CDK12主要生理功能与其在肿瘤发生中作用的研究进展

周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)是细胞周期和基因转录的关键调节因子,其调控异常是促进肿瘤发生的重要因素。CDK12是一种与转录相关的周期蛋白依赖性激酶,可使RNA聚合酶Ⅱ碳端氨基酸(carboxy terminal domain of RNA polymeraseⅡ, RNA pol II CTD)中的丝氨酸磷酸化,并参与多种细胞生理过程,如DNA损伤反应、细胞增殖和分化以及m RNA剪接和转录前m RNA加工等。此外, CDK12编码基因的突变将导致多种细胞过程调控异常,基因不稳定性增加,这都可能促进肿瘤的发生发展。本文将重点讨论细胞中CDK12调节转录调控、RNA剪接、细胞成熟和分化、DNA损伤修复(DNA damage repair, DDR)的机制以及其基因突变对于正常细胞的影响,旨在阐明CDK12的主要生理功能及其在肿瘤发生发展中的作用,为临床各类肿瘤的靶向药物研究提供帮助。     

脑血管内皮细胞Prmt5在脑血管发育过程中的表达及其下游靶分子

目的:研究内皮细胞中蛋白精氨酸甲基转移酶5(PRMT5)在脑血管发育及血脑屏障建成的关键时期的表达变化及其潜在下游靶分子。方法:原位观察PRMT5在小鼠不同发育时期脑血管内皮上的分布;流式分选获得原代脑血管内皮,利用real-time PCR分析Prmt5的表达;体外培养小鼠内皮细胞敲降Prmt5后,利用Western印迹、real-time PCR、ChIP等方法检测其对经典下游分子的影响。结果:PRMT5在胚胎期各时间点的脑血管内皮细胞质均有表达,小鼠出生后主要表达在脑血管内皮细胞核,在胚胎期18.5 d时表达量显著升高;小鼠脑血管内皮细胞体外细胞系中基因敲降Prmt5后,其经典对称甲基化组蛋白产物H4R3me2s及H3R2me2s均明显下降,Bmp4表达显著上调;免疫共沉淀实验提示Bmp4启动子区域组蛋白具有H3R2me2s修饰,Prmt5基因敲降后,该组蛋白修饰显著减少。结论:脑血管发育过程中PRMT5在脑血管内皮细胞中表达的位置和水平均发生变化,脑血管内皮细胞中PRMT5可以调节H4R3和H3R2对称二甲基化水平,Bmp4启动子区域组蛋白具有H3R2me2s修饰,且PRMT5可以抑制Bmp4表达。     

濒危植物中甸刺玫种子休眠及其生态学意义

对中甸刺玫Rosa praelucens种子结构及其透水性,赤霉素处理对胚的影响,果壳、种皮、胚乳的粗提物活性进行研究。结果表明：(1) 中甸刺玫外种皮是由多层排列紧密的厚壁细胞组成,内种皮为坚硬致密的栅栏组织;(2) 种皮对种子的吸胀阻碍较大, 未处理的种子吸水率较低,吸水13 d后增加量为18.82%;(3) 果实结籽率为0.69%,多数果实中没有饱满的种子;(4) 赤霉素100 mg·kg-1预处理种子可加快胚的萌发速率;(5) 胚乳、种皮、果壳中存在内源抑制物。中甸刺玫种子的休眠是由其形态和生理特点引起的综合休眠。     

蓝藻红色荧光蛋白All1280 GAF2在E. coli BL21(DE3)中的表达及其突变体构建（英文）

采用PCR技术从鱼腥藻(Anabaena sp.) PCC 7120中扩增获得红色荧光蛋白基因all1280 gaf2,并利用Bam HⅠ和SalⅠ酶切位点,将该基因插入到pET-30a(+)中,构建表达载体pET-all1280 gaf2。将该表达载体与藻胆色素生物合成质粒pACYC-ho1-pcyA同时转化到大肠杆菌E. coli BL21 (DE3),表达后获得大肠杆菌色素细胞。结果显示,该色素细胞在荧光显微镜下具有红色荧光,且在15E/15Z态之间具有可逆光效应。进一步以pET-all1280 gaf2为模板,通过定点突变技术在all1280 gaf2基因中引入C53A突变,获得了突变体All1280 GAF2 (C53A)。将All1280 GAF2 (C53A)与藻胆色素在E. coli BL21 (DE3)中共表达,获得了比野生型红色荧光更强的大肠杆菌色素细胞。研究结果表明,与野生型相比,All1280 GAF2 (C53A)具有较高的摩尔消光系数和荧光量子产率,红色荧光更强。     

植物驱动蛋白: 从微管阵列到生理活动调控

驱动蛋白(kinesin)是以微管为轨道的分子马达, 其催化ATP水解为ADP, 将贮藏在ATP分子中的化学能高效地转化为机械能, 在细胞形态建成、细胞分裂、细胞运动、胞内物质运输和信号转导等多种生命活动中发挥重要作用。对植物驱动蛋白的研究落后于动物和真菌, 其原因不仅由于植物进化出独有的驱动蛋白家族, 而且其家族成员数量远多于动物驱动蛋白。该文主要总结了驱动蛋白在微管阵列动态组织, 包括周质微管和有丝分裂早前期微管带、纺锤体及成膜体中的角色和功能, 以及其对植物生理活动的调控作用。同时对重要经济作物大豆(Glycine max)中的驱动蛋白进行了系统分析、分类及功能预测, 发现大豆驱动蛋白数量庞大。结合公共数据库中大豆转录组数据, 对部分大豆驱动蛋白进行功能预测, 以期对大豆及其它作物驱动蛋白功能研究提供线索和启示。     

水稻黄绿叶调控基因YGL18的克隆与功能解析

叶色突变体往往伴随着叶绿素含量变化及叶绿体结构异常, 是研究叶绿体发育与光合作用相关基因功能的重要材料。该研究通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻(Oryza sativa subsp. indica)品种华占(HZ)获得黄绿叶突变体, 将其命名为ygl18 (yellow-green leaf 18)。与野生型相比, 黄绿叶突变体ygl18自三叶期起叶片开始变黄且程度不断加深, 同时伴随着光合速率与叶绿素含量下降, 且结实率、千粒重及有效穗数均显著降低。透射电镜观察结果显示, ygl18的叶绿体结构紊乱, 基质片层疏松, 发育受到抑制, 与叶片出现黄绿色表型一致。遗传分析表明, ygl18突变性状受1对隐性等位核基因控制, 这对等位基因位于水稻第3号染色体长臂标记InDel2和InDel3之间115.2 kb范围内。进一步研究发现该突变体表型是编码铁氧还蛋白FdC2的基因LOC_Os03g48040的5'UTR发生突变所致。通过CRISPR转基因实验验证了该基因对表型的控制作用。研究结果揭示了叶色调控网络的遗传基础, 可为今后选育高光效水稻品种提供新线索。     

植物TOR激酶响应上游信号的研究进展

雷帕霉素靶蛋白(TOR)是真核生物中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶, 能整合营养、能量、生长因子及环境信号, 协调细胞增殖、生长和代谢等过程, 是真核生物生长发育的核心调控因子。近年来, 随着相关研究系统的建立, 植物TOR的功能和机制研究取得了众多突破, 发现其进化上保守的生物学功能及植物中特有的信号通路。该文概述了TOR蛋白复合体的构成, 以及植物TOR响应糖、营养元素(氮、磷和硫)、激素及逆境胁迫信号来调控下游基因转录、蛋白翻译、代谢、细胞自噬和胁迫应答等生物学过程的分子机制, 并提出了植物TOR领域一些亟待解决的科学问题, 以期为全面揭示植物TOR的生物学功能提供参考。     

薰衣草叶片对低温胁迫的生理与分子响应机制

薰衣草(Lavandula angustifolia)作为名贵的芳香植物, 其生长、繁育、品质和产量均受低温影响。前期研究已获得1个耐低温薰衣草品种。该研究将对其处理的温度从20°C降至0°C, 揭示薰衣草响应冷胁迫的生理及分子调控机制, 同时结合薰衣草的细胞质膜透性、可溶性糖和蛋白质含量及抗氧化酶活性等生理变化。采用转录组学和生物信息学方法挖掘分析相关耐寒基因, 并探讨外施水杨酸缓解-10°C冻胁迫的可行性。研究发现7个编码脂肪酸去饱和酶和转移酶的基因(LaFADs)、3个参与合成可溶性糖的基因(LaBAM1和LaSS2)、19个编码胚胎晚期丰富蛋白的基因(LaLEAs)及7个编码过氧化物酶的基因(LaPODs), 这些基因在低温胁迫下均上调表达, 指导薰衣草合成并积累保护物质, 维持膜稳定性以应对胁迫。此外, 150 mg·L^-1水杨酸预处理能有效缓解植株冻害, 可作为低温保护剂。该研究丰富了薰衣草重要抗逆基因家族的遗传背景, 为后续分子遗传学功能分析和定向品种改良奠定基础。     

矮珍珠硝酸盐转运蛋白基因GeNRT2.1的克隆和功能研究

硝酸盐转运蛋白（nitrate transporter,NRT）是植物识别、吸收和转运硝酸盐的关键蛋白,对促进作物根系发育、提高产量具有重要作用。通过筛选水生植物,利用NRT蛋白的保守区设计简并引物,并通过PCR和RACE技术,首次从矮珍珠（Glossostigma elatinoides）中克隆得到GeNRT2.1基因。进化分析结果表明,GeNRT2.1与烟草NRT2.1在进化关系上距离最近。qRT-PCR结果表明,GeNRT2.1在矮珍珠根中表达量最高,其次是叶和茎,此外,低浓度硝酸盐（0.5 mmol·L^-1）处理后,GeNRT2.1在根、叶、茎中的表达量分别是高浓度硝酸（2 mmol·L^-1）处理后的1.89、1.93和2.07倍。功能互补实验发现,GeNRT2.1能使缺陷型酵母Δynr恢复生长,具有硝酸盐转运蛋白的功能。通过丰富NRT基因资源,以期为培育氮肥高效利用转基因作物,发展绿色农业,保证我国的粮食安全和环境安全提供理论依据。     

蛋白类药物强制降解研究进展

强制降解试验可以揭示药物可能的降解途径,为蛋白类药物制剂组方的开发、储存、运输提供支持,因此,强制降解研究在蛋白类药物研发中具有重要作用,但目前关于强制条件的选择、作用时间和降解程度尚无标准指南。综述了目前常用的强制降解条件（高温、pH、氧化、光照、反复冻融和震荡或搅拌）及不同强制降解条件对蛋白类药物的影响,并提出了相关设计建议,以期为蛋白类药物的强制降解试验条件的选择提供参考。