植物干细胞调控研究新进展

植物干细胞是植物胚后发育形成各种组织和器官的细胞来源和信号调控中心,其调控机理是植物学研究的重要内容。过去20多年在模式植物拟南芥中发现了多个干细胞调控因子,但这些因子间如何相互作用,尤其是不同调控通路间如何整合是未来植物学研究需要解决的关键问题。该文简要介绍了近期以WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX(WOX)家族蛋白为中心开展的有关植物干细胞调控因子间相互作用的一些新的研究进展,并对未来该研究领域的发展进行了展望。     

Scaffold蛋白介导细胞信号转导专一性的定量分析

细胞使用相对有限的蛋白质组分传递大量的信号,因此不同的信号通常由相同的蛋白质组分传递。这些蛋白质组分是如何选择性地参与不同的信号通路,“高保真”地传递不同的刺激,从而产生特定的细胞应答,是目前细胞生物学领域中的研究热点和难点之一。鉴于Scaffold蛋白在确保信号转导专一性和保真性中的关键作用,作者基于酵母S.cerevisiae的生物学实验数据,建立了由Scaffold介导的丝裂原活化蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)级联信号转导网络的数学模型。并对已报道的工作进行扩展,给出了多条信号级联网络的“专一性(specificity)”和“保真性(fidelity)”的精确数学定义,计算了MAPK信号网络的专一性和保真性的解析解。用这些解定量分析细胞信号转导的专一性和保真性与信号通路各种动力学参数(输入信号的强度和时间、反应率、磷酸化和去磷酸化系数、降解系数等)之间的关系,从理论上阐述Scaffold蛋白通过隔离(sequestration)和选择性激活(selectiveactivation)等机制增强信号转导网络的专一性和保真性。从而有助于加深对细胞信号转导及其调控过程的系统理解,为揭示某些因细胞信号转导异常所致疾病的发生机理,寻找治疗药物提供新的思路。     

增强子及其在基因表达中的调节作用

本文综述了增强子的一般特性、串联的重复序列、双向作用方式、在基因中所处的位置等;并介绍了增强子的专一性及其在维持细胞生理功能和导致疾病过程中所起的重要作用和调控机理。     

高等植物基因表达与转录因子

基因在植物体内的表达受到了严格的调控;不同基因,其表达程度不同。例如,与发育及分化有关的基因在表达时还有“时空和空间”的专一性问题,即它们只在特定组织中表达,而且只在特定的发育阶段表达。可见,高等植物基因表达调控起到了维持正常的生长、发育等一切生命活动的作用。目前,高等植物基因表达调控机制研究,已成为植物分子生物学的热点与中心问题,而在转录水平上基因表达调控的研究是这一热点中的重点。本文简要地介绍一下有关这方面的研究进展情况。     

昆虫嗅觉受体的研究进展

昆虫的嗅觉对昆虫的栖息地选择、觅食、群集、趋避、繁殖以及信息传递等行为具有重要的影响。对昆虫嗅觉机理的深入研究和嗅觉信号传导途径的完整阐述,是探索农业害虫的专一性防治的基础。嗅觉受体(olfactory receptors,Ors)是G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor)的一种,是嗅觉系统的关键成分。近年来嗅觉受体的研究日益受到关注。本文对昆虫嗅觉的基本过程、基因结构和表达调控特征、蛋白分子结构、生理功能、分布部位和相关配体的研究等进行了综述。     

植物丙酮酸磷酸双激酶的分子生物学和基因工程研究进展

丙酮酸磷酸双激酶是C4光合途径中的专一性酶,在C4光合作用中起着重要作用.综述了植物丙酮酸磷酸双激酶基因结构、基因进化、表达调控机理,概述了植物丙酮酸磷酸双激酶基因工程在植物光合生理方面的研究进展.     

O^6—甲基鸟嘌呤—DNA—甲基转移酶的基因表达调控

DNA损伤修复是生命科学研究的重要课题。DNA修复在防止基因突变,保证遗传信息稳定性的过程中起着极其重要的作用。近20年来,人们通过大量研究发现细胞内0~6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶(O~6-metnylguanine-DNA-methyltransferase,MGMT)能专一性很强地修复DNA烷化损伤,防止细胞癌变和死亡;大量试验还证明细胞内MGMT活性的高低是决定肿瘤细胞对亚硝脲类药物产生耐药性的分子基础。详尽了解MGMT基因表达调控机理对DNA损伤修复的理论研究和克服肿瘤细胞耐药性的实践都具有重要的意义。     

木质素过氧化物酶基因5'端上游调控序列的分析

黄孢原毛平革菌（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）能产生降解木质素的胞外木质素过氧化物酶（ＬＩＰ） 和锰过氧化物酶（ ＭｎＰ）同工酶。为研究ＬＩＰ基因的转录调控机理, 对ＬＩＰ基因（ ＧＬＧ３ 和ＧＬＧ６） 的５′端上游序列进行亚克隆, 获得６ 个亚克隆ＤＮＡ 片段, 然后应用凝胶迁移率变动分析技术筛选能与菌体蛋白质专一性结合的ＤＮＡ片段。结果表明： ＬＩＰ基因ＧＬＧ６ 的５′端上游有一个约６７０ ｂｐ 的ＤＮＡ 片段能与总蛋白质组分专一性结合, 其核苷酸序列分析表明该片段可能含有蛋白质结合的序列特征。研究结果初步显示, 黄孢原毛平革菌可能存在有与ＬＩＰ基因上游某些顺式调控元件相互作用的蛋白质, 调控着ＬＩＰ基因的转录表达。     

生物膜融合

生物膜融合分为专一性膜融合和非专一性膜融合。专一性膜融合主要是指细胞膜的自然融合过程。病毒诱导的细胞膜融合也属于专一性膜融合。非专一性膜融合主要是指化学因子和物理因子诱导的膜融合过程。本文对上述两种膜融合作了较为全面的介绍,并对膜融合的机理作了简单的讨论。     

大豆不同组织mRNA体外翻译产物2D PAGE的比较

从大豆的叶片、种子、茎和根制备了来降解的、具有生物活性的PoJy(A)⁺mRNA。建立了高效翻译的麦胚无细胞系统。通过对不同组织mRNA翻译产物双向聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱(2D图谱)的比较,找出了每种组织的专一性或高丰度的蛋白质斑点。这些结果有助于克隆组织专一性的DNA调控序列和转基因植物的研究。     

人β-簇珠蛋白基因LCR调控元件中HS3与反式调控因子相互作用的研究

人β-簇珠蛋白基因LCR调控元件位于ε-珠蛋白基因5’上游20Kb内,由四个DNase-Ⅰ超敏感点(HS1-HS4)组成。已有转基因实验表明,HS3可能与发育早期的胚胎型ε-珠蛋白基因表达调控相关。基因调控是通过调控元件与调控因子的相互作用而完成的。为了揭示HS3的调控作用,我们选用了发育不同时期的小鼠胚胎造血组织作为材料,用凝胶电泳阻抑法,分析了调控因子与HS3的结合。我们的实验结果表明,怀孕13天和18天的小鼠胚胎造血组织的核蛋白因子与HS3的结合模式完全不同;同时我们用Southwestern Blot的方法进一步证明了这种差异性的存在。现已知HS3中有GA-TA和CACCC两类转录因子结合的motif,采用竞争实验分析,发现CACCC motif对结合区带没有竞争作用,而GATA有竞争作用;另外还存在没有被竞争的条带,我们推测它们可能是一类新的、发育时期专一性的核蛋白因子。Western Blot的实验结果表明,在基因调控过程中起到重要作用的红系转录因子GATA家族中的GATA-1和GATA-2的表达也具有时期专一性:即怀孕13天的小鼠造血组织中表达GATA-2,不表达GATA-1;而怀孕18天的小鼠造血组织中则表达GATA-1,不表达GA-TA-2。因此,我们推测,HS3很可能参与时期专一性的基因表达调控,其中时期专一性的蛋白因子可能起到了重要作用。     

原核细胞复制和表达调控

原核基因调控研究曾是分子生物学的先导,现在仍是分子生物学的一个十分活跃和重要的研究领域。原核基因的调控主要发生在复制、转录和翻译三个水平。这三个过程的主要调控点都在起始阶段。 1 DNA复制调控 DNA复制调控研究起始于复制蛋白质的研究。通过遗传和生化研究鉴别了参与大肠杆菌染色体复制的蛋白质并阐明其功能,包括起始蛋白质,复制蛋白质和专一性蛋白质。起始蛋白质参与转录活化,复制起始点的识别并形成复制体起始复制,包括     

第二次“基因结构,克隆和表达”讨论会

自1983年中国生化学会第一次“基因的结构、克隆和表达”西安会议以来,这个领域的发展势头迅猛。在基因顺序测定法、基因顺序特征分析和表达研究的系统等层出不穷。基因表达调控的原件,得到深入的分析。增强子的组织细胞专一性和启动基因的组织细胞专一性的发现,使对细胞分化的了解进入分子水平。     

芪合酶基因的分子生物学研究

植物中存在芪类次生代谢产物(stilbenes)作为一种重要的植保素,不仅能够使植物体本身的抗逆性提高,在人类健康医疗领域也有很好的应用前景.由于其合成途径具有专一性,需要芪合酶(Stilbene synthase,STS)的存在,近年来芪合酶基因工程日益引起人们的研究和重视.介绍了芪合酶基因的结构功能及其诱导表达的调控机理,并对其转基因工程的研究进展进行了综述,以期为进一步开展芪类次生代谢物在作物品质改良及人类健康营养中的应用提供参考.     

胚珠发育的分子机理

胚珠是研究器官形态发生和模式建成遗传分子机理的一个理想系统.近年来,关于胚珠特征的决定、模式建成、珠被形态建成和胚囊形成等发育事件分子机理的研究取得了重要进展,初步建立了胚珠发育的基因调控模型.同时,离体花器官再生系统为研究激素调控胚珠发育的机理提供了有效途径.本文对拟南芥(Arabidopsis thaliana)胚珠发育的分子调控机制进行了综述.     

胚珠发育的分子机理

胚珠是研究器官形态发生和模式建成遗传分子机理的一个理想系统。近年来, 关于胚珠特征的决定、模式建成、珠被形态建成和胚囊形成等发育事件分子机理的研究取得了重要进展, 初步建立了胚珠发育的基因调控模型。同时, 离体花器官再生系统为研究激素调控胚珠发育的机理提供了有效途径。本文对拟南芥(Arabidopsis thaliana)胚珠发育的分子调控机制进行了综述。     

神经肽前体的翻译后加工

神经肽前体的翻译后加工是神经肽生物合成中的重要环节,它具有顺序专一性、组织特异性以及生理调控性。     

人体β—类珠蛋白基因时空表达与调控

人体β-类珠蛋白基因簇可以说是真核生物基因组中最具有代表性的一个基因家族,它的表达具有严格红系组织特异性和发育时期专一性,是用以研究真核基因表达与调控以及基因表达与细胞分化关系的理想体系。目前,国内外对人体β-类珠蛋白基因时空表达与调控分子机制的研究,引起了极大的关注。本文就几个方面作一简要概述。     

蝎毒中的昆虫神经毒素的生化研究

开展对蝎毒中昆虫神经毒素的研究是近几年国内外同行较关注的课题之一。本文扼要地介绍了蝎昆虫神经毒素在一般理化特性,结构与功能的关系及作用的专一性和机理等基础理论研究方面上的一些进展概况。     

纤维素酶中具有壳聚糖水解酶活性成分的鉴定

在壳聚糖酶的研究过程中,目前已发现37种酶具有非专一性地降解壳聚糖的能力[1].对这些非专一性酶水解壳聚糖的机理有两种看法:一些人认为,由于这些酶大都来自商业酶制剂,未经过进一步的纯化,故有人认为其中所含的少量杂质可能是产生水解活力的原因;但也有人认为,在所有的酶制剂中都存在同一种杂质似乎是不可能的,因为这些酶来源于广泛的微生物、真菌、哺乳动物和植物等.众所周知,酶具有高度的专一性,即对所催化的反应和底物有严格的选择性,一种酶往往只能催化一种或一类反应;有如此多的不同种类的酶能非专一性地水解壳聚糖.因而探讨具有水解…