SARS-CoV在Vero细胞培养中的多形性特征

为揭示SARS相关冠状病毒(SARS-associated coronavirus,SARS-CoV)的复制特点,并探讨该病毒的致病机制,利用负染电子显微镜(EM)、超薄切片EM和免疫EM技术研究了SARS-CoV在Vero细胞上的形态学特征。结果显示,成熟病毒颗粒多为圆形或椭圆形,直径80~120nm,包膜上有放射状排列的纤毛样突起,长约20nm,基底窄。此外可见哑铃形、肾形及“钉子样”等多形性成熟病毒颗粒,这些颗粒能与病人恢复期血清和抗S蛋白抗体反应。细胞内病毒颗粒多位于包涵体内,呈显著的多形性,直径为20~400nm,其形状可分为:①圆形、肾形或椭圆形;②管样结构;③不规则形,如三角形、哑铃形等,另外可见一种特殊的分枝样颗粒。颗粒电子密度不一,有实心和空心两种,其中空心颗粒周边的电子密度高。还观察到螺旋形的病毒核衣壳结构。     

MicroRNA对多细胞动物复杂性进化的影响

MicroRNA(miRNA)是一种长度约为22个碱基的非编码单链小分子RNA。作为一类重要的转录后基因表达调控因子,miRNA参与了广泛的生物学过程,如发育时程调控、细胞分化、凋亡、肿瘤以及病毒抵抗等。然而,除了在个体发生过程中的重要功能外,越来越多的研究表明,miRNA在系统发生中也扮演着关键的角色。基因表达模式的不同被广泛地认为是物种内和物种间表型差异的根源,动物物种间miRNA的保守性和多样性研究提示miRNA对物种间表型差异以及动物进化起着重要的作用。文章介绍了miRNA产生过程和作用机制,重点探讨了miRNA在动物进化过程中的作用,从miRNA的进化速度、miRNA表达的时空特异性、miRNA作用靶位点变异以及miRNA基因的扩增与丢失4个方面论述miRNA介导的基因调控网络对多细胞动物发育复杂性进化的影响,推测miRNA在多细胞动物进化过程中驱动了复杂性的增加。     

编码序列和非编码序列的3-tuple分布特征

非编码序列,特别是内含子的起源,是一个重要的悬而未决的问题。首先通过计算模式生物的编码序列和非编码序列的不同阅读框中3-tupie的频率分布,发现编码区中不同阅读框具有十分不同的3-tuple分布,而在非编码区中,不同阅读框的3-tuple分布几乎相等,并且这一性质不具有物种依赖性。为了描述分布差异的程度,引进夏量一对称相对熵,并通过比较原核生物和真核生物,发现无论是编码区还是非编码区,原核生物都具有比真核生物更高的SRE值。进一步研究表明,某一生物的SRE值与该生物全基因组中编码区所占的百分比存在一定的相关性（相关系数为0．86）。计算机模拟进化实验发现,2％的突变就足以使典型的嗯核生物编码区高SRE值变为真核生物内含子区特有的低SRE值。比对数据库中已经注释的内含子和编码区序列,证明确实有一部分与编码区具有很高同源性的内含子序列。实验表明,至少部分真核生物的内含子可能起源于编码序列,同时也说明SRE可能被用于研究物种基因组序列的进化。     

3大种群蛋白质内部重复片段组成规律的比较研究

20世纪70年代,Ohno提出了功能蛋白的起源理论,认为寡肽片段的周期性重复是蛋白质起源的一种方式。蛋白质内部重复片段在蛋白质序列进化的过程中具有重要意义。选取原核生物、古细菌、真核生物的8个代表物种,设计了新的蛋白质内部重复片段的提取方法,并用矩阵的方式对重复片段的类型及其出现的频率进行形象地展现,既保留了重复片段的序列特征又可进行全局性的统计描述。分析表明：真核生物高频率的使用简单重复序列;真细菌也具有低频率使用简单重复序列的现象;而古细菌则几乎没有。进一步研究显示,3大种群生物偏向性使用氨基酸构成蛋白质内部重复片段的形为与蛋白质组的氨基酸使用频率紧密相关。其相关系数在真细菌和古细菌中高于0．95,而真核生物略低。真核生物蛋白质组大量使用简单重复片段,以及两者在氨基酸使用上的较低相关性暗示简单重复序列的快速进化是导致真核生物蛋白质组高复杂性的一个关键因素。     

水稻和其他禾本科植物基因组多倍体起源的证据

基因加倍(Gene duplication)被认为是进化的加速器。古老的基因组加倍事件已经在多个物种中被确定,包括酵母、脊椎动物以及拟南芥等。本研究发现水稻基因组同样存在全基因组加倍事件,大概发生在禾谷类作物分化之前,距今约7000万年。在水稻基因组中,共找到117个加倍区段(Duplicated block),分布在水稻的全部12条染色体,覆盖约60％的水稻基因组。在加倍区段,大约有20％的基因保留了加倍后的姊妹基因对(Duplicated pairs)。与此形成鲜明对照的是加倍区段的转录因子保留了60％的姊妹基因。禾本科植物全基因组加倍事件的确定对研究禾本科植物基因组的进化具有重要影响,暗示了多倍体化及随后的基因丢失、染色体重排等在禾谷类物种分化中扮演了重要角色。