首个个人基因序列显示DNA比以前所认为的更加复杂

据abc网站2007年9月4日报道,首个个人详细基因组图显示基因代码甚至比以前所认为的更加复杂。比如,科学仍无法精确解开某些人眼睛蓝色之迷。     

动物基因组编辑中提升CRISPR/Cas9介导的同源重组效率研究进展*

基因组编辑技术可以对DNA或RNA进行精准改造,极大地促进了生命科学的发展。CRISPR/Cas9系统在靶位点诱导DNA发生双链或单链损伤,细胞对损伤部位采用无供体模板的非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)或有供体模板的同源重组(homologous recombination,HR)修复。基于HR的基因组编辑策略通常被用于获得DNA的精准改造,而NHEJ在动物DNA损伤修复中起主导作用。为了提升HR效率,研究人员设计了多种方案,包括CRISPR/Cas9系统优化和DNA修复通路调控等。从DNA损伤修复途径、Cas9变体选择、sgRNA设计、供体模板设计、DNA修复途径相关蛋白功能调控、供体模板募集效率提升、细胞周期调控及编辑细胞生存效率提升等方面详细综述了相关研究成果,发现尚未开发出放之四海而皆准的HR提升策略,基于HR的基因组编辑需要针对具体案例制定个体化策略。旨在为动物基因组编辑中提升CRISPR/Cas9介导的HR效率研究提供理论参考,为动物基因功能分析、基因治疗和经济动物基因编辑育种提供帮助。     

毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子特征和系统发育比较

为研究和比较毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子使用模式和系统进化关系,以完成测序的毛茛科33种植物、芍药科7种植物叶绿体基因组为材料,采用分析软件CodonW在线软件CUSP和R软件对叶绿体基因进行密码子特征分析。用MAFFT 软件,MEGA软件进行系统发育分析。研究结果表明芍药科植物叶绿体基因组和毛茛科植物（耧斗菜属除外）叶绿体基因组高频密码子一致性高,具有29个高频密码子,基本偏向与于A/U结尾,但最优密码子存在差异。毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子偏好性的形成因素主要受自然选择的影响,且芍药科叶绿体基因组密码子偏好性受自然选择的影响大于毛茛科。基于叶绿体基因组全序列和基于叶绿体基因组CDS序列的系统进化关系表明,芍药科基于叶绿体基因组全序列和基于叶绿体基因组CDS序列的系统进化关系虽然部分不同,但都可以被划分为芍药组和牡丹组。毛茛科基于叶绿体基因组的系统进化关系不符合中国植物志分类关系,但支持把毛茛科划分为4亚科14族。系统进化分析结果也支持芍药科独立于毛茛科和毛茛目,被划分到虎耳草目,同时证明了叶绿体基因组作为超级DNA条形码的可行性。     

黑斑蛙重盘吸虫的线粒体基因组特征及其系统发育研究

重盘科Diplodiscidae Cohn, 1904复殖吸虫是两栖动物最为常见的寄生虫,形态多样,目前未见基于线粒体基因组的遗传多样性研究。本研究记述并分析了寄生于滇蛙Dianrana pleuraden肠道的重盘科重盘属Diplodiscus Diesing, 1836黑斑蛙重盘吸虫D.nigromaculati的线粒体全基因组序列,为后续开展此类吸虫的遗传结构及遗传多样性研究提供了新的数据。黑斑蛙重盘吸虫线粒体基因组全长14 697 bp(GenBank登录号：MW698822),由22个tRNA基因、12个蛋白编码基因、2个rRNA基因和1个非编码区组成;AT含量(60%)高于GC含量(40%),但AT含量为目前已报道同盘总科Paramphistomoidea Fischoeder, 1901中最低;trnG基因和trnE基因的互换成为同盘总科吸虫线粒体基因组遗传结构的重要特征。基于12个蛋白编码基因的系统发育树支持重盘属隶属于重盘科。本研究中,滇蛙为黑斑蛙重盘吸虫的宿主新记录。     

一株柯萨奇病毒B组5型分离株V1641/YN/CHN/2016的全基因序列分析

对2016年云南省昆明市手足口病相关的柯萨奇病毒B组5型分离株V1641/YN/CHN/2016（简称V1641）全基因组进行测序,并分析其分子变异和进化特点。设计针对V1641的引物,提取病毒RNA,RT-PCR扩增和测序,拼接获得的全基因组序列。利用MEGA7.0.26、Geneious9.1.4和SimPlot3.5.1软件分析全基因序列。V1641毒株基因组全长7 392nt,5’-UTR和3’-UTR分别长744nt和90nt,编码区长6 558nt,与其他CVB5相比未见核苷酸的插入和缺失,编码一个2 185aa的多聚蛋白。CVB5流行株大体上分为两个基因组,中国大陆流行株同原型株Faulkner一起分布于GenogroupⅠ分支,外国流行株大多分布于GenogroupⅡ分支。在GenBank中,V1641与KY303900-417/JS-CHN-2013最为同源,相似性为97.86%。V1641与其他中国大陆流行株的全基因组序列的核苷酸和氨基酸相似性分别为85.1%～97.8%和97.1%～99.6%。V1641在P1、P2和P3区段均与EV-B不同血清型的原型株聚类,经...     

三种蚜虫的线粒体基因组数据

完整的线粒体基因组已被广泛应用于分子进化、基因组学、系统发育等方面的研究。蚜虫是一类重要的农林业害虫, 但目前公开报道的蚜虫完整线粒体基因组非常有限, 因此获得更多的基因组数据对相关研究具有重要价值。本文报道了榕毛管蚜(Greenidea ficicola)、橘二叉蚜(Aphis aurantia)和油杉纩蚜(Mindarus keteleerifoliae) 3种蚜虫的完整线粒体基因组的序列、详细注释信息、基因结构图、密码子使用情况等。该数据集可为昆虫系统发育关系、种群分化格局、害虫防治等方面的工作提供帮助。     

10株铜绿假单胞菌的全基因组序列分析

目的 了解不同分离来源铜绿假单胞菌的全基因组基本特征,以此分析基因组多态性及其遗传进化关系。方法 选择10株医源性和食源性来源的铜绿假单胞菌代表性菌株,应用Solexa高通量测序技术对其进行全基因组测序,以此进行多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST),比较各菌株基因组中携带的耐药基因、毒力基因及插入序列(insertion sequence, IS)元件,并通过比较基因组学分析方法拟合泛基因组和核心基因组积累曲线,筛选核心基因SNP构建系统发育分子进化树。结果 10株菌的基因组从6.3～7.0 Mbp大小不一,包含5 868～6 598个基因,平均G+C含量为67.1%;发现10个菌株各具不同的ST型。在这10个菌株的基因组中,共检测到75种耐药基因,包括抗β-内酰胺酶类、抗氨基糖苷类、抗氟喹诺酮类等;共发现188种毒力基因,不同来源菌株间无明显差异;各菌株之间IS元件种类和数量差异较大。分析发现,铜绿假单胞菌具有开放型泛基因组和稳定型核心基因组;10株菌可分为3个进化分支,且不同分离时间和来源无明显相关性。结论 本研究获得10株不同分离来源的铜绿假单胞菌的全基因组序列,初步证实食品及患者分离来源菌株基因组数据无明显相关性,为后续铜绿假单胞菌的分子流行病学和致病性机制研究提供数据参考。     

不同粪便DNA提取方法比较分析北大核心CSCD

肠道微生物群落结构和多样性与人体疾病密切相关。然而,相关群落结构分析结果可能受到DNA提取质量等实验因素影响。因此,评估不同DNA提取方法对肠道特定种属的提取效果,对于全面、准确获取人体肠道微生物谱,深入探究肠道微生物群落结构具有指导意义。本研究旨在借助实时荧光定量PCR(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT qPCR)技术,以DNA提取纯度、浓度,以及对肠道中特定种属微生物基因组DNA的提取丰度为指标,对5种DNA提取方法进行比较分析。结果表明,试剂盒Q的提取效果最佳,特别是对乳杆菌属和双歧杆菌属等革兰氏阳性菌的提取效果较好。N试剂盒的平均DNA提取浓度较Q试剂盒低,但在纯度方面,二者无显著性差异。与其他3种商用试剂盒(M、PSP、TG)相比,N方法对肠道内指定微生物基因组的提取效果仅次于Q试剂盒,位居第二。相比之下,M试剂盒提取所得DNA,质量较高,但浓度偏低,对于肠道内革兰氏阳性菌的提取效果不很理想。TG试剂盒和PSP试剂盒提取所得DNA在浓度、质量以及细菌丰度方面均不及其他验证的试剂盒。综上,Q试剂盒可作为肠道微生态研究相关实验中获取高质量基因组DNA的提取方法。本研究结果为肠道微生态研究相关实验中基因组DNA提取方法的选择提供参考依据。     

紫九牛叶绿体基因组密码子偏好性分析

为确定瑶药紫九牛叶绿体基因组密码子的使用模式及其成因,该研究以紫九牛叶绿体基因组50条蛋白质编码序列为研究对象,利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP和Chips分析其密码子偏好性。结果表明:(1)RSCU>1的密码子有29个,其中有28个以A/U结尾,说明叶绿体基因组的同义密码子中偏好以A/U结尾。(2)紫九牛叶绿体基因组密码子的GC含量GC₁(47.38%)>GC₂(39.81%)>GC₃(29.60%),ENC值大于45的有40个,说明紫九牛叶绿体基因组存在较弱的偏性。(3)中性绘图分析和ENC-plot分析说明了紫九牛叶绿体基因组密码子的偏好性既受到选择的作用,又受到突变因素的影响。(4)通过构建的高低基因表达库最终确定了15个最优密码子,分别为UUG、AUU、GUU、GUA、UCU、 CCU、ACU、ACA、GCU、CAA、AAC、GAA、UGU、CGU和GGU。该研究为紫九牛叶绿体基因组的确定以及遗传多样性分析提供了依据。     

拟柱孢藻N8全基因组测序及磷吸收转运通路的比较分析

为从分子水平解析热带特征性蓝藻-拉氏拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii, 简称拟柱孢藻)环境适应机制, 研究以广东省镇海水库中分离的拟柱孢藻藻株N8为材料, 采用PacBio单分子实时测序技术(Single Molecule Real-Time, SMRT)进行测序, 并初步进行全基因组特征的比较分析。结果显示拟柱孢藻N8全基因组大小为3.857 Mb, GC含量为40.13 %, 预测编码基因个数为3598个, 在COG、KEGG和GO数据库中注释到的基因数分别为2429、1664和2244个。N8藻株与美国国立生物技术信息中心(NCBI)上公布的27株拟柱孢藻基因组大小和GC含量基本一致, 但N8的编码基因数最多。基于拟柱孢藻全基因组单拷贝基因的系统进化树表明N8藻株与韩国藻株GIHE 2018的亲缘关系最近。N8藻株的基因组中未发现拟柱孢藻毒素(CYN)和石房蛤毒素(STX)合成酶基因簇, 表明该藻株不产蓝藻毒素CYN和STX。对N8藻株和其他7藻株的磷吸收转运通路比较分析表明, 这些藻株均拥有较为完整的磷吸收转运基因(双组分调节系统、低亲和力无机磷转运基因、高亲和力无机磷转运系统、有机磷酸盐转运复合体、C-P裂解酶和碱性磷酸酶), 表明拟柱孢藻具有灵活利用环境中不同形态磷源的潜能; 而不同藻株间的基因拷贝数和排列顺序存在差异, 如拟柱孢藻N8基因组中有2个C-P裂解酶复合体蛋白phnF和phnM, 其余7株拟柱孢藻则只有1个, 表明拟柱孢藻存在株系特异性。N8藻株为中国首株公开完成全基因组测序数据的拟柱孢藻, 对其基因组分析和磷吸收转运通路的解析将有助于阐明华南地区拟柱孢藻水华优势形成的分子机制。