基于数据挖掘分析POLR2A基因在脑胶质瘤的表达及意义

目的:基于数据挖掘分析POLR2A基因在低级别脑胶质瘤及正常脑组织中的表达情况,进一步探讨POLR2A基因对低级别脑胶质瘤患者的预后意义。方法:利用Oncomine和GEPIA数据库对POLR2A基因mRNA在正常脑组织和低级别脑胶质瘤组织中的表达进行分析;通过cBioportal分析POLR2A基因在低级别脑胶质瘤组织中的突变情况;利用Onco Lnc数据库对POLR2A基因的表达水平与低级别脑胶质瘤患者生存率做Kaplan-Meier生存分析;使用String-DB数据库探索真核生物表达调控过程中的POLR2A相关蛋白。结果:与正常脑组织相比,低级别脑胶质瘤组织中的POLR2A基因mRNA水平呈显著高表达(P≤0.05);POLR2A基因的表达水平与低级别脑胶质瘤患者的总生存时间无明显相关性;POLR2A基因在低级别脑胶质瘤组织中存在高突变率;真核生物RNA聚合酶POLR2E、POLR2F、POLR2G、POLR2K、POLR2L等与POLR2A有明显的相互作用。结论:数据库中荟萃了POLR2A基因在低级别脑胶质瘤组织中表达的相关信息,证实POLR2A基因在低级别脑胶质瘤组织中呈高表达。     

整合因子复合物——基因转录调控的多能选手

整合因子复合物(integrator complex,INT)的发现极大地拓展了对小核RNA转录成熟和基因转录调控的认知,也重新掀起了相关领域的研究热潮.INT是1个至少由14个亚基组成、分子量超过1.4 MD的蛋白质复合物.它一方面通过内切酶活性切割转录本,执行功能;另一方面与PP2A磷酸酶结合,调节RNA聚合酶Ⅱ上...     

甾体激素受体超家族的基因调控机制

甾体激素受体超家族是一类基因反式作用因子,对RNA聚合酶Ⅱ转录的某些蛋白质基因和RNA聚合酶Ⅰ转录的核糖体RNA基因均有正或负的转录调节作用.超家族对RNA polⅡ转录的基因调控的机理包括受体激活,相关蛋白解离,磷酸化,同源/异源二聚化,核转位,与正/负激素应答元件及相应转录蛋白作用,最终激活或抑制特异靶基因的转录.甾体激素对RNA polⅠ转录的基因的调节作用以及超家族中的经典受体和孤儿受体非配合的激活机制是目前研究的热点.     

小麦叶绿体蛋白质编码基因RNA编辑位点的测定及与返白现象的关系

RNA编辑是一种转录后基因加工修饰现象,广泛存在于高等植物细胞器中。已有研究表明,RNA编辑与植物发生白化或者黄化有关。通过PCR、RT-PCR及测序的方法,对具有阶段性白化特性的小麦（Triticum aestivum）返白系FA85及其野生型矮变一号（Aibian 1）的叶绿体蛋白质编码基因RNA编辑位点进行了测定,在14个基因上发现了26个编辑位点。有5个编辑位点在2个株系之间存在编辑效率的差异,且这些差异的位点均位于编码叶绿体RNA聚合酶的基因上,其中3个位点编辑前后对应的蛋白质二级结构可能有差异。对2个株系叶绿体中PEP、NEP及PEP、NEP共同依赖基因转录水平的检测显示,除psbA和clpP外,其它基因在小麦返白系中的转录水平均有不同程度的下降。这种转录水平的显著下降及叶绿体RNA聚合酶基因上RNA编辑位点编辑效率的改变,可能与小麦返白系叶片的返白有关。     

基于生物信息学分析miRNA-195-5p在肝癌中的表达及其临床意义

为了研究miRNA-195-5p在肝癌(liver hepatocellular carcinoma, LIHC)中的表达及对预后的影响,并对其潜在靶基因进行生物学信息学分析,评估miRNA-195-5p在LIHC中的临床意义和诊断价值,本文利用癌症基因组图谱(TCGA)数据库分析miRNA-195-5p在肝癌组织中的表达;利用Kaplan-Meier plotter数据库分析miRNA-195与肝癌患者预后的相关性;利用miRWalk 2.0数据库获取预测的与实验数据支持的miRNA-195-5p的靶基因,同时采用DAVID 6.8数据库对靶基因进行GO和KEGG富集分析,以Cytoscape 3.6.1软件构建靶基因蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络并筛选PPI网络中的核心基因;通过公开访问的数据库进一步验证筛选出的核心基因。TCGA数据库分析结果显示, miRNA-195-5p在肝癌组织中的表达水平显著低于正常组织。Kaplan-Meier生存分析显示, miRNA-195低表达LIHC患者的总生存时间明显低于高表达患者。GO分析显示,miRNA-195-5p的靶基因主要显著富集到蛋白质磷酸化、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调节、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的负调节等生物学过程。KEGG分析显示, miRNA-195-5p的靶基因显著富集于癌症相关通路。miRNA-195-5p潜在靶基因所编码蛋白质之间存在复杂的相互作用,其中POLR2A、MIB1、MAPK3、ACACA、ASH1L以及MAP3K3是PPI网络中的核心基因。6个核心基因中,仅MAPK3的蛋白质与m RNA表达水平在LIHC组织中均显著上调。Kaplan-Meier生存分析进一步显示, MAPK3 m RNA水平升高预示LIHC患者总生存时间缩短。以上生物信息学分析结果初步表明, miRNA-195-5p表达下调在肝癌相关的生物学过程中起到重要调控作用,可能与其潜在靶基因MAPK3表达上调有关,这为肝癌的生物标志物研究提供了线索。     

非编码RNA对基因转录的调控

非编码RNA是各种不作为翻译蛋白质的模板的RNA的统称,参与很多生命活动的调控并扮演着重要的角色。它们参与m RNA翻译、RNA剪切、化学反应催化,以及参与DNA复制修复、基因转录调控、发育和细胞分化调控等。现针对哺乳动物细胞内非编码RNA调控依赖于RNA聚合酶II,产物为m RNA的转录进行综述。     

BTF2／TFⅡH的多功能与PolⅡ转录

BTF2,又称TFⅡH,为一多亚基蛋白质复合物,具有解链酶、依赖DNA的ATP酶及磷酸激酶活性,参与mRNA转录起始以及与转录偶联的核苷酸切除修复过程,在转录起始复合物形成过程中,BTF2/TFⅡH在有TFⅡE存在时,可使RNA聚合酶Ⅱ的羧端区域(CTD)、TBP及有关转录因子磷酸化.磷酸化反应可影响转录起始复合物中的蛋白质-蛋白质相互作用,调节转录起始,因此,BTF2/TFⅡH是一种重要的基本转录因子.     

Initiator--保守的核心启动子元件

真核生物中蛋白质编码基因的核心启动子元件有4类：传统的TATA盒,上游核心启动子元件BRE,下游启动子元件DPE起始子（initiator,Inr).Initiator元件指的是一段富含嘧啶的序列－PyPyA 1NT/ApyPy,转录起始点位于其中的＋1位。研究表明它被多种转录因子识别和结合,包括TAFⅡ250,TAFⅡ150,TFⅡ－I,YY1和RNA聚合酶Ⅱ等,反映出initiator调控的复杂性。Initiator多存在于人类的管家基础,癌基因,生长因子基因和转录因子基因中,在这些基因的转录起始过程中有发挥着关键作用。     

长非编码RNA在基因调控和肿瘤形成中的作用

哺乳动物中,只有小部分基因转录成为编码蛋白质的RNA,大量的基因则转录为不能编码蛋白质的RNA,即ncRNA。长非 编码RNA(lncRNAs)是分子长度在200-100000 nt 之间的一类ncRNA。lncRNAs 的数量超过蛋白质编码基因的数量。目前,对长非 编码RNA(lncRNAs)的生物学特性,转录调控以及其在肿瘤发生发展中的作用机制的研究任然是RNA研究的热点。lncRNAs 通 过控制染色质重塑,转录调控和录转录后调控而在基因的转录调节中发挥了重要作用。lncRNAs 与多种肿瘤相关,并且在抑制因 素和促进因素中都具有重要的作用。众多文献报道的结果表明lncRNAs 参与调控基因表达,在正常细胞与肿瘤细胞的转换中起 到至关重要的作用。     

长链非编码RNA及其与肿瘤关系

人类基因组DNA信息分析显示,基因组中编码序列不超过2％,其余为非编码序列,其中能够稳定转录的部分称之为非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)基因.依据ncRNA长度将其分为长非编码RNA(lncRNA,碱基数＞200nt)和短非编码RNA (sncRNA).在人体内,lncRNAs分布广泛,数目众多,并且大多数是由RNA聚合酶Ⅱ转录的,且有5'端帽子结构以及3 '端的多聚腺苷酸.就lncRNA的特征及其在肿瘤细胞中的功能进行阐述.     

真核转录因子TFⅡD研究进展

结合转录因子 TFⅡD 结构与功能,论述了 RNA 聚合酶Ⅱ是如何从一个特异基因的转录起始点起动转录的.转录因子 TFⅡD 是一种序列特异的 DNA 结合蛋白因子,它首先与含 TATA 的启动子形成前起始复合物,后者指导 RNA 聚合酶Ⅱ和其它基本转录因子最终组装成转录起始复合物.很多转录激活因子均通过与 TFⅡD 相互作用,控制转录起始复合物的组装或影响其稳定性,调节基因转录.因此,TFⅡD是一种极其重要的基本转录因子.     

真核基因启动子非依赖的功能转录延伸复合物的体外组装

真核生物RNA聚合酶Ⅱ的持续合成能力对基因转录过程中每一个阶段,包括启动子脱离、转录暂停、转录终止以及转录偶联DNA损伤修复过程的调节至关重要.在RNA聚合酶Ⅱ介导的转录延伸过程中,其和模板DNA及转录产物RNA紧密结合,形成一个非常稳定的延伸三维复合物(elongationcomplex,EC).此特征性“泡”状结构的形成是RNA聚合酶Ⅱ持续合成能力所必需的.在不依赖启动子及众多转录起始因子的条件下,利用人工合成的RNA与DNA寡核苷酸,在体外组装形成具有功能转录活性的延伸复合物.结果表明,长度为9个核苷酸的RNA与模板DNA形成的杂合分子对转录延伸复合物的形成是必需的,而非转录模板DNA链的加入导致最终活性转录“泡”状复合物的形成,并可转录形成与模板相关的转录产物,进一步通过在模板DNA的特定位置引入一个乙酰氧乙酰氨基芴修饰基团,可特异性地阻断转录延伸过程,从而显示该系统在研究真核基因转录及转录偶联DNA损伤修复机制中的潜在应用价值.     

大肠杆菌严谨型RNA聚合酶的筛选及体内转录活性测定

利用选择性培养基筛选大肠杆菌自然突变菌株,经噬菌体P1转导和蛋白质互补试验,发现一株突变体(LCH001)的突变基因发生在编码RNA聚合酶β′亚基的rpoC基因上,经DNA序列分析,发现突变位点发生在第3406个碱基上,由G变成了T,导致编码的氨基酸由甘氨酸(GGT)变成半胱氨酸(TGT)。体内转录试验表明该突变RNA聚合酶转录严谨型启动子控制基因的活性显著降低,其β-半乳糖苷酶的活性是野生型菌株的18%,而转录非严谨型启动子控制基因的活性显著提高,其β-半乳糖苷酶的活性约是野生型菌株的5倍。研究结果对探讨RNA聚合酶结构与功能的关系以及RNA聚合酶在细菌严谨反应过程中的作用具有重要意义。     

三十年磨一剑———2006年诺贝尔化学奖得主Roger Kornberg关于真核基因转录机制的研究

2006年的诺贝尔化学奖授予了美国斯坦福大学的科恩伯格（Roger D．Komberg）教授,以表彰他在真核基因转录的分子机制研究方面做出的卓越贡献。在细胞中,DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译是生命活动的核心过程。因此,研究遗传信息如何从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程一直是分子生物学研究的核心课题。科恩伯格的工作则在分子水平上向我们展示了RNA聚合酶Ⅱ（RNA polymerase Ⅱ）及各种蛋白因子在DNA模板上合成作为蛋白质合成模板的信使RNA（mRNA）的过程,为在转录水平阐明真核基因的表达调控奠定了分子结构基础。     

RNA聚合酶活性变化在DEN诱发大鼠肝癌细胞核体外转录中的调节作用

DEN诱发大鼠肝癌的细胞核RNA体外转录合成显著增强,染色质结合型和游离型RNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ活性均高于正常肝细胞,而结合型酶Ⅰ和Ⅱ的活性几乎各占总活性的50％(正常肝细胞结合型酶Ⅰ约占70％),表明Ⅱ类基因的转录增强更明显。肝癌细胞核中转录活性RNA聚合酶Ⅱ的分子数为正常肝细胞核的1.8倍,同时RNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ催化转录的延长速度为正常肝细胞核的1.3和2.2倍。结果表明,肿瘤细胞不仅有较多的活性RNA聚合酶分子,而且催化转录(延长)的速率也增高。     

长链非编码RNA的生物学功能和研究方法

长链非编码RNA(long-noncoding RNA,lncRNA)是一类长度大于200nt的非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA),不具有编码蛋白质的功能,直接以RNA的形式发挥作用,以诱饵分子、信号分子、引导分子和支架分子的方式在转录水平和转录后水平调节蛋白质编码基因的表达,参与细胞分化和个体发育等生命过程。lncRNA存在普遍的转录现象,但与蛋白质编码基因相比表达水平较低。基因组测序结果显示生物体内仅有少量的编码基因,绝大部分基因以非编码的形式存在于动物和植物体内起调控作用。近年来以miRNA和siRNA为代表的ncRNA的研究已经取得了丰硕的成果,而lncRNA的研究才刚刚开始,但是已经有研究表明lncRNA有广泛的生物学功能,如染色体修饰、X染色体沉默、干扰或激活转录和核内运输等。以转录组测序、微阵列和荧光原位杂交为代表的研究方法也在发展完善。     

基因印记与lncRNA

基因印记是一种表观遗传调控机制,在二倍体哺乳动物的发育过程中,基因印记可以调控来自亲代的等位基因差异表达。非编码RNA是不编码蛋白质的RNA,它在RNA水平调控基因表达。研究表明大多数印记基因中存在长非编码RNA（长度>200nt的非编码RNA）的转录,长非编码RNA主要通过顺式的转录干扰作用来实现基因印记。同时基因印记及其相关的长非编码RNA异常表达与许多先天疾病相关,迄今已发现数十种人类遗传疾病与基因印记有关,而lncRNA引起的基因印记在疾病的发生和治疗中起着重要作用。     

细胞核的功能

真核细胞的显著特点之一是具有膜包裹着的细胞核,其主要功能是将基因的转录和信使核糖核酸指导合成蛋白质这2个过程在空间上分隔开。最初为蛋白质编码的RNA序列可能是被不为蛋白质编码的RNA序列所隔断的,这些非编码区后来成为DNA分子中基因里的内含子。原核细胞为了节省资源,已基本清除了基因中的内含子。而真核细胞则利用内含子,用同一个基因合成多种蛋白质,这就需要细胞核阻止含有内含子的m RNA与合成蛋白质的核糖体接触。     

T7启动子-11碱基突变对转录影响的研究

T7噬菌体启动子能被T7RNA聚合酶和真核生物RNA聚合酶Ⅱ系统启动转录 ,为研究两个系统转录的关键碱基 ,将合成的T7噬菌体启动子 1 1变异体与报道基因CAT基因连在一起。体内CAT和体外狭缝RNA杂交实验显示 : 1 1碱基是T7RNA聚合酶和真核生物RNA聚合酶Ⅱ系统启动T7启动子的关键碱基之一。     

真核生物RNA聚合酶组装及其生物学意义

RNA聚合酶负责RNA生物合成,是维持机体细胞生长和器官发育的重要调控机器.真核生物主要通过3种多亚基RNA聚合酶(RNAPⅠ、RNAPⅡ和RNAPⅢ)进行基因转录. RNA聚合酶Ⅱ由10个核心亚基组成,分子质量约为520 ku. RNA聚合酶结构已经解析,但其组装过程却还不清楚. RNA聚合酶各亚基无法完成体外自我组装,说明细胞内其装配过程需要组装因子帮助. RNA聚合酶组装是一个复杂的生物学过程,近年来组装因子的鉴定和发现使RNA聚合酶组装研究成为热点.在酿酒酵母中发现的组装因子有Rba50、Bud27和GPN蛋白家族等.其中GPN蛋白家族是重要的GTP酶(GTPase)家族,从古细菌到酵母以及高等真核生物中都存在,且高度保守.近期研究发现,Rba50在动植物的同源蛋白(RPAP1和IYO)与细胞分化和发育有关. GPN等组装因子编码基因的突变与细胞发育及恶性肿瘤发生发展密切关联.本文对真核生物RNA聚合酶组装最新进展做出综述,以期为RNA聚合酶组装机制的最终阐明及其与疾病发生的关联研究提供基础.