DNA甲基化与癌症

DNA甲基化是重要的表观遗传修饰,主要发生在DNA的CpG岛. DNA的甲基化通过DNA甲基转移酶（DNA methyltransferases, DNMTs）完成. DNA甲基化参与了细胞分化、基因组稳定性、X染色体失活、基因印记等多种细胞生物学过程.单基因水平及基因组范围内的DNA甲基化改变在肿瘤发生发展中亦发挥重要作用. 抑癌基因的异常甲基化引起的表达抑制,可导致肿瘤细胞的增殖失控和侵袭转移,并参与肿瘤组织的血管生成过程.在许多肿瘤的研究中都发现了基因组整体DNA低甲基化所导致的染色体不稳定性. 本文从DNA的异常高甲基化和低甲基化两方面论述了DNA甲基化在细胞恶变发生发展过程中的改变及其影响,并阐述了DNA甲基化改变在肿瘤诊断和治疗中的作用.     

化学合成的DNA定位断裂工具

化学合成的 DNA 定位断裂工具是80年代初发展起来的一种新型非酶 DNA 定位断裂工具.它由 DNA 识别结合系统及化学断裂系统组成,能在人们预先设计的任何位点断裂 DNA 分子,具有制备简便、价格便宜、不受酶的天然专一性限制等优点.可应用于基因分离、染色体图谱分析、大片段基因的序列分析以及 DNA 定位诱变、肿瘤基因治疗与新的化学疗法等分子生物学领域.     

DNA芯片及其在生命科学中的应用

对DNA芯片的发生、发展、技术特点及在生命科学中的应用作了回顾,结果表明DNA芯片通过DNA或RNA样品与阵列的的杂交,可用于基因测序、基因表达、新基因的发现、突变的检测等等领域,虽然DNA芯片目前存在着不足和缺陷,但它正成为基因组和后基因组研究的重要工具.     

DNA甲基化与动脉粥样硬化

DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控方式,可在转录前水平调节基因的表达.近年来的研究表明,动脉粥样硬化的发生发展与DNA甲基化密切相关. 对DNA甲基化模式改变在动脉粥样硬化发病的相关机制做深入研究,可能为动脉粥样硬化的诊治提供一种新的途径.本文将从基因组低甲基化、相关基因异常甲基化以及动脉粥样硬化危险因素的DNA甲基化等方面重点阐述DNA甲基化与动脉粥样硬化的关系.     

两种阳离子纳米基因载体及植物基因介导效果的研究

以阳离子聚乙烯亚胺(polyethylenimine, PEI)和壳聚糖(chitosan, CS)作为两种植物基因载体,分别制备了载基因PEI纳米粒(PEI/DNA)和壳聚糖-DNA纳米粒(CS/DNA),并对其形态、粒度分布、包封率、DNA结合的稳定性及纳米颗粒对DNA的保护等方面进行表征.并以GFP基因为报告基因进行植物细胞转染,比较两者转化效率.结果表明PEI/DNA纳米粒稳定性,对DNA的保护以及转染效率等方面均优于壳聚糖-DNA纳米粒.     

DNA甲基化与基因表达调控研究进展

表观遗传修饰是指不改变DNA序列的、可遗传的对碱基和组蛋白的化学修饰,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑以及非编码RNA等.表观遗传修饰是更高层次的基因表达调控手段.DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰,参与基因表达调控、基因印记、转座子沉默、X染色体失活以及癌症发生等重要生物学过程.近年来随着研究方法和技术的进步,全基因组DNA甲基化的研究广泛兴起,多个物种全基因组甲基化图谱被破译,全局水平对DNA甲基化的研究不仅利于在宏观层面上了解DNA甲基化的特性与规律,同时也为深入分析DNA甲基化的生物学功能与调控奠定了基础.结合最新研究进展综述DNA甲基化在基因组中的分布模式、规律以及和基因转录的关系等.     

应用DNA芯片数据挖掘复杂疾病相关基因的集成决策方法

DNA芯片技术的迅速发展, 可同时检测成千上万个基因的表达谱数据, 为生命科学家们从一个全新的角度阐明生命的本质提供了可能性. 目前, 基因表达谱分析的工作大多集中在对癌症等疾病分类、疾病亚型识别等方面, 而从这些基因表达谱信息中挖掘反映疾病本质特征的相关基因, 是一项在后基因组时代更具挑战意义的科学研究, 基因挖掘由于缺少理想的数据挖掘技术而被忽视. 我们提出了一种新颖的特征基因挖掘的集成决策方法, 目的在于解决三个重要的生物学问题: 生物学分类及疾病分型、复杂疾病相关基因深度挖掘和目标驱使的基因网络构建. 我们成功地将此集成决策方法应用于一套结肠癌DNA表达谱数据, 结果显示这一新颖的特征基因挖掘技术在应用DNA芯片数据分析、挖掘复杂疾病相关基因等方面具有很高的价值.     

一种从凝胶简单快速回收核酸的好方法

从凝胶中分离DNA或DNA片断是基因工程中常用的手段.在重组DNA、分子杂交、基因诊断等实验中,经常需要从凝胶中分离并回收核酸或核酸片断.目前分离DNA片断的方法很多.常用的如电洗脱法、冻融法等操作烦琐且得率较低;低融点琼(王旨)糖法得率较高,但价格昂贵,特别是回收的DNA片断常混有细小琼(王旨)糖颗粒,影响以后的酶切、连接等.我们摸索了一种简便方法,能够从琼(王旨)糖凝胶中高纯度、高得率地分离核酸或核酸片断,回收所得的DNA片断可以直接用于各种酶切反应和基因重组实验.现以分离P~(ZB24)重组质粒中2.3kb的大R蠖核多角体基因片断为例,说明如下:     

DNA甲基化与乳腺癌的关系研究进展

表观遗传学分子机制,其中包括DNA甲基化,通过细胞分裂逐代遗传,在基因转录调控中发挥着重要作用.尽管DNA甲基化是正常哺乳动物胚胎形成所必需的,但在致癌作用中却经常观察到DNA的低-和高-甲基化现象.DNA甲基化在癌症的发生和发展中起着重要作用,它使得许多抑癌基因转录沉默,最终导致癌基因的无限增殖化.许多肿瘤抑制基因启动子区异常甲基化与乳腺癌的形成密切相关,比如ER,p16,APC,RASSFlA,BRCAl等.DNA甲基化是可逆的过程,通过DNA去甲基化制剂,可以使基因恢复正常表达功能.因此,DNA去甲基化制剂在乳腺癌的治疗中具有重要临床意义.     

COI序列:影响动物分类学与生态学的DNA barcode

DNA barcode是一段特殊的、可用于物种鉴定的DNA序列.目前在动物中最常用的DNA barcode是细胞色素C氧化酶1号基因(COI)的部分序列.随着标准数据库的建立,基于COI基因的DNA barcode在动物分类学和生态学中得到了广泛应用.但是,采用COI基因作为DNA barcode所隐含的涉及线粒体的进化历史、遗传特性和物种成种时间的默认前提,并非完全成立,由此引发了许多问题.本文阐述了基于COI基因的DNA barcode对分类学和生态学的影响,目前存在的问题,以及可能的研究方向.     

线粒体DNA聚合酶的起源与演化

随着新的DNA聚合酶A家族成员的加入,家族内部的系统发育关系需要重新检查,来自大肠杆菌DNA聚合酶I(DNA Pol I)和它的细菌、噬菌体和真核细胞同源物被用来重建这个家族的系统发育史.分析显示:在真核生物演化的不同阶段,线粒体DNA聚合酶基因可能通过水平基因转移方式起源于不同类群的生物.原始真核生物线粒体DNA聚合酶基因可能来源于细菌,植物线粒体DNA聚合酶基因可能从质粒获得,而真菌和动物线粒体DNA聚合酶基因可能起源于T3/T7相关噬菌体.     

重组PCR技术的应用及优化

重组PCR是通过DNA重叠序列的衔接作用,使多个DNA分子融合在一起的体外扩增技术。它使基因全序列的拼接、基因融合、基因破坏及启动子交换等DNA操作变得简单易行。如今重组PCR已成为DNA分析的有效利器。本研究通过重组PCR在分子进化、基因敲除及基因敲入、启动子研究和转基因植物转化载体的构建等方面的实际应用,分析了该技术的影响因素,并针对引物设计、DNA碱基重叠长度、温度参数等重要反应条件提出了优化方案。     

耐热DNA聚合酶基因双元载体的初步构建

Taq DNA聚合酶是PCR反应中的重要试剂,它具有结构性稳定和耐高温的特性,有能在90℃以上合成DNA的能力,因此被广泛使用于DNA扩增技术当中,但是国内尚未报道有关Taq DNA聚合酶基因用于转基因的研究.若将此耐热基因转入某些经济作物中培育耐热新品种,将会有很好的前景和实用价值.本试验将初步构建Taq DNA聚合酶的基因表达双元载体.通过引物设计,用PCR法从含有Thermus aquaticus DNA polymerase克隆基因的散装Taq DNA 聚合酶中扩增耐热DNA 聚合酶基因,得到约2.5 kb的DNA片段.扩增片段连接到质粒pUC19中测序证实是Taq DNA聚合酶基因,再将该片段重组到双元载体pBin19中,通过蓝白筛选选择重组子,构建耐热DNA聚合酶的基因双元载体pBin19-Taq.对其作进一步的加工,即插入植物启动子和增强子等后,可通过土壤农癌杆菌的介导作用,用作植物转基因之用.     

杨树叶绿体3′rps12基因,rps7基因和ndhB基因片段的克隆及序列分析

通过烟草叶绿体相关序列设计引物 ,从杨树的叶绿体基因组中克隆出 2个相邻的DNA片段 .经分析发现 ,这 2个DNA片段包含核糖体蛋白 3′rps12、rps7基因和NADH脱氢酶第二亚基ndhB基因片段 .利用DNAMAN等软件 ,将扩增到的杨树叶绿体DNA片段与烟草、拟南芥、玉米和黑松的相关序列进行比较 ,证实所扩增的片段具有较高的保守性 ,尤其是在这 3个基因的编码区 ,同源性均在 90 %以上 .插入或缺失常发生在基因间隔区 ,同源性在 80 %左右 ;对其编码区所推导的氨基酸序列进行了比较 ,同源性均在 92 %以上 .首次克隆了杨树叶绿体的部分DNA序列 ,详细报道并分析了杨树 3′rps12、rps7基因和ndhB基因片段及其边界序列信息 .所报告的基因序列均已登录GenBank .     

胁迫诱导抗性基因转移导致细菌耐药的分子机制研究进展

抗性基因转移是细菌形成耐药性的重要原因.近年来的研究表明胁迫因子可通过多种机制诱导抗性基因转移.DNA损伤可导致细菌产生SOS应激反应,进而诱导接合DNA介导的抗性基因转移.在一些缺乏SOS系统的细菌中,抗生素胁迫可诱导细菌建立自然转化感受态.此外,作者最近的研究表明普通胁迫应答因子RpoS调控一种由双链质粒DNA介导的固体基质表面的抗性基因转移方式.本文在总结SOS依赖和非依赖型胁迫因子诱导细菌接合和转化介导的DNA转移以及RpoS调控固体基质表面双链质粒DNA转移的基础上,提出今后需重点研究胁迫因子如何激活关键调控蛋白以及这些调控蛋白如何影响DNA转移相关基因表达等关键问题.解决上述问题将为寻找合适的分子靶标用于防控抗性基因转移导致的细菌耐药奠定基础.     

以川陕哲罗鲑为目标物种的水样环境DNA分析流程的优化

水样环境DNA分析包括水样采集、DNA提取和分析等流程,已成为监测濒危水生生物种群分布调查的重要手段.为减少在监测目标物种尤其濒危物种中的不确定性,对水环境DNA分析流程的优化至关重要.本研究以川陕哲罗鲑为目标物种,采用滤膜法采集养殖池中的水样,设计了 250 mL、500 mL、1 L和2 L等4种水样采集量,分别采用 PoweWater DNA Isolation kit和DNeasy Tissue and Blood DNA extraction kit 提取水样环境DNA(eDNA),使用物种mtDNA D_loop区特异性引物进行PCR扩增,通过研究滤膜法、水样采集量和水样DNA提取方法对水样eDNA中目标基因检出率的影响,探索适宜的eDNA分析操作方案.结果表明: 使用DNeasy Tissue and Blood DNA extraction kit提取的水样DNA中目的基因的检出率为100%,效果明显优于PoweWater DNA Isolation kit(目标基因的检出率为0);目标基因扩增条带的亮度随水样采样量的增加而增加,其中2 L水样目标基因的扩增效果较理想;序列比对结果显示,本试验从水样DNA中成功扩增得到了川陕哲罗鲑mtDNA Dloop区部分序列.表明DNA提取方法和水样采集量对目标物种的检出率有显著的影响,滤膜法、2 L水样采集量、DNeasy Tissue and Blood DNA extraction kit更适宜进行水样的DNA分析,mtDNA D-loop区可作为川陕哲罗鲑识别的特异性分子标记.     

微环DNA研究进展

质粒载体在基因治疗中占据重要地位.传统质粒DNA在真核生物中可能会引起严重的炎症反应,未甲基化的CpG序列可能抑制基因的表达,最好的解决办法是在生产质粒载体过程中将细菌调控序列整体消除.微环DNA是一种新颖的小环超螺旋表达框,它是传统质粒在大肠杆菌体内通过位点特异性重组得到的.微环DNA缺乏抗性标记基因、复制原点等细菌...     

纳米粒子标记DNA探针在电化学DNA生物传感器中的应用

介绍了纳米电化学DNA生物传感器的基本概念和分类,并介绍了用于DNA标记的纳米粒子的六种类型及其三大检测方法,在此基础上对纳米电化学DNA生物传感器在基因检测、疾病诊断、DNA检测等方面的最新进展进行了综述与讨论.     

MPTP诱导的帕金森病小鼠模型黑质脑组织DNA甲基化研究

为研究DNA甲基化在帕金森病发病机制中的作用,本研究用环境毒素1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)连续腹腔给药诱导小鼠帕金森病(Parkison's disease,PD)模型,应用ELISA检测小鼠黑质脑组织总体甲基化水平,应用实时荧光定量PCR方法检测DNA甲基转移酶表达水平,探讨MPTP诱导的小鼠PD模型黑质部位是否存在DNA甲基化异常.进一步应用甲基化DNA免疫共沉淀结合DNA甲基化芯片方法,构建MPTP诱导的小鼠PD模型黑质脑组织DNA甲基化谱,并寻找DNA甲基化修饰异常的PD相关基因对其进行验证.结果表明,模型组小鼠黑质脑组织DNA总体甲基化水平较对照组显著降低,Dnmt1的表达水平显著增高.利用DNA甲基化芯片在全基因组内筛选出甲基化差异修饰位点共48个,涉及44个基因,这些甲基化差异基因参与信号转导、分子转运、转录调控、发育、细胞分化、凋亡调控、氧化应激、蛋白质降解等生物学过程.在甲基化差异修饰基因中,对Uchl1基因及Arih2基因进行了甲基化水平以及表达水平的验证.结果表明,模型组小鼠黑质脑组织Uchl1启动子区域甲基化水平较对照组增高,m RNA及蛋白质表达水平降低,Arih2启动子区域甲基化水平较对照组降低,m RNA及蛋白质表达水平增高.实验结果进一步证实,DNA甲基化修饰异常在帕金森病发病机制中有重要作用,环境因素(如MPTP)可以通过改变DNA甲基化修饰参与帕金森病的发生发展.     

范可尼贫血症与DNA交联损伤修复

范可尼贫血症(FA)又称范可尼综合征,是一种常染色体或X染色体连锁的隐性遗传病.范可尼贫血症患者具有先天性发育异常、骨髓衰竭、高度癌症易感性等特征.尽管范可尼贫血症是一种在人群中发生比例仅为1:1000000～5:1000000的罕见遗传病,但它却是一个可以用来研究DNA损伤修复和肿瘤发生的重要模型.迄今为止,已经确定了15个范可尼贫血症基因(FA基因)以及一些范可尼贫血症相关基因.当15个FA基因中的任何一个发生突变,都会导致范可尼贫血症的发生.从这些基因发生突变的病人身上所分离得到的细胞则具有对DNA交联损伤试剂(如丝裂霉素C等)高度敏感,以及基因组不稳定的表型.在此,对目前所了解的FA基因所编码的FA蛋白参与DNA交联损伤修复的具体分子机制进行了回顾与阐述.