三十年磨一剑——2006年诺贝尔化学奖得主Roger Kornberg关于真核基因转录机制的研究

2006年的诺贝尔化学奖授予了美国斯坦福大学的科恩伯格(Roger D.Kornberg)教授,以表彰他在真核基因转录的分子机制研究方面做出的卓越贡献。在细胞中,DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译是生命活动的核心过程。因此,研究遗传信息如何从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程一直是分子     

后基因组时代的环形RNA研究

<正>经典的分子生物学中心法则认为,遗传信息(基因)通过转录从DNA传递到RNA,再通过翻译从RNA传递到蛋白质;在此过程中,RNA是遗传信息从DNA传递到蛋白质的中间体[1]。然而,从上个世纪70~80年代起的研究发现,遗传信息的传递在RNA水平也存在着广泛而又复杂的调控作用[2-3]。生命起源的RNA世界假说[4]和全转录组RNA表达分析结果[5]都显示基因表达在RNA水平存在着更复杂而又精细的调控作用(RNA complexity),而且这种调控作用具     

三十年磨一剑———2006年诺贝尔化学奖得主Roger Kornberg关于真核基因转录机制的研究

2006年的诺贝尔化学奖授予了美国斯坦福大学的科恩伯格（Roger D．Komberg）教授,以表彰他在真核基因转录的分子机制研究方面做出的卓越贡献。在细胞中,DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译是生命活动的核心过程。因此,研究遗传信息如何从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程一直是分子生物学研究的核心课题。科恩伯格的工作则在分子水平上向我们展示了RNA聚合酶Ⅱ（RNA polymerase Ⅱ）及各种蛋白因子在DNA模板上合成作为蛋白质合成模板的信使RNA（mRNA）的过程,为在转录水平阐明真核基因的表达调控奠定了分子结构基础。     

蛋白质起始的DNA病毒复制机制

DNA聚合酶在DNA合成过程中需要的引物包括RNA引物、DNA自我引物和蛋白质引物3种类型。新DNA链(如冈崎片段)的复制多是在DNA模板上合成一段RNA引物,细小病毒利用其基因组末端的反向末端重复序列(ITRs)自我折叠成DNA引物,而一些DNA、RNA病毒及真菌质粒起始复制反应的引物则是蛋白质。以感染原核生物的噬菌体Phi29和真核DNA病毒腺病毒为例,从复制过程所涉及的蛋白质、对复制原点的识别、复制起始反应、新链的延伸、复制终止过程等方面详细阐述DNA病毒由蛋白质引发的复制机制,并对已商品化的Phi29 DNA聚合酶产品多重置换扩增及单细胞测序等的应用以及基于噬菌体Phi29蛋白质起始的最小复制系统体外扩增异源DNA等最新的应用研究作相关总结介绍。     

环状RNA翻译在癌症中的研究进展

环状RNA是一类有着独特环状结构的非编码RNA,它在生物体内有微小RNA分子海绵、蛋白质脚手架、调控基因转录、调控可变剪接、进入外泌体等多种经典功能机制。虽然环状RNA被定义成一种非编码RNA,但随着生物信息学和翻译组学的发展与应用,越来越多的研究发现,环状RNA是能够被翻译的。该文介绍了现在主要的环状RNA翻译的调控机制,总结了目前研究环状RNA翻译的常用数据库,汇总了环状RNA翻译的蛋白质和多肽在癌症中的最新发现,讨论了环状RNA翻译的应用前景和问题,旨在促进发现更多由环状RNA编码的与肿瘤相关的蛋白质和多肽。     

差异显示技术在橡胶树分子生物学研究中的应用

差异显示技术是从分子水平研究细胞、组织、器官中基因结构和表达变异的手段之一,在巴西橡胶树研究中也已有应用。本文从DNA、RNA和蛋白质水平上介绍了近年来差异显示技术在橡胶树分子生物学研究中的进展,并对其前景作了展望。     

基于新一代高通量技术的人类疾病组学研究策略

近年来,包括第二代测序技术和蛋白质谱技术等在内的新一代高通量技术越来越多的应用于解决生物学问题尤其是人类疾病的研究。这种以数据为导向,大规模、工业化的研究模式,使得从基因组水平、转录组水平、蛋白质组水平等角度对疾病展开全方位、多层次的研究成为可能。文章综述了新一代高通量技术在DNA、RNA、表观遗传、宏基因组和蛋白质组水平的人类疾病研究进展以及在转化医学领域的应用。在基因组水平上,外显子组测序是近年来持续的研究热点,随着测序成本的不断降低,全基因组重测序也越来越凸显了其在全基因组范围内检测大型结构变异的优势,并使得个人基因组引领的个体化医疗逐渐成为可能。在转录组水平,如小RNA测序技术可用来检测已知小RNA和预测新的小RNA,这些小RNA不仅可以作为疾病诊断和预后的分子标志物,在疾病治疗方面也具有无限潜力。在蛋白质组水平,如目标蛋白质组学可以有目标地测定可能与疾病相关的特定蛋白质或多肽,能够很好地应用于疾病的临床分期分型。文章进一步阐述了跨组学研究在疾病研究领域中的应用和发展趋势,借助生物信息学分析方法进行多组学整合研究,能更加系统地阐释疾病的发生及发展机理,为疾病的诊断治疗提供强有力的工具。     

非编码RNA功能与功能机理研究

真核生物基因组具有广泛转录的特性,其中绝大部分转录产物为不编码蛋白质的非编码RNA.这些非编码RNA又可分为长链非编码RNA和小非编码RNA,并且两者都行使重要的调控功能.同时,非编码RNA也被用作生物技术及应用于生物医学.本文就非编码RNA在动物细胞基因表达等重要生命事件中的功能及功能机理进行综述,并简要介绍非编码RNA相关的生物技术、生物医学应用.     

非编码RNA的生物信息学研究方法:RNA结构预测及其应用

近10多年来的研究逐步揭示了RNA的各种生物学功能。RNA不仅是信息从DNA传递到蛋白质的中间体,还直接参与基因沉默、表观遗传学修饰等生物学过程。单链的RNA在体内通过碱基配对折叠成一定的二级结构。介绍了现在预测RNA二级结构的主要算法及其应用,其中包括基于热力学、同源比对和统计学习的各种算法,以及如何引入实验数据辅助预测。二级结构预测算法被广泛用于寻找RNA功能单元和预测新非编码RNA等各种问题。如何利用高通量实验数据帮助结构预测,探索长非编码RNA功能,研究RNA与蛋白质相互作用,是RNA二级结构预测算法和应用的一些前沿方向。     

RNA的生物合成

基因表达的过程,就是遗传信息流从其贮存的位点(通常是双链DNA)转移到其作用的位点(通常是一个蛋白质或酶)的历程,这其间必定要经历一个遗传信息从DNA转抄到RNA上的步骤。因此以DNA为模板合成RNA的过程,即DNA转录,或RNA的生物合成是基因表达的     

反转录现象和反转录酶的发现

1953年华生和克里格(J.D.Watson和F.H.Crick)提出了DNA的双螺旋结构模型,1958年后提出并建立了中心法则:DNA复制产生DNA,DNA转录产生RNA,RNA转译产生蛋白质。遗传信息不能从蛋白质传到蛋白质,也不能从蛋白质传到DNA和RNA(图1)。     

平贝母体细胞胚胎发生中的核酸与蛋白质合成研究

在获得比较理想的平贝母体细胞胚胎发生体系的基础上,我们应用放射性同位素液体闪烁计数技术测定了平贝母体细胞胚胎发生过程中球形胚、心形胚、鱼雷胚、子叶胚和成熟胚等时期的DNA、RNA和蛋白质合成动态,实验表明,从球形胚到子叶胚,核酸与蛋白质的合成速度递增。在子叶胚前期RNA合成达到高峰,在子叶胚期蛋白质合成达到高峰,在子叶胚后期DNA合成达到高峰,核酸与蛋白质合成速度的变化与胚体细胞增殖及器官分化相关联。     

转录 反转录

有机体的遗传信息一般都编码在由缠绕成双螺旋的两条长链所组成的脱氧核糖核酸(DNA)分子上,由四个码编成,这四个码是不同的化学单位,叫做碱基。在正常细胞中要合成某种蛋白质,遗传信息是以DNA为模板,根据碱基互补的原则合成与它对应的单链分子核糖核酸(RNA),然后再从RNA链译成特定的蛋白质分子。即由DNA→RNA→蛋白质。由DNA→RNA称为“转录”,由RNA→蛋白质称为“翻译”。反转录是遗传信息以RNA为模板合成DNA,即同上述信息的转移从DNA→RNA这一经典过程相反,因此称“反转录”。例如,在RNA肉瘤病毒进入机体后,通过依赖于病毒RNA的DNA多聚酶,以病毒RNA为模板合成DNA,然后再以DNA     

细菌RNA结合蛋白Hfq的DNA压缩和复制作用研究进展

RNA结合蛋白(RNA-Binding Protein)Hfq是一种重要的细菌转录后调节因子,之前对Hfq的研究大多集中在该蛋白对小分子非编码RNA (Small Non-Coding RNA,sRNA)和mRNA的作用上。Hfq最典型的功能是促进sRNA与其靶标mRNA碱基配对,在转录后介导对RNA的稳定性和翻译的调控。此外,Hfq也能与多种蛋白质直接或间接相互作用。然而,近年来的研究表明,除了RNA和蛋白质,Hfq还可以与DNA相互作用,在DNA压缩(DNA Compaction)和DNA复制(DNA Replication)等多种DNA代谢过程中发挥直接或间接的调控作用。额外的靶标和功能的鉴定将进一步夯实Hfq作为细菌中多种代谢途径核心调控因子的重要地位,也表明该蛋白的功能并不局限于其在RNA和蛋白质代谢中的作用。本文总结了Hfq在DNA代谢调控中的近几年最新研究进展,并展望了其前景。     

基于高通量测序技术的细菌非编码RNA研究方法进展北大核心CSCD

细菌非编码RNA指细菌中不编码蛋白质,而以RNA的分子形式起调控作用的一类核酸分子。高通量测序技术的应用极大地推进了多种细菌中非编码RNA的发现工作,但由于现阶段对细菌非编码RNA特征的认识尚不够深入,该领域测序数据的生物信息学分析还存在许多不足。介绍了应用高通量测序技术研究细菌非编码RNA的两种主要技术——RNA-seq技术和d RNA-seq技术,对现行的筛选非编码RNA的生物信息学分析方法进行综述,并对该领域生物信息学分析策略的改进提出设想。     

神通广大的小RNA

分子生物学的中心法则认为：DNA是生命信息的代码,通过合成RNA进而制造蛋白质来行使生物学功能。通俗地讲,DNA是胶片,RNA是放映机,而蛋白质就是放映到荧幕上的电影。DNA和蛋白质对生命的重要性毋庸置疑,而RNA分子长期以来被认为仅是联系DNA与蛋白质的纽带,简单地起着“放映”的作用。     

云南油杉原胚发育过程中组织化学的变化

应用组织化学方法对云南油杉(Keteleeria evelyniana Mast)受精前后,原胚及幼胚形成早期细胞内的DNA、RNA、碱性蛋白质,酸性蛋白质及多糖物质进行了观察。结果表明,DNA在卵核受精前后为孚尔根弱正反应。在原胚及早期幼胚发育过程中,胚原细胞核DNA含量恢复正常,RNA及酸性蛋白质含量均较丰富,特别是在胚原细胞内。新细胞质中碱性蛋白质呈负反应,而DNA、RNA、酸性蛋白质及多糖物质均呈现正反应。     

神通广大的小RNA

分子生物学的中心法则认为：DNA是生命信息的代码,通过合成RNA进而制造蛋白质来行使生物学功能。通俗地讲,DNA是胶片,RNA是放映机,而蛋白质就是放映到荧幕上的电影。DNA和蛋白质对生命的重要性毋庸置疑,而RNA分子长期以来被认为仅是联系DNA与蛋白质的纽带,简单地起着“放映”的作用。     

基于高通量测序技术的细菌非编码RNA研究方法进展

细菌非编码RNA指细菌中不编码蛋白质,而以RNA的分子形式起调控作用的一类核酸分子。高通量测序技术的应用极大地推进了多种细菌中非编码RNA的发现工作,但由于现阶段对细菌非编码RNA特征的认识尚不够深入,该领域测序数据的生物信息学分析还存在许多不足。介绍了应用高通量测序技术研究细菌非编码RNA的两种主要技术——RNA-seq技术和d RNA-seq技术,对现行的筛选非编码RNA的生物信息学分析方法进行综述,并对该领域生物信息学分析策略的改进提出设想。     

玉米花粉胚状体发育过程中DNA,RNA蛋白质含量及合成动态变化

继代培养的玉米花粉胚状体的发育过程可划分为6个时期:胚性细胞团时期、球形胚时期、心形胚时期、梨形胚时期、子叶形胚时期以及分化期。我们应用微量生化分析技术以及放射性同位素液体闪烁计数技术研究了玉米花粉胚状体发育过程的DNA、RNA、蛋白质含量及合成动态,发现DNA、RNA和蛋白质含量在胚性细胞团期较高,然后下降,但到了分化期时又有所升高。DNA合成速度在胚性细胞团时期较高,在以后的各时期降低并保持平稳。RNA和蛋白质的合成动态呈相似的变化规律。这个结果说明DNA、RNA和蛋白质在胚状体发育早期的活跃代谢,可能与胚性细胞的快速分裂以及胚性结构的形成有关,而后期的活跃代谢可能与胚状体的分化有关。