哺乳动物性早熟相关基因的研究进展

人类的性早熟是一种病理状态, 而在动物上, 性早熟可能是一个在生产上具有价值的数量性状。一些物种在进化过程中形成了性早熟的特性并能在群体中稳定遗传。性早熟在很大程度上与遗传密切相关, 是一个由多基因决定的复杂性状。文章主要介绍了KiSS-1基因、GPR54基因、LHR基因、FSHR基因、CYP基因家族、ER基因、TGFa基因、IGF-Ⅰ基因、GNAS1基因、HSD3B2基因、SHBG基因、VDR基因等与哺乳动物性早熟的关系。     

纳豆激酶基因的优化设计、合成及其在烟草叶片中的瞬时表达

根据植物偏爱密码子优化设计、合成纳豆激酶基因sNK,利用重叠延伸PCR法在其中插入番茄果实特异性表达基因E8的第一内含子构成sNKi基因,通过农杆菌渗透法将这两种基因渗入到烟草NC89叶片中并实现瞬时表达。通过RT-qPCR法将两种基因在烟草叶片中转录水平的表达量进行比较,结果表明两种基因在烟草叶片中均表达,且sNKi基因的表达量显著高于sNK基因;通过纤维蛋白平板法在两种基因的瞬时表达样品中均能检测到纤溶酶活性,表明目的基因在烟草叶片中可正常翻译并表现出溶栓活性,且sNKi基因在翻译水平的表达量显著高于sNK基因。表明内含子对人工合成的纳豆激酶基因的瞬时表达具有显著的促进作用。     

细菌素编码基因的定位分析

细菌素生物合成相关的基因经常成簇出现:结构基因、对自身产生免疫的基因及产生辅助蛋白质的基因组成操纵子结构,其中结构基因是细菌素编码基因,它可能在质粒上也可能在染色体上,为了初步定位细菌素编码基因是在质粒上还是染色体上,综述细菌素编码基因的初步定位方法,为深入研究细菌素提供依据。     

基因组织特异性相关研究进展

研究基因的组织特异性是了解生命活动进程和组织功能的重要一步.尽管对于看家基因和组织特异基因的研究由来已久,但是对于它们仍缺少统一的定义方式和检测方法.在定义方式上,可以从基因的组织表达数和在各组织间的表达变化情况来分别定义看家基因和组织特异基因.通常将在大多数正常组织中有表达,且表达水平较稳定的基因称为看家基因,而将在一个或少数组织中优势表达的基因定义为组织特异基因或组织选择基因.在检测方法上,高通量实验技术,包括基因芯片、RNA-seq和质谱技术等已成为检测基因组织特异性的主要方法.通过比较多个典型研究的实验结果,发现不同检测方法的覆盖度和灵敏度存在很大差异,其中RNA-seq技术最为灵敏,获得的看家基因数目最多,质谱技术检测出来的看家基因和组织特异基因数目较少,而基因芯片方法给出的多个检测结果间差别较大.尽管不同的定义方式和检测方法所导致的看家基因(或组织特异基因)的集合不完全一致,但不同的看家基因数据集(或组织特异基因)却展现出非常一致的功能和特性.看家基因通常实现所有组织和细胞都必须的基本功能,而看家基因与其他组织表达基因间的相互作用以及组织特异基因间的相互作用则实现了组织的特有功能.同时,基因的组织特异性与疾病之间具有密切联系,相比其他基因,看家基因更有可能成为癌基因,而组织特异基因则更有希望发展成为药物靶标.     

生信分析筛选心衰氧化应激相关关键[]基因并预测候选药物

为探究氧化应激相关基因在心力衰竭发生发展中的作用,并发现核心基因进行靶基因药物预测。从GEO数据库下载GSE120895基因表达图谱,通过GEO2R筛选差异表达基因,将差异表达基因与GeneCard数据库中筛选的氧化应激相关基因取交集,得到心力衰竭氧化应激相关差异表达基因,利用R软件对差异表达基因进行GO及KEGG分析,利用Cytoscape进行PPI网络的模块以及关键基因的筛选。之后在GSE17800基因表达图谱中验证关键基因的表达,并针对关键基因进行相互作用药物预测。差异表达基因与氧化应激相关基因取交集后,共筛选出52个上调的氧化应激相关差异表达基因,在此基础上,筛选出ACTB,STAT3,FN1,EDN1,CAT共5个关键基因,在GSE17800基因表达图谱中验证后,针对4个关键基因预测了19个靶基因潜在药物。总之,本研究通过生物信息学方法鉴定关键基因,并预测潜在治疗药物,从而为了解心力衰竭的分子机制及其诊治方法提供新的见解。     

人类基因组中巢式基因对的系统分析

基因组上一个基因的所有或大部分外显子位于另一基因内含子和UTR中被称为巢式基因(Nested gene)。巢式基因对(Nested gene pair)是由主基因(Host gene)和巢式基因组成的基因对。文章针对人类基因组上的顺式巢式基因对(简称为巢式基因对)进行全基因组鉴定,并通过比较巢式基因对在人和小鼠基因组上的保守性分布,研究巢式基因对的进化方式。保守性分析表明基因转座、序列原位突变和主基因转录起始/终止位点突变是巢式基因对进化的主要原因,其中主基因转录起始/终止位点突变是巢式基因对独特的一种进化方式。Gene On-tology分析揭示大部分巢式基因与主基因的产物在功能上没有相关性。     

葡萄孤儿基因的表达分析和功能推测

孤儿基因为某物种基因组内特有的,在其它物种内没有同源基因存在的特殊基因.对物种孤儿基因的鉴定和分析已成为比较基因组学研究的一个新兴领域.本研究通过生物信息学的分析,着重研究了49个葡萄孤儿基因在各发育阶段和各器官中的特异表达特性、亚细胞定位预测和共表达基因群的生物学过程基因本体论(GO)分析.结果显示,35个基因在NCBI的EST数据库中存在EST表达证据,其中有7个基因具有器官表达特异性,且大部分在生殖器官中特异表达.通过亚细胞定位预测到大部分葡萄孤儿基因为分泌蛋白.GO分析表明葡萄孤儿基因的共表达基因群主要参与寡肽转运和跨膜运输等生物学过程,这与葡萄孤儿基因的亚细胞定位预测结果相一致.本文研究结果将为葡萄孤儿基因的进一步功能分析提供重要研究基础.     

基因编辑技术研究进展及其在苜蓿等豆科饲草作物中的应用

基因编辑是对生物基因组进行靶向修饰的一项新型生物技术,可以在不同物种中实现对目标基因的定点敲除、基因片段置换以及基因定点插入等基因定向编辑,目前基因编辑技术已在植物基因功能解析和作物遗传改良研究中得到广泛应用。本文简要回顾基因编辑技术的发展历程,重点介绍新近发展的CRISPR/Cas9技术在植物中的研究进展,并对CRISPR/Cas基因编辑技术在苜蓿等饲草作物中的应用进行探讨和展望。     

藏系绵羊ZFX/ZFY基因片段进化分析

目的:获得X染色体、Y染色体在进化上是独立进行的依据.方法:用PCR方法扩增并克隆藏系绵羊ZFX/ZFY基因片段并测序,对ZFX/ZFY基因片段进行了序列比对.结果:扩增的ZFX/ZFY基因片段长度为447bp,该对基因比对结果是总的同源相似率为80.76%,ZFY基因的同源性在96.4～99.3%之间,而ZFY基因的同源性在95.3～98.4%之间;在相应148个氨基酸中,ZFX基因的氨基酸差异为2个,而ZFY基因的氨基酸差异为12个.结论:在进化过程中ZFY基因比ZFX基因更活跃,而ZFX基因较为保守,为研究X染色体、Y染色体在进化上的差异提供参考.     

利用相似致病菌中保守的致病菌特有基因预测新的毒力相关基因

目的:在致病机制相似的致病菌中寻找保守的致病菌特有基因,预测新的毒力相关基因。方法:首先选取致病机制相似的致病菌EHEC与EPEC,利用本实验室构建的包含115 152条致病菌特有基因片段的数据库进行本地Blast,得到致病菌特有基因,对致病菌特有基因在相似致病菌中的保守性进行分析,得到新的可能的毒力相关基因。结果:在6株EHEC菌中找到95条保守的致病菌特有基因,其中大部分为已知的毒力相关基因,还有许多可能的毒力相关基因;在9株相似致病菌(EHEC、EPEC)中找到10条保守的致病菌特有的蛋白基因,其中9条为已知的致病相关基因,1条为可能的致病相关基因。结论:应用本方法可以发现新的毒力基因,为后续对致病菌致病机制的实验研究奠定了基础。     

在中国北方汉族人群中血管紧张素转换酶基因I/D多态与G蛋白beta3亚基基因C825T多态对原发性高血压的联合作用

原发性高血压是一种复杂的多基因疾病,被认为是多个变异了的基因遗传交互以及环境因素共同作用的结果.证据表明,血管紧张素转换酶基因和G蛋白beta3亚基基因各自都是重要的原发性高血压的易感基因,并且可能存在共同的通路来导致高血压疾病的发展.为了探索这两个基因在中国北方汉族人群中是否对高血压有影响,挑选血管紧张素转换酶基因I/D多态与G蛋白beta3亚基基因C825T多态,在一个包含502个高血压病例和490个健康对照的样本中做了关联研究.连锁不平衡分析揭示,仅仅在男性中有显著性的非随机性分布,表明血管紧张素转换酶基因与G蛋白beta3亚基基因倾向在男性中造成高血压.调整了的单位点的多变量逐步回归分析展示,在男性显性模型中DD/ID对Ⅱ的比值比达到显著性水平(OR1.57;95%CI,1.09～2.27;P=0.016).在对性别进行分层后的联合分析中,在男性中经过调整后的比值比具有弱显著性水平:在血管紧张素转换酶基因的DD基因型中,TT对CC的比值比是0.11;95%CI,0.01～0.99;P=0.049;在G蛋白beta3亚基基因的CC CT基因型中,DD/ID对Ⅱ的比值比是1.52;95%CI,1.01～2.29;P=0.047.结果暗示,血管紧张素转换酶基因或附近的某个基因是具有男性性别倾向的高血压易感侯选基因,同时,在血管紧张素转换酶基因基因的D等位基因和G蛋白beta3亚基基因的825C等位基因之间,可能存在具有上位效应的基因-基因相互作用.     

转基因植物中标记基因的剔除

在目前的植物转化系统中,要求在关注基因或目的基因转入细胞时,同时有标记基因存在.标记基因主要是抗生素或除草剂的抗性基因.借标记基因的表达可以将转化细胞从大量的未转化细胞中筛选出来,但标记基因的继续存在,特别是在转基因食品中,是人们广泛关注的问题.培育无标记基因的转基因植株已成为植物生物工程研究中的新课题.该文介绍了剔除标记基因的两种方法:分离剔除和重组剔除,并对近年来这两种方法在培育无标记基因的转基因植物中的应用和进展作了介绍.     

基于基因本体论的模式生物分子功能分布异同

基因本体论是关于基因和蛋白质知识的标准词汇,也是今后实现各种与基因相关的数据统一、数据转换、数据挖掘的基础。本文通过分子功能基因本体论比较了不同模式生物基因产物分子功能分布的异同。结果发现:在动物类、植物类以及真菌类模式生物中,大部分已知功能基因的分布比例是基本一致的,存在一定的同源性;但在动物中结合类基因数量较多而在植物与真菌中反而催化类基因数量较多,信号传导相关基因在动物中的分布数量多间接证明了动物在进化上的高等性,而植物中特有的大分子传递相关编码基因,可能与植物的养分、水分在机体种的传输相关。     

大豆蛋白编码基因起源与进化

物种基因组成是一个高度动态的进化过程, 其中相对较近起源的种系和物种特异性基因会持续整合到包含古老基因的原始基因网络中。新基因在塑造基因组结构中发挥重要作用, 能提高物种适应性。基因复制和新基因的从头起源是产生新基因及改变基因家族大小的2种方式。目前, 大豆(Glycine max)基因起源时间与进化模式的相互联系很大程度上还未被探索。该研究选择19种具有代表性的被子植物基因组, 分析基因含量动态性与大豆基因起源之间的潜在联系。采用基因出现法, 研究显示约58.7%的大豆基因能追溯到大约1.5亿年前, 同时有21.7%的基因为最近起源的orphan基因。研究结果表明, 与新基因相比, 古老基因受到更强的负选择压并且更加保守。此外, 古老基因的表达水平更高且更可能发生选择性剪切。此外, 具有不同拷贝数的基因在上述特征中也具有明显差异。研究结果有助于认识不同年龄基因的进化模式。     

基因频率的计算问题例析

基因频率是指某群体中,某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所占的比率。关于基因频率的计算问题是常见的一类题型,大体可以分为两类:常染色体上的基因频率计算和X染色体上的基因频率计算。由于X染色体上的基因在Y上没有等位基因,是成单存在的,因此其计算方法与常染色体基因不同,需要特别注意。     

植物病原物无毒基因及其功能

植物抗病基因与病原物无毒基因产物间直接或间接相互作用导致产生的基因对基因抗性是植物抗病性的重要形式。无毒基因已在多种植物病原物 ,包括真菌、细菌、病毒和卵菌等中得到克隆。绝大多数已克隆无毒基因之间 ,及其与已知蛋白之间 ,均无显著序列同源性。然而 ,多数已克隆植物抗病基因有较高序列一致性 ,产物往往具有相似的结构域。由序列一致性很高的抗病基因产物与没有明显序列同源性的无毒基因产物相互作用 ,介导产生的过敏性细胞坏死和抗病性 ,在产生速度、强度和组织特异性等方面均可能有显著差异。无毒基因具有双重功能 :在含互补抗病基因植物中表现无毒效应 ,而在不含互补抗病基因植物中显示小种、菌株、致病型、或种特异性毒性效应     

蒺藜苜蓿全基因组中WRKY转录因子的鉴定与分析

WRKY基因家族是植物基因组内一类重要的转录因子, 参与植物许多生理生化过程, 如植物发育、代谢以及生物和非生物胁迫。目前, 已在多种植物中鉴定出WRKY基因家族, 但是关于蒺藜苜蓿(Medicago truncatula L.) WRKY基因家族的系统分析鲜有报道。文章利用生物信息学方法, 从蒺藜苜蓿全基因组中共鉴定出93个WRKY基因, 包括81个标准的WRKY基因(19个Ⅰ型基因, 49个Ⅱ型基因以及13个Ⅲ型基因)和12个非标准类型的WRKY基因。对这些WRKY基因进行了基因重复、染色体定位、基因结构、保守基序和系统进化等方面的分析。蒺藜苜蓿WRKY基因家族中最近共发生了11次基因重复事件, 共涉及24个基因, 占全部WRKY基因的26%。染色体物理定位分析表明, 蒺藜苜蓿WRKY基因在染色体上呈不均匀分布, 存在6个基因簇。对WRKY Ⅲ型基因的进化分析表明, 它们在长期的进化过程中受纯化选择压力。     

大绿蛙Sox基因和Dmrt基因的序列分析

Sox基因家族与Dmrt基因家族在胚胎发育及性别分化中起着重要作用。采用PCR方法,扩增了大绿蛙Sox基因和Dmrt基因的保守区,分别获得长约220 bp和140 bp的片段。序列分析表明,大绿蛙雌雄个体之间Sox基因、Dmrt基因序列没有差异,与人和其它动物的Sox基因、Dmrt基因有非常高的相似性,显示了Sox基因及Dmrt基因在系统进化上的高度保守性。本研究为探讨大绿蛙的性别决定机制及Sox基因与Dmrt基因的进化提供了分子资料。     

药用植物功能基因

药用植物功能基因研究是药用植物基因研究中最活跃的领域。以药用植物功能基因在GenBank中注册的统计数据为基础 ,介绍了药用植物功能基因研究的最新进展。注册的功能基因涉及 32属 42种药用植物。统计数据包括 :自 1 992年至 2 0 0 3年 (前 9个月 )每年注册基因总数、基因注册数最多的 1 6种主要的药用植物以及在药用植物功能基因研究方面比较活跃的 1 4个国家。还重点报道了植物功能基因专利注册情况、黄酮类化合物与紫杉醇生物合成基因研究进展以及植物P45 0基因研究现状 ,对药用植物生物合成功能基因研究的发展趋势进行了探讨。     

Pax-6基因在发育中的表达与动物眼的进化

近年在脊椎动物和无脊椎动物中分离出Pax-6基因及其同源基因,这些基因都与动物的眼与神经系统的发育和形态发生有关.本文着重比较了无脊椎动物果蝇、文昌鱼、哺乳动物小鼠和人的Pax-6基因编码蛋白,Pax-6基因在发育过程中的表达,Pax-6与眼进化的关系等几个方面,并介绍Pax-6基因为靶基因的转基因果蝇的上游制作技术和原理.探讨了Pax-6基因作为眼发育的主导基因的作用和时空表达模式的保守性.