环状RNA及其在生态毒理学研究中的应用进展

环状RNA（circular RNAs,circRNAs）是一类共价闭合环状非编码RNA,具有进化上保守、结构上稳定、组织特异性表达等特点。CircRNAs可作为miRNAs海绵影响其对基因的调控,还可与RNA结合蛋白（RNA binding proteins,RBPs）相互作用,也有研究表明某些circRNAs还具有被翻译成蛋白质的潜能。CircRNAs已被证实对某些疾病具有特异性、稳定性和调节功能,如癌症、糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病等,其可作为潜在的诊断、预后生物标志物和治疗靶点。最近,有研究发现circRNAs参与了环境化学污染物诱导的毒性效应发生及发展的过程。目前,生态毒理学研究中评价环境化学污染物和毒效应之间关系的毒性终点通常会受遗传多态性和表观遗传学影响,考虑到经环境化学污染物暴露后生物体内circRNAs差异性表达的现象,或许在生态毒理学研究中circRNAs也有作为生物标志物的可能性。基于此,对circRNAs的生物合成与降解、生物学功能、分析方法及其目前在生态毒理学研究中的应用展开综述,并对其作为分子生物标志物在环境污染物暴露早期诊断和生态风险评价中的应用进行了展望,以期为生态毒理学研究和环境风险评价提供参考。     

分子生态毒理学研究进展及其在水环境保护中的意义

分子生态毒理学研究进展及其在水环境保护中的意义徐立红,张甬元,陈宜瑜（中国科学院水生生物研究所,武汉４３００７２）关键词水环境,分子生态毒理学,水生动物,指标,早期报警ＴＨＥＡＤＶＡＮＣＥＳＯＦＭＯＬＥＣＵＬＡＲＥＣＯＴＯＸＩＣＯＬＯＧＹＡＮＤＩＴＳ...     

代谢组学技术及其在毒理学研究领域中的应用

代谢组学是近几年发展起来的对某一生物或细胞所有低分子量代谢产物进行定性和定量分析的一门新学科,其研究对象主要是生物体液,研究手段主要是核磁共振和质谱。简要综述了代谢组学的概念、代谢组学在毒理学研究领域中的应用、当前代谢组学研究中存在的问题及今后的发展趋势,并探讨了代谢组学在研究毒物作用机制、药物的临床前安全性评价、确定毒物作用靶器官及器官特异性新的生物标志物中的实际应用。     

斑马鱼及其胚胎在毒理学研究中的应用

斑马鱼作为一种新的毒理模式动物,具有其它模式动物无法比拟的优势。就急性毒理表型分析、转录组水平分析、蛋白质组学分析这3种评价化合物对斑马鱼胚胎影响的最常用方法,对斑马鱼及其胚胎在毒理学研究中的应用作一综述。通过这些方法,探究外源毒性物质的毒理学机制、筛选可用于早期预警的生物效应分子,为其合理使用提供科学依据和技术支持。     

水生生态系统中POPs的免疫毒理学研究进展

持久性有机污染物（POPs）不仅具有＂三致＂效应（致癌、致畸、致突变）和遗传毒性,而且对内分泌系统、神经系统、免疫系统等具有毒害作用。再加上自身具有难降解、易蓄积、可长距离运输等特点,给水生生态系统以及人类带来极大危害。结合当前的研究趋势,围绕水生生物中持久性有机污染物的免疫毒性进行了介绍,同时回顾了近年来该类污染物的污染状况及各方面毒性效应,并对目前该领域中存在的问题及下一步需要关注的热点进行了讨论和总结。     

水生生物增殖放流生态风险评价研究进展

增殖放流已成为恢复和保护水生生物资源的重要措施, 水生生物增殖放流生态风险评价是指对水生生物增殖放流引发的正在发生或可能发生的不利生态过程的评估, 目前相关研究处于发展阶段。文章综述了国内外生态风险评价研究进展, 结合水生生物的生物学属性、生态学特征和增殖放流特点, 探讨评价水生生物增殖放流对环境、环境生物、遗传和病害等的风险, 并提出了生态风险防控措施, 以期为今后水生生物增殖放流的实施、管理和研究提供参考依据。     

有机化合物结构与活性定量关系在水生毒理学上的应用

本文阐述了有机化合物结构与活性定量（QSAR）在水生毒理学上的应用,在我国应开展以下工作;水生毒理学家建立一套适合于QSAR建模要求的毒性试验体系;环境化学家寻找最佳结构参数,由此建立起相关性较好的QSAR模型,预测毒物的毒性和中毒机理。     

脂质组学在毒理学研究中的应用

脂质作为细胞的主要组成部分,在细胞内物质运输、信号转导、细胞凋亡等多种生命活动中发挥重要作用。脂质组学通过对生物体内的脂质进行系统分析,从而了解其相互作用以及与其他生物分子之间的作用。主要介绍了脂质组学的研究方法,包括样品前处理方法、检测方法和仪器设备以及数据分析方法。同时,综述了脂质组学技术在神经毒性、肝脏毒性、免疫毒性以及内分泌干扰毒性中的研究进展,以期为研究化合物毒性作用机制提供思路和参考。最后,提出未来应利用脂质组学技术开展不同化合物的联合毒性作用研究,通过脂质组学筛选获得相关脂质生物标志物,为联合毒性作用的风险预警和相关毒性作用机制分析提供科学依据。     

生物组学在污染环境微生物修复研究中的应用

随着分子生物学、生物信息学和各种理化检测技术的发展,特别是人类基因组计划成功实施以来,基因组学研究取得了重大突破与进展。而包括转录组学、蛋白组学和代谢组学在内的后基因组学也相继出现,并被广泛应用在环境微生物学的各个研究领域。本文主要概述了当前基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学在污染环境生物修复研究中的最新研究进展,分析比较了各组学的优势与不足,同时结合本课题组的主要研究方向探讨了各生物组学在赤潮生消过程和有机污染物降解机理等研究中的应用。     

计算RNA组学:非编码RNA结构识别与功能预测

真核生物基因组中包含大量非编码RNA基因,计算RNA组学采用信息科学等多学科方法解析ncRNA的结构与功能.本文就ncRNA数据存储与管理、ncRNA基因识别与鉴定、ncRNA靶标识别与功能预测等问题,对目前计算RNA组学的主要研究方法和内容进行了评述.     

代谢组学及其在环境毒理学中的应用

代谢组学作为系统生物学的一部分,因其具有分析速度快的特点,被广泛用于生物医学等方面的研究。目前代谢组学在环境毒理学方面的研究主要针对单一污染物,但也需要考虑到被污染地的复杂情况。通过介绍代谢组学及其发展历程,总结了目前主流代谢组学技术的各自特点,讨论了代谢组学在环境重金属、有机污染物和抗生素中的毒性评估以及环境胁迫耐受性中的评价等方面内容,综述了其在环境毒理学中的应用,并指出其应用不足,旨在为代谢组学应用于环境毒理学的研究提供参考。     

微宇宙理论及其在生态毒理学研究中的应用

简述微宇宙理论,发展史和主要类型,并着重综述了微宇宙在生态毒理学研究中的主要应用情况,以及与实验室单物种试验和野外试验比较微宇宙的优缺点,并对微宇宙的未来发展趋势也作了简要讨论。     

空间转录物组学技术进展及其在神经科学领域中的应用

空间转录物组学是在单细胞RNA测序技术基础上实现细胞空间位置信息测定的组学技术。该技术克服了单细胞转录物组学在单细胞分离建库过程中丢失细胞在组织中空间信息的问题,可同时提供研究对象的转录物组数据信息和在组织中的空间位置信息。空间转录物组学技术对研究细胞谱系的发生过程、细胞间的调控机制和相互作用等具有重要作用,是组学技术研究的重要发展方向和热点。近年来,空间转录物组学技术发展迅速,新的检测方法不断产生,检测灵敏度、分辨率和检测通量等技术指标不断提升。本文根据获取空间信息的原理不同,将较为常用的空间转录物组学技术进行了分类,总结了各类方法的检测原理、代表性技术手段及其相应的技术指标。随后,从脑细胞类型区分与细胞层图谱构建、神经系统相关疾病特征分析与标志物研究两个方面举例论述了空间转录物组学技术在神经科学中的应用。最后,对空间转录物组学技术目前存在的问题进行了总结,并对其未来的发展方向进行了展望。     

水环境中工程纳米颗粒物的生态毒理学机理及理想模式生物的筛选

随着纳米技术产业的高速发展,大量工程纳米颗粒物(Engineering nano-particles,ENPs)被排放到自然水环境中,因此对其进行生态毒性及环境风险的研究尤为迫切。综述了ENPs在水环境中的毒理学机理及理想模式生物筛选的研究进展。目前的研究表明ENPs的毒性作用机制主要包括两方面:一是影响细胞信号通路,二是氧化应激造成基因表达的变化。此外,光催化活性、细胞表面附着、溶解特性、表面特征、赋存形态、溶剂效应及与其他环境污染物的协同作用也是可能的毒性作用机理。模式生物的筛选与确定在纳米生态毒理学研究中极为重要。鱼类作为水环境中普遍存在的脊椎动物,群落庞大,其具有行为端点敏感性高、且在生物毒性实验中存在明显的量效关系等特征,被认为是研究ENPs生态毒理学最适合的水生模式生物。研究表明针对在ENPs影响下的未成年鱼类的行为特征研究比传统的胚胎发育及致死率研究更为有效。无脊椎动物和浮游植物同样在各种水环境中普遍存在,对环境污染物极为敏感,且对有害物质具有显著的富集放大效应,因此作为模式生物也具有一定的优势。     

RNA干扰技术在果蝇中的应用

RNA干扰是双链RNA特异诱导的转录后期基因沉默.该技术随着不断完善而越来越被广泛地运用于果蝇的功能基因组研究上,双链RNA已经成为果蝇中功能基因的一个十分有效的抑制子,势必使RNA干扰技术成为研究果蝇体内基因功能的强有力的反向遗传学研究技术.     

高通量转录组测序技术在植物雄性不育研究中的应用

植物雄性不育是指植物雄蕊发育受阻不能产生正常有功能花粉的现象。植物雄性不育不仅是生殖生理研究的宝贵材料,也是植物杂种优势利用的重要工具。由于高通量转录组测序技术几乎可以检测细胞内所有mRNA及非编码RNA的信息,已被广泛应用于生命科学研究的各项领域。在植物雄性不育相关研究中,高通量转录组测序技术在不同物种、不同败育类型中的应用已有报道,这为研究者在转录组水平综合了解植物雄性不育的分子机制及代谢网络提供了帮助。本文从测序文库构建策略、差异表达基因、非编码RNA的功能特征等方面综述了高通量转录组测序在植物雄性不育机理方面的研究进展,并探讨了转录组测序技术在花粉败育机制解析及育性相关基因定位中的应用价值,以期为植物雄性不育的相关研究提供参考。     

竞争性内源RNA在转录后水平调控基因表达

竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ce RNA)假说提出了一种RNA在转录后水平调控基因表达的机制,即信使RNA(message RNA,m RNA)、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)、假基因(pseudogene)转录物及环状RNA(circular RNA,circ RNA)通过竞争结合相同的微小RNA(micro RNA,mi RNA)来影响靶基因RNA的稳定性或翻译活性,实现转录后水平的基因表达调节。这一全新的基因表达调控机制目前已在肌肉的分化、胚胎干细胞的分化、中脑的发育及癌症的转移等多个研究领域被发现,并且被证实参与多个生物学过程的调控。ce RNA这种以mi RNA为媒介实现RNA与RNA相互调控的机制,使得编码基因和非编码基因在全转录组范围内形成了一个庞大而精细的调控网络,增加了基因调控网络的复杂性。文章就ce RNA的分子类型、ce RNA机制所涉及的生物学功能、影响ce RNA机制的重要因素及ce RNA调控网络预测这几个方面进行综述。     

宏组学方法在污水处理系统中的应用进展

污水生物处理由微生物生理过程驱动,宏组学方法能够获得不同水平的分子信息,为认识污水处理系统中的微生物提供了新途径。本文对宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学与代谢组学等宏组学方法的发展进行综述,着重介绍各组学及整合宏组学在污水处理系统中的研究现状,并指出其应用前景。