环形RNA全长组装与定量工具的研究进展

环形RNA是一种广泛存在于真核细胞的内源性RNA,由前体RNA反向剪接而成,不具有5’末端帽子和3’末端poly(A)尾巴,呈封闭环状结构。环形RNA通过miRNA海绵结合等方式参与基因表达调控等许多重要的生物学过程。环形RNA可以通过可变剪接产生不同的环形RNA转录本,因此获取环形RNA转录本内部全长序列信息以及对环形RNA内部可变剪接产物进行精确定量是揭示环形RNA调控功能的前提。生物信息学工具能够高效便捷的处理高通量测序数据,被普遍用来鉴别和分析环形RNA。本文介绍了环形RNA的产生机制以及功能特性,对环形RNA检测、全长序列组装以及定量相关计算工具进行综述。     

RNA组学：后基因组时代的科学前沿

历史表明,每当DNA研究取得重大突破后,都会出现一个RNA研究的高潮.1953年DNA双螺旋结构的解析掀起了在RNA转录和翻译水平解读遗传信息的高潮,导致mRNA,tRNA和rRNA的发现以及遗传密码和“中心法则”的建立.1977年分裂基因（split gene）的发现极大地促进了在RNA转录后加工水平解读遗传信息表达的过程及机制．     

环RNA研究概况

在1976年就已经发现RNA可以具有环形形式。但是长期以来对环形RNA(circRNAs)主要是作为一些特例加以研究。随着高通量RNA测序技术以及生物信息学的发展,近几年的研究发现circRNAs在真核生物中普遍存在,并且具有一定的保守性和细胞特异性。越来越多的证据指明circRNAs不是剪切噪音,而是具有一定生物学功能,可能与一系列调控甚至疾病的发生和发展相关。     

从少量转染细胞中同时快速提取总RNA和基因组DNA

采用4mol / L LiCl将DNA和RNA分相,建立了同时从少量转染细胞中快速提取细胞总RNA和大分子基因组DNA的方法.与以前的方法相比,本法快速、简便、经济,尤其适合应用在哺乳动物细胞基因表达与调控的研究中．     

“后基因组时代”的生物学

在2001年提前完成《人类基因组计划》目标后,更艰巨的任务是阐明基因组的功能,即细胞的全部基因表达图式和全部蛋白质图式。分子生物学的重点将从“基因组转到蛋白质组”。生物学也将进入一个新时代──后基因组时代。本文讨论了后基因组时代生物学在方法论上的特征、主要研究领域和发展前景。未来生物学将从基因组而不只是个别基因的功能调控及不同生物基因组比较进化的观点重新探讨生物的遗传、发育和进化的关系以及功能活动等问题。     

后基因组时代的微生物遗传学

微生物遗传学是建立在经典遗传学基础上的、揭示微生物遗传和变异的一门独立的学科。微生物遗传学研究的内容包括微生物生长、发育、分化、代谢以及进化等生命现象的基本规律。粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)四分体的遗传分析为孟德尔式遗传提供了直接证据,对大肠     

利用RNA干扰抑制具有多种剪接形式的RNA结合蛋白基因的表达

目的:构建具有多种剪接形式的RNA结合蛋白(RBPMS)基因siRNA的真核表达载体,观察其对RBPMS表达的影响。方法:利用RNA干扰(RNAi)技术,设计并合成了2条针对RBPMS基因的siRNA,将其克隆到siRNA表达载体pSliencer2.1-U6neo上。将重组质粒和带FLAG标签的RBPMS共转染293T人胚肾细胞,通过Western印迹检验RNAi效应。结果:测序证明成功构建了RBPMSsiRNA真核表达载体;Western印迹表明构建的siRNA能有效地抑制RBPMS基因的表达。结论:构建了RBPMSsiRNA的真核表达载体,该siRNA能有效地抑制RBPMS基因的表达。     

神通广大的小RNA

分子生物学的中心法则认为：DNA是生命信息的代码,通过合成RNA进而制造蛋白质来行使生物学功能。通俗地讲,DNA是胶片,RNA是放映机,而蛋白质就是放映到荧幕上的电影。DNA和蛋白质对生命的重要性毋庸置疑,而RNA分子长期以来被认为仅是联系DNA与蛋白质的纽带,简单地起着“放映”的作用。     

基于卷积神经网络和循环神经网络的环形RNA剪接位点识别研究

本文提出了一种基于卷积神经网络和循环神经网络的深度学习模型,通过分析基因组序列数据,识别人基因组中环形RNA剪接位点.首先,根据预处理后的核苷酸序列,设计了2种网络深度、8种卷积核大小和3种长短期记忆(long short term memory,LSTM)参数,共8组16个模型;其次,进一步针对池化层进行均值池化和最大池化的测试,并加入GC含量提高模型的预测能力;最后,对已经实验验证过的人类精浆中环形RNA进行了预测.结果表明,卷积核尺寸为32×4、深度为1、LSTM参数为32的模型识别率最高,在训练集上为0.9824,在测试数据集上准确率为0.95,并且在实验验证数据上的正确识别率为83%.该模型在人的环形RNA剪接位点识别方面具有较好的性能.     

神通广大的小RNA

分子生物学的中心法则认为：DNA是生命信息的代码,通过合成RNA进而制造蛋白质来行使生物学功能。通俗地讲,DNA是胶片,RNA是放映机,而蛋白质就是放映到荧幕上的电影。DNA和蛋白质对生命的重要性毋庸置疑,而RNA分子长期以来被认为仅是联系DNA与蛋白质的纽带,简单地起着“放映”的作用。     

后基因组时代的蜜蜂QTL研究

继果蝇、按蚊和家蚕之后,意大利蜜蜂Apis mellifera（膜翅目： 蜜蜂科）成为又一种被完整测得基因组序列的昆虫。从此,蜜蜂研究进入后基因组时代。作为一种典型的社会性昆虫,许多和蜜蜂社会生活紧密相关的性状都是数量性状。这些性状研究中广泛涉及到了数量性状位点（quantitative traits loci,QTL）定位研究。本文综述了应用QTL对蜜蜂取食行为、自卫行为、体长、逆转学习等的研究现状,同时结合国内外最新研究进展,总结并展望了后基因组时代蜜蜂QTL的研究方向。     

互补DNA杂交分析和血清学方法对香石竹环斑病毒分离物的研究

在联帮德国奥卡河中分离到一种病毒分离物(W),通过鉴别寄主反应的测定,病毒粒子的电子显微镜观察,cDNA斑点杂交和血清学的研究,鉴定出这一病毒分离物为香石竹环斑病毒。其外壳蛋白亚基的分子量为3.8×10~4。cDNA吸印转移杂交分析表明,香石竹环斑病毒的两个RNA组份(RNA~1、RNA_2)之间没有核苷酸序列同源性。RNA_1和RNA_2分别由3.7和1.5仟碱基组成。     

与生物体发育相关的非编码RNA及其作用机理

非编码RNA是一类没有开放阅读框、不能翻译成为蛋自质的RNA分子。在哺乳动物中,它们主要是指微小RNA、小干扰RNA、PIWI互作RNA和其他一些反义转录本等。它们在生物体内广泛存在,通过RNA干扰、基因沉默、基因印迹和DNA甲基化等机制调控着基因的表达。非编码RNA增加了真核细胞调控网络的复杂性,也为科学地解释一些现象提供了新的途径。     

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。     

南芥菜花叶病毒卫星RNA及其核酶的结构分析

以提纯的南芥菜花叶病毒(Arabis Mosaic Virus,ArMV)卫星RNA(sArMV)为模板,以合成的DNA寡核苷酸为引物,经过反转录—PCR扩增合成全长的dscDNA。Ds cDNA的两端连接EcoRI Adaptors插入到经EcoRI酶解的脱磷酸化的pUC 9质粒中,转化E．Coli JM83。用32P标记的sArMV为探针进行菌落原位杂交和EcoRI酶解分析,筛选出含有全长cDNA片段的克隆。用Taq TrackRsequcingSystems。脚的序列分析表明：克隆的sAxMV cDNA由300bp脱氧核糖核苷酸组成,与其RNA序列分析的结果相同,含有一个首尾相连的由54个核苷酸组成的核酶,具有完整的垂头状结构及能自我切割5'GUC↓3'的生物功能。     

叶绿体基因组的结构研究进展

本文根据最近由两组日本科学家首次测定出来的两种植物(地钱和烟草)叶绿体基因组的完整序列,通过此较孢子植物(地钱)和被子植物(烟草)的叶绿体基因组,主要介绍叶绿体基因组中的基因表达系统、能量系统、代谢物质输运系统和RNA加工系统的基因及其研究近况。     

一种从PAXgene全血RNA管内提取基因组DNA的方法

目的:从同一生物样本同步提取RNA和DNA,能提高样本的利用率,而且对于基因组学、转录组学和表观遗传学检测数据之间的比对和匹配分析也十分重要。本研究在不影响RNA样品制备的前提下,建立一种从PAXgene全血RNA管内提取基因组DNA的方法。方法:取一定量PAXgene全血RNA管血液样本,使用QIAamp DNA试剂盒提取血细胞基因组DNA,系统优化提取过程中的离心参数、洗脱量以及初始血液样本量等实验参数,并对提取的基因组DNA质量进行检测。结果:用PAXgene全血RNA管3 mL血液样本能够提取出8.918±1.100μg基因组DNA,紫外分光光度计检测DNA样品的OD 260/280比值为1.89±0.09,琼脂糖凝胶电泳结果显示DNA样品完整无降解。结论:利用本方法提取的DNA样品能够满足下游DNA芯片、DNA甲基化测序等实验要求。该方法有助于从有限的临床血液样本中获取全面的遗传信息,并且提高后续不同实验方法所生成数据之间的可比性和匹配度。     

人MCP cDNA的克隆、序列分析及同种型的比较

以人胚胎mRNA为模板,采用RT-PCR法得到了人补体调节蛋白膜辅蛋白(MCP)的一种cDNA全基因,序列分析结果表明,所获得的MCP cDNA为文献报道中10种同种型中的一种,属MCP-C₂型,该cDNA含一编码369个氨基酸的阅读框架,其中的STP区含14个氨基酸,由STP^C编码,胞浆尾区含23个氨基酸,为CYT₂,未发现有东西方人种之间的核苷酸的差异.     

基于卡那霉素抗性建立的研究I类内含子结构与功能关系的系统

Ⅰ类内含子（group I intron）是研究RNAs结构与功能关系的理想元件, 在 解释RNA折叠理论、催化机制等方面起着重要作用;对其结构与功能关系的研究也 因此成为一个非常重要的课题. 本研究建立了一个基于卡那霉素抗性进行Ⅰ类内含子结构与功能关系研究系统,将源于海洋蓝细菌Nostoc punctiforme（Npu）核糖核酸还原酶基因（ribonucleotide reductase,Rir）中的1个Ⅰ类内含子插入到pDrive质粒的卡那霉素抗性基因（kanamycin resistance gene,KanR）内构建得pKR12质粒并转化大肠杆菌（E.coli）. 只有内含子剪接的阳性克隆才能生成 KanR蛋白并在Kan抗性平板上生长. 结果显示,pKR12转入E.coli后不能在Kan抗性 平板上生长, RT-PCR检测仅可见前体带, 表明插入到KanR中的Npu Rir内含子没有发生剪接. 随后通过易错PCR建立内含子的随机突变库并用Kan抗性筛选进行定向演化, 产生有剪接活性的内含子突变体, RT-PCR检测显示剪接发生. 由于内含子剪接活性的改变可通过Kan抗性变化在LB平板上得以反映, 因此该系统有望成为简单快速地研究Ⅰ类内含子结构与功能关系的有利工具.