启动子分析方法的研究进展

启动子是基因表达调控的重要顺式元件,其结构与功能的研究是分子生物学的研究热点之一。对启动子与DNA结合蛋白的研究能从转录水平上阐明基因表达的调控机制,从而为更好地构建基因表达调控网络奠定基础,而且启动子与结合蛋白的研究能够帮助我们寻找新的蛋白质。近年来,启动子的研究方法日益增多,大多是借助于DNA和蛋白质相互作用的特性。本文从原核和真核启动子的基本结构、分类入手,对常用的和改进的几种启动子分析方法进行介绍。如生物信息学分析方法、酵母单杂交(Y1H)技术、瞬时转染法(Transient Transfection)、染色质免疫共沉淀(Ch IP)技术、凝胶阻滞分析(EMSA)试验和DNA足纹(DNase I footprinting)分析法等,从原理、优缺点和最新应用等方面的研究进展进行了综述。对近年来出现的新技术新方法的应用前景作了展望,为启动子的结构与功能研究提供借鉴。     

CAD与ICAD的最新研究进展

在细胞凋亡中,除了人们早期研究发现的可导致DNA断裂的DNaseⅠ,DNaseⅡ,DNaseγ以及cyclophilins等因素以外,最近人们又发现了一种新的可导致DNA断裂的染色质固缩的分子－CAD及其抑制剂I－CAD,本 文详细介绍了CAD与ICAD的基因结构,分子生物学特性,以及CAD,ICAD之间的相互作用机理,同时对CAD的活化方式及其在细胞凋亡中作用的最新研究进展进行了详细的概述,为以CAD为基础的细胞凋亡研究提供了重要的指导作用。     

HMG蛋白质与人β-类珠蛋白基因5′上游LCR内HS2core DNA相互作用

HMG蛋白质是真核细胞核内一组含量丰富的非组蛋白,它们在染色质的结构与功能及基因表达调控过程中均起着重要作用.应用体外核小体重组技术和凝胶电泳阻抑法,分析了HMG蛋白质与人β-类珠蛋白基因5′上游LCR内的DNaseⅠ超敏感点2核心DNA序列(HS2core sequence,-10681～-10970 bp)之间的作用模式.实验结果表明,HMG蛋白质(1/2)能与HS2core DNA序列相结合,但HMG蛋白质(14/17)不能与它结合.将HS2core DNA在体外组装成核小体之后,HMG蛋白质(1/2)则不能与组装成核小体形式的HS2core DNA序列结合,而HMG蛋白质(14/17)却能与它结合.结果提示当HS2core DNA序列处于不同状态时,它与HMG蛋白质的结合模式是不同的,HMG蛋白质可能通过这一途径积极参与了人体β-类珠蛋白基因的表达调控.     

植物MYB蛋白与其靶定DNA结合位点之间的相互作用

MYB转录因子是植物转录因子中最大的家族之一,在植物生长发育和对环境胁迫的应激反应中发挥重要作用。MYB蛋白通过识别和结合特定的DNA序列调控靶基因的表达,进而发挥其多样性的作用。近几十年来,MYB蛋白与其靶定DNA结合位点之间的相互作用研究取得了很大的进展。主要综述了植物MYB蛋白与DNA的结合特性及其DNA结合位点的序列特异性,并对检测蛋白质与DNA之间相互作用的新兴技术做了简要阐述。     

蛋白质－DNA相互作用与真核基因转录

结合最近几年对真核转录调节因子和DNA的结构与机能研究,概述了蛋白质-蛋白质及蛋白质-DNA相互作用方式以及介导相互作用的分子结构基础,论述了转录因于之间、转录因子与DNA之间相互作用过程中的协同与拮抗作用、发生机制及其在真核基因转录调节中的普遍性和重要意义.     

Reverse ChIP:研究DNA-蛋白质相互作用的新方法

反向染色质免疫共沉淀技术(reverse chromatin immunoprecipitation assay,Reverse ChIP)是一种在体内状态下分析DNA-蛋白质相互作用的新方法.它用特异的核酸探针捕获靶DNA片段及与其相结合的蛋白质,蛋白质用质谱仪检测,以达到确定靶DNA位点全部相关蛋白质的目的.其可对靶DNA位点相关蛋白质进行全面、系统地鉴定,特别是寻找已知DNA元件相应的调节蛋白.在发现、鉴定靶DNA位点相关蛋白质和研究DNA-蛋白质相互作用中有重要应用价值.     

核酸条形码技术：扩展蛋白质-蛋白质相互作用检测通量的新方法

蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)几乎参与了机体内所有重要的生物学过程,在细胞的基本生命过程中扮演了至关重要的角色,开发高通量的PPI检测新方法具有重要的生物学意义。目前,下一代测序技术(next-generation sequencing, NGS)发展快速,能在几天内测定超过10亿个模板的DNA序列。由于并行DNA测序技术所特有的敏感性、特异性、高通量和多路复用优势,其已被用作广谱分子计数器,应用于基因组测序和转录物组测序等领域。核酸条形码技术通过将寡核苷酸标签与目标蛋白质连接起来,从而标记编码蛋白质。之后,利用高通量的测序方法检测相互作用的蛋白质,实现了PPI的高通量检测。这一技术推动了PPI检测方法的飞速发展,提升了单次实验检测的通量,为构建PPI网络提供了强有力的技术支持。本文详细阐述了核酸条形码在PPI检测方法中的设计、生成和读取;通过分析核酸条形码技术在PPI研究中的应用范例,探讨了各自的优势和不足,并评估了数据的可靠性,讨论了基于核酸条形码技术的PPI检测方法未来的发展趋势。     

DNA改组技术发展与应用

DNA改组技术是目前蛋白质、酶和单克隆抗体等体外定向进化的高效方法。综述了DNA改组技术的发展及其应用 ,在提高酶活性、蛋白质产量和改善蛋白质 (酶 )的性能等方面具有广泛的应用前景。     

二硫键对蛋白质稳定性的作用

蛋白质工程是应用寡核苷酸定点突变的技术来修饰DNA,最早由Smith及其同事建立于70年代末。蛋白质技术应用非常广泛,如改变蛋白质的生物活性、特异性、稳定性等。对蛋白质稳定性的研究内容很丰富,采用的途径也较多,本文就二硫键在蛋白质稳定性方面的作用作一综述。     

测定脱氧核糖核酸酶的简单方法——荧光法

脱氧核糖核酸酶 (DNase) 是真核与原核细胞中广泛存在的DNA水解酶。1962年Kurnick曾对某些根据底物特性变化来测定DNase活性的方法作了评述。近年来建立了更灵敏的用同位素测定DNase活性的方法。但由于同位素价格高昂,危险,又受本身半衰期和比强度的限制,有时又需自己标记合成底物,所以在应用上有一定的局限性。本文介绍一种简单、灵敏的测定DNase活性的荧光法。其基本原理是根据DNA和溴化乙锭(EB)结合发生荧光,其强度与DNA量成正比。当EB-DNA复合物经DNase处理后,由于DNA被降解、     

钠碘同向转运体上游增强子序列的特异性结合蛋白文库的构建及初步筛选

目的:构建酵母单杂交文库,筛选出与钠碘同向转运体上游增强子(NUE)特异性结合的蛋白质分子,进一步研究其与NUE相互作用的分子机制。方法:应用酵母单杂交系统,以NUE为酵母单杂交的"诱饵",对甲状腺癌K1细胞的c DNA文库进行初步筛选,采用DNA测序技术及生物信息学技术对筛选的克隆进行进一步功能分析。结果:对文库中的阳性克隆测序,获得53条可读序列,Blast X比对分析及基因功能注释发现其中11条具有DNA结合功能,包括Rho GTP酶激活蛋白35(ARHGAP35)、锌指蛋白394(ZNF394)、上游刺激因子2(USF2)、SOX9等。结论:应用酵母单杂交技术初步筛选出与甲状腺癌K1细胞NUE相互作用的候选蛋白,并对这些蛋白质进行了初步的功能分析。     

瓣状内切核酸酶1与肿瘤

瓣状内切核酸酶1(flap endonuclease 1,FEN1)是一种结构特异性核酸酶,由一个核心结构域和一条尾链组成。FEN1在DNA修复过程中冈崎片段成熟时RNA引物的切除,长片段碱基切除修复中瓣状结构的切除等过程中发挥着重要作用。FEN1与不同的蛋白质相互作用,在不同的DNA复制和修复途径中发挥着重要作用。FEN1在肿瘤中有着异常的表达,这表明它可能是一种潜在的肿瘤标记物。     

脱氧核糖核酸内切酶与细胞凋亡

哺乳动物细胞广泛存在细胞凋亡。脱氧核糖核酸内切酶(DNase)在细胞凋亡中发挥重要作用,染色质DNA降解、浓缩及细胞核结构的破坏都与DNase有关。目前已发现多种DNase参与不同类型细胞的凋亡。本重点对DNaseⅠ、DNaseⅡ、NUC18、NUC70、AN34、DFF(DFF40/DFF45)等内源性DNase与哺乳动物细胞凋亡的关系作系统的归纳和分析。     

细菌RNA结合蛋白Hfq的DNA压缩和复制作用研究进展

RNA结合蛋白(RNA-Binding Protein)Hfq是一种重要的细菌转录后调节因子,之前对Hfq的研究大多集中在该蛋白对小分子非编码RNA (Small Non-Coding RNA,sRNA)和mRNA的作用上。Hfq最典型的功能是促进sRNA与其靶标mRNA碱基配对,在转录后介导对RNA的稳定性和翻译的调控。此外,Hfq也能与多种蛋白质直接或间接相互作用。然而,近年来的研究表明,除了RNA和蛋白质,Hfq还可以与DNA相互作用,在DNA压缩(DNA Compaction)和DNA复制(DNA Replication)等多种DNA代谢过程中发挥直接或间接的调控作用。额外的靶标和功能的鉴定将进一步夯实Hfq作为细菌中多种代谢途径核心调控因子的重要地位,也表明该蛋白的功能并不局限于其在RNA和蛋白质代谢中的作用。本文总结了Hfq在DNA代谢调控中的近几年最新研究进展,并展望了其前景。     

PLK1是DNA内切酶CtIP的新相互作用蛋白

CtIP是DNA双链断裂修复中的关键蛋白之一,它能够促进断裂DNA末端切割,并且是一种已知的抑癌基因,与许多参与癌变过程的蛋白质如BRCA1,Rb等相互作用。为了更好地理解CtIP的分子网络,我们用在线工具PrePPI预测CtIP相互作用蛋白,发现PLK1是新的CtIP相互作用蛋白。PLK1在有丝分裂和癌症进展中发挥重要作用。我们进一步通过免疫沉淀法验证了它们的相互作用。 结果显示PLK1与CtIP有较强相互作用。此外,还采用Frodock 2.0工具对接CtIP和PLK1之间的蛋白质相互作用。最后,免疫沉淀测定和免疫荧光染色结果显示这两种蛋白质之间的相互作用与DNA损伤相关。基于这些结果,我们提出CtIP-PLK1相互作用可能在DNA损伤反应以及其他生物过程中发挥重要作用。     

生物质谱在蛋白-蛋白相互作用研究中的应用

生物体中的蛋白质通常是通过与其它蛋白质相互作用来发挥功能,因此研究蛋白-蛋白相互作用对于阐明蛋白质的分子作用机理乃至细胞的生命过程具有重要意义。目前研究蛋白-蛋白相互作用的手段有多种,近年随着生物质谱技术的飞速发展,以质谱为工具来研究蛋白质相互作用的方法得到越来越广泛的应用。本文主要介绍利用质谱技术来研究蛋白质相互作用的方法,总结前人的一些研究成果并进行展望。     

DNA-蛋白质相互作用研究的方法及其新进展

DNA与蛋白质的相互作用参与生命体内的许多生物学过程,关于二者相互作用的研究是人们了解基因表达机制、揭开生命奥秘的关键所在.该文简要阐述了传统研究DNA-蛋白质相互作用的常用方法及其优缺点,并综述了近年来该领域所采用的新技术及其新进展.     

DRE顺式作用元件dsDNA芯片制备

DRE顺式作用元件能与DREB转录因子特异结合,在诱导逆境（干旱、高盐、低温）基因表达过程中起重要作用。dsDNA（double strand DNA）微阵列芯片技术能够有效地检测序列特异性DNA结合蛋白质（转录因子）与大量DNA靶点（顺式作用元件）的特异性结合,可有效分析生物分子结合作用。根据DRE顺式作用元件核心序列设计并化学合成含发夹结构的单链DNA探针,采用Taq DNA聚合酶在片延伸,并对其在片延伸体系的反应温度、Mg^2＋浓度以及单链探针是否变性等条件进行了优化。结果表明,50％的反应温度,2．5mmol／L的Mg^2＋浓度和单链不变性是TaqDNA聚合酶在片延伸的最佳条件。优化方法制备的dsDNA芯片将更有利于DRE顺式作用元件与DREB抗逆转录因子相互作用的研究。     

Wnt基因与生物发育和肿瘤发生

Wnt基因所编码的蛋白质与许多生长因子一样具有分泌型生长因子的结构特点;分泌后能与细胞表面基质及其特异性受体Frizzled蛋白相互作用,通过其下游的一系列诸如Dsh(Dishevelled)、β-环形蛋白、GSK3(glycogen synthase kinase 3)、APC(adenomatous polyposis coli)等蛋白质的磷酸化与去磷酸化的过程来完成Wnt信号的传导,在脊椎动物至原虫的生物发育及肿瘤发生中具有重要作用.     

特异性DNA倍增技术(PCR)及其应用

特异性DNA倍增技术(PCR)是近年来发展的一种新技术,具有快速、简便、灵敏、特异性高和重复性好等优点,尤其适合于临床分子生物学检测。PCR技术包括三个循环过程:(1)模板DNA的变性,(2)模板DNA-引物的复性,(3)DNA聚合酶作用下的引物链的延伸。本文对耐高温Taq DNA聚合酶、PCR的反应体系、PCR产物特异性的影响因素和PCR技术的应用等几个方面进行了综述。