国家自然科学基金委员会生命科学部1991年度资助高技术新概念新构思探索项目一览表(27项)

白血病细胞增殖分化的接触性调节及其与基 因表达的关系萤火虫荧光索酶琴因在枯草杆菌中的表达酪氨酸蛋白质磷酸化脱磷酸化作用与癌细胞 恶性表型逆转核糖体蛋、白质的基因修饰人XP21区多个基因的分子水平定位及X专 性YAC克隆构建青霉素G酸化酶的结构与功能肝靶向干扰素的探索抗癌基因P53基因与慢性粒细胞白血病急性 变关系之探讨杆状病毒后期基因调控与高效表达机理的研 究热休克蛋白HSP润基因的转录调控机制研 究乙型肝炎病毒整合重排和尸53基因变化在肝 癌发生中作用主要传染病原体的基因结构和功能的研究抗原决定簇基因的融合与表…     

去泛素化酶nonstop调控果蝇眼睛锥细胞发育的研究

去泛素化酶是一类参与蛋白质稳定性调控的酶,广泛存在于真核生物细胞中,主要功能是水解底物蛋白质上的泛素链。去泛素化酶参与多种重要的生命活动,包括细胞周期调控、细胞信号转导、蛋白质降解、DNA修复及基因表达等,其异常表达与多种疾病的发生密切相关。该文以果蝇为研究对象,探讨去泛素化酶nonstop(not)对果蝇眼睛锥细胞发育分化的调控作用。结果表明,在not功能缺失的果蝇三龄幼虫眼睛成虫盘中,Cut蛋白质水平发生了显著下调;同时,在果蝇蛹期眼睛的分析结果显示,not功能缺失可导致锥细胞和初级色素细胞的分化异常。进一步研究发现,not功能缺失还可导致R1/R6光感受器细胞分化异常及转录因子D-Pax2表达水平异常。然而,not功能缺失并不影响转录因子Lozenge(Lz)的蛋白质水平及EGFR(epidermal growth factor receptor)和Notch信号通路的活性。综上所述,该文结果表明,not可能通过调控D-Pax2的表达水平与R1/R6光感受器细胞的分化影响锥细胞和初级色素细胞的分化。     

肿瘤特异表达的MDR1 Ribozyme选择性逆转耐药人肺腺癌的耐药性

利用CEA只在肺腺癌中表达, 而不在正常肺组织表达的特点,构建了由CEA启动子调控的MDRl Ribozyme基因的逆转病毒载体(pCEAMR),将pCEAMR导入表达CEA的耐药人肺腺癌细胞系GAOK和不表达CEA的HeLa细胞,在体内外观察了pCEAMR的表达情况及转染细胞对药物的敏感性变化.结果表明pCEAMR 只在表达CEA的GAOK细胞中特异表达,而不在HeLa细胞表达;转染的GAOK细胞对阿霉素(DOX)的耐药性比未转染细胞降低了91.5%,而转染的HeLa细胞对DOX的耐药性与未转染细胞相比没有明显变化;在裸鼠体内DOX也可以明显抑制GAPL转染细胞的生长,对HeLa转染细胞的生长没有明显影响.这提示由CEA启动子调控的MDR1 Ribozyme逆转病毒载体只在表达CEA的人肺腺癌内特异表达,并选择性逆转其耐药性.     

(R)-、(S)-羰基还原酶在酿酒酵母中的表达和亚细胞定位

【目的】将增强型荧光蛋白标记的(R)-和(S)-羰基还原酶于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae W303-1A)细胞中表达,分析荧光蛋白表达谱,确定两种酶在细胞中的功能分布和亚细胞定位。【方法】采用SOE-PCR法克隆出增强型荧光蛋白与(R)-和(S)-羰基还原酶的融合基因,构建到真核表达载体pYX212中,电击转化酵母细胞,以荧光蛋白为筛选标志,观察两种酶在酵母细胞中的表达和分布。【结果】激光扫描共聚焦显微观察表明(R)-和(S)-羰基还原酶多定位于细胞内膜和细胞质中稳定表达,少数成点状分布于细胞中央。根据荧光强度可知(S)-羰基还原酶的表达水平明显高于(R)-羰基还原酶。生物转化结果显示融合型(R)-和(S)-羰基还原酶催化底物2-羟基苯乙酮,分别获得(R)-和(S)-苯基乙二醇,前者产物的光学纯度和产率为86.6%和70.4%,后者产物的光学纯度和产率分别为92.3%和81.8%。【讨论】荧光蛋白与酶的融合没有改变靶蛋白的分子构象与生物活性,酿酒酵母工程菌较重组大肠杆菌具有更明显的生物功能优势,该研究为羰基还原酶蛋白的功能表达调控与亚细胞定位的可视化研究奠定了坚实的基础。     

耗竭性T细胞在肿瘤中的作用

耗竭性T细胞(exhausted T cells)是一群效应功能减弱,持续表达抑制性受体的T细胞,在肿瘤中表现为T细胞功能缺陷状态,主要特征为一系列抑制性受体表达增加及细胞因子分泌减少。耗竭性T细胞主要通过细胞表面的抑制性分子,细胞因子和免疫调节细胞类型改变等参与肿瘤免疫负调控,从而引起肿瘤免疫逃逸。而T细胞耗竭状态并非不可逆转,应用相应单克隆抗体靶向免疫调控点可以有效逆转耗竭性T细胞,恢复机体抗肿瘤免疫反应,提高肿瘤控制率。因此,通过逆转肿瘤患者体内的耗竭性T细胞可能是肿瘤免疫治疗的新途径之一。     

森林草莓MYB家族鉴定及生物信息学分析

为研究草莓MYB基因家族,采用生物信息学方法检索森林草莓(Fragaria vesca L.)基因组中MYB基因,并对其基因结构、蛋白保守结构域、染色体定位、基因进化及花药发育过程中表达水平进行分析。结果表明,草莓基因组中可能含有105个R2R3-MYB、4个MYB3R、1个MYB4R基因,它们不均匀分布在7条草莓染色体上,其中5号染色体上数量最多为26个,部分基因在染色体上形成基因簇。理化分析发现这些MYB蛋白长度和大小差异较大,但均具有保守的R2和R3型结构域,R重复单元均含有特征性的氨基酸,包括最保守的有序间隔出现的色氨酸(W)残基。通过系统进化关系和基因结构信息,草莓MYB基因家族被分成了34个亚组(A1～A34),同时利用拟南芥基因功能预测草莓中对应的直系同源基因的功能,结果表明草莓MYB基因家族参与调控黄酮物质合成、细胞发育、生物/非生物胁迫。花药发育过程中表达水平分析发现FvMYB2、FvMYB85、FvMYB74、FvMYB28在花药发育的5个时期中表达量逐渐升高,尤其是发育后期表达量较高,表明这些基因可能调控花药发育过程。本研究结果为草莓MYB基因家族的功能研究提供参考。     

HS5-1增强子eRNA PEARL对原钙粘蛋白α基因簇的表达调控

远端增强子对关键靶基因的表达调控通常可以决定细胞的命运和功能,激活的增强子可以双向转录产生长非编码(longnoncoding)增强子RNA(enhancerRNA,eRNA)调控靶基因表达,课题组前期研究发现增强子eRNA能够通过形成R环(R-loop)来促进增强子与靶基因的染色质远距离互作,引起局部三维基因组TAD(topologically associated domain)的改变。为了进一步探究eRNA在基因转录过程中的生物学功能,本研究选取原钙粘蛋白(protocadherin, Pcdh)基因簇的增强子eRNA PEARL (Pcdh eRNA associated with R-loop formation)作为研究对象,通过CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) DNA片段编辑技术、逆转录PCR、荧光定量PCR等遗传学和分子生物学实验,揭示了增强子eRNAPEARL对Pcdhα基因簇表达的促进作用。首先,本研究通过分析不同组织中HS5-1增强子eRNA发现其表达具有组织特异性...     

未成熟树突状细胞与成熟树突状细胞的细胞骨架调控相关基因表达的差异分析

分析未成熟树突状细胞(immature dendritic cells,im DCs)向成熟的树突状细胞(mature dendritic cells,m DCs)分化的过程中,细胞骨架的调控相关基因及信号通路的表达变化,为进一步理解不同分化阶段树突状细胞(dendritic cells,DCs)的生物物理学特性、迁移能力和免疫学相关功能的改变。利用CEO数据库获得经CD14+单核细胞(monocytos,monos)诱导而成的im DCs和m DCs的m RNA的表达数据(芯片编号:GSE15076),通过R语言软件对原始数据进行处理,筛选差异表达基因(Log|FC|≥2,p0.05),利用STRING online-工具对差异表达基因进一步筛选(可信度≥0.4);Cytoscape软件构建蛋白质相互作用网络图(protein-protein interaction network,PPI),通过Cluster ONE对筛选后的差异表达基因进行聚类分析,筛选功能相关性密切的差异表达基因,并利用DAVID在线分析进一步进行GO分析和KEGG信号通路分析。m DCs相对于im DCs差异表达的基因共3 351个,上调基因1 801个,下调基因1 550个,其中C-C趋化因子受体活性、G-蛋白偶联的嘌呤核苷酸受体活性和异源三聚体G蛋白复合物等与细胞骨架调控密切相关。主要涉及的信号通路包括趋化因子/趋化因子受体信号通路、Rap1信号通路、Jak-STAT信号通路和PI3K-Akt信号通路等,其中的相关基因与细胞骨架的调控关系密切。这对进一步深入理解DCs的生物物理学特性、迁移能力和免疫学功能有一定的帮助。     

应用基因芯片分析植物内生菌醇提取物处理条件下水稻的基因表达图谱

为探索植物内生菌R(人参)与D(越橘)醇提取混合物RD对水稻的促进生长、增强抗病性的作用机制,采用基因芯片技术对RD处理的水稻基因组进行分析,检测RD处理水稻后差异表达基因。结果显示,检测到差异表达基因1 171个,其中上调表达基因671个,下调表达基因500个。根据基因芯片的试验结果,采用Go注释系统对差异表达基因进行功能注释表明,主要为刺激应答、转录调控、生理功能、结合功能、细胞过程、代谢功能等。代谢途径的变化存在明显差异,表达量上调代谢通路39条,表达量下调代谢途径24条。说明植物内生菌R与D醇提取混合物处理影响水稻性状的表达不是某个基因孤立、单一的作用,而是多方面、多层次共同作用的结果。     

植物遗传工程

920691外渊签因在植物中的表达方法:工程病弃的潜在利用〔英〕/Joshi,R.L.…1 FEBS Lett一1901,281(i~2)一i~s〔译自DBA,1091,10(12),91一06876〕 表达外源基因的植物病毒可能对植物生物技术相当重要。但确保防止工程病毒在环境中的扩散却是一个重要的安全向题。讨论了下列问题:1.高等植物的基因转移方法(土壤杆菌介导的基因转移以及直接基因转移);ii。应用土城杆菌介导的基因转移保护作物(除草剂抗性、病毒病抗性、抗虫性以及基因表达的修饰以改良作物),111.病毒墓因组介导的外源基因在植物中的表达(DNA病毒基因组衍生的表达载体和R…     

脂蛋白酯酶研究进展及对动脉粥样硬化的影响北大核心CSCD

脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)主要在脏器实质细胞合成和分泌,可以水解乳糜微粒(chylomicron,CM)、低密度脂蛋白(low-density lipoproteins,LDL)及极低密度脂蛋白(very low-den-sity lipoproteins,VLDL)中的甘油三酯(triglyceride,TG),对清除体内过多的TG至关重要。新近研究发现LPL的基因结构、合成、分泌及降解具有复杂性,生物功能的发挥和基因的表达也受到多种转录因子、微小RNA(microRNA,miRNA)、相关蛋白及营养激素的调控,其在动脉硬化性疾病中的作用也存在较大的争议。因此,本文主要针对LPL基因的结构、合成与降解、生物功能、表达调控及与动脉硬化性心血管疾病关系的研究进展做一综述,以期进一步明确LPL在心血管疾病中的作用和意义。     

CREB5在大肠癌转移中的调控机制

大肠癌转移过程中所涉及的细胞信号调控网络非常复杂, 寻找调控网络中的关键调控点对阐明大肠癌转移机制以及寻找药物治疗靶点均具有重要意义。研究表明, CREB5 (cAMP responsive element binding protein 5)可能为大肠癌转移相关信号调控网络中的关键基因。文章基于大肠癌表达谱数据, 根据CREB5基因表达值的大小对大肠癌的相关分子事件进行了富集分析, 发现这些分子事件与肿瘤转移密切相关。根据CREB5能够和c-Jun结合成为异二聚体的特点, 联合分析转录因子AP-1结合位点的富集情况, 筛选出在CREB5基因高表达组中表达上调、具有AP-1结合位点、且属于癌症通路的基因16个, 这些基因所构成的分子网络与细胞迁移功能类相关度最高。细胞迁移功能类主要由5个基因——CSF1R、MMP9、PDGFRB、FIGF和IL6所构成, 因此CREB5可能是通过调控这5个关键基因进而促进大肠癌的转移。     

R2R3-MYB转录因子PnMYB1调控三七皂苷生物合成

旨在明确PnMYB1转录因子对三七皂苷生物合成具有调控作用。利用RACE技术获得PnMYB1基因全长,对PnMYB1进行系统发育树分析;构建PnMYB1植物过表达载体并侵染三七细胞,检测转基因三七细胞中人参皂苷R1、Rg1、Re、Rb1和Rd的含量;将PnMYB1与鲨烯合酶(PnSS)、鲨烯环氧化酶(PnSE)、达玛烯二醇合成酶(PnDS)和环阿屯醇合成酶(PnCAS)等参与三七皂苷生物合成途径的关键酶的基因启动子共转染烟草叶片,进行瞬时表达分析,利用GUS表达系统验证PnMYB1转录因子能否与三七皂苷生物合成关键酶基因的启动子相互作用。结果显示,PnMYB1转录因子属于R2R3-MYB家族;在过表达PnMYB1的三七细胞中,五种重要三萜皂苷在转基因细胞中均有不同程度的增加,进一步分析证明PnMYB1转录因子通过激活PnSE和PnDS的启动子,促使PnSE和PnDS的表达水平显著升高,进而实现对三七皂苷生物合成的调控。PnMYB1转录因子可以同时调控三七皂苷生物合成途径中两个关键酶基因的表达,从而影响三七皂苷的生物合成。     

联苯培养条件下红球菌R04转录表达和苯甲酸代谢途径解析

摘要:【目的】研究不同碳源,特别是联苯条件下红球菌的细胞转录应答,以挖掘与多氯联苯(PCBs)转运、代谢及其调控相关的基因,为进一步全面理解PCB微生物降解的分子机制奠定基础。【方法】以一株多氯联苯降解菌红球菌(Rhodococcus sp.R04)为材料,分别提取不同碳源(乙醇、葡萄糖和联苯)培养条件下菌体的总RNA,反转录合成cDNA。采用高通量测序法分别对这三种样品进行转录组测序,分析测序数据得出全基因组表达模式,并对不同条件下的基因表达进行差示分析,进而对联苯代谢网络和红球菌中其他基因的转录调节和代谢应答反应做出相关性分析。Q-RT-PCR分析不同碳源培养条件下的基因表达情况。【结果】测序结果表明,与葡萄糖和乙醇相比,联苯培养条件下明显上调(log2 Ratio 1)基因个数分别为375和332个。与葡萄糖相比,联苯培养条件下,相关基因上调表达量与Q-RT-PCR实验结果基本一致。功能分类获得细胞组分、分子功能和生物学过程三大类别160多个细小分支的差示表达基因,部分基因参与联苯代谢转录调控、联苯转运、抗氧化应激反应以及信号传导通路系统等多种生理过程。参与联苯上游代谢途径的众多同工酶基因中,只有bphC2和bphD1在联苯中大量上调表达,其余同工酶在联苯中基本量不变或下调表达。转录组注释及差示分析推测,红球菌R04中苯甲酸的代谢主要是通过儿茶酚邻位途径、间位途径以及原儿茶酸途径三条代谢途径完成。【结论】与葡萄糖和乙醇相比,红球菌R04在联苯培养条件下基因表达差异明显,这为我们进一步解析多氯联苯代谢特征和代谢调控提供理论依据。     

禁食和复投喂对大口黑鲈胆囊收缩素及其受体基因表达的影响

为研究大口黑鲈(Micropterus salmoides) 胆囊收缩素(Cholecystokinin, CCK)和其受体(Cholecystokinin receptor, CCKR)基因在摄食活动中的功能, 研究通过克隆得到CCK1、CCK2、CCK1R和CCK2R基因的编码区序列, 其长度分别为414、387、1368和1359 bp, 分别编码137、128、455和452个氨基酸。荧光定量结果表明CCK1和CCK2基因均在脑组织中高表达, 其次为肠道组织, 而CCK1R和CCK2R基因分别在胆囊和脑组织中高表达。在摄食后24h内, CCK1、CCK2、CCK1R和CCK2R基因的相对表达量呈先升高后下降趋势, 其中CCK1、CCK1R和CCK2R基因在摄食后3h相对表达量达到最高值, 而CCK2基因在摄食后12h相对表达量达到最高值(P<0.05)。禁食过程中CCK1、CCK1R和CCK2R基因相对表达量在禁食14d时显著升高(P<0.05)。复投喂后CCK1、CCK1R和CCK2R基因的相对表达趋势与餐后表达趋势相似, 呈先升高后降低趋势。但在禁食和复投喂过程中CCK2基因相对表达量并无显著变化。综上所述, 研究结果推测CCK1基因可能与CCK1R、CCK2R基因结合, 作为饱腹信号因子, 通过抑制食欲调控大口黑鲈摄食、消化等生理过程; 而CCK2基因可能作为短期食欲因子调节摄食活动。研究结果可为大口黑鲈摄食活动调节提供理论依据。     

FBXO39基因对肿瘤细胞代谢分子的影响

FBXO39是F-box蛋白家族中的一员,研究表明该蛋白是一个新的候选肿瘤-睾丸抗原,可能与人类肿瘤的发生密切相关。为了探讨FBXO39基因的生物学功能,实验中首先检测了FBXO39在不同肿瘤细胞系中的表达水平,并通过分子克隆技术构建了FBXO39的真核表达载体,进而利用高通量的PCR array代谢组学分析方法在低表达FBXO39的MCF7细胞中筛选受FBXO39调节的代谢相关基因,最后采用定量PC R实验在低表达FBXO39的Ntera2细胞中验证筛选出来的代谢基因。结果显示,在MCF7和Ntera2肿瘤细胞中,6个代谢基因(ALDH9A1、MCT1、DLAT、HMGCS、FASN、GLUL)的表达受FBXO39的正向调控,表明FBXO39可能通过上调这些基因的表达参与肿瘤细胞的代谢过程。     

核不均一核糖核蛋白R基因沉默抑制非小细胞肺癌细胞恶性转化

核不均一核糖核蛋白R(hnRNPR)是一种与mRNA生物学功能密切相关的RNA结合蛋白质,与多种肿瘤细胞的恶性转化相关。然而,在非小细胞肺癌(NSCLC)中的作用机制尚不清楚。本研究通过检索公共数据库发现,hnRNPR蛋白主要在肺癌细胞核中表达,hnRNPR mRNA在非小细胞肺癌组织中高表达,并且与肺腺癌患者的生存率呈负相关;hnRNPR的表达与非小细胞肺癌患者的性别、T分期显著相关(P<0.05)。构建hnRNPR基因沉默的非小细胞肺癌稳定细胞株,检测细胞功能变化,结果显示,hnRNPR基因沉默抑制了细胞增殖、迁移和侵袭能力以及上皮-间质转化(EMT),并将细胞周期阻滞在G₁期(P<0.01)。生物信息学分析显示,非小细胞肺癌中hnRNPR基因与9 310个基因的表达正相关(皮尔逊相关系数>0,P<0.05),与10 680个基因的表达负相关(皮尔逊相关系数<0,P<0.05)。综上所述,hnRNPR在非小细胞肺癌中高表达,可能作为剪接体的组分,通过调节相关基因的表达,促进了NSCLC细胞的恶性转化。     

正常与异常核型人类胚胎干细胞体外分化不同时期基因表达的异同

目的:研究正常核型和异常核型人胚胎干细胞(hESC)基因的表达异同.方法:实时荧光相对定量PCR检测两株正常核型(46,XX)及一株平衡易位13三体核型和一株三倍体核型hESC在体外自体分化不同时期X连锁基因PGK1、抑癌基因RBBP7及癌症基因GPC4的表达情况,并比较分化后不同时期、不同核型对父系印迹基因H19、IGF2R,母系印迹基因SNRPN及多能性调控基因OCT4、NANOG的影响.结果:随着分化时间的增加:①正常和异常核型hESC的PGK1均上调表达;②异常核型hESC抑癌基因RBBP7及癌症基因GPC4相对正常核型hESC呈现明显上调表达;③正常和异常核型hESC中印迹基因表达基本一致:H19、IGF2R上调而SNRPN表达变化不明显或下调;④多能性调控基因OCT4、NANOG在正常核型hESC中较在异常核型hESC中表达明显下降.结论:X连锁基因PGK1、印迹基因在hESC的发育过程中能维持正常调节而不受核型的影响.异常核型hESC抑癌基因、癌症基因在发育过程中的表达上调表明此种细胞具有更危险的发育前景,同时多能性基因在分化后仍能检出表明此种细胞分化能力较正常细胞弱.     

葡萄风信子MaMYB114基因克隆及功能研究

MYB转录因子在植物花青素生物合成过程中发挥主要调控作用。为探究MYB转录因子在葡萄风信子(Muscari spp.)蓝色花色形成中的作用，研究以葡萄风信子‘亚美尼亚’为试验材料，基于课题组前期转录组数据库深度挖掘，经本地Blast比对分析，采用RT-PCR方法克隆获得1个R2R3-MYB基因，命名为MaMYB114(GenBank登录号：OQ615377),对其进行生物信息学分析和异源转化烟草功能验证。结果表明，(1)MaMYB114开放阅读框全长为714 bp,编码237个氨基酸；MaMYB114蛋白含有R2R3保守结构域，属于R2R3-MYB家族AN2亚家族。(2)亚细胞定位及转录自激活结果显示基因定位于细胞核，且具有转录自激活活性，符合转录因子一般特征。(3)实时荧光定量分析显示MaMYB114基因主要在花中高表达，表达模式具有组织特异性。结合不同时期花青苷含量变化模式，发现MaMYB114在着色期花青素含量高的花蕾中高表达，表明MaMYB114可能参与了葡萄风信子花青苷合成过程。(4)过表达MaMYB114促进烟草花青苷积累，表明MaMYB114正向调控花青素合成。本研究表明...