基因水平转移的评判方法和转移方式研究进展

基因水平转移是不同物种之间或细胞器间基因的交流。基因水平转移现象在原核生物中普遍存在, 在真核生物中近年来也发现了众多例证, 说明水平转移是生物界的普遍现象。文章着重对基因水平转移的概念、评判基因水平转移的标准, 水平转移的特点和转移方式, 以及基因水平转移对基因组进化的作用等方面的研究进展进行了综述。在已有的基因水平转移研究中进化树分析法、碱基组成分析法、选择压力分析法、内含子分析法、特殊序列分析法和核苷酸组成偏向性分析法等几种是常用的方法; 转座序列是生物中最易于发生水平转移的基因类型;原核生物基因水平转移的主要方式有转化、接合和转导, 真核生物中水平转移发生方式尚不清楚。基因水平转移在基因、基因组和生物进化中有着其独特的作用。     

家蚕核型多角体病毒水平转移基因分析

为了探讨杆状病毒基因组的遗传进化模式,文章利用家蚕核型多角体病毒(BmNPV)和其宿主家蚕全基因组数据,进行了全基因组的同源性搜索和系统进化分析,结果显示,BmNPV的几丁质酶(Chi)基因、凋亡抑制蛋白3(IAP3)基因和尿苷二磷酸葡萄糖转移酶(UGT)基因为水平转移基因。这3个基因都来源于其宿主昆虫。通过核苷酸组成、密码子偏好性、选择压力等基因特征分析,发现BmNPV水平转移基因与其基因组序列存在明显差异,进一步验证水平转移基因的外源性。对3个水平转移基因的功能分析发现它们有利于杆状病毒在宿主昆虫中的侵染与繁殖,并提高杆状病毒在昆虫中的生存能力。     

Twist对小鼠乳腺癌细胞基因表达谱的调控研究

摘要 Twist是一个bHLH（basic Helix-loop-Helix）类型的转录因子,近年来研究发现,Twist在乳腺癌中的表达显著升高,并能促进乳腺癌的转移。为了探索Twist促进乳腺癌转移的分子机制,本文采用RNA干扰技术在小鼠乳腺癌细胞株4T1中沉默Twist的表达,通过全基因组基因芯片技术检测了Twist沉默前后4T1细胞基因表达谱的差异性。体内实验结果证明Twist表达被沉默后4T1细胞的肺转移能力明显被抑制。芯片结果表明：表达差异显著的基因有167条,其中与肿瘤相关的基因有26条,包括15条上调基因和11条下调基因。这些基因中可能存在能被Twist调控并与肿瘤转移相关的基因,为以后研究Twist影响乳腺癌转移的分子机制提供了帮助。     

致病菌基因组岛的研究进展

细菌基因组岛是细菌基因组上的特定区域,和水平基因转移相关,具有一定的结构特点,常携带致病、耐药及与适应性等功能相关的基因。通过基因组岛在细菌间的移动,可以造成相关基因在细菌间的传播,在细菌生存和致病等过程中具有重要作用。目前已经可通过生物信息和分子生物学实验等方法对基因组岛进行预测和验证。通过对致病菌基因组岛的研究,可以阐释细菌致病性和耐药等重要功能的获得,对疾病进行溯源,在传染病预防控制中具有重要意义。     

基因转移因子———一类在海洋中广泛存在的介导水平基因转移的新型生物因子

基因转移因子(Gene Transfer Agent,GTA)是一种由细菌释放的、形态和有尾病毒类似的生物颗粒。GTA颗粒携带的遗传物质是宿主基因组的随机小片段而不包含编码GTA自身的基因或病毒基因组。根据4个模式菌株释放的GTA的研究,GTA具有高效的,种间介导基因水平转移的功能。近年来大规模细菌基因组测序,发现编码GTA的基因簇广泛存在于海洋细菌基因组上,GTA是在海洋环境中发生水平基因转移的重要模式。本文在总结4个模式菌株释放的GTA的认识的基础上,着重描述海洋主要类群的细菌释放的GTA的特征,讨论在海洋生态系统中,GTA对水平基因转移的贡献,并对未来的研究进行了展望。     

细菌中基因组岛的转移与调控机制研究进展

基因水平转移可导致细菌不同种属间个体DNA的交换,从而使细菌对环境的适应性增强,是细菌进化的重要途径之一。基因组岛是基因水平转移的重要载体,可移动的基因组岛能够整合到宿主的染色体上,并在特定的条件下切除,进而通过转化、接合或转导等方式转移到新的宿主中。基因组岛具有多种生物学功能,如抗生素抗性、致病性、异源物质降解、重金属抗性等。基因组岛的转移造成可变基因在不同种属细菌间的广泛传播,例如毒力和耐药基因的传播导致了多重耐药细菌的产生,威胁人类健康。基因组岛由整合酶介导转移,同时在转移的过程受到多种不同转录因子的调控。本文对细菌中基因组岛的结构特点、转移和调控机制以及预测等方面进行了综述,并最终阐明基因组岛的转移及其调控机制是遏制基因组岛传播的重要策略。     

Nature：研究揭示精神分裂症新遗传基础

在至今为止进行的最大规模的精神分裂症全基因组关联分析中。科学家发现了超过100个和精神分裂症有关的基因变异。这可能为确定新治疗靶点铺就了道路。发表在本周《自然》杂志上的这项研究，在为人们提供关于该疾病新见解的同时，也支持了其发展和免疫系统的相关理论。在此之前。科学家只发现了和此疾病易感性相关的30个基因位点。     

《自然-遗传学》：科学家首获“辣基因”

最近,一个科学家团队完成了对辣椒的首次高质量参照基因组测序。科学家通过对比辣椒和其近亲植物的基因组。在两种植物中都发现了可产生刺激性辣椒素的基因。番茄中含有该基因的4种无功能副本。辣椒中则有7种无功能副本和1种可起作用的该基因副本。研究团队将报告在线发表于1月19日的《自然-遗传学》上。     

医学分子遗传学 第八讲重组DNA 执术与基因定位

人体基因组是一个十分复杂的结构，每单倍体基因组大约有3*10⁹bp组成，分成22条常染色体和1条性染色体。据估计，在人体基因组上存在着大约50,000--100,000个结构基因，平均每分摩(cM)染色体五分布着20个结构基因。人体基因组大约有33cM，由此推算出人体基因组上含有约66,000个结构基因。现在已经明确地鉴定七了1,600多个人体基因，其中约有1,000多个基因定位在特定的染色体上。基因定位是研究遗传性疾病和肿瘤发病机制及进行基因诊断的基础。因此，基因定位研究的迅速发展，对于揭示遗传病和肿瘤发病机制的本质，对于预防和治疗遗传性疾病和肿瘤都将起到重要的促进和推动作用。     

Nature:药物治疗可造成肿瘤适应性进化

<正>近日,来自美国的科学家在著名国际期刊nature发表了一项最新研究成果,他们通过对进行了PI(3)Kα抑制剂BYL719治疗的肿瘤转移病人进行基因测序,发现PTEN在基因组中的变化会导致肿瘤细胞出现对BYL719的抵抗作用。这项研究为临床应用PI(3)Kα抑制剂治疗肿瘤提供了重要参考价值。大范围深度的肿瘤基因组测序已经发现肿瘤异质性特点,并为不同肿瘤细胞克隆的转移进化特性提供了重要见解。但在另一个层面上,肿瘤进化可能受到治疗方法的选择压力,类似于在感染性疾病方面发生的情况。研究人员对一名携带PIK3CA基因突变并发生肿瘤转移的乳腺癌病     

Ⅰ-E型CRISPR/Cas系统介导适应性免疫分子机制研究进展北大核心CSCD

为了更好地适应环境,原核生物可通过水平基因转移的方式获取外源基因(来自噬菌体、质粒或其他物种基因组)。在获取外源基因的同时,原核生物也面临着"自私基因"入侵的风险。因此,原核生物需建立相应的机制选择性地摄取或降解外源DNA,从而防范基因转移带来的潜在危害。近年来,人们在原核生物中发现了由小RNA介导降解DNA的防御外源基因入侵的适应性免疫。在免疫防御过程中,首先外源DNA部分片段整合至细胞自身基因组上成簇出现的重复序列(CRISPR)上;然后表达并加工成熟的CRISPR RNA和相关Cas蛋白形成CRISPR/Cas复合体降解再次入侵的外源DNA。本文在简介CRISPR/Cas系统的基础上,重点探讨近年来关于大肠杆菌中I-E型CRISPR/Cas系统作用机制和调控机制的研究进展。     

Mutator转座子及MULE在植物基因与基因组进化中的作用

Mutator（Mu）转座子是植物中已发现的转座最活跃的转座子,其高的转座频率及趋向于单拷贝功能基因转座的特性,使该转座子成为玉米功能基因克隆的主要方法.Mu转座子的同源类似因子广泛存在于被子植物基因组中,而且同一基因组中往往具有多种变异类型.它不仅具有其他DNA转座子在基因和基因组进化中的普遍作用,而且具有能够承载基因组内功能基因和基因片段的载体功能,这种载体Mu转座子（Pack-MuLEs）能够在基因组内移动众多的基因片段,从而对基因和基因组进化产生作用.Mu转座子的同源序列发生在水稻与狗尾草之间的水平转移提供了高等植物核基因水平转移的首个例证.对Mu转座子的了解促进了我们对动态基因组概念的认识.文章对Mutator转座子的发现、转座特征、基因标签应用等的研究进展进行了综述,对Mu转座子家族的同源序列进行了分类,讨论了该转座子在基因组进化中的作用,分析了应加强研究的问题.     

胃癌侵袭转移相关基因的研究进展

肿瘤的侵袭转移是恶性肿瘤患者死亡的主要原因。目前对胃癌侵袭转移的分子机制尚未查明。胃癌侵袭转移过程中涉及许多特殊基因,包括促进转移的转移基因和控制转移的转移抑制基因。转移基因有：细胞粘附分子(cAM)基因、基质金属蛋白酶(MMPs)基因、肝素酶(heparanase)基因等;转移抑制基因有：nm23、组织基质金属蛋白酶抑制因子(TIMPs)基因等。本文对胃癌侵袭转移相关基因及其产物的结构、功能及其在侵袭转移过程中作用的研究进展作一综述。     

信息与动态

科学家破译蜜蜂全基因组揭秘祖籍在非洲新华社电一个跨国科学家团队2006年10月26日宣布完成蜜蜂的基因组测序工作。他们发现这种昆虫实际上源于非洲,后来经过2次迁徙才“移民”到欧洲。此外,这项研究成果还意味着科学家有可能从基因层面揭开蜜蜂的复杂社会习性和敏锐嗅觉之谜。     

鱼类基因转移育种的几个问题

１９８５年,世界上第一批转基因鱼诞生。随后,鱼类基因转移迅速应用到培育高产、优质和抗逆的养殖鱼类新品种,并在解决发育生物学分子生物学和生理学等方面的难题中发挥了重要作用。目前,研究者已经建立了三种成熟的鱼类基因转移方法,即显微注射、电脉冲和精子携带法,证实了转移大受体鱼基因组中的整合、性腺传递、表达和转译表达产物的生物活性。最近,“全鱼”生长激素（ＧＨ）基因的克隆与应用,使快速生长转ＧＨ基因鱼的研     

脑脊膜炎病原菌基因组测序与疫苗开发

英国与美国科学家宣布他们已完成细菌Ｎｅｉｓｓｅｒｉａｍｅｎｉｎｇｉｔｉｄｉｓ中品系Ａ与Ｂ基因组的测序。Ｎ .ｍｅｎｉｎｇｉｔｉｄｉｓ共有十几个品系 ,主要是Ａ、Ｂ、Ｃ这三个品系可导致脑脊膜炎。科学家发现该菌的Ａ与Ｂ品系所含基因数多于 2 10 0个 ,Ｂ品系中只有 6 0 %的基因有明显功能 ,而Ｂ品系中有将近 2 0 0个基因在Ａ品系中不出现。少数基因编码毒素等蛋白质 ,这可以解释为什么该菌不同的品系对人有不同的影响。由于该菌Ｂ品系的荚膜多糖与人的多糖分子完全相同 ,故基于荚膜多糖的疫苗可能引起人的自身免疫疾病。现在科学家…     

基于支持向量机的细菌基因组水平转移基因预测

随着各种生物基因组序列测定工作的完成,大量的DNA序列数据涌现出来,为研究在基因组中寻找水平转移基因提供了极大的便利.将基因序列特征分析和支持向量机技术结合起来,通过分析基因序列的特征差异发现水平转移基因.依据以前研究工作的基础,选取了绝对密码子使用频率(FCU)作为序列特征,主要因为它既包含了基因密码子使用偏性的信息,也包含了基因所编码蛋白的氨基酸组成信息,支持向量机利用这些信息进行水平转移基因分析和预测,可以提高预测的准确性.另外,提出了基于分链的水平转移基因预测新方法,即将细菌基因组前导链和滞后链上的基因区别对待,分别进行水平转移基因预测.结果显示,基本预测方法要优于目前预测结果最好的Tsirigos等提出的基于八联核苷酸频率的打分算法,命中率的相对提高率最高达31.47%,而基于分链的方法对水平转移基因的预测取得了更好的结果.     

发现爱滋病毒的新基因

科学家们在爱滋病毒的基因组中发现第七个基因。这个发现有助于阐明爱滋病毒的复杂生命史及其与人免疫系统的相互作用,为研究人员提供了研究这种致命性传染病的治疗药物的另一个潜在目标。     

首次将外来基因插入灵长类基因组

美国科学家将一个水母基因艰难地插入一个称为ＡＮＤｉ的小基因中去 ,并将其成功地转入弥猴基因组中去 ,他们在 2 0 0 1年 1月 14日的Ｓｃｉｅｎｃｅ上作了报道。这项研究的意义在于从此可以将医学上重要的基因插入灵长类动物中 ,从而创造出研究人类疾病的新模型。有科学家评论说 ,这是首次将一个外来基因插入到灵长类动物中去 ,不管插入的是什么基因 ,终究是一项突破性技术。研究者用一个残缺的逆转录病毒作为工程载体。这是因为残缺的逆转录病毒不会引起感染 ,而且能很好地将外来基因参入靶基因组。研究者选择了一个含有发绿色荧光的水母…     

前列腺癌转移相关基因

前列腺癌的生物学特性具有多样性,其侵袭转移是导致病人死亡的主要原因。如何准确判断哪些肿瘤将发生转移是研究的重要课题,目前仍缺乏特异性的标记物来协助判断。近年,随着研究的深入,不断发现一些新基因与前列腺癌转移有明显的相关性。有证据表明前列腺癌由非转移表型向转移表型演进过程中,一些转移促进基因参与了此过程,同时转移抑制基因功能的丢失是另一个重要的方面。