人工染色体

着丝粒、端粒和复制起点是保持染色体在有丝分裂时稳定性的重要组分,利用酵母染色体的这些组分,1983年人们首次成功地构建了酵母人工染色体（YAC）.此后,生物学家对于构建以人类为代表的哺乳动物的人工染色体产生了极大的兴趣,并于1997年成功地构建了第一条人类人工染色体（HAC）.人工染色体具有极其重要的理论和实际意义,不仅可以作为研究必需组分的基础,还为基因治疗开辟了一条新的途径.目前,人们正致力于人工染色体的实际应用的研究,并期望在包括绿色植物的更多物种中构建人工染色体,前景十分广阔.     

第一条人工染色体建成

哈佛医校的两位研究人员Andrew Murray和Jack Szostak建成了世界上第一条能正常工作的人工染色体。酵母细胞忠实地复制了染色体并在细胞分裂时传给他们的子细胞。仅管Szostak对《新科学家》杂志说要应用还有几年,但这一工作为更有效地治疗遗传疾病展现了新的希望。     

用人造微小染色体技术研究着丝粒和端粒的DNA结构与功能

为了在细胞世代中保持其稳定性,染色体起码应具备3个结构要素,那就是有一个DNA复制起点;一个着丝粒(ccntromere)使细胞分裂时两个姊妹染色单体能平均分配到子细胞里;最后,在染色体的两个末端必须有端粒(telomere),使DNA能完成复制。近年来人们采用分子克隆技术把真核细咆染色体的复制起点、着丝粒和端粒的DNA片段分别克隆成功。并且把它们互相搭配或改造而构成所谓“人造微小染色体”(aftificial minichromosomes),以研究这3种成分的结构与功能。 一、染色体复制起点 大肠杆菌质粒pBR322不能转化酵母细胞,因为pBR322上的DNA复制起点不能被酵母系统所识别,DNA不能复制。1979年Stinchcomb和Carbon实验室分别把带有遗传标记,例如Trp~+的酵母DNA的EcoRI片段插入pBR322,用来转化trp~-酵母,获得了带有质粒并能传代的Trp~+细胞。它们所含的质     

HEP-2细胞染色体不稳定性与kinetochore变异

染色体非整倍性畸变是恶性肿瘤细胞的显著细胞遗传学特征,但其诱发染色体数目不稳定的机制一直尚未阐明。本研究从与染色体分离直接相关的动粒(kinetochore)角度,采用kine-tochore-NOR同步银染技术对HEP-2细胞染色体kinetochore变异进行分析,以探讨恶性肿瘤细胞染色体数目变异的形成机制。实验共分析HEP-2细胞分裂相308个,计染色体16 962条,正常对照个体外周血细胞分裂相300个,计染色体13 800条。结果表明:与正常人外周血细胞相比,HEP-2细胞染色体kinetochore缺失和kinetochore迟滞复制频率显著升高(P<0.01),而kinetochore-NOR融合频率二者没有显著差异(P>0.05),这些结果提示kinetochore缺失和kinetochore迟滞复制可能是HEP-2细胞染色体非整倍性变异起源的诱因之一。此外,我们还在某些HEP-2细胞染色体上观察到多重kinetochore现象,并认为染色体多重kinetochore可能是恶性肿瘤细胞染色体结构畸变产生的一个新的途径。     

生物技术简讯

人工染色体和高等真核生物的新型通用载体 应用自发复制的环状质粒(用于构建遗传操作载体)可促进细菌和酵母的遗传操作。但在天然的高等真核生物细胞中未发现这种环状质粒分子,且人们在构建真核生物的人工环状DNA载体的尝试上也未获成功。事实上,迄今为止也尚未获得一个令人满意的,有利于高等真核生物细胞遗传操作的自发性复制载体。因此,人们假定,理想的真核生物载体也许是呈线型的,可模拟一条染色体。为了实现这一目标,现     

人工染色体研究进展

人工染色体是人工构建的含有天然染色体基本功能单位的载体系统总称。人工染色体是非常优良的载体,具有超大的接受外源片段能力。由于不用整合到宿主基因组中,因此不会引起宿主基因的插入失活,及抑制转基因表达的位置效应。人工染色体已经从最初的酵母人工染色体(Yeast artificial chromosome,YAC)发展到细菌人工染色体(Bacterial artificial chromosome,BAC),再扩展到人类人工染色体(Human artificial chromosome,HAC)和植物人工染色体(Plant artificial chromosome,PAC)。文章就这4种人工染色体,尤其是植物人工染色体的研究进展和应用局限进行综述。目前,YAC和BAC已经广泛应用于基因组图谱制作、序列测定和基因克隆;HAC和PAC在基因治疗、外源医用蛋白的生产、新型优质高产高抗转基因作物构建中显现出广阔的应用前景。随着合成生物学的高速发展,美国科学家报道合成了一个"人造生命"。但是,和人工染色体一样,所谓的"人造生命",都是应用最新的基因工程技术,将不同的生命基础元件拼接组装而成,脱离了细胞环境并不能够自由存在。     

正常大白鼠染色体组型的研究

为了利用大白鼠作为人工诱发食管癌的染色体畸变的实验,先对正常大白鼠的染色体组型进行了比较详细的研究。总共有21对染色体,其中常染色体20对,性染色体一对(♀性为XX,(?)性为XY)。对大白鼠骨髓细胞、精原细胞和培养的白血细胞等有丝分裂的中期染色体都进行了观察,并分别拍摄了显微镜照片。由上述三种材料所制备的染色体图像,基本上是一致的。在一次骨髓细胞的制片中,计数了269个细胞分裂中期的染色     

2009年诺贝尔生理学或医学奖

2009年诺贝尔生理学或医学奖被授予了三位科学家Elizabeth H．Blackburn、Carol W．Greider和Jack W．Szostak,以表彰他们解决了生物学中的一个重要问题：在细胞分裂期间,染色体是如何被完整地复制的,它们又是如何受到保护而不被降解。三位获奖者在染色体的末端——端粒找到了答案,并且发现了形成端粒的酶——端粒酶。     

抗菌肽牛乳铁蛋白肽衍生肽在毕赤酵母中的表达及活性鉴定

利用巴斯德毕赤酵母系统表达抗菌肽牛乳铁蛋白肽衍生肽简称LfcinBD,获得的表达产物具有较强的抗菌活性.将人工设计的用化学合成法合成的以酵母偏爱密码子编码的LfcinBD基因片段克隆到巴斯德毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中,获得的重组质粒pPIC9K-LfcinBD通过限制性内切酶Sac Ⅰ酶切线性化,电击法转化毕赤酵母GS115宿主菌,G418抗性筛选,得到高拷贝转化子.经PCR检测,LfcinBD基因与毕赤酵母染色体稳定整合.阳性克隆经甲醇诱导表达LfcinBD,诱导表达5 d,每24 h取上清1 mL,进行抑菌试验.结果表明,抗菌肽牛乳铁多肽衍生肽基因已整合到酵母细胞基因组中并获得表达,经0.5%甲醇在30℃诱导48 h可产生较强抗菌活性的抗菌肽,而且对氨苄青霉素抗性的大肠杆菌亦有较强的抑菌作用.     

酵母人工染色体克隆技术及其进展

酵母人工染色体克隆(YAC)是最近几年发展起来的大分子 DNA 克隆技术.文章综述了 YAC 克隆技术的发展,YAC 的分离、分析与鉴定,以及这一技术在分子生物学中的应用.     

着丝粒和动粒

真核生物的染色体具有用于将2条臂分开的着丝粒结构.在着丝粒的外侧,具有与纺锤体直接相连的结构——动粒.着丝粒是一个复杂的DNA-蛋白质复合结构,是真核生物细胞分裂的轮毂;动粒是着丝粒在行使轮毂(调控中心)作用时赖以与细胞分裂“拉力器”(纺锤体)相啮合的动力支撑点.     

一种多拷贝毕赤酵母表达载体的构建及人脑源性神经营养因子的表达

利用PCR技术扩增出pPIC9K载体的HIS4 Kan序列片段 ,与pPICZα重组 ,构建结合了两个载体特点的适合体外构建多拷贝基因表达盒的毕赤酵母表达载体pPICZα1,改造后的载体含HIS4 Kan序列 ,能整合到酵母染色体上 ,具有筛选方便、外源基因多拷贝组建迅速、蛋白产物分泌表达和易纯化等优点。将人脑源性神经营养因子(hBDNF)的cDNA(35 7bp)克隆入载体pPICZα1,利用同尾酶BglⅡ、BamHⅠ不可逆连接方式 ,分别构建含有 1、2、3、6个拷贝hBDNF表达盒的重组表达载体 ,电击法转化毕赤酵母GS115菌株 ,用G4 18和Zeocin筛选转化子 ,筛选到的阳性转化子用 0 5 %甲醇诱导 ,获得分泌型表达。表达产物类似于天然神经营养因子单体大小、分子量约 14kD。多拷贝hBDNF表达盒的表达水平亦高于单拷贝hBDNF表达盒 ,ELISA和Westernblot检测表明 :表达的蛋白能与鸡抗人脑源性神经营养因子抗体特异结合 ,证实该表达蛋白具有hBDNF的免疫原性     

2001年诺贝尔生理学或医学奖

所有的有机体都由细胞组成,它们通过细胞分裂而倍增。一个成人大约有100万亿个细胞,它们都是由一个单细胞－－受精卵发育而来的。成人细体中有大量的可持续分裂的细胞来替代那些死亡的细胞。在细胞分裂之前,它要长大到一定的程度,复制它的染色体,并精确地将它们分到两个子细胞中。这些不同的过程在细胞周期中是协调完成的。荣获2001年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家在细胞原控制方面作出了杰出的贡献。他们已经确定了在所有的真核生物,包括酵母、植物、动物和人类中调节细胞周期的关键分子,这些重大发现对研究细胞生长的所有方面都有重大的影响,可能从长远来看开辟了治疗癌症的新途径。     

人类人工染色体作为转基因载体的应用前景

自1997年首次成功构建人类人工染色体(human artificial chromosome,HAC)以来,对其理论、方法学问题的研究一直就是人们关注的焦点,并引起了科学家们的极大兴趣,目前已能采用不同的方法获得多种类型的HAC。与酵母人工染色体（YAC）、细菌人工染色体（BAC）等相比,HAC不整合到细胞的基因组中,以一个独立的功能性染色体单位而存在,并在细胞中进行正常的有丝分裂和减数分裂。迄今的研究表明：HAC可以携带大片段基因组DNA,是研究人类基因表达和调控、染色体功能基本单元的重要工具,也是建立HAC动物模型的重要手段。在未来的基因治疗方面有着广阔的应用前景。     

磷酸化组蛋白H3在小麦有丝分裂与减数分裂中的分布

在细胞周期中, 与染色质凝集偶联的一类组蛋白修饰是组蛋白H3的磷酸化.运用H3-Ser 10磷酸化的特异性抗体,通过间接免疫荧光标记检测了磷酸化组蛋白H3在小麦(Triticum aestivum L.)有丝分裂与减数分裂细胞中的分布.有丝分裂时,H3磷酸化起始于早前期,消失于末期,在中期与后期,H3磷酸化主要分布在着丝粒两侧的异染色质区.减数分裂时,H3磷酸化起始于细线期向偶线期转换时,并且从前期Ⅰ到后期Ⅰ保持均一分布于整个染色体上,直到末期Ⅰ消失,而中期Ⅱ与后期Ⅱ在着丝粒两侧的异染色质区的信号略强于染色体臂,直至消失于末期Ⅱ.磷酸化组蛋白H3在两类细胞分裂中的不同分布暗示这种保守的翻译后修饰可能发挥着除参与染色体凝集外的更复杂的作用.     

DNA端粒控制的解密

维持基因组完整性是每个生物生存的关键 ,端粒保护是维持这一稳定的重要机制之一。体内有多种蛋白复合物共同作用以保证DNA末端不丢失或染色体末端不发生融合。端粒酶和其它一些蛋白在维持端粒的过程中有重要作用 ,这些蛋白如何共同维持端粒的正确长度并在细胞分裂过程中复制端粒是一个复杂的机制。Loayza等发现 ,人体内的POT1是一种与酵母细胞中结合单链端粒DNA蛋白相关的蛋白。POT1分子出现在人染色体的末端 ,而且POT1出现在染色体末端的量与多鸟嘌呤核苷酸单链重复区域多少有关 ,重复区域越多 ,POT1出现的越多。POT1不是完全靠…     

植物细胞学进展简介

高等植物细胞与动物细胞的主要区别在于前者有细胞壁和质体,而后者没有;在液泡系和有丝分裂方面也有所不同。现将植物细胞这些特有结构的最近研究进展,简介如下: 一、细胞壁新细胞壁的形成是在细胞分裂末期的赤道面上。分裂的母细胞先形成桶状的成膜体,在染色体分向两极时,由微管将高尔基体分离出     

水稻基因组中的节段重复

利用１３个多拷贝探针,研究水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）基因组第８、９、１１和１２染色体上的节段重复。由同一探针检测到的多拷贝位点通常位于不同染色体的相同部位。不同探针检测到的多拷贝位点在不同染色体上的位置顺序相同。第８种９染色体上的相同多拷贝位点的线性排列,提示这两条染色体在进行上可能来源于同一原始染色体。而第９染色体上的一个节段与前人报道的以及本研究进一步证实的第１１和第１２染色体短臂     

减数分裂中染色体不分离与染色体病

人类细胞减数分裂是精卵形成过程中的重要阶段。它包括染色体的一次复制 ,细胞的两次连续的分裂以及同源染色体配对、交换 ,同源染色体分离 ,姐妹染色单体分离等一系列复杂的过程。在细胞分裂进入中、后期时 ,如果其一对同源染色体或两姐妹染色单体未分别向两极移动 ,却同时进入一个子细胞中 ,结果细胞分裂所形成的两个子细胞中 ,一个将因染色体数目增多而形成超二倍体 ,一个则由于染色体数目减少而形成亚二倍体。这一过程称染色体不分离 (ｃｈｒｏｍｏｓｏｍａｌｎｏｎ -ｄｉｓｊｕｎｃｔｉｏｎ) ,从而引起配子中染色体数目异常 ,产生非整…     

重组人血管内皮细胞生长因子121 cDNA的基因克隆、表达和鉴定

应用RT-PCR方法,扩增人VEGF₁₂₁ cDNA基因片段,与酵母表达载体pPIC9K重组,获得表达质粒p9KVEGF₁₂₁.该质粒转化毕赤酵母菌GS115,用G418-YPD平板筛选高拷贝转化子,PCR鉴定VEGF₁₂₁ cDNA与酵母染色体整合状态,高拷贝转化子用甲醇诱导表达.工程菌用5 L发酵罐发酵,表达产物r-hVEGF₁₂₁占培养液中总蛋白量70%以上.纯化产物促进牛毛细血管内皮(BCE)细胞增殖,并强烈促进血管通透.