A表达量减少。利用EdU和BrdU双标记法,计算NPCs的S期长度。Ash2l敲除后的NPCs的S期长度缩短(P<0.05)。因此,Ash2l调控NPCs细胞周期进程,进而影响NPCs的增殖能力,敲除小鼠大脑皮质发育异常。本研究强调了表观遗传调控对胚胎期神经系统发育的重要作用,并对表型进行了深入探索。     

Pd-1基因敲除小鼠构建及初步表型验证

目的:细胞程序性死亡蛋白(programmed death ligand-1,PD-1)是机体T细胞的免疫检查点,也是肿瘤治疗的重要靶点。采用CRISPR/Cas9技术,利用非同源重组修复引入突变的方式,使基因蛋白读码框移码造成PD-1功能缺失,建立Pd-1基因敲除小鼠模型,为深入探究Pd-1基因功能及作用机制提供基础。方法:针对Pd-1基因2-4号外显子设计并合成2对sgRNA片段,与编码Cas9片段共同体外转录,通过受精卵显微注射方法将两者mRNA混合注射到C57BL/6小鼠受精卵中,经PCR产物测序鉴定获得F0代小鼠,之后与野生型C57BL/6小鼠交配获得F1代杂合子小鼠,F1代小鼠自交即获得F2代纯合子小鼠品系(Pd-1^-/-)。刀豆蛋白(concanavalin A,ConA)刺激Pd-1^-/-小鼠后,通过实时荧光定量PCR和流式细胞技术在mRNA和蛋白水平上分别检测Pd-1^-/-小鼠中Pd-1基因在转录和翻译过程中的表达情况,并通过ELISA方法检测Pd-1^-/-小鼠血清中IL-6、IFN-γ、IL12/IL23及TNF-α等因子的表达水平,初步分析Pd-1通路在T细胞反应调控中的作用机制及对免疫刺激的响应情况。结果:PCR及测序结果表明在小鼠基因组中Pd-1基因2-4号外显子被成功敲除;Real-Time PCR实验和流式检测结果显示:与野生型小鼠相比,Pd-1^-/-小鼠脾、肠系膜淋巴结、胸腺和血液各组织中Pd-1表达水平均显著降低;双抗夹心ELISA测定结果显示:Pd-1敲除后经ConA刺激,血清中IL-6和IFN-γ表达上调。结论:成功构建Pd-1基因敲除小鼠模型。Pd-1缺失能够上调IL-6和IFN-γ对ConA刺激的响应,增加ConA引起的炎症反应,为Pd-1的体内基因功能研究提供了新的小鼠模型和研究思路。     

利用CRISPR/Cas9系统构建FGF21基因敲除小鼠模型

成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factors, FGFs)是细胞间的多功能信号分子,调节生物体的多种生理功能。FGF21作为一种重要的调控因子,对毛囊发育及生长周期具有重要作用。为研究FGF21基因对毛囊发育及生长周期的影响及作用机制,本研究通过构建靶向敲除FGF21基因的载体,体外将Cas9 mRNA和gRNA显微注射到FVB小鼠受精卵中,在小鼠FGF21基因的第1外显子上造成移码突变,从而获得FGF21基因敲除(knock out, KO)小鼠。通过测序鉴定F₀代小鼠基因型,共获得3只FGF21等位基因敲除小鼠(Fgf21 ^-/-);qRT-PCR和Western blotting结果表明,在Fgf21 ^-/-小鼠中未检测到FGF21 mRNA表达和FGF21蛋白表达;经脱毛再生及皮肤组织H&E染色发现,与野生型(wild type, WT)小鼠相比,Fgf21 ^-/-小鼠体重降低、器官组织未出现异常变化、毛发生长速度减慢、毛囊的直径和毛发的密度均减小。本研究利用CRISPR/Cas9技术成功构建了Fgf21 ^-/-小鼠模型,为后续研究FGF21基因在毛囊发育及生长周期中的功能提供了更好的动物模型。     

鸡PPARγ基因转录本3上游开放阅读框转录后的调控作用

过氧化物酶体增殖物激活受体γ (peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ)是脂肪生成的关键调控因子。本实验室前期研究发现,与人和鼠等哺乳动物PPARγ基因的转录本不同,鸡PPARγ基因的多个转录本5′UTR区存在上游开放阅读框(upstream open reading frames, uORFs)。为了揭示该uORF转录后的调控作用,本研究构建了鸡PPARγ基因转录本3 (cPPARγ3)野生型5′UTR报告基因载体psiCHECK2-cPPARγ3- 5′UTR-WT和uORF突变(uATG突变为终止密码子TGA)的5′UTR报告基因载体psiCHECK2-cPPARγ3- 5′UTR-Mut。将这两个报告基因载体分别转染永生化鸡前脂肪细胞(immortalized chicken pre-adipocytes, ICPA)和鸡胚成纤维细胞DF1,检测海肾荧光素酶报告基因hRluc活性及其mRNA表达。荧光素酶报告基因检测结果显示,在ICPA细胞中,psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-Mut的hRluc报告基因活性极显著高于psiCHECK2- cPPARγ3-5′UTR-WT (P<0.01);在DF1细胞中,psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-Mut的hRluc报告基因活性高于psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-WT,但差异不显著(P>0.05)。qRT-PCR检测hRluc基因mRNA表达结果显示,与psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-WT相比,在ICPA细胞中,psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-Mut转染细胞的hRluc基因的mRNA表达水平极显著降低(P<0.01);在DF1细胞中,psiCHECK2-cPPARγ3-5′UTR-Mut转染细胞后,hRluc基因的mRNA表达水平也降低,但差异不显著(P>0.05)。为进一步分析该uORF对鸡cPPARγ3的转录后调控作用,本研究又分别构建了野生型cPPARγ3真核表达载体pcDNA3.1-cPPARγ3-WT和uORF突变的cPPARγ3真核表达载体pcDNA3.1-cPPARγ3-Mut。qRT-PCR检测cPPARγ3的mRNA表达水平,结果显示,在这两种细胞中,pcDNA3.1-cPPARγ3-Mut转染细胞的cPPARγ3 mRNA表达水平均显著低于pcDNA3.1-cPPARγ3-WT转染细胞(P<0.05),但Western blot结果显示,pcDNA3.1-cPPARγ3-Mut转染细胞的PPARγ蛋白表达水平极显著高于pcDNA3.1-cPPARγ3-WT转染细胞(P<0.01)。这些研究结果表明,5′UTR区的uORF抑制鸡cPPARγ3的翻译。     

Synaptotagmin 1基因敲除对小鼠行为的影响*

目的: 研究Synaptotagmin 1基因敲除(Syt1^+/-)对小鼠情绪行为的影响并初步探讨其可能机制。方法: 选取8周龄雄性Syt1^+/-小鼠及同窝野生型(WT)小鼠各5只,采用免疫荧光染色方法观察小鼠前额叶皮层、海马、杏仁核、伏隔核、纹状体和腹侧被盖区等6个脑区中Syt1的表达;选用8周龄雄性Syt1^+/-小鼠9只,以及WT小鼠10只为对照,通过旷场实验、高架十字迷宫实验和强迫游泳实验检测比较成年Syt1^+/-小鼠和WT小鼠的焦虑样行为;另选用8周龄雄性Syt1^+/-小鼠及WT小鼠各5只,检测小鼠前额叶皮层、海马和杏仁核的谷氨酸含量。结果: 与WT小鼠相比,Syt1^+/-小鼠在前额叶皮层、海马、杏仁核、伏隔核、纹状体和腹侧被盖区Syt1阳性细胞数目显著减少(P＜0.01);Syt1^+/-小鼠在旷场中总移动距离显著减少(P＜0.01),并更偏爱在外周区域活动(P＜0.01),对中心区域的探索欲望显著下降(P＜0.01);Syt1^+/-小鼠更偏好待在封闭安全环境中(P＜0.01),开臂探索次数(P＜0.05)和在其中运动的时间显著减少(P＜0.01);Syt1^+/-小鼠在强迫游泳实验中不动时间明显增加(P＜0.01);同时,Syt1^+/-小鼠杏仁核中谷氨酸的含量显著增加(P＜0.01)。结论: Syt1基因敲除可以引起小鼠显著的焦虑样行为,推测与杏仁核中谷氨酸含量增加有关。     

鸡miR-17-92基因簇靶基因ZFPM2的鉴定及功能分析

miR-17-92基因簇在哺乳动物的许多生理和病理过程中发挥重要作用。本实验室前期研究发现,miR-17-92基因簇促进鸡前脂肪细胞的增殖,但其作用机制尚不清楚。为了揭示miR-17-92基因簇促进鸡前脂肪细胞增殖的作用机制,本研究采用CCK-8细胞增殖检测方法分析干扰ZFPM2对前脂肪细胞的影响,结果发现,干扰ZFPM2能显著促进鸡前脂肪细胞的增殖(P<0.01);与CCK-8分析结果相一致,干扰ZFPM2可致使细胞增殖标志基因PCNA、Ki67、Cyclin D1的mRNA表达量明显升高(P<0.01或P<0.05)。进一步对鸡ZFPM2基因进行生物信息学分析,发现该基因mRNA的3′UTR有两个区域存在miR-17-92基因簇4个成员(miR-17-5p、miR-20a、miR-19a及miR-19b)的潜在结合位点。为验证miR-17-92基因簇是否靶作用于鸡ZFPM2基因,构建了鸡ZFPM2基因3′UTR区的荧光素酶报告基因载体(野生型)(psi-CHECK2-ZFPM2-3′UTR-WT)及其突变型的荧光素酶报告基因载体(psi-CHECK2-ZFPM2-3′UTR-MUT)。报告基因活性分析显示,过表达mi-17-92基因簇能极显著地抑制野生型ZFPM2的报告基因活性(P<0.01);转染miR-17-5p、miR-20a及miR-19a的抑制剂均能显著地提高野生型ZFPM2报告基因的活性(P<0.01或 P<0.05),但这些抑制剂对突变型ZFPM2报告基因的活性无明显影响。qRT-PCR分析发现,miR-17-5p、miR-19a及miR-20a的抑制剂能显著提高内源性ZFPM2基因mRNA的表达水平(P<0.01或P<0.05)。共转染分析发现,尽管差异不显著,但miR-17-5p和miR-19a的抑制剂均倾向于降低ZFPM2干扰片段的促细胞增殖作用。本研究结果表明：miR-17-92基因簇成员miR-17-5p、miR-20a、miR-19a及miR-19b靶作用于ZFPM2;miR-17-92基因簇至少部分通过抑制ZFPM2基因表达从而促进鸡前脂肪细胞的增殖。     

地佐辛对缺氧复氧诱导的大鼠心肌细胞损伤的作用及机制

目的: 探讨地佐辛通过调控微小RNA-7a-5p(miR-7a-5p)/泛素E3连接酶10(TRIM10)表达影响缺氧复氧(H/R)诱导的大鼠心肌细胞H9C2氧化应激和凋亡的作用机制。方法: 将H9C2细胞分为对照组(细胞正常培养)、H/R组(缺氧处理3 h,复氧培养4 h)、不同剂量地佐辛干预组(分别采用10^-7、10^-6、10^-5 mmol/L的地佐辛预处理H9C2细胞24 h,再进行H/R处理)、H/R+miR-7a-5p组(转染miR-7a-5p mimics至H9C2细胞,然后进行H/R处理)、H/R+miR-NC组(转染miR-NC至H9C2细胞,然后进行H/R处理)、H/R+地佐辛+anti-miR-7a-5p组(10^-5 mmol/L的地佐辛预处理转染anti-miR-7a-5p的H9C2细胞24 h,再进行H/R处理)、H/R+地佐辛+anti-miR-NC组(10^-5 mmol/L的地佐辛预处理转染anti-miR-NC的H9C2细胞24 h,再进行H/R处理),每组细胞设置3个复孔,实验重复3次。酶联免疫吸附法检测细胞中氧化应激指标丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力,流式细胞术检测细胞凋亡,蛋白印迹(Western blot)法检测B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、B淋巴细胞瘤-2相关蛋白(Bax)和泛素E3连接酶10(TRIM10)蛋白表达,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测miR-7a-5p和TRIM10 mRNA表达。双荧光素酶报告基因实验验证miR-7a-5p与TRIM10调控关系。结果: 与对照组比较,H/R组MDA含量、细胞凋亡率、Bax蛋白表达及TRIM10的mRNA和蛋白表达均升高(P＜0.05),而SOD和GSH-Px活力、Bcl-2蛋白表达和miR-7a-5p表达均降低(P＜0.05)。与H/R组比较,不同剂量地佐辛干预组MDA含量、细胞凋亡率、Bax蛋白表达及TRIM10的mRNA和蛋白表达均降低(P＜0.05),而SOD和GSH-Px活力、Bcl-2蛋白表达和miR-7a-5p表达均升高(P＜0.05),且不同剂量地佐辛干预组间各指标两两比较差异均显著(P＜0.05)。与H/R+miR-NC组比较,H/R+miR-7a-5p组MDA含量、细胞凋亡率、Bax蛋白表达及TRIM10蛋白表达均降低(P＜0.05),而SOD和GSH-Px活力、Bcl-2蛋白表达均升高(P＜0.05)。miR-7a-5p靶向负调控TRIM10表达。与H/R+地佐辛+anti-miR-NC组比较,H/R+地佐辛+anti-miR-7a-5p组MDA含量、细胞凋亡率、Bax蛋白表达及TRIM10蛋白表达均升高(P＜0.05),而SOD和GSH-Px活力、Bcl-2蛋白表达均降低(P＜0.05)。结论: 地佐辛可降低H/R诱导的大鼠心肌细胞H9C2氧化应激和凋亡,其可能通过调控miR-7a-5p/TRIM10轴发挥作用。     

小麦TaLCD基因的克隆及其对渗透胁迫的调节作用

半胱氨酸脱巯基酶(CDes)可催化降解半胱氨酸(Cys)生成硫化氢(H₂S)。通过克隆小麦(Triticum aestivum)中的L-半胱氨酸脱巯基酶基因TaLCD, 并将其在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过表达, 探讨TaLCD对渗透胁迫条件下种子萌发和根系生长的影响, 并分析其对干旱胁迫的调节作用。结果显示, 盐胁迫条件下, TaLCD过表达植株种子萌发率显著高于野生型; 甘露醇处理条件下, TaLCD过表达植株的根长也显著高于野生型, 且TaLCD过表达显著提高植株抗旱性。此外, TaLCD过表达植株对ABA更加敏感, ABA处理下TaLCD过表达植株的种子萌发率及根长均显著低于野生型。干旱胁迫下, TaLCD过表达植株胁迫响应基因(COR47、RD29A、RAB18和RD22)及ABA信号途径相关基因(NCED3、HAB1、HAB2、ABI1、ABI2和ABF2)的表达水平均显著高于野生型。因此推测, TaLCD增强植株抗旱和抗盐能力可能依赖于ABA信号途径。     

雷公藤内酯醇对多发性骨髓瘤细胞凋亡及组蛋白H3K4甲基化的影响

目的：探讨雷公藤内酯醇（TPL）对多发性骨髓瘤RPMI8226细胞增殖、凋亡和组蛋白H3K4甲基化的影响。方法：以人多发性骨髓瘤细胞株RPMI8226为研究对象,在不同浓度（10、20、40、80、160 nmol/L） TPL中共培养不同时间（24 h、48 h、72 h）后,采用噻唑蓝（MTT）法检测细胞增殖活性;流式细胞术检测细胞凋亡和细胞周期;Western blot法检测组蛋白H3K4me2、H3K4me3的甲基化状态,实时荧光定量RT-PCR分析组蛋白甲基化酶SMYD3和组蛋白去甲基化酶LSD1的表达水平。结果：TPL对RPMI8226细胞有明显的增殖抑制作用,呈剂量和时间依赖性（P<0.05）;TPL对RPMI8226细胞有明显诱导凋亡的作用,并且随着TPL作用浓度的增加,细胞凋亡比例逐渐增加（P<0.05）;同时TPL还可以诱导RPMI8226细胞周期阻滞于G₂/M期;TPL以浓度依赖性降低组蛋白H3K4me2、H3K4me3的甲基化水平（P<0.05,P<0.01）,并抑制SMYD3和上调LSD1的表达（P<0.05）。结论：TPL可抑制RPMI8226细胞增殖、引起细胞周期阻滞于G₂/M期,并诱导其凋亡;通过抑制组蛋白甲基化酶SMYD3和增强组蛋白去甲基化酶LSD1的表达,降低组蛋白H3K4me3和H3K4me2的甲基化水平,这可能是TPL诱导多发性骨髓瘤细胞凋亡和抗肿瘤作用的机制之一。     

微小核糖核酸106b对肝细胞葡萄糖异生的影响及机制*

目的: 探讨微小核糖核酸106b(miR-106b)对肝细胞葡萄糖异生作用及其机制。方法: 正常人L02肝细胞培养于含10%胎牛血清的DMEM中,利用miR-106b模拟物和抑制剂(mimics和antagomiR,分别20 nmol/L)处理L02肝细胞24 h,Western blot法检测蛋白和磷酸化蛋白的表达,定量RT-PCR检测mRNA的表达,葡萄糖试剂盒检测培养液中葡萄糖含量。结果: miR-106b模拟物可明显增加磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)的蛋白表达(P均＜0.01)、增加磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(PCK1)的mRNA表达(P＜0.01)、降低葡萄糖激酶(GCK)的mRNA表达(P＜0.01)。miR-106b抑制剂可显著降低PEPCK和G6Pase的蛋白表达(P均＜0.01)、降低PCK1的mRNA表达(P＜0.01)、增加GCK的mRNA表达(P＜0.01)。此外,miR-106b模拟物或抑制剂可显著降低或增加信号转导和转录激活子3(STAT3)的蛋白表达(P均＜0.01)。STAT3特异性抑制剂可显著拮抗miR-106b抑制剂对肝细胞葡萄糖异生的抑制作用。结论: miR-106b通过抑制STAT3信号通路而增加肝细胞葡萄糖异生。     

RNA干扰猪NHEJ通路修复因子对HR效率的影响

非同源末端连接(nonhomologous end joining, NHEJ)是动物基因组DNA双链断裂(double-strand break, DSB)修复的优选途径,通过与同源重组(homologous recombination, HR)竞争DSB靶点,进而抑制HR的效率。为提高HR效率,本研究针对猪NHEJ通路修复关键因子PNKP、LIG4和NHEJ1的编码序列,设计并合成相应的靶向小干扰RNA (small interfering RNA, siRNA),组成若干对RNAi (RNA interference)系统,将RNAi系统与报告质粒SSA-GFP reporter、HDR -GFP system和ssODN-GFP system共转染至猪胎儿成纤维细胞(porcine fetal fibroblasts, PFFs),检测敲低上述NHEJ关键修复因子后对HR的影响。RNAi结果显示,针对PNKP、LIG4和NHEJ1设计的siRNA均可显著敲低PNKP、LIG4和NHEJ1基因的表达(P<0.05)。选择干扰效果最好的siRNA与报告载体共转染PFFs,结果表明干扰PNKP基因表达后可显著提高单链退火(single strand annealing, SSA)修复效率、双链或单链DNA介导的同源重组定向修复(homology-directed repair, HDR)效率分别为55.7%、37.4%和73.1% (P<0.05),而干扰LIG4和NHEJ1分别提高双链和单链介导的HDR效率为37.5% 和 76.9% (P<0.05)。     

干旱胁迫对转PtPIP2;8基因84K杨苗木光合、生长和根系结构的影响

为研究水通道蛋白PtPIP2;8基因功能, 了解其不同表达水平的转基因84K杨(Populus alba × P. glandulossa)应对干旱胁迫的响应, 该文以转PtPIP2;8 84K杨抑制表达株系(抑制表达)、野生型(WT)和转PtPIP2;8 84K杨超表达株系(超表达)为试验材料, 测定PtPIP2;8表达水平、根系导度、光响应曲线、气体交换参数、生长及根系形态指标。结果显示: (1) WT植株PtPIP2;8仅在根系表达; 超表达植株PtPIP2;8除在根部显著表达外, 在茎和叶片中也显著表达; 抑制表达植株PtPIP2;8仅在根部有微量表达, 表达量分别是WT和超表达植株的1/20和1/80。(2)根系结构分析发现, 超表达植株总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数显著低于WT和抑制表达植株, 根系导水率显著高于WT和抑制表达植株, 表明PtPIP2;8参与了植物根系水分运输, 提高了水分运输效率。(3)正常水分条件下, 抑制表达植株苗高、叶面积显著低于WT和超表达植株, 根冠比显著高于WT和超表达植株。干旱胁迫后, 抑制表达植株净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)下降幅度小, 仍能维持较高的P_n。气体交换参数显示抑制表达植株P_n、G_s日变化为“单峰”型, 属气孔因素引起的净光合速率下降;WT和超表达植株P_n、G_s日变化为“双峰”型, 干旱胁迫后, 抑制表达植株P_n略微下降, WT和超表达植株P_n均下降, 尤其是13:00、15:00下降显著, 表明WT和超表达植株对干旱胁迫更加敏感, 干旱对其影响更大。(4)干旱胁迫后, 抑制表达植株相对生长速率、总生物量降低的最少, 根冠比最高; 总根表面积、总根体积、总根尖数显著高于WT植株。表明PtPIP2;8直接参与水分运输并提高水分运输效率, 其转化影响了植株根系发育和生长。超表达植株根系发育的下降和叶面积的增大减弱了它的抗旱性, 而抑制表达植株矮小, 降低的叶面积, 增加的根系生长和根冠比提高了它的抗旱能力。从研究结果来看, 水通道蛋白提高了水分跨膜运输效率, 而非水通道蛋白导水机制对干旱有较强的耐受性。     

硫氢化钠对脊髓小脑共济失调3型小鼠海马MBP及学习记忆的影响

目的: 探讨硫氢化钠(NaHS)对脊髓小脑共济失调3型(SCA3)小鼠海马神经元髓鞘碱性蛋白(MBP)及学习记忆的影响及其治疗意义。方法: 随机挑选12只雄性正常野生型小鼠(WT)作为正常对照组(NC Group),然后将48只SCA3小鼠随机分为SCA3模型组(M Group)、低剂量小鼠组(NL Group,10 μmol/kg)、中剂量小鼠组(NM Group,50 μmol/kg)和高剂量小鼠组(NH Group,100 μmol/kg),每组12只,用药组每日腹腔注射一次,连续4周。通过Morris水迷宫比较不同剂量NaHS干预前后SCA3小鼠学习记忆能力的变化,分光光度法测定海马内硫化氢(H₂S)含量,免疫组化技术检测髓鞘碱性蛋白(MBP)的表达差异,并借助电镜观察各组小鼠神经元髓鞘形态学变化。 结果:与对照组小鼠比较,SCA3小鼠的学习记忆能力显著下降(P＜0.05),海马内H₂S含量降低(P＜0.05),有髓神经纤维MBP表达量也降低(P＜0.05),经过不同剂量的外源性NaHS治疗后,学习记忆能力有不同程度改善(P＜0.05);且SCA3小鼠海马H₂S和MBP含量也有不同程度提高(P＜0.05)。结论: 外源性NaHS可能通过提高SCA3小鼠大脑海马的H₂S含量和MBP含量增加,对神经元细胞产生一定的保护作用,进而提高SCA3小鼠的学习记忆能力,为寻求SCA3的治疗提供新的思路,同时为临床SCA3患者的营养支持及治疗提供方向。     

紫胶林中蚂蚁-紫胶虫互利关系和寄主植物多样性对节肢动物各营养级的影响

【目的】昆虫之间的互利关系和植物多样性在生态系统中具有重要的作用,本研究旨在探讨蚂蚁-紫胶虫互利关系的下行效应以及寄主植物多样性的上行效应对节肢动物群落各营养级的影响。【方法】试验样地位于云南省普洱市墨江县雅邑乡的人工紫胶林中。通过随机裂区试验方法,于2016年8月和9月分两次用手捡法、网扫法和震落法采集了蚂蚁-紫胶虫3种互利关系处理(有互利关系、无互利关系和自然对照)以及3种植物多样性处理(单一种植、2树种混植和3树种混植,分别代表植物多样性1, 2和3)下样地寄主植物上所有的节肢动物,并按照不同营养级将其分类。【结果】蚂蚁-紫胶虫互利关系会显著降低消费者多度［有互利关系(14.2±0.95)<自然对照(18.57±1.13)<无互利关系(23.27±1.38), (F=4.290, P=0.017)］,植物多样性会显著提高消费者多度［植物多样性1(13.49±2.54)<植物多样性2(16.31±2.50)<植物多样性3(25.01±2.47), (F=56.03, P<0.001)］;在两者的交互作用下,无论哪个植物多样性水平上,有互利关系处理的消费者多度都显著低于无互利关系处理的消费者多度 (F=6.850, P<0.001)。互利关系对捕食者多度无显著影响(F=1.277, P=0.284),植物多样性会显著增加捕食者多度［植物多样性1 (1.72±0.49) <植物多样性2 (3.42±0.54) <植物多样性3 (3.59±0.55), (F=10.976, P<0.001)］,两者的交互作用对捕食者多度无显著影响(F=0.428, P=0.788)。互利关系和植物多样性会显著增加蚂蚁多度［自然对照(44.08±8.94) <有互利关系(324.82±65.35), (F=48.9, P<0.001)］, ［植物多样性1(86.31±12.51)<植物多样性3 (131.20±18.80) <植物多样性2(151.27±21.68), (F=137.85, P<0.001)］, 两者的交互作用也会显著增加蚂蚁多度(F=80.31, P<0.001)。【结论】蚂蚁与紫胶虫的互利关系显著降低植物上的植食性害虫,对捕食者不产生显著作用,但显著提高蚂蚁多度;而植物多样性对节肢动物各营养级都有积极作用;两者会产生一定的联合作用,对各营养级产生不同的影响。     

牦牛B细胞淋巴瘤2相关蛋白A1的原核表达及体外活性

为研究牦牛(Bos grunniens) B细胞淋巴瘤2相关蛋白A1(B cell lymphoma 2 related protein A1,BCL2A1)的原核表达及体外活性。采用原核表达载体构建、细胞划痕实验、CCK-8法、透射电镜和实时荧光定量PCR等方法。结果显示,成功构建pET-32a-BCL2A1重组质粒,表达获得约33kDa的BCL2A1。终浓度为0.02μg/mL、0.2μg/mL、2.0μg/mL的BCL2A1均能使HepG2细胞活性显著降低(P < 0.05),并在一定程度上抑制细胞的迁移。2.0μg/mL BCL2A1导致HepG2细胞核固缩,胞质中高密度物质聚集,溶酶体吞噬形成致密的凋亡小体等。此外,细胞凋亡相关基因CASP9的mRNA水平在2.0 μg/mL组中显著上调(P < 0.05),CASP8的mRNA水平在0.2 μg/mL和2.0 μg/mL组中显著上调(P < 0.05),而CASP3和Cyt c的mRNA水平在3个浓度处理组均显著上调(P < 0.05)。这提示BCL2A1可能通过凋亡途径影响HepG2细胞活性,为进一步探索牦牛BCL2A1基因功能积累资料。     

组蛋白H3K4甲基转移酶复合物亚基Ash2参与裂殖酵母产孢

在氮源缺乏及信息素存在的条件下,裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)进行减数分裂并完成产孢。在此过程中,信息素介导的MAPK(Mitogen-activated protein kinases)信号通路调控减数分裂相关基因的表达。Spk1是MAPK通路的核心成员,通过蛋白磷酸化的方式激活转录因子Ste11,从而激活mei2⁺、mam2⁺和map3⁺等减数分裂相关基因的表达。尽管组蛋白H3K4甲基化参与基因转录激活、染色质重塑等诸多生物学过程,但其在裂殖酵母产孢过程中的作用并不清楚。文章通过序列比对,发现裂殖酵母Ash2作为H3K4甲基转移酶复合物COMPASS的亚基具有两个保守的结构域,定位于细胞核内参与H3K4的甲基化修饰。ash2⁺的缺失引起裂殖酵母在氮源缺乏时产孢过程的延迟及产孢率下降。ChIP、定量PCR分析结果显示,ash2⁺的缺失降低了spk1⁺编码区H3K4的二甲基化水平,造成spk1⁺mRNA水平的明显下调。在ash2Δ细胞中,虽然ste11⁺的转录水平没有变化,但Ste11的靶基因mei2⁺、mam2⁺和map3⁺的转录水平明显下降。在裂殖酵母中,组蛋白H3K4甲基转移酶复合物COMPASS的亚基Ash2通过调控二甲基化水平修饰从而调节MAPK信号通路,参与裂殖酵母的有性生殖,为建立表观遗传修饰与减数分裂之间的联系提供了新的线索。     

Effects of intercropping on photosynthetic rate and net photosynthetic nitrogen use efficiency of maize under nitrogen addition

研究间作后作物光合碳同化和光合氮利用效率(PNUE)对氮投入的响应, 对阐释间作产量优势的氮调控效应, 指导间作氮肥管理有重要意义。本研究设置玉米(Zea mays)单作、玉米间作两种种植模式的4个氮水平(N0, 0 kg·hm ^-2; N1, 125 kg·hm ^-2; N2, 250 kg·hm ^-2; N3, 375 kg·hm ^-2), 分析间作与施氮量对玉米叶片特征、光合参数、PNUE和产量的影响。结果表明: 与单作相比, 间作显著增加玉米叶片的叶干质量和比叶质量; 各施氮水平(除N3)下, 间作中靠近马铃薯(Solanum tuberosum)侧的玉米叶面积均显著高于单作玉米。单间作对比发现, 间作提高了玉米光饱和点和暗呼吸速率。单作、间作靠玉米侧(I-M)、间作靠马铃薯侧(I-P)的玉米PNUE均随施氮量增加而降低, 降幅以I-P最大; 施氮量低于250 kg·hm ^-2时, 相同施氮量下的玉米PNUE和净光合速率(P_n)均以I-P最高, I-M和单作次之。间作显著提高了玉米产量(土地当量比>1)。该研究中当施氮量≤250 kg·hm ^-2时, 间作I-P的玉米叶片P_n和PNUE显著提高可能是间作玉米产量提高的重要原因。