基因敲除技术及其在研究线粒体动力学与胰岛素抵抗关系中的应用进展

线粒体动力学即线粒体融合和分裂保持动态平衡的过程,该过程由融合/分裂相关蛋白精确调控完成,对于线粒体代谢、质量和功能有着重要的生理意义,而这些蛋白发生异常可引发线粒体动力学失衡,进而引起线粒体功能障碍并引发各种疾病状态。文中围绕基因敲除技术,详细阐述了编码融合/分裂相关蛋白的基因敲除鼠在胰岛素抵抗研究工作中的作用及应用进展,以期为今后研究线粒体动力学失衡致胰岛素抵抗的信号转导机制奠定基础。     

细胞间线粒体转运的研究进展

线粒体是真核生物能量代谢的重要细胞器,是细胞进行氧化磷酸化生成ATP的主要场所.他参与完成细胞能量代谢、维持离子浓度梯度、传递细胞凋亡信号等生理功能.阿尔茨海默病、帕金森病、心肌梗塞等疾病与线粒体功能异常相关.近年来发现,由创伤或炎症造成脑、心脏、肺缺氧时在细胞间会发生线粒体转移.线粒体转移,作为一种进化上保守的现象可能与神经降解、心血管疾病等相关.     

无线粒体DNA的人肺腺癌A549细胞系的构建

目的:建立无线粒体DNA(mtDNA)的人肺腺癌ρ~0A549细胞系。方法:在含50 ng/mL溴化乙锭(EB)、100μg/mL丙酮酸钠和50μg/mL尿嘧啶核苷的RPMI1640细胞培养基中传代培养A549细胞;用低剂量EB连续诱导培养35 d后,采用光镜观察、TaqMan探针法实时荧光定量PCR(qPCR)和Western印迹鉴定无mtDNA的ρ~0A549细胞系;采用MTT法测定ρ~0A549细胞增殖曲线。结果:倒置显微镜下野生型ρ^+A549细胞为多角形,ρ~0A549细胞形态呈拉长枝状;qPCR结果显示,低剂量EB诱导35 d的ρ~0A549细胞中无mtDNA的存在。Western印迹结果显示,ρ^+A549细胞中能表达核基因编码的线粒体蛋白SDHA和ATP5A,也能表达线粒体基因组编码的蛋白MT-COXI和MT-ATP6;ρ~0A549细胞中无MT-COXI和MT-ATP6蛋白表达,但核基因编码的SDHA和ATP5A蛋白能够正常表达。MTT结果显示,与ρ^+A549细胞相比,ρ~0A549细胞生长速度明显减慢,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:构建和鉴定了无mtDNA的人肺腺癌ρ~0A549细胞系,为后续探讨mtDNA缺失或突变与人肺腺癌发生之间的关系奠定了实验基础。     

黄藤染色体核型及基因组大小分析

为探究黄藤(Daemonoropsjenkinsiana)染色体核型和基因组的大小,采用体细胞染色体常规制片法与显微摄影技术相结合的方法,对黄藤染色体进行了核型分析,同时以番茄(Lycopersicon esculentum)为内标,应用流式细胞术对黄藤叶片基因组大小、DNA含量和DNA倍性进行了测定。结果表明,黄藤茎尖是理想的染色体制片材料;黄藤的染色体数为2n=24,核型公式为K(2n)=1M+17m+5sm+1st,核型类型为2C;核型不对称系数61.20%;黄藤的DNA含量为1.57 pg,基因组大小为1 539.53 Mb,黄藤的DNA倍性为二倍体(2n)。这是首次报道黄藤的核型和基因组大小,为深入开展黄藤属及其近缘属植物的核型和基因组比较分析提供了参考依据。     

布比卡因致心肌细胞线粒体损伤大鼠模型的建立

目的观察电刺激下布比卡因心肌细胞线粒体形态变化及活性氧(reactive oxygen species, ROS)生成量,探讨建立理想的布比卡因中毒的大鼠心肌细胞模型。方法采用Langendroff装置新鲜分离雄性SD大鼠心肌细胞,细胞计数后将其转移至doff管中随机分为四组:DMEM静置组、DMEM电刺激组、布比卡因静置组、布比卡因电刺激组。实验重复五次。采用透射电镜观察心肌细胞线粒体形态,并使用多功能微孔板检测仪测量ROS生成量。结果 DMEM电刺激组线粒体肿胀程度及ROS生成量与DMEM静置组相比差异无显著性(P> 0.05);而布比卡因电刺激组线粒体肿胀程度明显高于布比卡因静置组(P=0.000),且ROS生成量也明显升高(P<0.05)。结论电刺激下心肌细胞呈节律性收缩,能更好地模拟临床布比卡因中毒时心肌线粒体损伤。     

CRISPR/Cas系统在抗病毒研究中的应用

近年来,CRISPR/Cas系统因其效率高、靶向性强、易操作等优势,已被广泛应用于多种病毒研究中。本文首先简单介绍了CRISPR/Cas系统的分类,并比较了Cas9和Cas12a与Cas13a的特点;其次重点介绍了CRISPR/Cas9通过靶向破坏病毒基因组,或编辑宿主关于病毒生命周期的关键因子的策略在抗病毒方面的各种应用,CRISPR/Cas13a采用靶向破坏病毒基因组方法在抗病毒中的应用,以及CRISPR/Cas12a和CRISPR/Cas13a在病毒基因检测中的应用。最后讨论了CRISPR/Cas在病毒研究中面临的挑战,并讨论了CRISPR/Cas12a作为抗病毒工具的潜在应用前景。由于CRISPR/Cas系统自身的优势,预计该系统将会给病毒相关的疾病诊断和控制带来革命性的变化。     

燕麦分子育种研究进展

燕麦是一种主要生长在温带冷凉地区的粮饲兼用作物,近年来燕麦的营养价值和降低胆固醇特性的发现使人们认识到燕麦及其制品是一种健康食品,促进了燕麦产业发展,对燕麦品种培育提出了更高要求。在此背景下,现代生物技术与常规育种技术结合是满足这一需求的重要途经。本文综述了国内外燕麦分子育种方面的研究进展:(1)我国燕麦种质资源的收集与遗传多样性研究。我国的燕麦种质资源收集工作起始于20世纪50年代,迄今收集并保存了5282份燕麦种质资源。对这些资源的遗传多样性分析研究表明,国内的燕麦种质资源中内蒙古和山西的资源多样性最高;(2)利用各种分子标记构建燕麦遗传连锁图谱研究;(3)一些重要农艺性状的QTL定位研究以及全基因组关联分析研究。包括产量、含油量、β-葡聚糖含量、蛋白质含量、抽穗期、抗病基因、抗冻性等重要农艺性状;(4)标记辅助基因组选择技术在燕麦中的应用;(5)燕麦遗传工程育种研究进展。同时,本文将国内的主要研究进展与国外相关的最新研究成果进行了比较,并对当前分子育种中存在的问题及今后的研究方向进行了探讨,希望能为今后通过生物技术手段培育燕麦新品种提供一定的参考。     

基于COⅠ基因对温州沿海岛屿疣荔枝螺遗传多样性研究

温州沿海岛屿众多,水文环境复杂,疣荔枝螺（Reishia clavigera）是岩相潮间带常见种,对其群体间遗传多样性的分析,有助于合理保护和开发利用种质资源。本实验对温州沿海14个典型岛屿的158个疣荔枝螺个体,进行细胞色素氧化酶亚基Ⅰ（COⅠ）基因片段序列测定,得到158 条长度为672 bp的序列,A、T、C、G 四种碱基含量分别为23.0%、38.4%、17.4%和21.2%。共检测到保守位点562个,变异位点108 个,其中包括简约信息位点57 个,单突变位点51 个。所有个体的核苷酸多样性指数Pi为0.008 0 ± 0.029 7,单倍型多样性为指数Hd为0.978 ± 0.006,平均核苷酸差异度为5.328。群体间遗传距离在0.005 7 ~ 0.011 1之间,群体内遗传距离在0.005 7 ~ 0.010 8之间,不同疣荔枝螺群体之间的遗传距离处于同一水平。霓屿岛和大竹峙岛群体内遗传距离最小,洞头岛群体内遗传距离最大。共检测到102 个单倍型,大部分单倍型聚合为一支,没有形成明显的区系结构,各个岛屿的疣荔枝螺存在基因交流。     

木本植物基因组DNA提取及鉴定

采用改良后的CTAB法,对山葡萄、软枣猕猴桃、蒙古栎、核桃楸、西伯利亚红松和偃松基因组DNA进行提取。结果表明,所提基因组DNA分子量与λDNA（48 kb）接近,其紫外吸收比在1.66～1.89之间。第3次和第4次上清提取的DNA质量优于第1次和第2次。从提取产量看,每克鲜重提取DNA量最小为15 μg·g^-1（核桃楸第4次上清）,最高的为272 μg·g^-1（山葡萄第3次上清）。西伯利亚红松和偃松第1次和第2次上清基本未提出DNA,第3次和第4次上清中得到了较高质量的DNA。经酶切鉴定和PCR扩增,所提的基因组DNA可以用于进一步研究。     

贵州黄牛mtDNA D-loop 遗传多样性研究

对贵州4个地方黄牛品种共计82个个体的线粒体DNA D-loop区全序列910 bp进行分析,检测到31种单倍型,其核苷酸多态位点65个,约占所测核苷酸总长的7.14%,其中有62个转换,2个颠换,1个转换/颠换共存。贵州4个黄牛品种mtDNA D-loop区核苷酸多样度（π值）为2.16%～2.61%,单倍型多样度（H）为0.695～0.909,表明贵州黄牛mtDNA遗传多样性比较丰富。根据单倍型构建了贵州4个黄牛品种的NJ分子系统树。聚类表明,贵州黄牛有普通牛和瘤牛2大母系起源,其影响较为均一。并探讨了用核苷酸多样度π值的大小来衡量黄牛群体遗传分化程度的可行性。