牦牛体外成熟卵母细胞差异转录组学研究

卵母细胞体外成熟环节是现代繁殖育种技术的基础环节,体外成熟的MⅡ期卵母细胞的质量直接影响了卵母细胞的后续受精及受精卵卵裂.由于卵母细胞的发育成熟是一个涉及大量基因转录调控的复杂过程.因此,转录组学研究是了解卵母细胞发生发育的关键.本研究以高海拔地区的特有牛属动物牦牛(Bos grunniens)卵母细胞作为研究对象,应用RNA-seq技术对牦牛GV期卵母细胞及体外成熟MⅡ期卵母进行转录组学测序及比对分析.经深度测序后,各获得一个包含51380686条过滤测序序列(cleanreads),4624261740碱基(bp)的GV期牦牛卵母细胞测序文库和一个包含50303412条过滤测序序列(clean reads),4527307080碱基(bp)的MⅡ期牦牛卵母细胞测序文库.基因覆盖率统计表明,GV期和MⅡ期文库中分别有16719条和16339条牦牛基因得到转录.通过比较分析MⅡ和GV期转录组数据,共筛选出4767个差异表达基因,其中1418个基因表达量上调和3349个基因表达量下调.GO功能分类注释显示,差异基因与"代谢过程"等生物学过程存在密切关联,同时结合分子功能相关类别等分子事件表现活跃.按表达量上调和下调分别对差异基因进行KEGG通路互作分析,结果表明,凋亡通路、内吞通路及代谢通路是上调的关键调控通路,而代谢通路、丙酮酸代谢、黏着斑及氧化磷酸化是下调的关键调控通路,其中代谢通路在上调及下调通路互作中均起关键调控作用.进一步对代谢通路进行分析,结果表明,组氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢及谷胱甘肽代谢是整个代谢通路的关键调控节点。此外,本研究发现,在牦牛卵母细胞体外成熟过程中,与免疫相关的白细胞介素家族及干扰素家族基因发生了显著差异表达.该研究结果为进一步解析牦牛卵母细胞发育的分子机制及全面了解牦牛繁殖的特异性提供了基础.     

SIRT1与基因转录

 SIRT1（silent mating type information regulation 2 homolog 1）是一种具有NAD-依赖的蛋白去乙酰化酶活性的多功能转录调节因子.在体内通过对几种控制代谢及内分泌信号的转录因子去乙酰化作用来调节其活性.从而广泛参与调控哺乳动物细胞寿命的不同信号通路及糖代谢,胰岛素分泌等多条代谢通路,预示着SIRT1在医学临床应用和研究中可能极具应用价值.     

伞裙追寄蝇滞育关联基因的转录组学分析

【目的】本研究旨在探讨调控伞裙追寄蝇Exorista civilis滞育的重要关联基因以及代谢途径,为明确该虫在转录组水平下的滞育分子机制提供理论基础。【方法】采用新一代高通量测序平台Illumina HiSeq^TM2000对伞裙追寄蝇非滞育以及滞育的蛹进行转录组测序分析以及生物信息学分析;应用KAAS在线pathway比对分析工具对筛选出的满足padj＜0.05且fold change≥32或padj＜0.05且fold change≤1/32条件的差异表达基因进行KEGG通路富集分析。【结果】根据测序结果,共获取58 050个基因。差异倍数在32倍以上的滞育关联基因(diapause-associated genes, DAGs)有454个,其中406个表达上调,共涉及134条通路,包括氧化磷酸化、柠檬酸循环及其他重要通路;48个表达下调,涉及32条通路。KEGG通路富集分析结果表明,滞育关联基因主要集中在信号转导、内分泌系统、碳水化合物代谢等途径中。【结论】本研究获得的伞裙追寄蝇转录组数据揭示了其滞育调控的重要代谢途径与关联基因。     

PGC-1α的转录调节和翻译后修饰

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptorγ,PPARγ)辅助激活因子-1α(PPARγcoactivator-1α,PGC-1α)是线粒体生物合成的关键调节分子.外界刺激(寒冷、饥饿、运动)一方面可以改变PGC-1α的基因和蛋白质表达水平,另一方面可以通过翻译后修饰方式调节其蛋白质活性,最终调节细胞能量代谢和线粒体生物合成过程.PGC-1α表达的异常是代谢性疾病及老年性疾病等发病的重要原因.本文就PGC-1α在转录水平和翻译后修饰水平的调节方式的最新研究进展作一综述.     

镧对铜胁迫下水稻转录组模式的调控分析

探究稀土镧对铜胁迫下水稻转录组的影响,鉴定镧在调控水稻铜胁迫应答中的关键基因和功能。利用抗氧化酶活性筛选最适铜胁迫及镧处理浓度,进行转录组测序和差异表达分析,并用qRT-PCR验证差异表达水平。对测序数据进行差异表达分析发现3 222个基因显著上调,3 798个显著下调,qRT-PCR验证了4个细胞壁防御相关基因CHIT13、Laccase、Expansin和GH3.4。功能和通路分析获得95组GO条目和112条KEGG通路,富集于激酶和氧分子结合等分子功能、细胞壁及质膜等细胞组分、次级代谢和脂质代谢等生物学过程以及苯丙烷生物合成和植物激素信号转导通路。镧通过调节细胞壁形成和组分提高水稻铜胁迫耐受性。     

PPARγ辅调节因子与脂代谢关系的研究进展

代谢综合征包括脂代谢异常、向心性肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病等多种代谢异常疾病,严重威胁着人们的健康和生活质量。PPARγ的辅调节因子通过调控PPARγ介导的基因转录参与脂代谢调节,其中PGC-10c通过调控PPARγ介导的下游靶基因的转录等环节,参与调节多种脂代谢通路;SMRT、TRAP和JHDM2a也通过不同的机制调节PPARγ介导的基因转录,参与脂代谢调节。     

丙酮酸脱氢酶活性调控在线粒体代谢与生长平衡中的作用

丙酮酸脱氢酶多酶复合体(PDC)催化丙酮酸生成乙酰辅酶 A(acetyl-CoA)的反应是线粒体代谢与生长的调控枢纽.丙酮酸脱氢酶激酶 (PDK)/丙酮酸脱氢酶磷酸酶(PDP)对丙酮酸脱氢酶(PDH)的磷酸化 /脱磷酸化作用以及丙酮酸/乙酰辅酶A对PDH底物产物水平的调控是线粒体适应不同生理环境的代谢调节方式,而调控 PDK基因转录的上游信号恰好也是线粒体生长或生物发生的调控机制.过氧化物酶体增殖物激活受体 (PPAR)/过氧化物酶体增殖物激活受体g共激活因子-1(PGC-1) 信号通路可能是线粒体代谢与生长在基因转录水平的共同调控通路.线粒体代谢与生长经共同通路调节可维持线粒体功能与结构之间的平衡.     

低氧刺激影响PGC-1α表达研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)是参与调控机体线粒体发生、糖脂代谢、适应性产热、肌纤维类型转化等生理过程的关键转录共激活分子。而低氧刺激可通过代偿激活一系列细胞应答机制,促发机体不同组织PGC-1α表达及其介导的细胞信号调控通路重新调整,进而改变机体整个能量代谢体系。本文通过总结低氧浓度、低氧时长等多种刺激因素影响不同组织PGC-1α表达的相关研究,旨在进一步揭示不同组织PGC-1α对其低氧刺激产生代偿适应的分子机制,从而更好地解释低氧刺激下机体PGC-1α在调控全身能量代谢稳态中的重要作用。     

陆地棉MYB类转录因子基因GhTT2克隆及功能初步分析

原花青素作为植物重要的次生代谢产物,是植物应对生物和非生物胁迫的一种重要防御手段,也是影响植物发育和品质的重要因素。原花青素作为花青素生物合成的一条末端通路在模式植物中已有研究,但是具体代谢和调控机制尚不明确;原花青素作为棕色棉纤维呈色的主要物质,其棉纤维呈色的生化与分子机制仍未完全阐明。本研究从陆地棉(Gossypium hirsutum)中克隆了一个MYB类转录因子基因GhTT2 (transparent testa 2),并对其基因结构、表达模式、亚细胞定位及功能进行了分析。结果表明：GhTT2转录因子具有典型的MYB结构域,在纤维中优势表达,其转录水平随花青素含量增加而降低;该基因可被原核诱导表达;与GFP融合的重组蛋白定位在细胞核;酵母转化结果表明GhTT2具有转录激活功能;在棉花中沉默GhTT2基因的表达,导致原花青素含量显著降低,表明其可能参与调控陆地棉原花青素的生物合成。本研究结果为深入阐明MYB类转录因子参与调控植物原花青素生物合成途径的分子机制提供参考。     

瘢痕疙瘩中TIEG1的高表达

转化生长因子-β1(TGF-β1/Smads)信号转导通路的持续激活是瘢痕疙瘩形成的重要机制.研究发现这条通路重要的负反馈调节信号分子Smad7表达明显下调,Smad2/3的磷酸化水平和蛋白质量并无明显改变.但是,Smad7下调的机制尚不清楚.采用生物信息学方法对Smad7的启动子进行分析;用RT-PCR和蛋白质印迹分别检测了正常皮肤、正常瘢痕及瘢痕疙瘩组织中的Sp1样转录因子TIEG1mRNA及蛋白质的表达水平;体外培养正常皮肤、正常瘢痕及瘢痕疙瘩成纤维细胞,检测TIEG1 mRNA及蛋白的表达水平.研究结果显示,Smad7启动子上有Sp1的位点,TIEG1 mRNA及蛋白质水平在瘢痕疙瘩组织及瘢痕疙瘩成纤维细胞中表达明显高于正常瘢痕和正常皮肤(P<0.05).说明瘢痕疙瘩中TIEG1可能是Smad7下调的重要原因,有必要进一步研究TIEG1对Smad7的调控作用机制.     

核辅激活因子PGC-1作用分子机制的研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1（peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1, PGC-1）通过结合下游转录因子广泛参与线粒体生物合成、肝糖异生等重要代谢通路调节,对于维持生物体能量动态平衡有重要生理意义。文章着重综述了基于PGC-1基因及蛋白结构基础的分子对接、组蛋白乙酰化、RNA加工等分子机制的研究现状,并初步探讨了其与代谢综合征发生的应用展望。     

Novel concepts in insulin regulation of hepatic gluconeogenesis

The regulation of hepatic gluconeogenesis is an important process in the adjustment of the blood glucose level, and pathological changes in the glucose production of the liver are a central characteristic in type 2 diabetes. The pharmacological intervention in signaling events that regulate the expression of the key gluconeogenic enzymes phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) and the catalytic subunit glucose-6-phosphatase (G-6-Pase) is regarded as a potential strategy for the treatment of metabolic aberrations associated with this disease. However, such intervention requires a detailed understanding of the molecular mechanisms involved in the regulation of this process. Glucagon and glucocorticoids are known to increase hepatic gluconeogenesis by inducing the expression of PEPCK and G-6-Pase. The coactivator protein PGC-1 has been identified as an important mediator of this regulation. In contrast, insulin is known to suppress both PEPCK and G-6-Pase gene expression by the activation of PI 3-kinase. However, PI 3-kinase-independent pathways can also lead to the inhibition of gluconeogenic enzymes. This review focuses on signaling mechanisms and nuclear events that transduce the regulation of gluconeogenic enzymes.