器官发育和程序性细胞死亡中的基因调控——2002年诺贝尔生理学和医学奖工作介绍

2002年的诺贝尔生理学和医学奖授予了在器官发育和程序性细胞死亡研究领域中做出奠基性贡献的三位英美科学家．他们建立了线虫实验模型,完成了其细胞谱图的绘制,而且系统深入地研究了线虫的器官发育和程序性细胞死亡中的基因规则,并在高等哺乳动物中发现了相关的功能基因．这些研究对认识发育过程和揭示人类重大疾病的发病机理具有重要的理论价值和现实意义．     

与程序性细胞死亡有关的基因

程序性细胞死亡是在基因控制下细胞的主动死亡,存在主动合成蛋白质的过程。研究发现许多与程序性细胞死亡有关的基因,可分为对程序性细胞死亡有促进作用的基因,抑制程序性细胞死亡的基因和协助程序性细胞死亡完成的基因。     

植物泵新知

植物如何将营养物质从一个细胞传递到另一个细胞是科学家们长期迷惑不解的问题。最近威斯康星大学的研究者迈克尔·苏氏门(Michael Sussman)在州间合作研究协调处的竞争研究基金办的配合下获得了一些重要的进展。 迈克尔利用一系列的分子生物学技术,确定和分离了至少五种基因,这些基因的密码是合成植物细胞质膜的“泵”蛋白。所谓“泵”蛋白是真正嵌在细胞膜中的分子。     

人基因疗法:第一个回合

怀特海德生物医学研究所理查德·密立根实验室的基因疫法研究工作者I.Lemischka说:“这是一个如此丰富多采的系统。有那么多的基础问题……,使我们永远兴奋不已。”     

自然灾害胁迫下区域生态脆弱性动态——以四川省清平乡为例

利用四川省绵竹市清平乡2008年“5·12”汶川地震后航空遥感图像和2010年“8·13”特大山洪泥石流灾后无人机低空遥感图像,结合清平乡2006年土地利用现状图、1∶5万地形图与野外调查资料,对清平乡生态脆弱性进行评估和分析.结果表明：清平乡2010年“8·13”特大山洪泥石流灾后生态不脆弱、一般脆弱、中度脆弱、脆弱和极脆弱区的面积比例分别为1.9%、7.9%、18.7%、23.0%和48.5%,生态极脆弱和生态脆弱区总面积达238.45 km²,占全乡总面积的71.5%,清平乡生态环境整体上已经非常脆弱;受这两次特大自然灾害的胁迫作用,清平乡生态脆弱性明显增强,生态脆弱和极脆弱区面积比“5·12”汶川地震前增加12.4%,生态极脆弱区面积是“5·12”汶川地震前面积的1.67倍;清平乡生态脆弱性动态演化主要表现为生态脆弱性等级由脆弱演化为极脆弱.复杂的地形条件是导致清平乡生态脆弱的关键因素.     

基因绝缘子——一类新发现的基因调节元件

最近几年,一类称为“绝缘子”的新的基因元件被众多的实验室发现和证实,大大丰富了我们对基因在染色质环境中如何形成拓扑学上独立的调节单元的认识。这个刚刚被找到的又一个基因“黑匣子”,尽管我们对其仍是一知半解,但让人们意外和兴奋的是:这类基因元件能给我们在转基因动物和基因治疗方面的研究和应用提供新的工具 。     

DNA三十年

分子生物学似乎(无疑是暂时地)陷入了一种“困境”,这种困境曾给十九世纪初期的生物学带来过不好的名声。在高等生物的基因中“点缀”着至今表面看来尚无功能、被称之为内含子的DNA片段,这一认识看来已激起了人们的极大注意,使他们怀着强烈的神奇和惊异的心情专心致力于这一令人迷惑不解的难题。隐藏在这“扑朔迷离的迷宫”背后的信息将会对了解基因之为基因以及它们如何控制自己和相互控制的机理提供线索。     

植物细胞程序性死亡的分类和膜通透性调控蛋白研究进展

程序性细胞死亡是由基因调控的贯穿于真核细胞生理和发育过程的细胞自杀行为。动物细胞的程序性死亡分成3类凋亡、自噬和坏死;线粒体和溶酶体分别在前两个过程中起关键作用。关于植物细胞程序性死亡的分类还存在很多争议,焦点是植物是否有细胞凋亡这种形式,核心问题是植物细胞的线粒体外膜上没有Bcl-2家族的膜通透性调控蛋白。近年,程序性细胞死亡也在细菌中发现,LrgAB家族的膜通透性调控蛋白起着重要作用。最近的研究表明,植物叶绿体外被膜上也有LrgAB家族的同源蛋白,它们在控制叶绿体发育和程序性细胞死亡方面起重要作用。因此,叶绿体在植物细胞死亡调控中的作用应该更加受到关注。     

2002年诺贝尔生理学或医学奖

2002年10月7日,瑞典卡罗林斯卡研究院(Karolinska Institutet)宣布,将 2002年诺贝尔生理学或医学奖,授予悉尼·布雷内、罗伯特·霍维茨和约翰·苏尔斯顿,以表彰他们发现了“器官发育和程序性细胞死亡的基因调节”。     

基因工程培育可恢复的植物雄性不育系的研究进展

植物雄性不育是植物杂种优势利用的资源, 具有重要的生产利用价值。植物雄性不育可从自然突变、人工诱变和远缘杂交中发现, 现在可通过细胞工程和基因工程等方法来创造。文章综述了利用基因工程方法制备雄性不育品系及其相应的育性恢复策略, 分为“单组分策略”和“双组分策略”。其中利用“单组分策略”制备的不育植株是条件型雄性不育(可逆转的雄性不育), 它能在特定的条件下实现雄性可育与不育的转换, 实践中可直接作为两用系(不育系和保持系)用于两系法杂交制种; “双组分策略”是利用基因互作和亲本杂交直接培育雄性不育系, 或利用基因互作原理分别研制不育系和恢复系, 用于三系法生产杂交种。文章分析了 “单组分策略”和“双组分策略”的基因工程方法培育雄性不育系及其相应育性恢复策略优缺点, 对以上两种技术路线在实际应用中的现状作了分析和展望。     

鱼类基因转移的研究战略

本文总结了八五年以来世界各实验室在鱼类基因转移研究方面的概况。指出生长激素(GH)基因转移已形成第一热点,分析了形成这一热点的原因,提出作为第一主攻方向应进一步解决启动子、“全鱼”基因和生长速度测定等问题。认为抗冻蛋白(AFP)基因转移已形成第二热点。但在我国应把珠蛋白基因转移作为第二主攻方向。文章最后提出了在重视“导弹”技术的同时,应重视和加强“霰弹”技术的研究,以加速鱼类基因转移技术的发展。     

线粒体在神经元程序性死亡中的作用新进展

神经元的死亡是许多神经系统疾病如阿尔茨海默病、帕金森病、急性青光眼等发生发展过程中的重要事件,传统认为,细胞死亡有凋亡、自噬、坏死三种方式,凋亡和自噬为程序性的细胞死亡,坏死为非程序性的死亡途径。而近年来的研究发现了一种名为程序性坏死(necroptosis)的可调控的坏死,因此,对这些可调控的细胞死亡的研究对治疗这类神经系统疾病有重要的意义。大量研究发现,在能量代谢和自由基代谢中占据着重要地位的线粒体在细胞死亡过程中也发挥重要作用。本文对线粒体在神经元凋亡、自噬和程序性坏死中的生物学作用的最新进展做一综述。     

梅花(Prunus mume Sieb et Zucc)远缘杂种及其亲本的差热分析与冻害关系的研究

用差热分析(Differential thermal analysis: DTA)研究了山桃(Prunus davidiana)、杏(P. armeniaca)、青岛“粉红梅”(P.mume cv.'Fenhong Mei,)、“小绿萼”(P.mume cv.'Small Green Calyx')及其种问杂种“小绿萼”梅×山桃、青岛“粉红梅”×杏和杏×青岛“粉红梅”的低温放热(Low temperature exotherm)与冻害关系,以及皮部和木质部的冰冻类型(Freezing pattern)。在差热分析中,观察到亲本和杂种的木质部都有二次放热现象。低温放热后,引起木质部和髓射线薄壁细胞死亡,原生质膜透性急剧增加。在杂种与亲本之间,存在着明显的差异。分离的皮部却只出现一次高温放热(High temperature exotherm)。高温放热是与冻害无关的。文末讨论了梅花及其杂种在北京越冬的主要障碍及有关栽培措施。     

基因治疗的实验

美国华盛顿大学的伯米尔特和宾夕法尼亚大学的布林斯特最近进行了一项有关基因治疗的研究。这项工作着重说明了基因治疗的问题。 他们把二个基因连接在一起,而后把这种“杂交”基因注入小鼠的受精卵内。随     

经济动物基因工程取得重要实破

继1983年构建“超级鼠”获得成功后,美国科学家又用基因工程方法将人生长激素基因整合到绵羊和猪受精卵基因中,然后再将其放回到绵羊和猪的子宫内着床发育,从而获得比现有的绵羊和猪大两倍的“超级羊”、“超级猪”。     

编者按

<正>细胞死亡是生物体调节正常发育与抵抗疾病过程中不可缺少的一种生命活动,对维持组织稳态及功能有着重要作用。在19世纪初,就有科学家观察到了细胞死亡的形态学。1964年Lockshin提出"程序性细胞死亡"的概念, 1972年Kerr发现了严格受细胞内信号分子调控的细胞死亡方式并将其命名为"细胞凋亡"。1988年科学家发现了非典型凋亡特征的细胞死亡方式。目前,程序性细胞死亡这一领域飞速发展,多种细胞死亡信号     

植物成花调控的分子遗传学

对以拟南芥为主要对象进行的有关成花调控分子遗传学研究作了综述。该领域的研究已明确了对成花的调控没有单一的“成花万能基因”,而是有一群“成花时期基因”,并大致弄清了这些基因调控成花的模式。其结果是,成花调控途径具有多重性和冗长性,这些成花调控基因的参与量、基因之间的平衡都对成花起着重要的作用。     

顺式调控元件对“头对头”基因对共表达的影响

转录调控是生物学过程中最关键的环节之一, 其中顺式调控元件在基因表达调控中发挥了极其重要的作用. 本研究通过对公共顺式调控元件的活性和行为进行分析, 从而推断“头对头”基因对共表达的原理. 用网络组分分析法估测顺式调控元件在不同条件下对基因启动子及其活性的影响. 结果揭示了生物系统如何利用这些调控元件调控“头对头”基因对的表达模式和整个转录调控系统.     

美、英、比三国建成“抗虫工程植物”取得新进展

“抗虫工程植物”组建成功是农业生物工程研究的重要突破,也是植物分子遗传学研究的重要成果,一直引起世界生命科学工作者的密切关注,这三个国家在探究细菌毒素蛋白基因引入植物方面已取得突破,为组建“抗虫工程植物”开辟了一条新途径,并为“杀虫工程植物”早日实用化的实现而努力。     

程序性细胞死亡的基因调控

程序性细胞死亡的基因调控宝福凯（昆明医学院免疫学教研室昆明６５００３１）细胞死亡是细胞生命现象不可逆的终止,按其特点可分为两类：程序性细胞死亡（ＰＣＤ）和细胞的病理性死亡──坏死。ＰＣＤ是多细胞生物的一种生理性细胞死亡,是广泛存在的一种由细胞特定基因...