缺氧诱导因子-1的调控及其转录后修饰(英文)

缺氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是一种异源二聚体转录因子,由结构表达型β亚基和氧调节型α亚基组成。在低氧环境下,HIF-1调控一系列促进细胞成活的基因,这些基因涉及血管生成、铁代谢、葡萄糖代谢和细胞增殖与存活。α亚基主要受到诸如乙酰化、羟基化、磷酸化和相扑化等转录后修饰,这些修饰可以稳定或激活HIF-1的活性。除氧环境外,胞内氧化还原稳态、铁代谢、线粒体代谢物和生长因子还可通过影响转录后修饰进而调节HIF-1的活性。此外,近来的研究表明HIF-1在病原学方面也发挥重要作用,在中风和神经退行性疾病这样的脑紊乱疾病中提供潜在神经保护作用。本文总结了HIF-1研究的最新进展,谨以此文献给忻文娟教授80周年诞辰。     

病毒介导的海洋球石藻(Coccolithophores)鞘脂类代谢调控

海洋球石藻(Coccolithophores)是一种全球广泛分布且具有重要生态功能的真核浮游植物,有些种类是大洋和近岸常见的赤潮种。自然海域中,病毒感染是导致球石藻死亡和赤潮消亡的一个关键因素。基于一株海洋球石藻Emiliania huxleyi及其特异性裂解病毒全基因组测序注释的结果,研究者们发现病毒可能通过基因横向转移从宿主基因组中获取了一系列与鞘脂类代谢相关的关键酶基因,进而在一定程度上掌控了宿主鞘脂类代谢,大量合成、积累病毒性鞘脂类物质,并最终诱导宿主细胞以凋亡的形式死亡。因此,病毒介导的宿主鞘脂类代谢在调节病毒与宿主间相互作用中具有重要意义。本文着重综述海洋球石藻病毒与宿主间的基因横向转移、病毒介导的宿主鞘脂类代谢特点及其生态学意义,以期深入了解海洋球石藻病毒与宿主间复杂的相互作用关系。     

位点控制区(LCR)调控基因表达的研究进展

最早在人类β珠蛋白基因座中发现的位点控制区(locus control regions,LCR)对于珠蛋白基因在红细胞分化和发育过程中的特异性表达起着重要作用。LCR位于珠蛋白基因上游6～25 kb,由至少7个DNaseⅠ超敏感位点所组成,具有很强的增强子活性,可以激活和促进珠蛋白基因的转录。LCR增强子活性具有组织特异性,并与拷贝数成正比。此外,LCR还参与基因在细胞核内的定位、组蛋白修饰、染色质开放、边界结构域形成,以及DNA复制起始等精细调控过程。有多个模型阐述LCR远程调控基因表达的分子机制,被普遍接受的是成环模型(looping model)。在生长激素(GH)、T_H2细胞因子、MHCⅡ等基因区域也发现有类似珠蛋白的LCR结构,都在深入研究之中。     

亚洲小车蝗触角转录组及化学感受蛋白基因表达谱分析(英文)

【目的】化学感受蛋白(chemosensory proteins, CSPs)是一类小分子的可溶性蛋白,在昆虫中发挥多种作用。本研究旨在组装中国北方主要草原害虫之一——亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus的触角转录组,鉴定出化学感受蛋白基因以及分析其在成虫不同组织中的表达水平。【方法】利用RNA-s eq 亚洲小车蝗成虫触角进行转录组测序和组装;通过筛选转录组数据库、克隆及测序,鉴定出化学感受蛋白基因;应用qPCR分析CSP基因在成虫不同组织(触角、去除触角和口器的头、上唇、去掉下唇须的下唇、下唇须、下颚须、胸部、跗节、翅和腹部)中的表达模式。【结果】成功构建了亚洲小车蝗成虫触角转录组,共获得61 629个unigenes,平均长度为733 nt,总长度和N50分别为45 175 449和1 130 nt。其中26 064个unigenes(42.29％)注释到6个数据库(NR, NT, Swiss-Prot, KEGG, COG和GO)。通过Blast验证、克隆和测序鉴定出17个CSP基因;BlastP和系统发育分析表明亚洲小车蝗CSPs(OasiCSPs)与东亚飞蝗Locusta migratoria CSPs(LmigCSPs)和沙漠蝗Schistocerca gregaria CSPs(SgreCSPs)关系最密切。qPCR分析表明,8个CSP基因在成虫不同组织中的表达水平存在显着差异,特别是,OasiCSP8在下唇须和下颚须中高表达,而OasiCSP11和OasiCSP13在触角中表达量最高。OasiCSP15在化学感受器官(触角、上唇、去掉下唇须的下唇、下唇须、下颚须和跗节)中的表达量远高于非化学感受器官(去掉触角和口器的头部、胸部、翅和腹部)中的表达量,而OasiCSP12在几乎所有测定的组织中具有相似的表达分布。【结论】OasiCSPs在亚洲小车蝗化学感受和发育过程中可能起着多种作用,这些结果为进一步研究这些化学感受蛋白在亚洲小车蝗中的功能奠定了基础。     

囊胚形成的基因表达与调控(英文)

囊胚形成是胚胎早期发育过程中一个重要阶段 ,涉及几个重要的生理事件 ,即细胞融合 (compaction ,亦称致密化作用 )、囊胚腔出现、囊胚腔扩张及滋养层和内细胞团的分化。在细胞间连接蛋白的作用下 ,各种细胞间连接方式逐步建立起来 ,在合子型基因组表达调控下 ,促进了最终囊胚的形成。细胞间连接蛋白和细胞粘附相关蛋白参与组建各种细胞间连接 ,参与细胞融合、囊胚腔形成、滋养层分化和囊胚扩张等过程。通过顶部的紧密连接、侧部的缝隙连接和桥粒 ,建立起细胞的连接复合体。在人胚胎 8 细胞之前 ,卵裂球细胞界限明显 ,可能以中间连接方式相互作用 ;8 细胞期发生致密化作用 ,通过紧密连接将细胞分成顶部和基部 ,使得胚胎处于半封闭状态 ,促进胚胎内部积液 ,形成囊胚腔。细胞融合的同时也产生缝隙连接。桥粒最初出现在人胚胎达到 3 2 细胞阶段 ,桥粒连接参与囊胚腔形成以及在囊胚扩张时维持滋养层的稳定性。桥粒由一些跨膜粘蛋白组成 ,包括参与细胞内粘附的桥粒子和桥粒球以及一些细胞质内蛋白 (如desmoplakins,plakoglobin ,plakophilin) ,由细胞内蛋白质形成空斑结构并介导细胞角蛋白丝固定。对植入前牛胚胎的研究表明 ,只有DcII,DcIII和plako三种桥粒蛋白参与桥粒组建。在鼠囊胚中DcII的表达部位位于     

无义介导的mRNA降解(NMD)

无义介导的mRNA降解(nonsense-mediated mRNA decay,NMD）作为真核细胞中重要RNA监控机制,识别并降解开放阅读框中含有提前终止密码子（premature termination codon,PTC）的mRNA,以避免因截短的蛋白产物积累对细胞造成毒害. NMD还调控正常生理基因的表达,暗示其在真核细胞中扮演重要角色. NMD途径的关键是PTC的识别.本文通过3种模型来分别阐述发现于哺乳动物、酵母等不同有机体的识别机制.通常由NMD因子UPF1（up-frameshift）等被招募至含PTC的mRNA上,借助这些因子组装形成“功能复合体”并激活降解.但目前对于PTC识别后的过程仍认识有限,本文通过综述NMD途径的分子机制以更好地理解其生物学意义.     

PSⅠ颗粒光抑制的可能机理(英文)

从菠菜 (SpinaciaoleraceaL .)叶绿体中提取的PSⅠ颗粒中加入不同浓度的组氨酸 ,利用光谱和SDS_PAGE技术研究了强光 ( 2 30 0 μmol·m-2 ·s-1)处理过程中外加组氨酸对色素和多肽光破坏进程的影响。强光处理可以使PSⅠ颗粒的光吸收减小 ,在照光 30min后外加组氨酸有效地抑制了光吸收减小的趋势。外加组氨酸在照光约 10min后对PSⅠ颗粒CD信号的下降也起到了明显的抑制作用。外加组氨酸对PSⅠ颗粒中色素保护作用的这种延迟现象表明 ,在强光照初期和后期PSⅠ颗粒光抑制的机理可能不同。外加组氨酸还可以有效地抑制光照过程中PSⅠ颗粒 77K荧光产量的下降。SDS_PAGE分析结果发现 ,外加组氨酸在光照过程中不但对PSⅠ颗粒的反应中心蛋白可以起到保护作用 ,对其他多肽组分同样有显著的保护作用     

CBP/P300介导的PTIP乙酰化可能促进下游肿瘤相关基因CCDC121和GPR75的转录

PTIP (Pax transactivation domain-interacting protein,PAXIP1)蛋白参与MLL3 (lysine methyltransferase 2C,KMT2C)/MLL4(lysine methyltransferase 2B,KMT2B)组蛋白H3K4甲基转移酶复合体,促进基因的转录激活。但关于PTIP蛋白的乙酰化修饰及人宫颈癌细胞中PTIP转录激活靶基因的研究尚无报道。本研究以稳定表达SFB-PTIP蛋白的293T细胞株为对象,通过免疫沉淀和Western印迹法发现,PTIP蛋白能够发生乙酰化修饰,乙酰转移酶CBP/P300介导PTIP蛋白的乙酰化过程,CBP是主要乙酰转移酶。去乙酰化酶HDAC1/2/3介导PTIP蛋白的去乙酰化过程。选择性HDAC1-3抑制剂MS-275促进PTIP蛋白乙酰化水平上升,且呈剂量和时间依赖性。以人宫颈癌HeLa细胞为研究对象,RNA-seq和RT-qPCR证明,CCDC121 (coiled-coil domain containing121)和G蛋白偶联受体75 (G protein-coupled receptor 75,GPR75)是PTIP的转录激活靶基因(P<0. 01)。和对照相比,MS-275介导的蛋白质乙酰化水平上升,促进基因CCDC121和GPR75的mRNA转录呈现不同程度的剂量依赖性上升(P<0. 01,P<0. 05)。由此推测,MS-275有可能是通过促进PTIP蛋白的乙酰化水平,促进CCDC121和GPR75的转录。但其详细机制有待进一步研究。本研究对今后深入探讨PTIP乙酰化修饰对下游肿瘤相关基因转录的调节和功能,如肿瘤发生、进展等方面的调控机制提供了基础。     

索罗金小球藻异养转自养过程中基因表达的全局调控

为提高异养条件下索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)蛋白质含量,扩大该藻株在食品和饲料领域的应用,研究发现当异养条件下培养的C. sorokiniana GT-1细胞转入光自养培养条件后,蛋白质含量显著提高。通过转录组学分析揭示了C. sorokiniana GT-1在异养转自养过程中基因表达发生全局变化,其中糖酵解途径与磷酸戊糖途径上调,氮转运和同化途径中的关键酶的编码基因明显上调,且谷氨酸族氨基酸和丙酮酸族氨基酸的生物合成途径的多个酶在转录水平上显著增强。研究还发现在异养条件下藻细胞仍然可以表达部分光合作用蛋白的编码基因,当转入光自养条件后24h内绝大多数光合作用相关蛋白编码基因的转录被激活。结果表明在异养转自养条件过程中蛋白质含量的升高与氮的吸收及利用增加、还原能合成的增强、部分氨基酸的合成上调及光合作用蛋白质的大量合成有关。研究为后续如何通过培养条件优化或代谢工程改造提高C. sorokiniana GT-1产蛋白质的能力提出了新的思路。     

Diverse roles of the Mediator complex in plants

Since its original discovery in yeast, the Mediator complex has been identified in a wide range of organisms across the eukaryotic kingdom. Despite being experimentally purified from a number of fungal and metazoan organisms, it was not until 2007, thirteen years after its initial discovery, that the Mediator complex was successfully isolated from plants. With a number of papers now beginning to emerge on the plant Mediator complex, this review aims to provide an overview of the diverse functions that have been identified for individual plant Mediator subunits. In addition to demonstrating roles in plant development, flowering, hormone signaling and biotic and abiotic stress tolerance; recent findings have revealed novel functions for plant Mediator subunits, including mRNA, miRNA and rRNA processing, as well as controlling DNA and protein stability. These diverse activities have expanded the known functions of the Mediator complex and demonstrate a variety of new insights that have been gained from investigations into the plant Mediator complex. Future directions for research into this multi-functional protein complex will be discussed.     

细菌趋化性的信号传导及调节机制研究进展

近年来,人们对细菌趋化性系统中的蛋白质生化和结构方面的认识逐渐加深,其调节趋化反应的信号传导系统在原核生物中较为保守,其中对大肠杆菌的趋化性研究得最透彻,为理解其他信号传导机制提供了有力的参考依据.详细介绍细菌趋化性的信号传导机制,并对包括趋化反应调节蛋白CheY的蛋白质结构以及两种修饰方式的趋化性调节机制最新进展进行了综述.     

The effects of chromium picolinate on glucose and lipid metabolism in running rats

BackgroundChromium picolinate (CrPic) is commonly used to reduce muscle fatigue after exercise. We aimed to elucidate the effects of CrPic on glucose and lipid metabolism and the expression of glucose transporters in exercised rats.MethodsForty-two male Wistar rats (8-week-old) were distributed into six groups (n = 7) as follows: Control, CrPic, Chronic Exercise (CEx), CEx + CrPic, Acute Exercise (AEx), and AEx + CrPic. CEx consists of 30 m/min, 30 min/day, and 5 days/week for 6 weeks. CrPic was supplemented at 400 μg elemental Cr/kg of diet for 6 weeks. In the AEx groups, animals were run on the treadmill at 30 m/min until exhaustion.ResultsCEx significantly lowered blood glucose (BG), total cholesterol (TC) and triglyceride (TG) levels, but elevated insulin concentration (IC), compared with control (P < 0.05). CEx significantly decreased the level of malondialdehyde (MDA) in the serum, liver, and muscle while AEx elevated it (P < 0.001 for all). CrPic significantly decreased BG, TC, TG levels, and increased IC with a remarkable effect in CEx rats (P < 0.01). CrPic also significantly reduced serum, liver, and muscle MDA levels (P < 0.001). Both AEx and CEx increased the expression of liver glucose transporter 2 (GLUT-2) and muscle GLUT-4 with the highest level in CEx rats (P < 0.05). Moreover, CrPic supplementation significantly elevated GLUT-2 and GLUT-4 expressions in the liver and muscle of sedentary and exercise-treated rats (P < 0.05).ConclusionCrPic improves various metabolic parameters and reduces oxidative stress in CEx and AEx rats by decreasing BG, TC, TG, MDA levels in serum and elevating GLUT-2 and GLUT-4 expression in the liver and muscle samples. The efficacy of CrPic was more pronounced in CEx rats.     

O-GlcNAc and the Epigenetic Regulation of Gene Expression

O-GlcNAcylation is an abundant nutrient-driven modification linked to cellular signaling and regulation of gene expression. Utilizing precursors derived from metabolic flux, O-GlcNAc functions as a homeostatic regulator. The enzymes of O-GlcNAc cycling, OGT and O-GlcNAcase, act in mitochondria, the cytoplasm, and the nucleus in association with epigenetic “writers” and “erasers” of the histone code. Both O-GlcNAc and O-phosphate modify repeats within the RNA polymerase II C-terminal domain (CTD). By communicating with the histone and CTD codes, O-GlcNAc cycling provides a link between cellular metabolic status and the epigenetic machinery. Thus, O-GlcNAcylation is poised to influence trans-generational epigenetic inheritance.