miR-150在造血发育中的功能研究

miR-150是一个在哺乳动物中表达的含22个核苷酸的miRNA,能通过抑制靶基因的翻译来调控细胞增殖、分化和凋亡等重要的生理、病理过程。miR-150的表达水平在造血发育不同谱系和不同阶段都存在明显差异,而造血发育异常也同样伴随着miR-150的表达异常,提示miR-150能够调控机体造血发育过程,参与了造血发育异常的发生。在机体造血系统中,miR-150主要通过调控其靶基因的表达来影响造血发育过程以及各谱系细胞的成熟、活化与功能效应。目前已报道的miR-150靶分子主要有c-Myb、Notch3、GAB1、FOXP1、Cxcr4、Prf1等。现就近年来miR-150在造血发育过程中的研究作一综述。     

MnSOD基因表达调控的研究进展

MnSOD是生物体内重要的氧自由基清除剂, 具有抗氧化和抗肿瘤作用。MnSOD基因的表达调控是一个复杂的过程, 多种转录因子、细胞信号分子和细胞信号通路参与其中。MnSOD基因的表达调控包括转录调控、转录后调控和翻译调控3个方面。转录调控是MnSOD基因表达调控的第一个层次, 在MnSOD基因表达的过程中起重要作用。它主要是通过调节与MnSOD基因转录相关的转录因子活性来实现的, 例如特异蛋白-1 (SP-1)、激活蛋白-2(AP-2)、激活蛋白-1(AP-1)、核因子-卡巴B(NF-κB)等。药物和金属离子就是通过改变这些转录因子的活性来调控MnSOD基因表达的, 另外某些基因的突变和缺失也能改变这些转录因子的活性。转录后调控主要体现在改变mRNA的稳定性或mRNA的翻译上。翻译调控则是对MnSOD多肽的编辑、修饰并与相应的金属离子结合及定位的调控。近年来发现了一种线粒体MnSOD的锰转运因子, 它对MnSOD活性的调控起重要作用。文章综述了这一研究领域的一些进展, 着重讨论了MnSOD基因的转录调控和翻译调控, 并展望了MnSOD基因表达调控的研究方向。     

细菌转录起始调控机制*

原核生物同一种群的每个细胞都是和外界环境直接接触的,它们主要通过开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件。所以,环境因子往往是调控的效应因子,必须严格调控转录来确保细胞对环境改变做出有效且充分的反应。原核生物基因的表达受多种因素的调控,而对于大多数细菌来说,调控基因表达的关键步骤是启动子识别和RNA聚合酶启动转录。在细菌的细胞中,可以通过调节RNA聚合酶的活性以及改变RNA聚合酶对启动子的结合来优化基因的转录过程以适应不同环境变化。总结了目前已发现的参与细菌细胞转录调节的各类因子,从这些因子对启动子的作用、RNA聚合酶的作用以及两者的相互作用等方面阐述它们调控基因表达的分子机制。总结多种基因调控的作用,加深对转录起始过程的认识,希望能对未来调控转录起始过程来实现目标基因的高效表达和不利基因的抑制表达提供思路,为以后的工业菌株改造提供依据。     

额尔齐斯河流域不同来源哲罗鲑形态及COⅠ基因比较研究

为对哲罗鲑(Hucho)的引种放流和土著物种的保护提供科学依据, 研究采集了数尾来源于天然水域的哲罗鲑(Hucho BHB和Hucho BEJ), 与引进的哲罗鲑(Hucho HLJ)一起进行了形态特点观察描述, 同时对COⅠ基因扩增测序并从GenBank下载哲罗鲑属COⅠ基因构建系统发育树、计算遗传距离进行分子生物学比较研究。结果显示, Hucho BEJ和Hucho HLJ形态特点相一致, Hucho BHB与其他两种来源的哲罗鲑在体色、斑点大小等均有差异。基于COⅠ基因的系统发育树显示几种不同来源的哲罗鲑均与太门哲罗鲑(H. taimen)聚为一个大的分枝, 但在这个分枝下, Hucho BEJ和Hucho HLJ与俄罗斯阿穆尔河(中国称黑龙江)的哲罗鲑聚为一枝, 而Hucho BHB单独形成一支。基于COⅠ基因的遗传矩阵显示, Hucho BEJ和Hucho HLJ与俄罗斯阿穆尔河的哲罗鲑遗传距离较近(0—0.0044), 而Hucho BHB与Hucho BEJ、Hucho HLJ及俄罗斯阿穆尔河的哲罗鲑遗传距离较远(0.0057—0.0082)。这说明Hucho BHB在形态和基因序列上与Hucho HLJ及俄罗斯阿穆尔河的哲罗鲑具有较大差异, 可能是不同的生态地理类型, Hucho BEJ和Hucho HLJ在形态和基因序列上基本一致, 我们推测Hucho BEJ是放流或养殖场逃逸的哲罗鲑。     

植物瞬间表达系统与功能基因组学研究

结构基因组学和功能基因组学的发展使特定植物基因组和转录组序列的获取更为方便和快捷。随之而来的是对各种基因和调控序列的功能注释,探索植物生长和发育的遗传机理。表达和调控表达是遗传物质的自身语言和动态属性,因此通过植物细胞内表达来分析目标基因和序列的表达和调控行为是功能分析的主要立足点。除创造转基因植株外,近几年来植物细胞瞬间表达系统得到了广泛的使用,与基因重排、病毒诱导基因沉默和RNA干扰等新兴技术的结合使其在植物功能基因组研究中扮演了越来越重要的角色。     

FaSPS1基因对草莓果实成熟调控的分子机理

该研究以草莓品种‘红颜’(Fragaria×ananassa‘Benihoppe’)为试材,分析了草莓果实发育不同阶段蔗糖磷酸合成酶基因(FaSPS1)的表达量变化,采用PCR方法克隆FaSPS1基因,构建带有报告基因的e-GFP植物表达载体,通过瞬时转基因方法转化草莓果实,采用观察绿色荧光和检测目的基因表达量的方法鉴定转基因植物,并分析FaSPS1基因超表达和反义表达后草莓果实的成熟发育以及与成熟相关的基因表达量变化,探究FaSPS1基因在果实成熟发育中的特殊作用,为深入了解草莓果实发育和成熟调控的分子机理提供思路。结果显示:(1)成功克隆得到FaSPS1基因(GenBank登录号AB267868.1);成功构建带有报告基因e-GFP的FaSPS1基因超表达载体和反义基因表达载体,通过瞬时转基因方法转化并经荧光和目的基因表达量检测的方法鉴定获得转FaSPS1基因草莓植株。(2)与空载对照和非转基因果实相比,FaSPS1基因过表达可促进草莓果实成熟,能够使草莓果实成熟期提前,且果实中蔗糖果糖含量升高;但反义表达后会抑制草莓果实成熟,果实中苹果酸含量升高。(3)基因超表达或者反义表达后,草莓果实成熟相关基因的表达量受到不同程度调控,其中糖代谢基因FaSPS2/3、FaSUT1,果实成软化基因FaEXP1、FaEXP3、FaXYL1以及激素代谢基因FaJAZ1、FaJAZ2、FaJAZ8、FaOPR3、FaPYL1、FaPYL8、FaPYL9、FaNCED1表达量变化最明显。研究推测,FaSPS1基因可能通过影响草莓果实中和成熟相关的糖代谢基因、果实软化基因以及激素代谢基因来调控草莓果实成熟。     

Strict Regulation of Gene Expression Utilizing a Dual-control Gene Expression Vector System

可严格调控性是体现原核表达载体优越性的重要指标。构建了一种双控双调节原核表达载体系统,用双载体控制调节目的基因的表达,即SP6启动子（promoter）＋乳糖（lac）调节基因表达系统和araB启动子（promoter）＋ara C调节基因表达系统,分别由乳糖类似物IPTG和阿拉伯糖（L-arabinose）诱导目的基因的表达。该系统由2个表达载体共同完成目的基因的表达。pE SP-1为主表达载体,即目的基因克隆到此表达载体上,由SP6启动子（promoter）＋乳糖（lac）调节基因调控;pA RA-SP6为辅助表达载体,该载体通过SP6 RNA聚合酶的表达来控制调节主表达载体的启动子（SP6）,由araB启动子（promoter）＋ara C调节基因调控。实验结果显示该双控双调节表达载体系统控制严格,并且表达蛋白的量具有可调控性。     

毛竹实时荧光定量PCR内参基因的筛选及成花基因PheTFL1表达分析

通过qRT-PCR对毛竹相关成花基因PheTFL1的表达进行研究,为毛竹开花机理的研究提供理论依据.从毛竹UBC18、PP2A和EF1α等9个候选内参基因中筛选出在叶、幼嫩花序、花序轴、枝、竹青等11个组织器官中都稳定表达的PP2A用于毛竹PheTFL1基因qRT-PCR结果的校正.结果显示:PheTFL1基因在开花竹叶、枝和竹青中低丰度表达,与未开花竹差异不显著,但在花和花序轴中高丰度表达;在实生苗叶和根中高丰度表达,在实生苗茎中低丰度表达.PheTFL1基因在具有分生能力的幼嫩组织中高丰度表达,说明其不仅参与花发育的调控,还参与了分生组织生长的调控.     

巨桉EgrWAT1基因克隆和功能初步分析

为探究WALLS ARE THIN (WAT1)在木本植物中木材形成以及响应胁迫中的作用,利用生物信息学工具进行分析,并以巨桉（Eucalyptus grandis）为材料克隆EgrWAT1S及其另一转录本EgrWAT1L,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)探究其在不同组织、节间以及响应胁迫时的表达模式。结果表明：EgrWAT1S在韧皮部表达量较高,而EgrWAT1L主要表达在根部。在茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸（SA）处理和盐胁迫以及缺磷、缺硼处理时,其表达存在着明显不同的模式,在MeJA、SA处理时甚至存在着相反的表达模式。这些结果表明EgrWAT1L基因可能通过转录调控来影响EgrWAT1S表达和进一步的蛋白翻译来响应激素和胁迫处理。为进一步研究WAT1基因在巨桉生长发育过程中的作用和调控方式提供基础,也为将来桉树的分子育种提供可能。     

IRE1通路与肿瘤

内质网应激是细胞内广泛存在的一种应激反应。研究表明,内质网应激与肿瘤的发生发展密切相关。针对内质网应激及其相应信号通路进行肿瘤的预防或治疗受到了广泛关注。IRE1(inositol-requiring enzyme 1)通路是内质网应激诱发的最保守的信号通路。研究证实,IRE1及其主要的下游效应分子剪切型X 盒结合蛋白1与肿瘤进展密切相关。本文对IRE1通路与肿瘤发生发展、血管新生、肿瘤转移、肿瘤耐药性和恶性程度的相关性进行了阐述,同时分析了IRE1在不同肿瘤样本中的突变率、突变类型与病人存活状态的关系。作为肿瘤治疗的有效靶点,针对IRE1通路的调控能够有效延缓肿瘤的发生发展。     

Interleukin-1 signaling in solid organ malignancies

As inflammation plays a critical role in the development and progression of cancer, therapeutic targeting of cytokine pathways involved in both tumorigenesis and dictating response to clinical treatments are of significant interest. Recent evidence has highlighted the importance of the pro-inflammatory cytokine interleukin-1 (IL-1) as a key mediator of tumor growth, metastatic disease spread, immunosuppression, and drug resistance in cancer. IL-1 promotes tumorigenesis through diverse mechanisms, including the activation of oncogenic signaling pathways directly in tumor cells and via orchestrating crosstalk between the cellular constituents of the tumor microenvironment (TME), thereby driving cancer growth. This review will provide an overview of IL-1 signaling and physiology and summarize the disparate mechanisms involving IL-1 in tumorigenesis and cancer progression. Additionally, clinical studies targeting IL-1 signaling in the management of solid organ tumors will be summarized herein.     

Tet methylcytosine dioxygenase 1 promotes hypoxic gene induction and cell migration in colon cancer

Ten-eleven translocation 1 (TET1), a widely reported DNA demethylation protein, has been associated with tumorigenesis and metastasis. However, whether TET1 is an oncogene or tumor suppressor gene has been controversial; the mechanism of how TET1 affects cancer progression remains unclear. The current study aims to investigate how TET1 is changed in the tumor microenvironment and to explore the mechanisms of how TET1 affects colon cancer progression. Because hypoxia prevails on solid tumors, we established an important connection between hypoxia and DNA demethylation in tumorigenesis. By qPCR and RNA interference (RNAi) technology, we found that hypoxia increased TET1 expression with a hypoxia-inducible factor-1-alpha (HIF-1α)-dependent manner. By CHIP-qPCR and pyrosequencing technology, we demonstrated that TET1 regulated the target gene expression of HIF-1α through HIF-1α binding to hypoxia-responsive elements (HREs), and HIF-1α binding to HREs depended on CpG methylation levels. By Cell Counting Kit-8 (CCK-8) and transwell assay, we showed that loss of TET1 did not affect cell proliferation but inhibited migration. We also identified two novel gene mutants of TET1 in 120 paired tumor/normal tissue specimens by DNA sequencing and found that TET1 E2082K mutant blocked the TET1-enhanced cell migration. Our results showed that the downregulation of TET1 rescued the abnormally high levels of gene expression resulting from hypoxia in tumors and reduced the migration activity of tumor cells, suggesting a therapeutic role by interference with TET1 in colon cancer treatment. By demonstrating that hypoxia upregulated TET1 and that TET1 drove HIF-1α-responsive genes, we showed that an epigenetic mechanism and tumor microenvironment-driven models coexisted and mutually affected colon cancer.     

肿瘤抑制基因Rb与细胞周期调控研究新进展

Rb与人类多种肿瘤发生关系密切,是一种重要的肿瘤抑制基因.Rb蛋白参与细胞周期调控,与p16、CDK4/6、cyclinD1等形成复杂的反馈调节网络,在G1/S关卡调控中处于中心环节,决定着细胞周期的进程.Rb又是核内信号与胞外信号相互作用的界面,受到胞内外多种因素的调控,使Rb功能与细胞生长、分化状态相适应.     

肿瘤异质性：精准医学需破解的难题

肿瘤异质性是恶性肿瘤的重要特征,表现为同一种恶性肿瘤不同患者个体之间或者同一患者体内不同部位肿瘤细胞间从基因型到表型上存在的差异.这种差异可表现为不同的遗传背景、不同的病理类型、不同的分化状态、不同的基因突变谱和转录组、蛋白质组表达谱等,体现了恶性肿瘤在演进过程中的高度复杂性和多样性.肿瘤异质性给肿瘤的治疗带来极大的困难,一直是肿瘤发生发展机制研究领域重要的科学问题.本文综述了肿瘤异质性的生物学特征及其可能的形成机制,并对"精准医学"时代如何针对肿瘤异质性设计更为有效的个性化治疗方案进行了思考.     

陷窝蛋白-1在肿瘤发生发展中的双重性

陷窝蛋白-1(caveolin-1)是陷窝(caveolae)的主要结构成分,在细胞内吞、胆固醇运输、信号传导、肿瘤发生中发挥重要作用。陷窝蛋白-1在肿瘤中发挥抑癌作用还是促癌作用一直存在争论:在乳腺癌、肺癌、卵巢癌中发挥抑癌基因样作用,而在前列腺癌中则发挥癌基因样作用。这一现象提示,陷窝蛋白-1在不同肿瘤中发挥作用可能不同,其生物学作用具有双重性。本文将对陷窝蛋白-1的结构、分布、表达及与肿瘤的关系作一综述。