TT病毒分子生物学研究进展

TT病毒属圆环病毒科,其基因组为单链负股环状DNA,全长的3.8kb,由编码区和非编码区组成,前者至少含有6个公认的开放阅读框架,TT病毒以滚环复制方式主要在肝细胞和造血细胞中复制,其转录产物包括3.0,1.2,1.0kb等3种剪接mRNA,TT病毒的衣壳蛋白由3.0kbmRNA转译,而1.2kb,1.0kbmRNA表达产物为非结构蛋白,对转录过程起调节作用。最近,有研究发现,TT病毒开放阅读框架表达一种可能对肾上皮细胞有损伤作用的类鱼精蛋白。     

基于RNA-seq测序数据鉴定和分析猪基因组可变剪接事件

可变剪接作为一种增加基因组和蛋白质组多样性的重要机制,广泛发生于真核生物基因转录的过程中.本文采用Illumina Hiseq 2500测序平台对猪睾丸组织4个不同发育时期(60胚龄、90胚龄、30日龄和180日龄)进行转录组测序,以猪基因组数据为参考,鉴定和分析了猪基因组可变剪接事件.从猪基因组中鉴定出20398个基因(80.6%)对应的92738个可变剪接事件.在不同的可变剪接类型中,以第一个外显子可变剪切(alternative 5′first exon,TSS)、最后一个外显子可变剪切(alternative 3′last exon,TTS)、单外显子跳跃(skipped exon,SKIP)和可变5′或3′端剪切(alternative exon ends,AE)4种类型为主,分别占所有可变剪接事件的41.0%,32.9%,7.6%和7.4%.GO功能富集分析显示,发生可变剪接的基因主要富集于物质合成、物质结合及酶活性相关的GO项中,而各发育时期特异的可变剪接基因与发育时期的生理状态密切相关,60胚龄时主要与酶活性和组织形成相关,30日龄时主要与抗环境应激和离子通道活性相关,180日龄时则主要与循环系统相关.此外,在筛选出64个与睾丸素代谢相关的基因中,63个基因发生可变剪接,且以TSS和TTS为主,表明这两种可变剪接类型与睾丸素合成和分泌密切相关.通过对猪基因组可变剪接的分析,为深入研究可变剪接生物学功能及进一步开展分子育种工作提供理论依据.     

受逆境诱导的水稻Rim2/Hipa假基因转录本选择性加尾和剪接

我们以往的研究证明水稻受病原菌诱导的Rim2/Hipa因子是水稻基因组所特有的DNA转座子超级家族.本实验通过对病原菌诱导的cDNA文库的筛选和对EST数据库的搜索,发现在众多的Rim2拷贝中,只有Rim2-42因子被表达,其为一个TNP2类转座酶的假基因,其编码区为终止子所打断.序列分析结果表明Rim2转录本被选择性剪接和加尾,而且在两个水稻亚种中的剪接方式有差异,共形成7种不同转录本结构,包括一个未知功能的Rim2-XET嵌合转录本,该嵌合转录本为转录通读(read-through)所形成,而XET基因是可以被逆境所诱导的.这些结果说明Rim2因子家族可能已失去转座的活性.结果也初步表明Rim2-42因子插入到了一个XET基因启动子的下游,该启动子带动了Rim2因子的诱导表达.     

昆虫杆状病毒的增强子(Enhancer)

人们早已发现,许多真核细胞DNA、动物病毒DNA和RNA肿瘤病毒基因组具有一种基因调控序列,能增加它所连接基因的转录效率,这种核苷酸序列称之为增强子或激活子(Enhancer或Activator)。最近,美国科学家Guarino和Summers等人首次发现昆虫杆状病毒苜蓿尺蠖丫纹夜蛾核多角体病毒(Autographa californica Nuclear Polyhedrosis Virus,AcNPV)基因组中有散在分布的增强子序列。它们是一种特殊方式的核苷酸重复序列,可大大增加病毒延迟早期基因(Delayed-Early Gene)的转录效     

昆虫病毒研究的回顾与展望

在病毒学研究一个多世纪的发展史中,以昆虫作为宿主,并在宿主种群中发生流行病的昆虫病毒研究起步较迟,落后于植物病毒、动物病毒、细菌病毒.但是近五十年来,昆虫病毒研究得到很大的发展.据国际病毒分类委员会第七次报告的统计,至今已报告的昆虫病毒有1600多种,涉及昆虫纲几乎所有的目.这些昆虫病毒分属于13个病毒科、2个病毒亚科和21个病毒属.按病毒核酸类型划分,可分为:1)双链DNA病毒,其中有杆状病毒科、痘病毒科、多分病毒科、泡囊病毒科和虹彩病毒科;2)单链DNA病毒中的细小病毒科;3)双链RNA病毒,其中有呼肠孤病毒科、二分RNA病毒科;4)单链RNA病毒,其中有微RNA病毒科、野田村病毒科和T四病毒科;5)DNA和RNA的反转录病毒,包括前病毒科和变位病毒科[2].昆虫病毒已经成为病毒研究比较活跃的领域之一,它在生命科学研究中占有显著的地位并显示出广阔的发展前景.我国的昆虫病毒研究实际上始于二十世纪50年代中期高尚荫、曹诒荪等人对家蚕核型多角体病毒(NPV)病研究[3].近五十年来,在昆虫病毒--昆虫细胞离体培养系统;昆虫病毒资源的识别鉴定;昆虫病毒分子生物学;昆虫病毒生物防治技术等研究领域得到很大的发展,取得长足进步,并在国际上产生重要影响.     

番茄MADS-box基因Lemads1的可变剪接与表达模式分析

可变剪接(alternative splicing) 是真核基因转录的普遍现象和重要调控方式,在生物体的各种生理过程中发挥着重要的作用。植物转录因子MADS box基因在植物生长发育中发挥重要作用。番茄(Solanum lycopersicum L.) SEPALLATA (SEP) 亚族基因Lemads1是1个在番茄果实成熟过程中具有关键作用的MADS box家族成员,但至今尚未见其转录剪接模式的详细报道。本研究发现,Lemads1基因在转录时存在可变剪接现象,并检测到4种Lemads1可变剪接转录本,其扩增长度依次为：699 bp、741 bp、1 404 bp和1 539 bp。剪接方式有外显子选择性切除和内含子保留两种。这4种转录本编码长度为232 aa、246 aa和266 aa的3种蛋白质。氨基酸序列比对和系统进化分析结果表明,这3种蛋白序列的差异主要集中在C区,但并不影响它们的系统进化地位。在进化上,它们仍属于SEP亚家族LOFSEP亚支中的FBP9/23分支,与它们亲缘关系最近的番茄SEP类蛋白是SLMBP21。Lemads1反义RNA转基因植株表型观察结果表明,该基因可能参与番茄果实成熟和萼片发育过程;而组织特异性表达分析表明,该基因的4种转录本具有相似但并不完全相同的表达模式,它们都在萼片和果实中高表达,但在这2个组织发育过程中的表达变化却有明显差异。暗示这些可变剪接转录本在萼片和果实发育过程中扮演了不同的角色。本研究提供了番茄Lemads1基因存在可变剪切的重要信息,对该基因功能的深度发掘具有指导意义。     

选择性剪接调控蛋白PTB及同源蛋白的研究进展

选择性剪接(alternative splicing)是指一个前体m RNA通过选择不同的剪接位点组合产生多个可编码功能相似或相反的m RNA剪接异构体过程。多聚嘧啶结合蛋白(polypyrimidine tract-binding protein,PTB)作为一种剪接调控因子,它主要结合新生m RNA而抑制剪接发生。剪接调控的紊乱可导致肿瘤以及多种疾病的发生。本文详细阐述选择性剪接调控蛋白PTB及其同源蛋白的结构特征及选择性剪接与临床疾病的相关性的研究进展,从基因转录调控水平对疾病发生、发展以及预后有更深入的了解和认识,在许多疾病的研究中具有重要的应用前景。     

RNA病毒基因组和转录复制多样性的分子基础

自然界中RNA病毒的种类和数量比DNA病毒多得多,根据基因组类型,RNA病毒可分为多种类型,许多研究者认为,存在于古细菌Myxobacteria中,仅仅有一个逆转录酶基因的反转子（Retron)可能是所有病毒的祖先,进化的模式如下,反转子→反座子→反转录转座子→反转录病毒→副反转录病毒→DNA病毒,RNA病毒转录。／复制在很多特征上与DNA病毒迥然不同,依赖于RNA的RNA聚合酶是RNA病转录／复制的主要催化剂,RNA病毒基因组转录和复制都从3'端poly(A)或类tRNA结构或其他结构起始,内部终止是转录,通读到5'末端终止是复制,RNA病毒的模板有正链病毒（RNA模板,负链病毒RNA模板和全长正负链反基因组RNA模板,RNA模板的选择调控机制非常复杂,目前知之甚少,选择模板,RNA聚合酶与转录因子结合形成复制体是两种主要的调控方法,另外,5'UTR和3'UTR也可以调控RNA病毒的转录。     

腺病毒—基因工程疫苗的重要载体

腺病毒(Adenovirus,简称Ad)是一种DNA病毒,基因组长32～36kb,不同血清型的基因组大小有所不同。目前对Ad2和Ad5等主要血清型的基因背景研究得较为深入,病毒的转录分为早期(Early)和晚期(Late),早期包括E1a,E1b,E2a,E2b,E3和E4,早期表达蛋白的主要功能是调节基因表达和DNA复制;晚期转录包括L1～5,晚期蛋白主要是毒粒成分和病毒包装蛋白。病毒启动子转录频率和RNA的加工受病毒编码蛋白的调节。     

萝卜-芥蓝异源四倍体植物SR30基因转录本的选择性剪接分析

为了解异源多倍体形成后,其剪接因子基因SR30在各组织器官间的表达量以及选择性剪接模式与亲本的差异,选取萝卜-芥蓝异源四倍体(Raphanobrassica)及其亲本萝卜(Raphanus sativus)、芥蓝(Brassica oleracea var.alboglabra)为材料,运用RACE-PCR方法克隆到全长的编码序列(CDS)和3非编码区(3 UTR),运用q RT-PCR和半定量RT-PCR检测其在各组织器官中的表达量和各转录本表达量间的差异。结果表明,四倍体中萝卜同源的Rs SR30基因有5种转录本,芥蓝同源的Bo SR30基因有4种转录本。同时,SR30在3物种中的表达具有组织器官的差异,且在四倍体中的总体表达量显著低于亲本。根据克隆到的转录本,预测Rs SR30编码3种蛋白,Bo SR30编码2种,不同蛋白异构体的区别体现在C末端的丝氨酸-精氨酸富集(RS)结构域。因此,萝卜-芥蓝异源多倍体形成后,SR30基因在表达量和转录本选择性剪接方面都发生了改变。     

外源DNA在哺乳动物细胞中不依赖于启动子的转录和剪接现象

外源性导入哺乳动物细胞的双链DNA会经历重组、重排及其他复杂的分子生化反应。极少数DNA分子会随机整合到宿主基因组,即发生水平基因转移。然而,目前还不清楚这些外源性DNA分子在不含有特殊启动子的情况下是否能被细胞的转录机器识别并起始转录。在构建环状RNA(circ RNA)表达体系的过程中,发现了外源性DNA分子能经历不依赖启动子的转录,而且转录本会发生符合"GU-AG"法则的RNA剪接进而产生类似于环状RNA的异常剪接分子。进一步研究表明,外源DNA在哺乳动物细胞中不依赖于启动子的转录和剪接现象是保守的。揭示了外源DNA在哺乳动物细胞中的一个新的命运途径,该发现对研究外源性DNA对宿主细胞的影响具有重要意义及应用价值。     

番茄丛矮病毒的分子生物学研究进展

近年来,多种植物RNA病毒载体被广泛地应用于外源基因的表达、植物病毒学和植物病理学基础理论的研究中.番茄丛矮病毒(Tomato bushy stunt virus,TBSV)是番茄丛矮病毒科(Tombusviridae)番茄丛矮病毒属(Tombusvirus)的典型成员.TBSV病毒基因组复制、转录和翻译等分子机制的研究取得了巨大的进展,使得利用TBSV构建稳定、高效的表达载体成为可能.     

染色质结构与mRNA可变剪接

mRNA的可变剪接(alternative splicing)是一种由一个mRNA前体(pre-mRNA)通过不同的剪接方式产生多个mRNA变异体(variants)的RNA加工过程。在过去很长一段时间里,人们认为mRNA剪接过程是独立于转录过程的一个转录后RNA加工过程。然而,越来越多的实验证明mRNA剪接在很大程度上是与转录偶联发生的。因此,剪接调控会受到与转录相关因素的调控。本文将对染色质与mRNA剪接调控的相关性和染色质结构调控可变剪接的分子机制进行阐述。     

Pre-mRNA选择性剪接的调控及选择性剪接数据库

Pre-mRNA选择性剪接是真核生物转录组和蛋白质组多样性的主要来源,也是细胞分化、发育等过程中重要的基因表达调控方式。约95%的人类多外显子基因存在RNA选择性剪接|很多人类基因疾病的发生与RNA剪接错误相关。随着共转录现象的发现,RNA选择性剪接调控机制研究也取得了很大进展。本文分别从序列层面和核小体定位、组蛋白修饰、DNA甲基化及非编码RNA等表观遗传层面,系统地阐述了RNA选择性剪接的调控机制。为便于搜索,本文介绍了近10年来RNA选择性剪接相关的数据库。     

病毒重组细菌人工染色体构建、突变及应用

如何快速、方便地保存和修饰基因组较大的DNA和RNA病毒核酸一直是病毒学研究的重点。细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome,BAC)为解决这两个问题提供了便利,它可以容纳300 kb的基因序列,能够通过大肠杆菌诱变技术进行有效修饰,目前已经成为编辑大基因组病毒基因的有效工具。DNA病毒,如疱疹病毒和痘病毒的基因组已被克隆到BAC载体上。此外,一些RNA病毒,如冠状病毒和黄病毒科病毒等也建立了基于BAC的反向遗传操作系统。现概述不同病毒重组BAC构建策略,总结了常用的对BACs进行基因修饰的技术,介绍了BAC载体重组病毒的拯救以及将BAC序列从病毒基因组中删除的方法,简述了病毒重组细菌人工染色体的应用。     

东方蜜蜂微孢子虫基因的可变剪接及可变腺苷酸化解析

本研究旨在基于已获得的第三代纳米孔全长转录组数据对东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae基因的可变剪接（alternative splicing,AS）和可变多聚腺苷酸化（alternative polyadenylation,APA）进行分析。通过Astalavista软件鉴定东方蜜蜂微孢子虫基因的AS事件类型。采用TAPIS pipeline对东方蜜蜂微孢子虫基因的APA位点进行鉴定。利用MEME软件分析所有全长转录本的poly (A)剪接位点上游50bp的序列特征并鉴定motif。共鉴定出发生于5个基因的5次AS事件,包括1次可变供体位点（alternative donor site,ADS）和4次内含子保留（intron retention,IR）。鉴定出233个基因发生APA,其中含有1个poly (A)剪接位点的基因数量最多（143,61.37%）。序列特征分析结果显示,东方蜜蜂微孢子虫全长转录本的3’ UTR的上下游表现出明显的碱基倾向性,U在3’ UTR的上游富集,而A在3’ UTR的下游富集。此外,在东方蜜蜂微孢子虫全长转录本的poly (A)剪接位点上游鉴定到3个motif（AAUAAA、UGAUGC和GCGACG）。研究结果揭示了东方蜜蜂微孢子虫转录组的复杂性,完善了现有的参考基因组和转录组注释,也为深入探究不同剪接异构体的分子功能提供了基础。此外,本研究为其他真菌的AS和APA研究提供了有益的思路和方法借鉴。     

真核生物基因组长内含子递归剪接事件的分子机制

在高等真核生物基因组转录过程中,一次剪接可完成短内含子的去除,而较长内含子(10 kb)则需通过多次剪接方可去除。多次剪接去除长内含子的过程通常被称为递归性剪接。已有研究表明,递归性剪接事件与诸多生物学过程及疾病的发生发展有着密切的联系。近年来,关于递归性剪接的研究越来越多,研究者已经在果蝇(Drosophila)和多种脊椎动物基因组转录过程中发现了递归剪接事件,通过不同的生物信息学方法找到了多个递归剪接位点并进行了实验验证。目前国际上对递归性剪接的研究主要集中在递归剪接过程、剪接位点识别及其对生物学过程的影响等方面。本文针对真核生物基因组转录过程中递归剪接事件的分子机制和国内外研究现状进行了综述,旨在为深入理解RNA剪接过程分子机制提供参考。     

寻找mRNA的选择性剪接

在真核生物的基因中,mRNA选择性剪接现象十分普遍。mRNA选择性剪接导致一个基因多转录本的产生,被认为是高等生物增加蛋白质多样性的主要机制,且已发现与许多人类疾病密切相关。发现这些转录本的选择性剪接位点、新的外显子和外显子组合,乃至获得这些剪接变异体的完整克隆,对于基因功能的深入研究十分必要。简要介绍了几种在mRNA水平探索选择性剪接的方法。     

猪1型圆环病毒全基因组克隆及其感染性初步鉴定

猪圆环病毒(porcine circovirus,PCV)是由Tis-cher等[1]于1974年在PK-15细胞中发现,当时认为是一种细胞污染物,后被证实为一种新的病毒。病毒粒子为20面体对称,无囊膜,以滚环方式进行复制,可在PK-15细胞上生长但不引起细胞病变。其基因组是一种环状、单股副链DNA,与鸡贫血病毒(chicken anemia virus,CAV)、鹦鹉喙羽病毒(psittacine beak and feather disease circovirus,PBF-DAV)和人的TT病毒(transfusion transmittedvirus,TTV)同属圆环病毒科。猪圆环病毒有两种基因型即:PCV1和PCV2。前者广泛存在于猪源肾细胞中,在猪的组织…     

用于前体mRNA剪接机制研究的小基因模型的建立和研究应用

建立可用于选择性前体mRNA剪接分析的小基因模型. 以人或小鼠基因组DNA为模板, 通过PCR扩增获得GluR-B, FGF-2R和Zis小基因片段, 并将其克隆至真核表达载体中, 构建了小基因的质粒. 在此基础上, 将上述3个小基因模型和剪接因子Tra2β1或Zis2表达质粒共转染HeLa细胞, 并用RT-PCR进行了被剪接的小基因产物的半定量检测. 结果表明, 这些小基因可用于细胞水平的基因剪接分析, 利用该技术平台, 发现了Zis2亚型可以促进Zis小基因选择性剪接.