生物钟机制研究进展

由生物体内源性生物钟所产生的昼夜节律是近年来生命科学的研究热点之一。几种模型生物（蓝细菌、脉孢菌、拟南芥、果蝇、小鼠）的生物钟相关基因相继被克隆和鉴定,为理解昼夜节律的分子机制奠定了基础。振荡器蛋白对其编码基因的负反馈调控可能是不同生物的生物运作普遍机制,在此基础上,不同生物有不尽相同的调控方式;隐色素可能是高等生物的共同生物钟光受体。     

生物钟的转录后与翻译后水平调控进展

哺乳动物中的昼夜节律系统由位于下丘脑SCN核内的生物钟主钟和位于多数外周细胞中的子钟组成。在分子水平上,生物钟的节律振荡由生物钟基因及其编码蛋白的转录和翻译形成的自主的反馈环路组成,并接受外界因素的影响与环境周期保持同步。为此,就生物钟的调控机制而言,除了转录水平的基因表达调控外,生物钟转录产物和蛋白质的修饰也可以显著影响生物钟基因的表达时相。讨论了一些转录后与翻译后的修饰作用及其对生物钟的影响,并对其今后的研究方向作了展望。     

蓝藻生物节律性分子调控机制的研究进展

生物钟现象是一种普遍存在于生物界细胞的内源节律性保持机制。生物钟机制的存在可以使生物体的代谢行为产生并维持以24 h为周期的昼夜节律,从而更好地适应于地球自转所产生的环境条件昼夜间节律性变化。蓝藻是目前生物钟分子机制研究中的模式生物,其依赖于k ai基因家族成员的核心生物钟调控模式已经被众多研究者详细阐明。蓝藻生物钟的核心振荡器是由蓝藻k aiA/B/C的编码产物来调控的,Kai蛋白的表达模式具有节律性。KaiC蛋白磷酸化状态的节律性循环及输入、输出途径相关组成蛋白的翻译后修饰状态节律性循环共同组成其反馈回路,负责维持生物钟节律性振荡的持续进行并与环境周期保持同步。传统的蓝藻生物钟分子机制模型认为,节律性表达基因翻译产物的转录/翻译负反馈抑制环是生物节律性维持和输出的关键。遗憾的是,在其它物种生物钟分子机制研究中未发现由kai基因家族成员同源基因组成的节律性标签,这表明以k aiA/B/C为核心振荡器的生物钟系统并不是一种跨物种保守的生物钟系统。近期,人们发现非转录/翻译依赖的振荡器(NTO)也具有成为生物节律性产生和维持的“源动力”的可能。过氧化物氧化还原酶(PRX)氧化还原状态节律性是第一种被报道的跨物种保守的NTO节律性标签,这也日渐成为蓝藻生物钟分子机制研究新的热点。     

LL-37-haFGF融合蛋白的结构预测与生物信息学分析

目的:为开发一种多功能蛋白分子,该文采用生物信息学方法对LL-37-haFGF融合蛋白进行结构预测与分析.方法:重叠PCR技术克隆LL-37-haFGF基因,运用生物信息学软件分析LL-37-haFGF编码蛋白序列和结构.结果:LL-37-haFGF融合基因编码215个氨基酸,分子量为23.8 kDa,理论等电点为8.86,利于基因工程表达,结构分析表明其结构有利于多功能活性的保持.结论:融合基因的生物信息学分析与结构预测为研究其活性和作用机制奠定了基础.     

生物钟基因研究进展

昼夜节律是以大约24 h为周期波动的生物现象.这些节律包括血压、体温、激素水平、血中免疫细胞的数量、睡眠觉醒周期循环等.基因水平上的昼夜节律研究还只是刚起步,介绍不同物种控制昼夜行为的共同基因(如period 、timless 、clock基因等)的研究进展,特别是一些有关调控昼夜节律基因的转录因子的研究.同时讨论果蝇和人类生物钟调节的共同分子机制.     

昼夜节律紊乱与胰岛β细胞缺陷关系的研究进展

生物的许多生命现象多有其固有的周期,呈现出昼夜节律、月节律和年节律性。昼夜节律是人类生命活动最普遍存在的一种节律形式,但这种节律周期可能被现代许多生活方式所破坏。人群流行病学和动物实验研究表明昼夜节律的紊乱与2型糖尿病的发病危险相关,但其机制尚未完全阐明。胰岛β细胞缺陷是2型糖尿病发生发展的必要机制,而昼夜节律紊乱与胰岛β细胞缺陷有一定关联。本文结合最新研究进展阐述昼夜节律紊乱与胰岛β细胞缺陷的相关性及其可能机制。     

生物节律基因period3的研究进展

昼夜节律是所有真核生物和部分原核生物的基本特征,一组节律表达的生物钟基因形成24 h周期振荡的自主调节转录-翻译反馈回路。period（per）基因家族是生物钟反馈回路中重要组成成分,per3基因是period基因家族成员之一。人类的per3基因定位于染色体1p36,其编码区第18外显子中含有一个灵长类特有的串联重复序列（variable number tandem repeat,VNTR）。该VNTR包含一簇理论上的磷酸化位点,能影响PER3蛋白的磷酸化降解,影响PER3蛋白的功能。近年研究发现,per3基因多态性与睡眠结构、睡眠紊乱发病年龄、睡眠剥夺后次日清晨执行能力等密切相关。     

蓝藻生物钟分子机理的研究进展

蓝藻是具有内源性生物钟的简单生物.虽然蓝藻生物钟具有跟真核生物同样的基础特征,但其相关基因和蛋白质与真核生物没有同源性.蓝藻生物钟的核心是kai基因簇及其编码的蛋白KaiA,KaiB和KaiC.这三种Kai蛋白相互作用调节KaiC的磷酸化状态,从而产生昼夜节律信息.KaiC的磷酸化循环是昼夜节律的起博器,调控包括kai基因在内的相关基因的节律性表达.组氨酸蛋白激酶的磷酸化传递可将环境信息输入和将节律信息输出生物钟核心.     

间隙连接功能多样性:连接蛋白基因敲除研究

编码细胞间间隙连接通道结构蛋白的基因是称为连接蛋白(connexin,Cx)基因的多基因家族;间隙连接蛋白基因有20种,且多数细胞同时表达多种连接蛋白,其功能研究较为复杂;小鼠7种连接蛋白基因的敲除为研究连接蛋白功能多样性提供了良好模型,并揭示了不同连接蛋白在维持不同组织正常发育和代谢中的重要作用.     

生物节律基因非编码RNA调控机制

节律性的振荡不仅存在于生物节律中枢也存在于外周器官、组织及细胞中,其产生依赖于节律基因的转录、转录后及翻译后水平调控。近几年,生物节律转录后水平调控机制研究成为热点。非编码RNA(ncRNAs)调控组分小RNA(microRNA)与长链非编码RNA(lncRNA)作为参与转录后调控的重要分子,已有研究表明microRNA与lncRNA调控节律基因mRNA与蛋白的相位及振幅。本文概述microRNA与lncRNA参与昼夜节律中枢与外周调控的研究进展,为生物节律转录后调控机制的进一步研究提供参考。     

耐甲氧西林葡萄球菌的分子遗传学

葡萄球菌对甲氧西林耐药的主要机制是细菌染色体上编码产生青霉素结合蛋白２’的一段外源ＤＮＡ,称为ｍｅｃＡ基因,该基因在葡萄球菌属中分布广泛,它和细菌染色体上的一些辅助基因,调节基因通过某种机制影响细菌胞壁合成,使细菌表现出不均一耐药。本文主要介绍ｍｅｃＡ基因的来源,传播。结构功能,调节等方面的研究进展。     

正黏病毒科索戈托病毒研究进展

索戈托病毒属于正黏病毒家族,是一种由蜱传播给人或动物的虫媒病毒,其基因结构特征、复制及转录、编码产物的功能等与流感病毒有诸多相似之处,对流感病毒保守位点的探究具有重要意义,而且索戈托病毒属病毒的动物模型有望作为人感染高致病性流感病毒的一个替代模型。不过迄今为止全球对索戈托病毒的研究尚少,尚未引起足够的重视。本文主要对索戈托病毒的分类、基因组成及各基因编码产物、进化特点等进行了介绍,重点总结了其第六个基因片段编码的基质蛋白M和ML蛋白在病毒复制周期中所发挥的作用以及病毒与宿主间的相互作用机制等方面的研究进展。     

微小RNA和长链非编码RNA介导的昼夜节律调控

非编码RNA(ncRNA)是生物体细胞内一类重要的调控分子,其介导的昼夜节律调控日益受到研究者的重视。本文主要以黑腹果蝇Drosophila melanogaster和哺乳动物的相关研究为背景,阐述了微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)对昼夜节律的调控。miRNA介导的昼夜节律调控包括:生物体内(尤其是钟神经元中)具有节律性表达的miRNA;输入系统和miRNA存在相互调控,这主要是通过光照这个授时因子起作用;miRNA可直接调控核心振荡器,还可以调控其他基因而间接影响到核心振荡器;miRNA对输出系统的调控主要集中在代谢取食节律、运动节律、睡眠节律等。昼夜节律可调控lncRNA的表达,同时lncRNA也可调控昼夜节律,且lncRNA对基因调控范围广,作用机制复杂,这些都具有广阔的研究前景。本文将有助于进一步深入研究ncRNA对昼夜节律的调控。     

生物钟在卵巢生理和病理中的作用

哺乳动物的昼夜节律是基因编码的分子钟在体内产生的一种以大约24 h为周期的生理现象,使机体的生理过程与外界环境的变化相协调,是对环境适应的一种表现.在哺乳动物中,繁殖生理功能受生物钟系统的调节.在下丘脑-垂体-卵巢(hypothalamic-pituitary-ovarian,HPO)轴的各组织中均已观察到生物钟基因的...     

肾上腺糖皮质激素与生物钟基因表达调控的相关研究进展

由生物体内源性生物钟所产生的昼夜节律是近年来生命科学的研究热点之一。哺乳动物中的昼夜节律系统由位于下丘脑SCN核内的主钟和位于多数外周细胞中的子钟组成。生物钟基因及其编码的蛋白质组成反馈回路,维持振荡系统持续进行并与环境周期保持同步。光照和食物是生物钟重要的授时因子, 光照刺激能引起肾上腺中基因表达变化以及糖皮质激素的分泌, 而肾上腺糖皮质激素能减缓由食物因子引起的外周生物钟时相的移动。可见, 肾上腺糖皮质激素与生物钟有着非常密切的关系。文章综述了两者的相互影响并对今后的研究方向做了展望。     

神经元的自我识别

有一种基因可以编码30000种不同的蛋白,并表达于正在生长的神经元表面。而这个现象揭示了一种细胞自我识别机制,它以一种人们从未预想到的方式调控着神经元的连接。     

黄色粘球菌发育阶段外膜蛋白表达的变化

【目的】黄色粘球菌是研究原核发育的一种模式生物,对其膜蛋白的研究仍然十分缺乏。【方法】利用6种预测软件,在黄色粘球菌的基因组中筛选编码外膜蛋白(OMP)的基因。根据报告基因lacZ,检测这些基因在营养性生长和发育阶段的表达。【结果】基于生物信息学分析,筛选出11个编码外膜蛋白的基因。其中2个基因(MXAN3106和MXAN3883)在发育阶段表达量上升,它们分别编码Secretin家族和Fimbrial usher protein (FUP)家族转运蛋白。其余9个基因在发育起始阶段表达量降低或保持较低水平,它们均编码TonB依赖型受体或外排蛋白。【结论】这些数据提示,黄色粘球菌由生长到发育的转换过程,伴随着膜蛋白表达的显著变化。     

生物钟基因系统功能异常与心血管疾病和消化疾病的关联性机制研究

生物体内源性生物钟产生的昼夜节律是以近24 h的节律性振荡对外界环境变化进行的综合性调节反应,其产生的分子基础是生物钟基因及其编码的蛋白质组成的转录-翻译反馈环路,其中生物钟基因可作用于下游钟控基因而调节机体各项生理功能。昼夜节律紊乱、生物钟基因表达改变,与许多疾病包括心血管疾病和消化疾病的发生发展相关,甚至是癌症发生的重要促进因素。对昼夜节律的研究为疾病的预防和治疗提供了新思路。     

哺乳动物昼夜节律生物钟研究进展

昼夜节律生物钟是一种以近似24小时为周期的自主维持的振荡器,在分子水平上,该振荡器是一个由9个基因组成的转录翻译反馈环路系统。它能受外界环境影响重新设置节律,使自身机体活动处于最佳状态。除了进行自我调节外,生物钟基因还能通过调节代谢途径中特定基因表达而影响机体生理生化过程。在过去的几年里,借用遗传学和分子生物学工具,我们对哺乳动物昼夜节律生物钟的分子基础有了新的认识,本文综述了这一进展,并展望了它们在研究人的昼夜节律行为异常领域的前景。     

家蚕昼夜节律生物钟基因的生物信息学分析

昼夜节律是最普遍的生物节律现象,受遗传基因调控,其分子机制在黑腹果蝇Drosophila melanogaster中有较为深入的研究,在其他昆虫中的研究相对较少。家蚕Bombyx mori的滞育是对昼夜节律授时因子响应的一种现象,可作为研究的参照。通过电子克隆的方法获得了家蚕生物钟基因Bmvri,Bmcyc,Bmtim2,Bmpdp完整的开放阅读框(ORF)序列,以及Bmclk基因的ORF片段,并对上述基因及其表达产物进行了结构分析、染色体定位和系统的分子进化分析,根据这些基因及其表达产物的结构特征结合现有的数据资源,整合了家蚕昼夜节律生物钟反馈环路。