生物数据库专栏导读北大核心CSCD

近年来,随着生物科技和信息科技的迅猛发展,基于生命组学的大数据积累和应用均已达到了前所未有的程度。多元的生物数据库资源,特别是急剧增长的生物学大数据在生物化学与分子生物学研究中得到了广泛应用,对生物学、生物医学的基础研究和转化应用起到了助推器的作用。但是,由于专业的局限性和研究者的着重点不同,部分从事生物学和生物医学的研究者对数据库资源的了解,对大数据的分析、处理和整合能力存在不足,制约了他们对已有数据资源的充分和有效的利用。为此,本期专栏选择了近年来的一些热门研究领域,特邀长期活跃在相关研究领域的一线科研工作者,结合他们自己的相关工作,分别就抗体信息数据库、细胞外囊泡数据库、蛋白质相互作用数据库、细菌sRNA数据库和RNA二级结构数据库的现状、特点和应用进行了较为系统的综述。下面对各篇文章内容给予简单介绍。     

细菌sRNA数据库

细菌sRNA是一类长度在50～500 nt的调控小RNA（small regulatory RNA）,主要通过与靶标mRNA或靶标蛋白质结合发挥多种生物学功能。目前,随着生物信息学与高通量测序的应用,发现了越来越多的细菌sRNA,开发了多个相关数据库。为了sRNA工作者系统了解与应用这些数据,本文拟对包含细菌sRNA的综合数据库和细菌sRNA专业数据库作一概述,并对sRNA数据库的未来发展进行展望。     

细菌sRNA数据库北大核心CSCD

细菌sRNA是一类长度在50~500 nt的调控小RNA(small regulatory RNA),主要通过与靶标mRNA或靶标蛋白质结合发挥多种生物学功能。目前,随着生物信息学与高通量测序的应用,发现了越来越多的细菌sRNA,开发了多个相关数据库。为了sRNA工作者系统了解与应用这些数据,本文拟对包含细菌sRNA的综合数据库和细菌sRNA专业数据库作一概述,并对sRNA数据库的未来发展进行展望。     

蛋白质相互作用数据库

随着“蛋白质组学”的蓬勃发展和人类对生物大分子功能机制的知识积累,涌现出海量的蛋白质相互作用数据。随之,研究者开发了300多个蛋白质相互作用数据库,用于存储、展示和数据的重利用。蛋白质相互作用数据库是系统生物学、分子生物学和临床药物研究的宝贵资源。本文将数据库分为3类：（1）综合蛋白质相互作用数据库;（2）特定物种的蛋白质相互作用数据库;（3）生物学通路数据库。重点介绍常用的蛋白质相互作用数据库,包括BioGRID、STRING、IntAct、MINT、DIP、IMEx、HPRD、Reactome和KEGG等。     

胞外囊泡表面糖缀合物研究进展

胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是一类由细胞分泌到胞外的能够被受体细胞摄取的膜性囊泡小体,直径在20~1 000 nm.近年来,越来越多的研究者发现胞外囊泡在疾病诊断、预后评估以及药物递送等方面具有重要的生物学作用.胞外囊泡可以直接参与细胞间信息的传递以及物质的运输,其携带的核酸(m RNA,micro RNA和lnc RNA)和蛋白质可以影响受体细胞的生理状态.大量研究表明,胞外囊泡是被糖基化修饰的,胞外囊泡表面覆盖了大量的聚糖以及糖结合蛋白,而已知聚糖类物质在调控细胞黏附、细胞-细胞之间的信息传递、细胞和细胞外基质相互作用、免疫调节和肿瘤转移等方面发挥重要的作用.本文综述了近年来细胞外囊泡表面糖缀合物修饰的前沿研究,以期更好地理解聚糖在胞外囊泡的合成、释放以及运输过程及其生物学功能中的作用.     

植物细胞外囊泡及其分析技术的进展

细胞外囊泡是细胞在生理和病理条件下通过胞吐作用释放的具有磷脂双分子层结构的纳米级囊泡。细胞外囊泡作为蛋白质、核酸、脂质和代谢物等物质的载体,能够在细胞与细胞之间穿梭,行使物质传递、信息交流的功能,是细胞间通讯的重要媒介。近年来,植物中细胞外囊泡的研究也不断深入,其研究和分析技术也取得了很大进展。本文介绍了细胞外囊泡的组成,综述了植物中细胞外囊泡的生物学功能,分析了细胞外囊泡分离与富集方法的优缺点,以及原位成像技术的应用,最后对植物细胞外囊泡研究技术发展的重点进行了展望。     

细胞外囊泡及细胞外囊泡数据库

细胞外囊泡（extracellular vesicle,EV）是由细胞释放到细胞外微环境的膜性囊泡,携带母细胞来源分子,参与机体的生理和病理活动过程,鉴定其组成并研究其功能已成为研究热点。目前,对不同物种、不同组织和不同细胞来源的细胞外囊泡组份的研究,获得了大量的蛋白质、核酸、脂类和其他分子数据。为更好地使用这些数据,已有不同的研究机构建立了相应的数据库,为该领域的研究提供了便利。ExoCarta、Vesiclepedia和Evpedia数据库是目前收录数据比较全面的、最具影响力的细胞外囊泡数据库。本文将介绍这3个数据库的特点和应用,为研究者选择使用胞外囊泡数据库提供参考。     

细胞外囊泡及细胞外囊泡数据库北大核心CSCD

细胞外囊泡(extracellular vesicle,EV)是由细胞释放到细胞外微环境的膜性囊泡,携带母细胞来源分子,参与机体的生理和病理活动过程,鉴定其组成并研究其功能已成为研究热点。目前,对不同物种、不同组织和不同细胞来源的细胞外囊泡组份的研究,获得了大量的蛋白质、核酸、脂类和其他分子数据。为更好地使用这些数据,已有不同的研究机构建立了相应的数据库,为该领域的研究提供了便利。ExoCarta、Vesiclepedia和Evpedia数据库是目前收录数据比较全面的、最具影响力的细胞外囊泡数据库。本文将介绍这3个数据库的特点和应用,为研究者选择使用胞外囊泡数据库提供参考。     

革兰氏阳性菌细胞外囊泡的研究现状

细胞外囊泡(EVs),也称为膜小泡,是真核细胞和细菌分泌的囊泡状小体.它通过携带蛋白质、DNA、RNA和各种代谢物进行细胞间物质的交流传递.根据内容物的不同发挥不同的生理功能,如传递营养物质、参与免疫反应、治疗癌症等.目前大多数研究专注于真核细胞和革兰氏阴性菌囊泡的探索,而对革兰氏阳性菌中分泌的囊泡研究较少.这篇综述总...     

细菌sRNA基因及其靶标预测研究进展

摘要：细菌sRNA是一类长度在40～500 nt之间的非编码RNA,主要以不完全碱基配对方式与靶标mRNA5′端相互作用进而发挥其生物学功能。鉴于预测方法可以为细菌sRNA及其靶标的实验发现提供指导,因此,细菌sRNA与靶标预测研究受到了广泛重视。文章首先将sRNA预测方法分为3类,分别是基于比较基因组学的预测方法、基于转录单元的预测方法和基于机器学习的预测方法;其次,将sRNA靶标预测方法分为2类,分别是序列比较方法与基于RNA二级结构的预测方法;最后对各类方法的原理、核心思想、优点和局限性进行了分析,并探讨了进一步的发展方向。     

综述: 胞外囊泡表面糖缀合物研究进展

胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是一类由细胞分泌到胞外的能够被受体细胞摄取的膜性囊泡小体,直径在20～ 1 000 nm．近年来,越来越多的研究者发现胞外囊泡在疾病诊断、预后评估以及药物递送等方面具有重要的生物学作用．胞外囊泡可以直接参与细胞间信息的传递以及物质的运输,其携带的核酸(mRNA,microRNA和lncRNA)和蛋白质可以影响受体细胞的生理状态．大量研究表明,胞外囊泡是被糖基化修饰的,胞外囊泡表面覆盖了大量的聚糖以及糖结合蛋白,而已知聚糖类物质在调控细胞黏附、细胞-细胞之间的信息传递、细胞和细胞外基质相互作用、免疫调节和肿瘤转移等方面发挥重要的作用．本文综述了近年来细胞外囊泡表面糖缀合物修饰的前沿研究,以期更好地理解聚糖在胞外囊泡的合成、释放以及运输过程及其生物学功能中的作用．     

细菌外膜囊泡(OMV)研究进展

外膜囊泡（outer membrane vesicles,OMV）是在细菌生命活动中不断从细菌细胞表面脱离而形成的功能性囊泡,其内部含有蛋白质、脂质和核酸等成分,具有多种特殊的生物学功能,在细菌-细菌和细菌-宿主相互作用中起着关键作用。虽然大多数OMV的研究都是关于动物病原菌,但最近OMV在植物-细菌相作领域的作用已逐渐被揭示。本文围绕OMV的发现、产生、成分,以及在发病和应激过程中,特别是OMV在植物-细菌相作中生物学功能的相关研究进展进行阐述,为细菌外膜囊泡的分子机理与应用研究提供思路,并为广泛开展微生物外膜囊泡的研究提供参考。     

细胞外囊泡研究进展

由细胞释放到细胞外环境中的来源于内体和细胞膜的多样化的膜性囊泡,统称为细胞外囊泡。这些细胞外囊泡作为细胞间转运膜和可溶性蛋白、脂质、RNA的载体,代表一种重要的细胞间通讯方式。虽然很多报道证明,多种细胞释放细胞外囊泡,并且具有一定的生理意义,但是我们目前缺乏对细胞外囊泡分子机制的深入理解,在细胞外囊泡研究的方法学以及人为调控细胞外囊泡的释放等方面也存在局限性,因此使得我们对它们在体内的生理学功能和细胞外囊泡作为疾病靶标的转化医学的研究进程缓慢。在这篇综述中,该文主要从细胞外囊泡的分类、分子细胞生物学研究、生理及病生理功能、细胞外囊泡的研究方法几个方面回顾当前细胞外囊泡领域的研究进展。     

胞外和胞内菌胞外囊泡的功能及应用

细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)是从细胞膜上脱落或者分泌的双层膜结构的囊泡状小体。真核生物、细菌、古细菌和支原体等具有细胞结构的生物均能够释放EVs。细菌分泌的EVs含有DNA、RNA及蛋白质等多种成分,其在细菌毒力保持、免疫逃逸、细菌间物质运输、宿主细胞免疫调节、宿主转录基因调节、耐药性等方面发挥巨大作用。细菌可以分为胞内菌(Intracellular bacteria)和胞外菌(Extracellular bacteria),二者EVs在释放机制、生理学功能和临床应用等方面存在着区别与联系。就胞内菌和胞外菌的囊泡分泌机制、功能及应用作一阐述。     

细菌非编码小RNA功能及作用机制研究进展

生物体中除了编码蛋白质的mRNA外,还存在多种具有重要调控功能的非编码RNA。细菌中长度50~500 nt的非编码RNA通常定义为sRNA。sRNA在细菌的整个生命活动中发挥着极为广泛的作用,在感受环境压力、基因表达、细胞周期乃至个体发育等过程中均具有重要的调控作用。sRNA的功能学和调控机制的研究已成为当今细菌学研究的热点。本研究就细菌中的sRNA的特征,在细菌中的作用和作用机制进行文献综述。     

外泌体miRNA的生物学功能及其在肺纤维化疾病中的调控作用

外泌体是一种微型纳米级细胞外囊泡,由于能够直接参与细胞间信息的传递和物质的运输,被认为是细胞间通讯、免疫调节、疾病诊断和预后循环生物学标志物的重要载体,其携带的核酸和蛋白质等内含物能够影响受体细胞的生理状态.作为一种内源性非编码微小RNA,microRNA (miRNA)对疾病诊断和治疗有着重要的研究价值,有大量证据表明该类分子对肺部疾病的发病进程起着控制调节作用.本文聚焦于近年来细胞外泌体来源miRNA的生物学特性和功能领域,综述了近年来生物医学研究中的热点分子外泌体miRNA在肺部疾病尤其是肺纤维化中调控功能和机制的研究,因此不仅能为肺纤维化疾病的诊断提供新的标志物分子,并且还能够为肺纤维化的外泌体干预治疗建议新的干预策略.     

小细胞外囊泡及其携带的非编码RNA在非酒精性脂肪性肝病中的作用

小细胞外囊泡（small extracellular vesicles,sEVs）是由细胞分泌的一种细胞外囊泡,产生于多泡体,多泡体与质膜融合并释放到细胞外基质。由于小细胞外囊泡可以携带分子质量相对较小的核酸、蛋白质、脂质,能够执行细胞间物质传递、细胞间通讯等功能。因此,小细胞外囊泡及其携带的非编码RNA不仅参与细胞正常生理过程,也可以在多种疾病的发生发展过程中起重要作用。本文综述了小细胞外囊泡在非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）中的作用,小细胞外囊泡及其携带的非编码RNA不仅有望成为NAFLD诊断的标志物,同时也具有治疗NAFLD的潜在作用,或能为治疗NAFLD提供新思路。     

细菌中的小RNA

小RNA（sRNA）或非编码RNA（ncRNA）在原核生物和真核生物中广泛分布。迄今,在各种细菌中共发现超过150种sRNA,在大肠杆菌中发现了约80种sRNA。sRNA通过与靶mRNA配对而发生作用,导致mRNA翻译和稳定性的变化;sRNA的功能涉及从结构调节到催化作用,影响生物体内各种各样的加工过程,一个单独的sRNA就能调控大量的基因并对细胞生理产生深远影响。目前,对sRNA的研究主要采用生物信息学预测结合分子生物学实验的方法。     

建立基于RNA免疫共沉淀技术的鼠疫耶尔森菌Hfq蛋白相关sRNA的体内验证方法

目的：建立RNA免疫共沉淀方法,为鼠疫耶尔森菌Hfq蛋白相关非编码小RNA（sRNA）提供体内验证方法。方法：首先在RNA结合蛋白Hfq下游加入Flag标签,用Flag标签抗体进行免疫共沉淀,获得蛋白-RNA复合物,然后从沉淀的蛋白-RNA复合物中分离得到纯化的RNA;通过Western印迹检测各步骤Hfq蛋白的表达,再利用Northern印迹检测目的sRNA--RyhB1和RyhB2。结果：构建了带有Flag标签的RNA结合蛋白Hfq的载体,此载体转导入hfq缺失株后与鼠疫菌野生株的生长曲线无明显差异;通过RNA-蛋白免疫共沉淀技术鉴定出已知与鼠疫菌Hfq蛋白结合的2个sRNA--RyhB1和RyhB2。结论：建立了利用RNA-蛋白免疫共沉淀鉴定与鼠疫菌Hfq蛋白结合的sRNA的技术,为细菌sRNA的验证、功能研究和体内蛋白质与RNA相互作用研究提供了有利工具。     

新书介绍

正现代分子生物学技术及实验技巧本书系统介绍了现代分子生物实验技术。第1~6章包括质粒的提取和目的基因的获得、基因的克隆和重要分子的筛选以及目的基因的表达和检测;第7~14章涉及近年来发展起来的一些新技术,包括报告基因分析、差异基因表达谱分析、蛋白质-核酸相互作用技术、蛋白质-蛋白质相互作用技术、细菌体内同源重组技术、转基因动物、基因打靶技术和流式细胞术;第15~17章介绍了一些新的分子生物学研究技术,包括干细胞的分离培养与诱导分化技术、小RNA的构建及实验技术、非编码RNA数据库及在线分析工具。