小鼠中血清因子结合位点位置分布及保守性的生物信息学分析

目的:血清反应因子在与心血管相关的疾病基因调控方面的作用越来越重要。血清反应因子识别的结合位点CArG元件因其重要的基因调控作用近年来随之备受关。本研究目的是揭示血清因子结合位点的位置分布与功能的关系及CArG元件内部各个位点的保守性。方法:本研究应用生物信息学方法结合遗传学方法对小鼠中CArG元件的位置分布、位点替换率及GO分类进行深入研究。结果:结果表明,71%的功能CArG元件分布在转录起始位点上游,且距离转录起始位点越近,CArG元件的数量越多。保守性分析发掘出元件内部的替换冷点、热点及替换规律。GO分类结果显示,CArG依赖性基因多为信号转导和细胞骨架蛋白。结论:上述研究结果将为准确预测候选CArG元件提供重要理论基础,同时也将为更为深入阐述SRF的调控模式奠定基础。     

血清反应因子结合位点在小鼠及人基因组中保守性、多样性及进化的研究

目的：CArG元件因其为血清反应因子识别的结合位点近年来备受关注。然而迄今为止尚未见到有关CArG元件的序列特征及进化模式的研究。方法：本研究应用生物信息学方法结合遗传学方法对小鼠及人基因组中CArG元件的位置分布序列类型、多样性及保守性进行深入研究。结果：多样性研究结果显示,CArG元件的序列在小鼠及人类基因组存在大量的不同类型。但是,小鼠和人基因组中CArG元件的主要类型又存在明显差异。同源性分析结果表明人类和小鼠中的CArG元件存在两种进化历程,一部分CArG元件拥有共同的祖先,一部分是在物种分化以后突变产生的。结论：上述研究结果将为更为深入阐述SRF的调控模式奠定理论基础,同时为更清楚的阐释CArG元件序列变化对下游基因的表达影响提供理论支持。     

血清反应因子结合位点在小鼠及人基因组中保守性、 多样性及进化的研究

目的:CArG元件因其为血清反应因子识别的结合位点近年来备受关注。然而迄今为止尚未见到有关CArG元件的序列特征及进化模式的研究。方法:本研究应用生物信息学方法结合遗传学方法对小鼠及人基因组中CArG元件的位置分布序列类型、多样性及保守性进行深入研究。结果:多样性研究结果显示,CArG元件的序列在小鼠及人类基因组存在大量的不同类型。但是,小鼠和人基因组中CArG元件的主要类型又存在明显差异。同源性分析结果表明人类和小鼠中的CArG元件存在两种进化历程,一部分CArG元件拥有共同的祖先,一部分是在物种分化以后突变产生的。结论:上述研究结果将为更为深入阐述SRF的调控模式奠定理论基础,同时为更清楚的阐释CArG元件序列变化对下游基因的表达影响提供理论支持。     

空间飞行水稻pi-hit-1基因启动子功能分析

pi-hit-1基因是本实验室通过空间诱变找到的一个水稻新基因。为了对pi-hit-1基因启动子结构和功能进行研究,首先使用植物启动子分析数据库(PlantProm DB-TSSP,TFSEARCH,PLACE及PlantCARE)对该基因转录调控区序列进行预测分析,结果显示该基因上游调控区存在多个顺式元件,主要集中在翻译起始位点前300bp的区域,转录起始位点位于翻译起始位点前100bp,在转录起始位点前132bp存在TATA box元件。凝胶电泳迁移率实验(EMSA)发现翻译起始位点上游约300bp存在转录因子特异结合位点,为该基因的核心启动子,这与预测结果一致。采用系统生物学的方法研究水稻新基因pi-hit-1启动子结构,发现了该基因的核心启动子元件,为研究空间环境如何影响基因的转录调控提供了重要依据。     

植物非生物胁迫诱导启动子顺式元件及转录因子研究进展

顺式作用元件(cix-acting element)是与结构基因串联的特定DNA序列,是转录因子的结合位点,它们通过与转录因子结合调控基因转录的精确起始和转录效率,在植物基因表达调控过程中起着重要的作用.非生物胁迫诱导基因的表达受其上游启动子顺式作用元件及转录因子的调控,目前已发现了多种与非生物胁迫相关的顺势作用元件及转录因子,如DRE元件及DREB类转录因子、MYB元件及MYB类转录因子、GT-1元件及GT-1类转录因子等.顺式作用元件及转录因子的研究对研究植物非生物胁迫相关基因的表达调控具有重要意义,综述植物非生物胁迫诱导启动子功能元件及转录因子的研究进展.     

水稻OsWRKY89启动子紫外线-B反应元件区的鉴定

植物需要利用太阳光能进行光合作用,因而不可避免地受到紫外线-B(UV-B) 辐射的影响．为了鉴定水稻WRKY转 录因子OsWRKY89基因启动子中的UV-B反应相关元件,分析了转启动子不同缺失片段与gus融合基因的水稻幼苗,发现在该启动子中存在UV-B反应元件,位于基因翻译起始位点上游-1 213～-1 188之间的25 bp区域,碱基序列为AAGATCTACCATTGCTCTATAGCTT．结合OsWRKY89和UV-B诱导上调表达基因启动子序列分析发现,该元件区在水稻UV-B反应基因启动子上具有高度的保守性,而且与已知保守的光反应元件位置邻近,表明该区域在水稻UV-B反应的转录调控中可能具有重要功能．     

巴西橡胶树 HbNAC1基因启动子的克隆及序列分析

NAC转录因子是植物特有的一类转录调控因子,在植物的生长发育、激素调节和境胁迫应答中具有重要的功能。为研究NAC转录因子在巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)抗逆胁迫中的功能,本项目组根据巴西橡胶树NAC转录因子-HbNAC1基因序列,通过Genome Walking方法从巴西橡胶基因组DNA中获得了长度为1861bp的HbNAC1基因的5’调控区片段,序列分析表明该段序列含有一个典型的真核生物核心启动子区域,转录起始位点T位于起始密码子上游52bp处。该启动子序列除了含有TATA-box、CAAT-box等基本顺式作用元件外,还具有茉莉酸响应元件以及大量光顺式作用元件和逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件,这表明HbNAC1基因在橡胶树逆境胁迫应答过程具有重要功能,其启动子可能是一个光诱导型和组织特异性启动子。     

巴西橡胶树HbNTL1基因启动子的克隆与序列分析

膜结合NAC转录因子(NTLs)是植物NAC转录因子家族中一类C端具有跨膜结构域(transmembrane motifs,TMs)的转录调控因子,在植物生长发育、激素调节和逆境胁迫应答中具有重要的功能。根据巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)膜结合类NAC转录因子HbNTL1基因cDNA序列,利用基因组步移的方法从巴西橡胶树叶片基因组DNA中克隆获得了HbNTL1基因上游1 718 bp的调控片段。序列分析表明,该段序列含有一个典型的真核生物核心启动子区域,转录起始位点A位于起始密码子上游206 bp处。该启动子序列除了含有多个TATA-box、CAAT-box等基本顺式作用元件外,还存在赤霉素、茉莉酸和脱落酸等激素响应元件以及大量逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件,如ABRE、DOFCOREZM、MYBCORE、W-box和MYCCONSENSUSATHSE等反应元件,表明HbNTL1转录因子可能是一个逆境胁迫相关NAC转录因子,在橡胶树抵御逆境胁迫的生理过程中具有重要功能。     

真核蛋白编码基因核心启动子元件

核心启动子（core promoter,CP）是位于转录起始位点附近由100个左右核苷酸所构成的功能区域,负责与转录因子结合同其它顺式作用元件如增强子、沉默子一起对转录进行调控。目前所发现的真核蛋白编码基因核心启动子元件包括：TATA盒、上游启动子元件BRE、起始子Initiator（Inr）、下游启动子元件DPE以及新发现的位于DPE附近的十基序元件MTE。上述核心启动子元件普遍存在于真核蛋白编码基因之中,对真核生物的生长、发育、适应环境起着重要作用。     

Substitution pattern of the CArG element in human and mouse genomes

cis-Elements CArG bound by serum response factor (SRF) are presently being intensively studied, but little is known about the substitution pattern of functional CArG elements. Here, we have performed the first evolutionary analysis of CArGome in the human and mouse genome through bioinformatic methods and statistical tests. We calculated the substitution rate at each site of the functional CArG elements. The results showed that the core sites of the functional CArG elements evolved faster than did the background DNA, indicating that these sites were likely to evolve under positive selection. Moreover, a strong TATA "motif" was evident in the core region within the functional CArG elements in both human and mouse promoters. This motif could probably be a major contribution to the formation of the spatial structure, which was important for CArG-SRF recognition. Thus, the study further revealed the sequence character and substitution pattern of CArG elements and provided useful information for the study of the SRF-binding efficiencies of CArG promoters in functional assays.