癫痫相关基因SCN1A启动子区多态性位点的生物信息学分析

SCN1A是多种神经系统疾病的致病基因,该基因的精确表达对于维持神经系统正常功能非常重要.为了认识SCN1A启动子区多态性位点(single nucleotide polymorphisms,SNPs)的保守性及其功能意义,应用生物信息学方法分析了目前已发表位于SCN1A启动子区的11个SNPs,分别命名S1～S11.分析结果表明,S3、S5和S7等位基因频率没有人种差异性,其余SNP等位基因频率均有人种差异性;接近核心启动子的SNPs要比远离核心启动子SNPs的保守程度高,提示靠近核心启动子的SNPs影响SCN1A基因表达的概率可能越大;大部分SNPs祖传等位基因在哺乳动物中是保守的(S3除外),暗示这些SNPs新生等位基因有可能在人类进化过程起到一定的作用:启动子分析软件预测发现,含S2、S4、S8及S9等4个SNPs不同等位基因的同一序列分别存在不同转录因子结合元件,而含S1和S11不同等位基因的同一序列都只能预测到含其中一个等位基因的序列存在转录因子结合元件,这些差异可能是SNPs影响SCN1A表达的重要原因之一.这些分析将为进一步研究SCN1A启动子区SNPs与神经系统疾病的相互关系打下基础.     

以完整细胞为靶子的SELEX技术研究进展

指数富集的配体系统进化（SELEX）是一种从大容量寡核苷酸文库中经反复分离扩增步骤得到针对靶分子的高亲和力、高特异性核酸配基——适配体的体外筛选技术。自1990年以来,SELEX技术得到了迅猛发展,筛选的靶分子已由最初的单一物质发展到完整的动物细胞、细菌病原体等复杂靶子。以完整细胞为靶子的SELEX技术有其独特的技术优势,可以在筛选细胞上特定靶分子未知的情况下进行筛选,为药物筛选、临床诊断、疾病治疗和基础医学研究等带来了新的思路和方法。随着对适配体研究的深入,尤其是纳米材料与其相结合应用,该技术将在肿瘤诊断治疗及微生物检测领域具有更为广泛的应用前景。     

功能歧化分析揭示代谢型谷氨酸受体亚家族VFTM的分化决定位点

目的：研究哺乳动物代谢型谷氨酸受体（mGluR）亚家族捕蝇夹结构模块（VFTM）的系统进化形式,确定其VFTM的功能分化决定位点。方法：通过基于系统进化的功能歧化分析,根据贝叶斯模型计算VFTM的选择性限制位点,推测功能分化决定位点。结果：mGluR亚家族VFTM的祖先通过2次基因复制,在不同的氨基酸位点进行选择性限制,形成3组不同的mGluR亚家族成员。结论：不同功能分化决定位点的选择性功能歧化塑造了mGluR亚家族VFTM的结构与功能,为进一步研究mGluR亚家族的激活机制奠定了基础。     

两株雨生血球藻对四种培养基的适应性差异

研究了两株雨生血球藻(CG-11,CG-16)(Haematococcuspluvialis)对4种培养基BBM、BBM.R、BG11、MAV中的生长适应性情况.结果表明:BBM-R培养基使两株雨生血球藻的A680值、生物量、叶绿素a和可溶性蛋白含量均显著高于其它三种培养基;比较两株雨生血球藻在四种培养基中的生长情况得出,藻株CG-16的细胞密度(A680值)、生物量、叶绿素a和可溶性蛋白含量等指标均显著高于CG-11株;两个参试藻株与四种培养基之间在生产能力方面的最佳组合为CG-16藻株在BBM-R培养基中培养,该组合的最终细胞密度可达到60.11 × 104cell·mL-1,干重为0.84g·L-1,可溶性蛋白质最高含量为432.16 μg·L-1,最高叶绿素a含量为12.868 mg·L-1.     

植物NADP^＋-依赖型异柠檬酸脱氢酶的分子进化及功能研究进展

高等植物NADP^＋-依赖型异柠檬酸脱氢酶（ICDHs）定位于细胞质、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等植物细胞的不同部位,由不同的基因编码,属于一个高度保守的多同工酶蛋白家族。对近年来关于植物NADP^＋-依赖型异柠檬酸脱氢酶的分子进化及功能研究进行综述,同时提出了未来植物ICDHs的研究重点和方向。最新的分子系统学分析显示,植物中不同细胞定位的ICDH同工酶聚在各自相应的进化枝上,动物或植物中不同细胞器的ICDH同工酶均来源于各自祖先ICDH基因的独立倍增。最新的功能研究表明,ICDHs催化合成的α-酮戊二酸可为植物细胞对氨的吸收同化提供碳骨架,而NADPH可以维系细胞内的氧化还原平衡,帮助植物抵御氧化胁迫。     

2017–2019年我国南方地区高致病性H5N6亚型禽流感病毒血凝素蛋白分子特征分析

【背景】自2014年以来,H5N6禽流感病毒在我国家禽和活禽市场持续进化,成为人类和动物健康的重大威胁。【目的】对2017-2019年中国南方地区93株高致病性H5N6禽流感病毒的HA基因进行分子进化分析。【方法】接种9-11日龄鸡胚分离核酸检测阳性的H5N6标本,运用下一代测序平台对病毒分离物进行全基因组测序,从NCBI和GISAID数据库下载参考序列,利用BLAST、MEGA6.1及Clustal X等软件进行序列分析。【结果】2017-2019年,从189份江苏省H5亚型禽类/环境标本和1名H5N6患者咽拭子标本中共分离到43株病毒,完成了33株H5N6病毒的全基因组测序。下载网上同时期中国其他地区流行的H5N6毒株序列,对总计93株H5N6病毒的HA基因进行分子进化分析。93株H5N6病毒中有78株属于Clade 2.3.4.4h,9株病毒属于Clade 2.3.4.4e,4株H5N6病毒属于Clade 2.3.4.4b,1株属于Clade 2.3.4.4f,1株属于Clade 2.3.4.4g。所有93株病毒HA蛋白的裂解位点含有多个碱性氨基酸,表明它们都属于高致病性禽流感病毒。所有93株病毒HA蛋白的Q222和G224位氨基酸没有发生突变,保留了禽类受体α2-3半乳糖苷唾液酸(SAα2-3Gal)结合特性;158位点丧失糖基化,同时124位出现一个新的潜在糖基化位点。【结论】2017-2019年间中国南方地区H5N6病毒进化活跃,具有明显的基因多样性,需要加强对病毒分子进化的监测。     

哺乳动物毛色调控机制及其适应性进化研究进展

哺乳动物类群呈现出的丰富毛色是引人注目的一种生物现象,是研究和理解哺乳动物适应性进化的理想模型之一。哺乳动物的毛色多态在躲避天敌、捕食、求偶及抵御紫外线等方面都具有重要作用。哺乳动物毛发的色素化过程由体内黑色素的数量、质量和分布状况所决定。黑色素的形成过程复杂,包括黑素细胞的分化、成熟,黑素体等细胞器的形态发生及黑色素在黑素细胞中的合成代谢和转运等过程;而在细胞色素化的每个阶段/时相都伴随着一些重要功能基因的参与,并通过基因之间的相互作用形成了黑色素生物代谢的复杂调控网络,进而形成不同的毛色有助于哺乳动物适应不同生存环境。对哺乳动物不同毛色形成机制的探究一直以来都是遗传学及进化生物学的重要研究领域和聚焦热点。本文综述了哺乳动物毛色色素化过程的主要分子机制以及毛色适应性进化的遗传基础,以期为哺乳动物毛色多态及其适应性进化的分子机制研究提供参考。     

三株芽胞杆菌菌株对松材线虫低温存活与繁殖的影响

为明确细菌在松材线虫生态适应性中的作用,本研究选择与致病相关的松材线虫伴生细菌GD1、马尾松内生细菌GD2以及具有杀松材线虫活性的湿地松内生细菌NJSZ-13为试验对象,测定经这3株芽胞杆菌菌株3个浓度低温驯化10、15和20 d后,在冷冻条件下松材线虫强毒虫株AMA3、中毒虫株AA3和弱毒虫株YW4的存活率和繁殖量。结果表明：低温驯化15 d和20 d后3株菌株对不同毒力线虫的活力影响较驯化10 d后的更显著。在低温驯化15 d、-20℃冷冻处理1 h后,5×10⁶ CFU/mL浓度菌株GD1处理下,虫株AMA3、AA3和YW4的存活率分别为77.22%、83.68%和84.26%,与对照差异显著;5×10⁵ CFU/mL浓度菌株GD1处理下,虫株AMA3、AA3和YW4的存活率分别为75.76%、80.67%和81.50%,与对照差异显著。5×10⁶ CFU/mL和5×10⁵ CFU/mL浓度菌株GD2处理下,与GD1处理组结果相似,菌株NJSZ-13处理组则与菌株GD1和GD2的结果相反。低温驯化15 d、-20℃冷冻处理1 h后,5×10⁶ CFU/mL浓度菌株GD1处理下,虫株AMA3、AA3和YW4的繁殖量分别为7 530、9 317和12 793条/皿,与对照（3 192、3 840和5 823条/皿）差异显著;5×10⁵ CFU/mL浓度菌株GD1处理时,3个虫株的繁殖量均与对照差异显著。而菌株GD2和NJSZ-13处理后,3个虫株的繁殖量均无显著变化。表明不同芽胞杆菌对松材线虫的低温适应性影响存在差异,松材线虫伴生细菌GD1和马尾松内生细菌GD2能增强其低温适应性,而湿地松内生细菌NJSZ-13菌株则相反。     

毛竹APX基因系统进化与表达分析

抗坏血酸过氧化物酶(aseorbate peroxidase, APX)是植物活性氧代谢中重要的抗氧化酶之一,尤其是叶绿体中清除H₂O₂的关键酶,也是维生素C代谢的主要酶类。该文基于生物信息学方法,利用毛竹的基因组及转录组数据鉴定毛竹中的APX基因家族成员,并对其编码的蛋白基本理化性质、基因结构、启动子元件、系统进化及共线性关系、重复串联基因、GO注释及表达模式进行综合分析,共鉴定出21种编码APX的基因。结果表明:(1)PeAPX基因家族成员多为不稳定疏水蛋白,基因结构、基序及结构域相对较为保守,大多数APX基因具有高度保守的内含子模式。(2)系统进化关系显示毛竹APX基因与水稻APX基因有着较高的同源性关系,PeAPX具有较高的进化保守性。(3)Ka/Ks分析表明PeAPX基因都经历了纯化选择压力,此外在每个APX基因的启动子序列中发现有许多与应激反应和植物激素相关的顺式作用元件,结合表达量分析,表明毛竹APX基因在毛竹生长发育中起着正向促进作用。该研究为进一步了解毛竹APX基因家族基本功能及其抗氧化机制提供了一定的参考,为毛竹APX基因功能的深层次鉴定提供了重要依据。     

体内连续进化技术的研究进展

实验室进化是遗传育种、提高微生物性能的重要方式。近几十年来,实验室进化的方法快速发展,应用也越来越广泛,但是常见的菌株进化策略以及针对特定蛋白的进化存在突变过程不连续,需要多轮操作、工作量大等缺点。微生物突变和筛选技术的进步促进了体内连续进化的发展,大大提高了实验室进化的效率。体内连续进化技术实现了体内突变,完美地把突变与筛选相结合,以最少的人工干预进化出特定表型。文中总结了近年来在微生物底盘中开发的基因组范围的体内连续进化技术,以及独立于基因组的针对特定蛋白的体内连续进化技术,主要对这些技术实现体内连续突变的原理及其相关应用进行了介绍。在此基础上,分析了现有技术的优缺点,并对体内连续进化技术的发展进行了展望。