重金属诱导细胞凋亡的分子机制

重金属诱导的细胞凋亡是一个十分复杂的过程,不同种类的重金属以及同类重金属离子的不同价态所诱导的凋亡效应及其分子机制不尽相同。目前的研究表明,重金属与DNA形成加合物而导致DNA损伤可能是引发细胞凋亡的重要步骤：多种重金属能通过激活内质网、线粒体钙通道,使Ca^2 释放进入细胞质而引发凋亡;重金属还能使细胞中ROS升高,在直接导致DNA损伤的同时,启动与线粒体相关的细胞凋亡信号通路。此外,ROS还能通过MAPKs增强JNK介导的：FasL和Fas表达,最终使caspase-3和caspase-7激活,从而促进凋亡的发生。重金属诱导细胞凋亡还涉及一系列重要基因和蛋白质的参与,包括促进凋亡的Src家族酪氨酸激酶、bax、fas和p53等基因及相关蛋白,抑制凋亡的Sp1锌指转录因子、bcl-2和myc等基因及相关蛋白。部分重金属如镉、锌等对细胞凋亡具有诱导和拮抗双重效应,其中拮抗效应主要是通过与自由钙离子协同进行的,而诱导效应则可能是通过调节caspase-3活性而实现的。     

生物钟的基因调控

从细菌到哺乳动物的大多数生物都存在分子时钟,也就是生物钟。它的存在使生物的生理,生化,行为表现出以24小时为周期的节律性。本文从基因组成以及节律发生的分子机制等方面,对昼夜节街生物钟进行综述。     

调控细胞凋亡的主要基因与因子

细胞凋亡是生物界广泛存在的一种重要的生命过程,许多研究者已从不同角度对其发生机理,影响因子,应用等方面开展了卓有成效的研究,本文主要论述了与细胞凋亡调控有关的ced基因,bcl-2基因,ICE基因,p53基因,Fas基因等,以及与之有关的蛋白,如caspases家族,TRAIL等,随着对细胞凋亡机理研究的不断深入,衰老等生理现象和细胞凋亡相关的疾病和机理将逐步得以阐明,并以此为基础建立相应诊断方法。     

泌乳分子机制及基因调控网络

为了提高泌乳家畜的产奶性能,使得进一步理解乳腺的功能及其调控机制变得十分必要。早期的研究倾向于从组织学和激素层面研究分析乳腺的生理功能,随着近年来分子生物学技术的发展,芯片等高通量技术被应用到乳腺泌乳机制的研究中,泌乳生物学进入了一个全新的发展时期。综述了近年来国内外关于乳腺泌乳机制方面的研究进展,如乳腺各个泌乳时期的基因调控网络、乳汁主要成分的合成调控网络、参与乳腺泌乳周期循环的信号传导通路等。     

胸苷酸合成酶表达调控的分子机制

胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是生物体内催化胸苷酸合成所必需的酶．多年来一直作为肿瘤化疗的重要靶酶。对TS基因调控机制的研究表明：基因扩增、转录、翻译和翻译后过程都参与了TS表达的调控。先前的研究表明：TS可与自身的mRNA结合形成TS-mRNA复合物,使mRNA翻译受阻,5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)等抗代谢药物可与TS蛋白结合,结合后的复合物不能与TS mRNA作用,导致体内TS的表达升高,是肿瘤细胞产生抗药性的重要分子机制之一。现对TS基因表达调控研究进展、翻译调控与抗药性产生的分子机制进行综述。     

自噬的相关分子机制

细胞自噬是真核生物中高度保守的一类生物学途径,它通过降解细胞浆内不同组分,维持细胞自身平衡并帮助细胞在应激情况下生存。自噬在生物体生长发育、免疫防御、肿瘤抑制及神经退行性疾病中都有重大的意义。哺乳动物细胞中,自噬过程主要由自噬相关蛋白（Atg）所形成的一系列复合物所调控,这些蛋白质分别在自噬的启动、自噬泡的形成、延伸及成熟和降解过程中发挥重要的作用。在此,本文针对一些重要的自噬相关蛋白质对近年来自噬分子机制的研究进展做一总结。     

小鼠生精细胞凋亡相关基因的分子克隆

利用手术隐睾的方法建立小鼠生精细胞凋亡模型,通过光镜、电镜以及原位末端标记法（TUNEL）证实手术隐睾可成功诱导小鼠生精细胞凋亡;在此基础上应用抑制消减杂交法（suppression subtractive hybridization,SSH)对隐睾和对侧睾丸组织的基因表达进行研究,在隐睾组织中分离得到24个高表达cDNA片段,经克隆、PCR和酶切鉴定、测序及匹配分析,证实24个cDNA片段均为新的ESTs,已被GenBank接受并给予新序列编号。任选其中3个cDNA片段作为探针进行Northern印迹杂交,证实它们在隐睾和对侧睾丸组织有差异表达。上述结果提示手术隐睾是研究生精功能降低和睾丸组织凋亡过程中基因表达的适合实验模型,所分离的差异表达cDNA序列可能与生精细胞凋亡密切相关。     

结核分枝杆菌的耐药基因及其相关分子机制

结核分枝杆菌原发性和继发性耐药是当前控制和治疗结核病面临的重要问题,随着分子遗传学的发展,已经阐明了结核分枝杆菌耐药的分子基础是染色体的突变,影响了药靶本身或激活了药物前体的细菌酶,造成MTB的耐药。本文主要就MTB对其常用药物的耐药机制展开讨论,以便正确认识MTB对不同药物的耐药机制,建立快速检测耐药结核分枝杆菌基因型的分子生物学方法。     

结核分枝杆菌的耐药基因及其相关分子机制

结核分枝杆菌原发性和继发性耐药是当前控帝】和治疗结核病面临的重要问题,随着分子遗传学的发展,已经阐明了结核分枝杆菌耐药的分子基础是染色体的突变,影响了药靶本身或激活了药物前体的细菌酶,造成MTB的耐药。本文主要就MTB对其常用药物的耐药机制展开讨论,以便正确认识MTB对不同药物的耐药机制,建立快速检测耐药结核分枝杆菌基因型的分子生物学方法。     

核受体超家族介导基因调控的分子机制

核受体超家族由甾体激素、甲状腺激素、维甲酸、维生素D等化学信号的受体及配体未明的多种孤儿受体组成,该家族成员的主要功能是作为配体激活的转录因子,调控代谢、发育、生殖相关基因的表达。核受体与启动子和增强子上的激素应答元件及其它DNA序列特异性激活因子结合,而激活或阻遏靶基因的转录。核受体调控基因转录需要募集称为辅调控因子的蛋白分子,这些蛋白分子与核受体一起装配成多组分的复合物,它们可提供相关的酶促活性和脚手架功能。通过与基础转录机器的相互作用和对染色质结构的可逆性共价修饰等作用,辅调控因子调控核受体对靶基因转录的激活或阻遏。许多辅调控因子本身受到多条细胞内信号转导途径的调控。     

Oct-4/Sox-2 协同调控下游基因表达的分子机制

Oct-4属POU家族蛋白,是一类在动物早期胚胎发育过程中起重要作用的转录因子,参与维持细胞的全能性及未分化状态。Oct-4蛋白的主要结构特征为具有POU家族特有的保守结构域（POUS）和POU同源异型结构域（POUHD）,这两个结构域可与DNA上特定区域形成双向结合,进而对基因转录进行调控。Sox-2是另一种转录因子,其HMG结构域可结合在DNA的特定序列上,并可通过与Oct-4的POUs结构域之间的蛋白质．蛋白质相互作用形成POU／HMG／DNA三元复合体以调控下游靶基因的表达。文章就POU家族成员Oct-4和HMG-box家族成员Sox-2在动物早期胚胎发育中调控部分下游基因表达的分子机制进行了概述。     

MADS-box基因控制植物成花的分子机理

植物花器官的发育和开花是植物生殖发育中最重要的过程,植物在长期的进化过程中产生了春化(低温)途径、自主途径、光周期途径以及不依赖于光温环境条件的赤霉素信号途径来适应多变的环境和调控植物开花过程。本文综述了模式植物拟南芥中由LEAFY(LFY)、CONSTANS(CO)、FLOWERING LOCUSC(FLC)、FLOW ERING LOCUS T(FT)和SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1(SOC1)等基因构成的双子叶植物响应光温条件变化的开花调控网络;以及大麦、小麦中由VERNALIZATION1(VRN1)、VRN2、ODD-SOC2(OS2)和拟南芥CO、FT同源基因构成的禾本科植物开花调控网络。其中最重要的是转录调控因子MADS-box基因FLC、SOC1、VRN1和OS2,并发现组蛋白的乙酰化/脱乙酰化,赖氨酸的甲基化/脱甲基化在调控FLC、VRN1染色质活性状态及基因表达,从而产生开花控制的机理。这些研究发现将有助于对具有重要经济价值的单双子叶植物,通过生物技术手段改良其品种特性以应对非生物逆境,特别是低温胁迫的指导。     

从转录水平研究SATB1表达调控的分子机制

目的:研究SATB1 5'转录调控区及3'UTR的调控作用,以阐明SATB1在各肿瘤细胞系中的表达和调控机制.方法:采用半定量RT-PCR分析人乳腺癌细胞系BT549和MCF7、人肺癌细胞系NCI-H-446、QG56和SPC-A1中SATB1的转录水平.并利用Western Blot方法检测各肿瘤细胞系中蛋白表达水平.分别构建SATB1两个转录本5'上游序列驱动的报告基因载体.将栽体瞬时转染QG56及SPC-A1.构建含SATB1基因3'非翻译区(3'UTR)的报告载体,瞬时转染NCI-H446、QG56及SIC-A1.运用双通道荧光素酶报告系统检测荧光素酶活性.结果:在BT549、NCI-H-446、QG56和SPC-A1中检测到SATB1的转录本2,仅在BT549及QG56有转录本1表达;但在NCI-H-446、QG56及SIC-A1中,未检测到蛋白水平的表达.在QG56中,转录本1上游-638～+404序列段荧光素酶活性最高,而在SPC-A1中转录本2上游-1218～+48序列段的荧光素酶活性最高.运用生物信息学分析-638～+404和-1218～+48两个序列段的转录因子结合位点.在NCI-H-446中,含有SATB1 3'非翻译区(3'UTR)报告载体的荧光素酶活性显著低于PGL3 control的活性(P＜0.05).结论:在肺癌细胞中,SATB1的表达与细胞转移能力的高低无关.RT-PCR、荧光素酶活性及生物信息学分析结果的一致表明SATB1的两个转录本分别受其5'上游序列调控.在NCI-H-446中,SATB1的表达受其3'UTR的调控.     

凋亡相关基因的整合分析及基因表达芯片的制备

利用IPI和GenBank,收集了与凋亡相关的5 333条基因序列,用一定的标准,整合筛选得到1 384个凋亡相关的基因．通过亚细胞定位、组织表达差异显著性分析、自然正义/反义RNA对预测、基因簇在pathway上的定位、蛋白质/蛋白质相互作用等方面的分析发现,一些基因只在一个组织里显著差异表达,一些基因存在自然正义/反义RNA对现象,一些基因簇同时位于多条pathway等重要信息．同时,制作了一张凋亡相关基因的寡核苷酸芯片,并且对于一对NAIF1表达质粒转染前后的HeLa样品,通过该芯片的筛选,得到24个差异表达的基因．发现NAIF1过表达诱导的细胞凋亡,伴随了PAX2、PDCD8、PDCD10、DFFA、CASP7等基因表达的显著变化,同时还发现,U58668,该mRNA没有任何基因或蛋白质的注释信息,当camptothecin诱导U937细胞系凋亡时上调,在这里的NAIF1过表达诱导的HeLa细胞系中也上调(上述数据结果见http://gpcrome.cbi.pku.edu.cn:2005/chip)．     

心管发生的分子机制

心管的发生是心脏发育早期最重要的事件之一.它由左右两团心脏前体细胞逐渐相互靠拢合并成一条位于腹侧正中的线性心管,然后再进行环化和房室化.心管发生的分子机制与两个方面有关:其一为心脏前体细胞的迁移,在斑马鱼中8个基因与之有关;其二为心管的装配,has等基因与之有关.     

金黄色葡萄球菌分子检测技术的常用靶基因

金黄色葡萄球菌是一种常见的致病菌,可以产生多种毒素并具有广泛的耐药性。从特异性基因位点、抗药性基因和毒素基因3个方面列举了检测金黄色葡萄球菌的靶基因以及利用这些靶基因的PCR检测方法。详细说明了这些基因的发现、功能和实际应用情况。将金黄色葡萄球菌分子检测的思路和方法进行汇总、比较,并对未来的相关研究趋势和研究领域进行了展望。     

普通菜豆抗炭疽病基因鉴定与分子标记

菜豆炭疽病是世界菜豆生产中的主要病害之一,使幕豆产量和品质受到严重影响,对抗炭疽病基因的研究可以为培育抗炭疽病品种奠定基础。幕豆炭疽病病菌生理分化比较复杂,由于菜豆品种的抗病性和地域不同,菜豆炭疽菌的致病性分化不同。10个已知抗炭疽病基因中,9个基因（Co-1、Co-2、Co-3／Co-9、Co-4^2、Co-5、Co-6、Co-7、Co-10）已被确认为独立显性基因,其中Co-3／Co-9是等位基因;Co-1、Co-4和Co-9存在等位基因,co-8为隐性基因。除Co-5、Co-7和co-8三个基因还没有被定位外,其他基因被定位在不同的连锁群上。     

Molecular Mechanism of Fascin Function in Filopodial Formation

Filopodia are cell surface protrusions that are essential for cell migration. This finger-like structure is supported by rigid tightly bundled actin filaments. The protein responsible for actin bundling in filopodia is fascin. However, the mechanism by which fascin functions in filopodial formation is not clear. Here we provide biochemical, cryo-electron tomographic, and x-ray crystal structural data demonstrating the unique structural characteristics of fascin. Systematic mutagenesis studies on 100 mutants of fascin indicate that there are two major actin-binding sites on fascin. Crystal structures of four fascin mutants reveal concerted conformational changes in fascin from inactive to active states in the process of actin bundling. Mutations in any one of the actin-binding sites impair the cellular function of fascin in filopodial formation. Altogether, our data reveal the molecular mechanism of fascin function in filopodial formation.     

果实品质形成的分子机理研究进展(综述)

本文综述果实发育过程中糖代谢和酸代谢的相关酶及其基因表达,并简要介绍果实成熟过程中色泽的形成。     

Drosophila Neurotrophins Reveal a Common Mechanism for Nervous System Formation

Neurotrophic interactions occur in Drosophila, but to date, no neurotrophic factor had been found. Neurotrophins are the main vertebrate secreted signalling molecules that link nervous system structure and function: they regulate neuronal survival, targeting, synaptic plasticity, memory and cognition. We have identified a neurotrophic factor in flies, Drosophila Neurotrophin (DNT1), structurally related to all known neurotrophins and highly conserved in insects. By investigating with genetics the consequences of removing DNT1 or adding it in excess, we show that DNT1 maintains neuronal survival, as more neurons die in DNT1 mutants and expression of DNT1 rescues naturally occurring cell death, and it enables targeting by motor neurons. We show that Spätzle and a further fly neurotrophin superfamily member, DNT2, also have neurotrophic functions in flies. Our findings imply that most likely a neurotrophin was present in the common ancestor of all bilateral organisms, giving rise to invertebrate and vertebrate neurotrophins through gene or whole-genome duplications. This work provides a missing link between aspects of neuronal function in flies and vertebrates, and it opens the opportunity to use Drosophila to investigate further aspects of neurotrophin function and to model related diseases.