病毒相关环状DNA研究进展

环状DNA作为生命遗传物质存在形式之一,在多种生命活动中发挥重要作用。部分病毒基因组DNA以环状形式存在,不仅可以作为承载遗传信息的病毒基因组通过滚环复制的方式进行复制,也可以作为附加体建立持久感染或者潜伏感染,还可以帮助逆转录病毒整合到染色体形成前病毒逃避细胞沉默机制。无论是人-病毒杂交形成的染色体外环状DNA,还是转座整合形成的转座子,都能通过特定癌基因产生高拷贝转录本,影响宿主的生物学功能。随着研究的不断深入,环状DNA更多的功能和生物学特性被挖掘,有助于乙肝病毒清除策略制定、逆转录病毒相关疫苗研制、或抑制肿瘤形成新靶点确定等多种医学问题的解决。     

高危型人乳头瘤病毒基因组整合的研究进展

高危型人乳头瘤病毒(HPV)基因组整合在宫颈癌等多种肿瘤中被发现。流行病学和实验证据支持高危型HPV基因组整合在宫颈癌等相关肿瘤中起重要作用,其发生可能与宿主染色体不稳定和DNA甲基化相关。近年来发现克隆选择与干扰素通路相关。另外,整合对宿主细胞基因影响和整合位点检测方法方面的研究也取得了重要进展。本文就高危型HPV基因组整合研究的最新进展作一综述。     

打开癌症的黑匣子（下）

病毒中的逆转录现象带来了一个重要的后果,这就是当病毒的RNA转录为DNA时,后者就整合到了宿主细胞的DNA中。那么,整合以后将对宿主细胞带来什么样的效应呢？这就是“逆转录病毒癌基因的细胞起源的发现”。毕晓普和他的同事因此而荣获1989年的诺贝尔生理学或医学奖。     

DNA疫苗接种的安全性

DNA疫苗的安全性问题主要有三个方面：转入体内的DNA有可能整合到宿主细胞基因组上,使宿主细胞抑癌基因失活或癌基因活化,使宿主细胞转化成癌细胞;外源抗原持续表达产生的不良后果;质粒DNA诱导的自身免疫反应。本综合近年来有关献对DNA疫苗安全性的研究作一概括性介绍。     

致瘤性DNA病毒的整合机制及致瘤效应

恶性肿瘤是一种严重危害人类生命和健康的疾病,而致瘤性DNA病毒是多种恶性肿瘤的主要致病因子.致瘤性DNA病毒的整合可以使宿主细胞正常组织逐步向炎症组织转变,并可导致癌变.病毒整合可引起宿主细胞基因组不稳定和重排,产生新的融合基因,并导致宿主基因表达异常,也是病毒本身得以复制,逃避宿主免疫识别并长期维系自我生存的机制之一.本文综述了目前对致瘤性DNA病毒整合规律以及致瘤性DNA病毒整合致瘤效应的研究和进展,并展望致瘤性DNA病毒整合的研究方向以及在肿瘤发生、发展、诊断和治疗上的应用前景.     

整合位点分析技术的研究进展

慢病毒载体已被广泛用于将外源DNA转移到人类细胞中治疗各种遗传疾病。慢病毒载体可以整合到宿主基因组中,但整合位点通常不可预测,这可能会增加其治疗效果的不确定性。随着基因及细胞疗法的广泛应用,监管机构出台了一系列技术指导文件,以确保产品持续的安全性。整合位点分析（integration site analysis,ISA）是通过表征基因治疗载体的整合图谱来评估其生物安全性,也是转基因细胞进行克隆跟踪的关键工具。概述了用于逆转录病毒整合位点的技术演变,以及信息分析工具的优势和发展趋势,总结了减低病毒随机整合至基因组中的应对策略,以期为慢病毒载体的整合位点分析检测和细胞治疗产品新药临床试验安全性评估提供参考。     

高效位点特异性链霉菌ψC31噬菌体整合酶的研究进展

链霉菌ψC31噬菌体整合酶(ψC31-int)属于位点特异性重组酶的解离酶/转化酶系,该家族催化机制由丝氨酸介导,能识别噬菌体附着位点(attP)和宿主基因组上的细菌附着位点(attB),介导同源序列之间的位点特异性重组.实验证实,ψC31-int是一种高效位点特异性整合工具酶,与其他整合策略相比,具有集高效和安全于一体的优点,通过介导位点特异性整合,将外源基因特异地整合到宿主基因组,使目的基因得以持续、高效的表达,并且具有DNA容量方面的优势.随着研究的深入,人们对ψC31-int介导整合作用机制和影响因素有了进一步的认识.通过一系列成功应用ψC31-int进行的基因治疗的动物学实验,为今后如何利用非病毒载体系统进行基因治疗及转基因动物模型的建立提供了一种新的选择.     

综述: 高等植物转座元件功能研究进展

转座元件是指在基因组中能够移动、复制并重新整合到基因组新位点的DNA片段．转座元件一度被视为基因组内的“垃圾”或“自私DNA”,长期以来,转座元件的研究主要集中于阐释转座元件在宿主中的复制或表观沉默机制,而转座元件的调控功能并未得到全面探讨．已有研究表明,转座元件的比例与物种基因组大小存在正相关性,从而为C值悖论的解释提供了依据．近年来,越来越多的证据表明转座元件可以作为宿主基因组的“控制元件”发挥重要的调控作用．在作物中研究发现,转座元件既可以通过顺式或反式作用方式调控基因表达,也可以诱导表观等位基因的产生,从而促使固着生长的植物更好地适应外界环境的变化．本文拟就高等植物转座元件的作用及其对未来作物育种的意义进行总结．     

转Xa21基因水稻中T-DNA整合的遗传定位

利用转抗白叶枯病基因Xa21的水稻材料,通过TAIL－PCR方法扩增T－DNA整合的侧翼序列。从中筛选属于水稻基因组DNA的T－DNA整合的侧翼序列作为探针,将外源基因整合位点定位到窄叶青／京系17DH群体构建的水稻分子连锁图谱上。共获得属于水稻基因组DNA的T－DNA侧翼序列22个,其中的19个序列在定位群体的两个亲本之间显示RFLP多态性,分别定位在水稻基因组的第3,4,5,7,9,10,11和12染色体上。带有转基因Xa21的T－DNA整合的定位为研究外源基因在不同染色体位点的位置效应和稳定遗传打下基础。     

HIV整合位点的生物信息学分析

已有研究证明,HIV整合位点的选择,与宿主基因组功能和染色体结构特性之间存在着紧密的联系,但是具体的选择机制还不明确。使用聚类分析、特征提取、分类分析等生物信息学方法,对HIV整合位点序列进行分析和研究,挖掘HIV整合位点序列之间的关系,探索HIV整合位点的选择规律。通过实验和计算,从HIV整合位点集合中提取出了含有6个特征向量的向量集,该向量集与大部分整合位点的特征向量具有较高的相关性,从而提示了HIV整合位点选择中的规律性,即符合向量集的宿主DNA序列可为HIV的整合位点。研究结果为进一步揭示HIV整合位点的选择机制提供了可供参考的依据。     

猴类pERT87-15位点的多态性分析

应用人X染色体上的pERT87-15DNA探针,分析了猕猴属的猕猴、豚尾猕猴、熊猴、毛面短尾猴和红面短尾猴等共5种89只猴子的基因组DNA,首次发现在相当于人类 pERT87-15的位点上存在着3个“等距”的多态性位点。单体型分析提示这3个多态位点位于其X染色体上。这些结果表明,人类某些基因组探针也可适用于某些灵长类动物基因组DNA的多态性分析,并为研究动物DNA及其种系发生提供了新的信息。     

高等植物转座元件功能研究进展

转座元件是指在基因组中能够移动、复制并重新整合到基因组新位点的DNA片段.转座元件一度被视为基因组内的"垃圾"或"自私DNA",长期以来,转座元件的研究主要集中于阐释转座元件在宿主中的复制或表观沉默机制,而转座元件的调控功能并未得到全面探讨.已有研究表明,转座元件的比例与物种基因组大小存在正相关性,从而为C值悖论的解释提供了依据.近年来,越来越多的证据表明转座元件可以作为宿主基因组的"控制元件"发挥重要的调控作用.在作物中研究发现,转座元件既可以通过顺式或反式作用方式调控基因表达,也可以诱导表观等位基因的产生,从而促使固着生长的植物更好地适应外界环境的变化.本文拟就高等植物转座元件的作用及其对未来作物育种的意义进行总结.     

外源DNA在动物体内的吸收代谢

综述了外源DNA在动物体内组织和细胞的代谢命运。外源DNA经核酸酶不完全降解后可以通过胃肠道被哺乳动物吸收,外源DNA片段能够被哺乳动物细胞吸收并整合到宿主细胞基因组中。     

山羊草属S基因组与小麦属B／G基因组RAPD标记和特异DNA片段克隆及研究

本研究利用132个随机引物,对山羊草属和小麦属11个种的DNA进行扩增。对其中特异RAPD扩增产物进行克隆,然后用其做探针与小麦族23个种属DNA的RAPD扩增产物进行Southern杂交。共得到24个特异克隆：其中小麦族共有特异克隆1个,山羊草属和小麦属共有特异克隆2个,S基因组特异克隆2类7个,B／G基因组特异克隆2类6个,S基因组与B／G基因组共有的特异克隆8个。24个特异克隆中有22个测定了序列,其中15个为Fasta数据库里显示未见报导的序列。用这24个特异DNA克隆制成的探针与相应的23个材料经HindⅢ酶切消化的总DNA进行Southern杂交,发现其中7个可做为基因组特异探针。通过对24个特异DNA克隆分析研究表明：①S基因组是由两个基本不同的类型构成的,即拟斯卑尔脱山羊草为一个类型,其余4个S组山羊草为另一类型;因此建议前基因型符号仍保留为“S”,而其余4个种之间无明显不同,故应把基因组符号统一为“S^1”②S基因组是小麦B／G基因组的供体,而拟斯卑尔脱山羊草可能是最主要的供体,但并不排除其余S基因组的种参与了B／G基因组形成的可能;研究还表明B基因组与S基因组还是有很大区别的,并已找到了B基因组的特异标记。     

高效位点特异性链霉菌φC31噬菌体整合酶的研究进展

链霉菌φC31噬菌体整合酶（φC31-int）属于位点特异性重组酶的解离酶／转化酶系,该家族催化机制由丝氨酸介导,能识别噬菌体附着位点（attP）和宿主基因组上的细菌附着位点（attB）,介导同源序列之间的位点特异性重组。实验证实,φC31-int是一种高效位点特异性整合工具酶,与其他整合策略相比,具有集高效和安全于一体的优点,通过介导位点特异性整合,将外源基因特异地整合到宿主基因组,使目的基因得以持续、高效的表达,并且具有DNA容量方面的优势。随着研究的深入,人们对φC31-int介导整合作用机制和影响因素有了进一步的认识。通过一系列成功应用φC31-int进行的基因治疗的动物学实验,为今后如何利用非病毒载体系统进行基因治疗及转基因动物模型的建立提供了一种新的选择。     

癌症DNA甲基化调控位点的识别

DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰,在基因的转录调控方面具有重要的作用。异常的DNA甲基化可以导致癌症等复杂疾病发生,癌基因相关的DNA甲基化调控位点的识别对于解析癌症的发生发展机制及识别新的癌症标记具有重要意义。本研究通过整合The Cancer Genome Atlas(TCGA)的泛癌症基因组的高通量甲基化谱和基因表达谱,识别癌基因相关的DNA甲基化调控位点。对于每种癌症分批次计算Cp G位点甲基化与相关基因表达之间的相关性,并筛选调控下游基因的Cp G位点(包括强调控位点、弱调控位点和不调控位点),结果表明仅有一半的Cp G位点对下游基因具有调控作用;对癌症间共享的调控位点的分析发现不同癌症间共享的调控位点不尽相同,表明癌症特异的甲基化调控位点的存在。进一步地,对差异甲基化和差异表达基因的功能富集分析揭示了受甲基化调控的基因确实参与了癌症发生发展相关的功能。本研究的结果是对当前甲基化调控位点集的重要补充,也是识别癌症新型分子标记特征的重要资源。     

昆虫质型多角体病毒同义密码子使用模式分析

昆虫质型多角体病毒(cypovirus,CPV)是害虫种群重要调节因子,可用作生物防治剂。本研究采用多元统计分析方法对7种CPV进行密码子使用模式分析,结果表明:CPV密码子使用偏好性较弱,多数基因密码子使用模式受碱基组成影响,少数基因密码子使用模式除碱基组成外还有其它影响因素;中性绘图分析表明碱基组成主要受选择压力影响,受突变影响较小。同一电泳型CPV之间比同一宿主CPV之间共有的偏好性密码子多。CPV基因组内10个基因组片段之间密码子偏好性存在差异。CPV密码子偏好性与宿主昆虫密码子偏好性存在差异,所有CPV与其宿主昆虫共有的偏好性密码子均较少。对应分析进一步证明碱基组成是影响密码子使用的主要因素,不同电泳型CPV具有不同的密码子使用模式。聚类分析表明同一电泳型CPV密码子使用模式相似,同一宿主CPV密码子使用模式差异较大。     

结核分枝杆菌Ag85A口服脂质体DNA疫苗安全性的初步验证

对重组pcDNA3.1＋/Ag85A DNA阳离子脂质体疫苗的安全性进行初步评价,为临床经口接种DNA疫苗提供理论和实验依据。取质粒存在最丰富的2个部位,即脾、小肠,提取基因组中DNA,并以此为模板进行PCR扩增。分析质粒重组体是否与基因组DNA整合,同时将受试动物实验组与对照组在受试期间体重、食量、一般活动等方面比较;受试小鼠脏器重量与对照组进行比较。结果显示,质粒重组体并未与基因组DNA整合,同时受试动物实验组与对照组之间,无论受试期还是恢复期之间体重、食量、一般活动等方面未见明显改变。受试小鼠脏器重量与对照组相比,无明显差别,从而证明脂质体pcDNA3.1＋/Ag85A DNA未与宿主基因组整合,间接说明pcDNA3.1＋/Ag85A DNA疫苗对免疫动物并没有潜在的致癌作用。     

细菌中基因组岛的转移与调控机制研究进展

基因水平转移可导致细菌不同种属间个体DNA的交换,从而使细菌对环境的适应性增强,是细菌进化的重要途径之一。基因组岛是基因水平转移的重要载体,可移动的基因组岛能够整合到宿主的染色体上,并在特定的条件下切除,进而通过转化、接合或转导等方式转移到新的宿主中。基因组岛具有多种生物学功能,如抗生素抗性、致病性、异源物质降解、重金属抗性等。基因组岛的转移造成可变基因在不同种属细菌间的广泛传播,例如毒力和耐药基因的传播导致了多重耐药细菌的产生,威胁人类健康。基因组岛由整合酶介导转移,同时在转移的过程受到多种不同转录因子的调控。本文对细菌中基因组岛的结构特点、转移和调控机制以及预测等方面进行了综述,并最终阐明基因组岛的转移及其调控机制是遏制基因组岛传播的重要策略。     

禾本科植物微卫星序列的特征分析和比较

微卫星或简单序列重复(simple sequence repeats,SSRs)广泛存在于真核生物的基因组中,是目前最有用的分子标记之一.本研究首次利用全基因序列对4个禾本科植物种,包括二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、水稻(Oryza sativa)、高粱(Sorghum bicolor)和玉米(Zea mays)的SSR的类型、丰度(数量)、相对丰度、频率、长度和偏好性等进行了分析和比较.结果表明,禾本科植物中SSR的丰度与基因组大小成正比,而相对丰度与基因组大小相关不显著;三核苷酸和六核苷酸基序类型比其它类型更为丰富;不同物种皆呈现出明显的基序偏好性.总的来讲,除个别例外,禾本科植物的基因组中更倾向于富含A/T的基序.本研究结果为研究禾本科植物的基因组进化和SSR标记的开发提供了有价值的信息.