野生矮牡丹高通量转录组测序分析

为探究野生稷山矮牡丹(Paeonia jishanensis)花青素等抗氧化活性物质生物合成的遗传基础,本文采用高通量测序技术Illumina NextSeqTM500对其幼嫩叶片、嫩茎和花芽混合池样本进行转录组测序分析。共获得39450个unigene,其中3563个unigene中有4106个SSR位点。在Swiss Prot数据库中注释到29420个unigene,其中11个与花青素生物合成过程相关,22个与类黄酮生物合成过程相关,15个与异黄酮生物合成过程相关;NR数据库中注释高达100%,有12个与类黄酮生物合成相关,7个与花青素生物合成相关;GO数据库中注释到24291个unigene,分为生物学过程、细胞组分及分子功能等三大类53个功能组,有21个unigene与黄酮、黄酮醇及异黄酮生物合成有关,4个unigene与花青素合成有关;eggNOG数据库中注释到38238个unigene,涉及植物生长发育过程绝大多数生命活动过程;KEGG数据库注释到5709个unigene,分别定位到6大类别42个代谢途径,其中25个unigene与花青素生物合成相关。研究表明,在稷山矮牡丹转录组序列中,共鉴定和发掘出多个涉及类黄酮化合物生物合成、花青素生物合成过程的相关基因序列及SSR位点,为下一步开展相关代谢合成途径研究奠定了基础。     

丙酮丁醇梭菌的基因编辑工具及代谢工程改造

丙酮丁醇梭菌作为极具潜力的新型生物燃料丁醇的生产菌,受到各国研究学者的广泛关注。通过丙酮丁醇梭菌(ABE)发酵生产丁醇,由于生产成本高,限制了其工业化应用。随着基因组学和分子生物学的快速发展,适用于丙酮丁醇的基因编辑工具不断发展并应用于提高菌株的发酵性能。本文对丙酮丁醇梭菌基因编辑工具和代谢工程改造取得的进展进行综述。     

CRISPR/Cas9介导的LATS1/2敲除抑制卵巢癌细胞ES-2增殖

Hippo信号通路在哺乳动物肝脏发育、动态平衡、再生和疾病中发挥非常重要的作用。大肿瘤抑制基因1/2（large tumor suppressor 1/2, LATS1/2）激酶是Hippo信号通路的关键激酶,可以磷酸化YES相关蛋白（yes-associated protein,YAP）,从而调节YAP的核质定位和降解。本文采用CRISPR/Cas9方法构建慢病毒介导的Last1/2基因敲除的载体,通过包装、感染和嘌呤霉素筛选,获得LATS1/2部分敲除的人卵巢癌ES-2和H08910细胞,免疫印迹方法检测LATS1/2表达明显减少。细胞增殖实验检测LATS1/2缺失明显抑制ES-2和HO8910细胞增殖。软琼脂克隆形成实验表明,LATS1/2缺失抑制卵巢癌ES-2细胞的克隆形成能力。细胞划痕和Transwell实验证明,LATS1/2缺失明显抑制卵巢癌ES-2细胞迁移。流式细胞检测发现,LATS1/2敲除促进卵巢癌ES-2细胞凋亡并影响细胞周期。裸鼠成瘤实验表明,LATS1/2缺失明显抑制体内肿瘤组织增殖。分子机制研究表明, LATS1/2敲除促进卵巢癌ES-2细胞中胶原I型α1（collagen type I α1,ColIα1）基因表达量增加,在卵巢癌ES-2细胞中同时敲除LATS1/2和COL1A1,可以促进细胞克隆形成。综上结果,人卵巢癌ES-2细胞中LATS1/2缺失能促进COL1A1表达增加, 从而抑制细胞增殖、转移和克隆形成,并影响细胞周期和促进细胞凋亡。     

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。     

基因前定点敲入FLAG标签表达的FLAG-SND1蛋白参与胞内应激颗粒的形成

CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats-Cas9 nuclease) 基因编辑技术是近年来新兴的一种可以实现基因特异性敲除和敲入的技术。本文利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,将3×FLAG标签定点敲入HeLa细胞SND1基因前方,使细胞内源性表达的SND1蛋白带有3×FLAG标签,并观察SND1与应激颗粒及加工体的定位情况。设计针对SND1基因起始密码子ATG附近的sgRNA,以px459为表达载体,构建出重组真核表达质粒。设计含有3×FLAG及待插入位置上下游150 bp同源臂的序列,经公司合成获得重组质粒。将2个质粒共同转染HeLa细胞,使用嘌呤霉素筛选阳性细胞,挑取单克隆后培养。Western 印迹表明,细胞表达3×FLAG-SND1融合蛋白质。提取细胞基因组DNA进行测序。测序无误获得稳定株后,用流式细胞术检测细胞周期和凋亡,发现与WT细胞相比无显著性差异。同时,使用0.5 mmol/L亚砷酸钠处理,细胞发生氧化应激,eIF2α蛋白磷酸化增加,胞浆中出现应激颗粒,SND1与应激颗粒标志蛋白TIAR存在共定位现象,但不存在与加工体蛋白DCP1α的共定位。     

紫色马铃薯花青素StAN1基因的克隆及功能分析

MYB是植物花青素合成代谢途径中最主要的转录因子。该研究以紫色马铃薯B-5为试验材料,通过同源克隆技术,克隆了马铃薯花青素StAN1基因,并对StAN1基因的表达、遗传转化及其转基因烟草的花青素含量进行分析。结果表明:(1)StAN1基因全长774bp,编码了258个氨基酸;系统进化树分析发现,StAN1与辣椒、茄子、芦竹的亲缘关系最近,与矮牵牛、苹果等的亲缘关系最远。(2)荧光定量PCR分析显示,StAN1基因在马铃薯不同组织均有表达,其表达量从小到大依次为:根叶茎匍匐茎薯皮薯肉。(3)成功构建了表达载体pJAM1502-AN1,并经农杆菌(Gv3101)转化获得根、茎、叶片及叶脉均为紫红色的转StAN1基因烟草,PCR鉴定表明目的基因StAN1已成功转入烟草中。(4)花青素含量分析表明,野生型烟草叶片中花青素含量为2mg/g,叶片颜色为绿色,而转StAN1基因烟草叶片花青素含量达20mg/g,叶片颜色变成了紫红色。     

DIO基因多态性与有氧耐力的相关性研究

目的:研究碘代甲状腺氨酸脱碘酶(DIO)基因多态性与有氧耐力的相关性,寻找与有氧耐力表型相关的分子标记。方法:应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测技术,对123名中国北方汉族优秀长跑运动员(EEA)与127名中国北方汉族普通大学生(CG)DIO1基因C785T位点及DIO2基因的Thr92Ala和Gly3Asp位点进行解析并分析比较,其中优秀运动员又根据运动等级和运动项目分为国际健将与健将组(43vs80),及5/10km和马拉松组(92vs31)。结果:在DIO1的C785T位点及DIO2的Thr92Ala位点,各组间基因型和等位基因频率均无显著性差异(P>0.05);在DIO2的Gly3Asp位点,三种基因型在CG组与国际健将组、CG组与马拉松组间的分布均差异显著(P<0.05),其中TT基因型在CG组中不表达,仅存在于EEA组,但频率很低。DIO2的Thr92Ala及Gly3Asp位点处于强连锁不平衡,CT单体型在男CG组与女CG组、男CG组与男EEA组间分布均差异显著(P<0.05),在男CG组与男健将组、男马拉松组间的分布也均差异显著(P<0.05),TC单体型则在女CG组与女国际健将组、女5000m和10000m组间的分布差异显著(P<0.05)。结论:DIO2基因Thr92Ala及Gly3Asp位点的CT单体型分布具有性别差异,是男子EEA有氧耐力素质的分子标记,可用于男子长跑健将级运动员及马拉松运动员的分子选材,TC单体型则是女子长跑国际健将运动员和5000m、10000m运动员有氧耐力素质的分子标记。     

原花青素对磷酸三钙磨损颗粒所致小鼠颅骨溶解的干预作用及其机制

目的:研究原花青素对磷酸三钙(TCP)磨损颗粒诱导小鼠颅骨溶解的保护作用,并探讨其机制。方法:48只雄性ICR小鼠,随机分为假手术(Sham)组、TCP磨损颗粒(TCP)组、原花青素(0.2mg/kg,1mg/kg,5mg/kg)组,每组12只。将TCP磨损颗粒30mg包埋于小鼠颅骨顶部构建假体周围模型,于术后第2日颅顶局部注射原花青素,隔日1次。2周后处死小鼠采血、取颅骨。抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色和HE染色观察假体周围骨溶解和破骨细胞生成情况;实时荧光定量PCR检测假体周围骨组织中破骨细胞调控基因TRAP、capthesinK、c-Fos和NFATc1的mRNA水平;化学比色法检测血清中丙二醛(MDA)和总抗氧化能力(T-AOC)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性;Westernblot法检测小鼠假体周围骨组织中自噬标志蛋白Beclin-1和微管相关蛋白1轻链3(LC-3)表达变化。结果:与Sham组比较,TCP组假体周围骨溶解面积、破骨细胞生成及其调控基因mRNA水平显著增加(P<0.05),血清MDA含量均明显升高、T-AOC水平和SOD活性明显降低(P<0.05),假体周围骨组织中Beclin-1和LC-3均表达显著上调、LC-3I向LC-3II转换明显增加(P<0.05)。与TCP组比较,原花青素组假体周围骨溶解面积、破骨细胞生成及其上述调控基因、血清MDA含量明显减少(P<0.05),血清T-AOC含量和SOD活性显著增加(P<0.05)且Beclin-1和LC-3等蛋白表达及LC-3I向LC-3II转换也明显下调。结论:原花青素对TCP磨损颗粒所致的假体周围骨溶解具有明显保护作用,其机制可能与减轻氧化应激反应和自噬的活化密切相关。     

红花水提取液对小鼠系统性硬皮病的防治作用及其机制*

目的:研究红花水提取液对系统性硬皮病(SSc)模型小鼠的防治作用及相关机制研究。方法:60只 BALB /C小鼠随机分为对照组、模型组、强的松组、红花低、中、高剂量组,每组10只。对照组背部注射生理盐水,其余5组均背部皮下注射100 μl浓度为 200 μg /ml的注射用盐酸博来霉素,每天1次,连续注射28 d,制备SSc模型;造模同时对照组和模型组给予生理盐水10 ml/kg灌胃,强的松组给予强的松溶液4.5 mg/kg (10 ml/kg)灌胃,红花低、中、高剂量组分别给予红花1.5、3、6 g/kg (10 ml/kg)灌胃,各组均连续灌胃28 d。给药28 d后,取各组小鼠背部注射博来霉素区皮肤组织切片测量真皮厚度,采用水解法检测皮肤组织羟脯氨酸(HYP)含量;采用ELISA法检测皮肤组织结缔组织生长因子(CTGF)、转化生长因子-β(TGF-β)含量及血清白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-17(IL-17)水平。结果:与对照组比较,模型组皮肤真皮厚度,皮肤组织CTGF、TGF-β、HYP含量及血清 IL-6、IL-17 水平明显升高(P＜0.05);与模型组比较,强的松组、红花低、中、高剂量组皮肤真皮厚度,皮肤组织 CTGF、TGF-β、HYP含量及血清 IL-6、IL-17水平明显降低(P＜0.05)。结论:红花水提取液可改善SSc小鼠皮肤状况(或真皮厚度),其作用机制可能与减轻免疫炎症反应有关。     

肺腺癌中ALK基因重排的检测*

目的: 比较免疫组化(Ventana IHC)和荧光原位杂交技术(FISH)对肺腺癌ALK基因的检出率。方法: 收集200例肺腺癌患者的临床及病理资料,光学显微镜下复阅其HE切片,标记肿瘤部位,评估蜡块保存情况,制成9张组织芯片,分别采用Ventana IHC和FISH检测ALK基因。结果: 200例病例中,通过FISH检测ALK阳性有9例,通过Ventana IHC检测ALK阳性有11例,其中有两例表现为Ventana IHC(+)、 FISH(-),1例外院做过基因检测,为ALK阴性,EGFR阳性,服用凯美钠,效果良好,另1例未做过基因检测,遂进一步予RT-PCR检验,结果为ALK阴性。最终ALK阳性为9例,Ventana IHC的敏感性和特异性分别是100%和98.95%。结论: Ventana IHC在检测ALK基因重排上表现出较高的敏感性和特异性,可用于FISH检测前的筛选,以避免不必要的FISH检测。