精子发生转录调控机制的研究进展

精子发生过程中的转录调控是由一系列基因表达和调控事件组成的复杂过程,影响精子的形成、质量和功能。转录调控过程介导与精子形成密切相关的基因,包括精子特异性基因、组蛋白基因和其他转录因子的基因表达。这些基因的表达和沉默受到转录因子、表观遗传修饰和非编码RNA等多种机制的调控。此外,转录调控在精子发生的不同阶段起着不同的作用,包括精原干细胞的自我更新和分化、精母细胞的减数分裂和精子细胞的变形成熟。深入理解精子发生中的转录调控机制对于研究精子形成的生物学过程、解析生育障碍的病理机制以及开发生育问题相关的治疗方法具有重要的意义。     

生殖激素与精子发生中细胞凋亡的调控

30多年来细胞死亡的概念逐渐发展并受到重视,它的深入研究使人们在细胞与分子水平上阐明生命现象的工作又前进了一大步。生命不仅需要细胞增殖,而且还需要细胞死亡。细胞增殖和细胞死亡之间的平衡是维持多细胞生物体内平衡的一种重要方式。国外60年代提出了程序性细胞死亡(Programmed cell death)的概念,70年代提出了细胞凋亡(apoptosis)的概念,虽然两种概念在最初的定义上有差别,但目前大多数学者都将它们等同起来看待。     

维甲酸与精子发生

维生素A的活性代谢物维甲酸在哺乳动物精子发生过程中发挥着重要的调节作用,但其具体调节机制并不十分清楚。该文拟对睾丸内维甲酸的运输、代谢、信号系统以及维甲酸调控精子发生的研究进展进行简单总结。     

维甲酸与精子发生

维生素A的活性代谢物维甲酸在哺乳动物精子发生过程中发挥着重要的调节作用,但其具体调节机制并不十分清楚。该文拟对睾丸内维甲酸的运输、代谢、信号系统以及维甲酸调控精子发生的研究进展进行简单总结。     

基于小RNA调控工具在蓝藻合成生物学中的应用

基因调控工具在蓝藻合成生物学领域的应用尤为重要,可实现基因表达调控、工程株开发以及附加经济产物的生产。小RNA调控工具是基于小RNA的靶向特异性调控原理,并与合成生物学相结合,进行靶基因特异性调控的定量、全局调控工具。它将小RNA与其靶标作为互作反应模块,并以诱导表达开关、支架序列与伴侣蛋白等作为辅助模块。这类工具已被应用于高附加经济产物合成与藻株对燃料与化学品的耐受性修饰。根据小RNA工具的不同调控特性,对近年来小RNA调控工具的种类、调控原理、辅助模块的选择与改造,以及在合成附加经济产物、提高蓝藻耐受性实验中获得的研究进展进行综述,探讨小RNA工具在应用中可能存在的问题及未来发展前景,为设计高效、精确的分子编辑工具提供参考。     

己烯雌酚抑制斑马鱼精子发生及其可能的分子机制

为研究内分泌干扰物己烯雌酚(DES)对鱼类精巢发育和配子发生的影响, 研究用DES(0.1、1和10 g/L, 暴露20d)对内分泌干扰研究的经典模式动物斑马鱼(Danio rerio)雄性成鱼进行了处理。组织学研究结果表明, DES严重影响斑马鱼精子发生。同时, 研究克隆了斑马鱼与生殖细胞发育和减数分裂相关的vasa、dmc1的部分cDNA, 对其组织和细胞表达模式进行了研究。结果表明, vasa仅表达于精巢的精原细胞、初级精母细胞和卵巢不同时期的生殖细胞; 而dmc1则表达于精巢精母细胞和卵巢卵母细胞发育早期。半定量PCR结果表明, DES处理后vasa的表达没有明显变化; 而dmc1的表达则被明显抑制, 且呈时间依赖性和剂量依赖性效应; 而转录因子dmrt1和雄激素合成关键酶基因P450 11的表达也被显著抑制。因此本研究推测, DES可能通过抑制dmrt1和P450 11的表达诱导了斑马鱼生殖细胞凋亡; 并通过抑制dmc1的表达阻碍了减数分裂。       

细菌小RNA的研究

小RNA(smallRNA,sRNA)在基因表达调控和生长发育等方面发挥着重要作用。细菌sRNA多通过与靶mRNA配对,转录后水平影响目的mRNA翻译或(和)稳定性,对基因的表达进行调节,以影响细胞的多种生理功能。本文从细菌sRNA与真核生物微RNA(microRNA,miRNA)的比较,sRNA的分类,sRNA分子伴侣Hfq及sRNA鉴别方法等方面综述了sRNA的研究进展,指出目前sRNA研究仍然存在的问题。原核生物中sRNA的大量发现和深入研究,有可能使人们对生物进化和生命的发展过程有更为深入的认识与了解。     

原核生物中小RNA的功能及研究进展

在原核生物基因组中,除了tRNA、rRNA和mRNA这3种我们很熟悉的RNA以外,目前已经知道还含有许多编码非常规调控的RNA。这些RNA的长度为50～400核苷酸,通常由原核生物的基因间区编码,但并不翻译成蛋白质,因此被称为非编码小RNA（sRNA）,简称小RNA或非编码RNA。近年来,随着生物信息学和分子生物学技术的不断发展,在原核生物体内陆续发现了上百种sRNA分子,这些sRNA分子具有多样的生物学功能,作为一类新发现的基因表达调控子已经引起了高度的重视。     

tRNA来源的小片段RNA——新的基因表达调控因子

转移核糖核酸(tRNA)是蛋白质合成的关键接头分子,特异性识别信使RNA(mRNA)的密码子信息,将其接载的氨基酸基团掺入到新生多肽链中。最新研究表明,在很多物种中,在某些特定情况下,tRNA或其前体被特异性剪切产生tRNA来源的小片段RNA(tRNA-derived fragment,tRF)。这类tRF是一类新的基因表达调控因子,其发挥作用的机制多样,如某些tRF以microRNA方式抑制mRNA翻译;某些tRF作为逆转录病毒RNA基因组的逆转录引物;而某些tRF参与了前体rRNA剪切复合物的组装。此外,细胞受胁迫产生的带有多聚鸟苷酸模块的tRF则会竞争性抑制延伸因子elF4G与mRNA的结合,从而抑制蛋白质翻译。随着研究的继续深入,对tRF的发生发展、作用机制以及在疾病中的潜在作用将会进一步丰富。拟从tRF作为新的基因表达调控分子的角度,简要介绍tRF发挥作用的分子机制。     

The RNA phosphatase PIR-1 regulates endogenous small RNA pathways in C. elegans

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细菌非编码小RNA分子RyhB的结构与功能

RyhB是一种大小为90个核苷酸的细菌非编码小RNA分子(small noncoding RNA, sRNA).当铁缺乏时,RyhB通过下调一系列与铁的储存和利用相关蛋白的表达水平以维持体内的铁平衡,而其本身的表达则受到负调控因子Fur(ferric uptake regulator)的调节.在体内,RyhB与Hfq蛋白和核糖核酸酶E (ribonuclease E, RNase E)形成核蛋白复合物sRNP来发挥活性.sRNP通过RyhB与靶基因的互补配对序列作用于靶基因的核糖体结合位点,阻断靶mRNA的翻译,并迅速引起靶mRNA的降解.此外,RyhB还可以通过影响致病菌的生物膜形成、趋化性、耐酸性等方面的能力对细菌的致病力进行调节.本文综述了RyhB的结构、功能及作用机制方面的研究进展,并对其存在的生理意义进行了探讨.     

RNA interference: Biology and prospects of application in biomedicine and biotechnology

RNA interference is one of the most important mechanisms regulating gene expression. Small interfering RNAs (siRNAs) play an essential role in cell defense against virus infection or retrotransposons. The use of siRNAs gives wide opportunities for treating virus infections and cancer. RNA interference allows rapid construction of monogenic functional knockouts, thereby providing a convenient tool for researchers. The review considers the current views of the mechanisms of RNA interference and modern approaches to its practical application.     

环状RNA: 新型生物标记物与治疗靶点

环状RNA(circular RNAs,circ RNAs)是一类在真核细胞中广泛存在的非编码RNA,具有结构稳定、丰度高及细胞或组织特异性表达等特征,可能通过多种作用方式参与基因表达调控.例如,有些circ RNA富含微小RNA(mi RNAs)结合位点,可充当竞争性内源RNA(ce RNA)结合mi RNA并阻断其对靶基因表达的抑制作用.自2013年以来,circ RNA逐渐成为RNA领域的研究热点并得到广泛关注.最新研究表明,circ RNA的表达及作用与多种疾病的发生发展、生物组织发育及细胞衰老等相关.circ RNA在不同生物样本中的表达差异使其可能成为用于疾病诊断、组织发育鉴定等方面理想的生物标记物,其在疾病中作用方式的逐步阐明,使之具有成为有效治疗靶点的潜力.circ RNA数据库的构建、预测工具的开发及对其作用方式的更深入研究,必将使之具有更广阔的应用前景.