丝状真菌次级代谢产物生物合成的表观遗传调控

丝状真菌产生的次级代谢产物是新药的重要来源之一,其生物合成过程受到众多因素的调控。最近的研究表明,表观遗传对多种丝状真菌次级代谢产物的生物合成具有调控作用。DNA和组蛋白的甲基化与乙酰化修饰是目前所知的丝状真菌主要的表观遗传调控形式。通过过表达或缺失相关表观修饰基因和利用小分子表观遗传试剂改变丝状真菌染色体的修饰形式,不仅可以提高多种已知次级代谢产物产量,而且可以通过激活沉默的生物合成基因簇诱导丝状真菌产生新的未知代谢产物。丝状真菌表观遗传学正逐渐成为真菌菌株改良的新策略以及挖掘真菌次级代谢产物合成潜力的强有力手段。     

一种用于PCR扩增的丝状真菌DNA快速提取方法

丝状真菌在工业、农业、医药以及基础生物学研究中具有重要作用。利用遗传转化技术对丝状真菌进行菌株改良和基因功能分析, 也越来越受到重视。然而, 丝状真菌DNA提取方法繁琐、费时, 难以满足利用PCR技术高通量筛选转化子的需要。本文以曲霉菌为例建立了一种快速提取丝状真菌DNA的实验方法, 微波处理置于10 × TE buffer中的菌丝即可得到DNA。RAPD试验和PCR扩增证明, 该方法提取的DNA能够达到PCR扩增的要求。研究结果为高通量快速筛选丝状真菌转化子奠定了基础。     

丝状真菌遗传转化体系的研究进展

随着现代测序技术的飞速发展,主要丝状真菌的基因组序列相继公布,对丝状真菌基因水平的研究也不断深入,发展高效的遗传转化技术是真菌基因功能研究以及定向改良菌种的前提。近年来,尽管研究者不断优化并开发新的遗传转化方法,然而在丝状真菌中仍然存在转化效率较低、阳性转化子筛选困难等问题。适宜的转化方法和筛选标记对丝状真菌的遗传转化有至关重要的作用。该文综述了丝状真菌遗传转化系统的研究进展,主要从受体细胞的处理、外源基因的整合与表达、常用转化方法和阳性转化子的筛选鉴定等方面进行概述,旨在为今后丝状真菌遗传转化体系的构建提供思路。     

根癌农杆菌介导的球毛壳菌遗传转化及T-DNA插入突变体的获得

根癌农杆菌介导的遗传转化系统是植物基因工程常用方法,目前已将这一转化系统应用到酵母、丝状真菌以及人类细胞的转化。利用这一转化系统,成功地实现了丝状真菌球毛壳菌（Chaetomium globosum）的遗传转化,转化率约为60～180个转化子/10.7个孢子 。通过对转化子的PCR检测和Southern 杂交分析表明,TDNA已整合进毛壳菌基因组中,而且在所检测的转化子中都是以单拷贝的形式整合,转化子都能够稳定遗传。根癌农杆菌介导的遗传转化具有转化率高、低拷贝、遗传稳定、操作简便等优点,因此有可能成为丝状真菌遗传转化和功能基因组研究的有力工具。     

表观遗传学研究的模式生物——粗糙脉孢菌

丝状真菌粗糙脉孢菌是一种作为遗传学研究的经典模式生物.通过对粗糙脉孢菌5S r RNA基因的组成和在染色体上分布的研究,揭示了丝状真菌中存在的一种基因组防御机制——重复序列诱导的DNA点突变(RIP).通过对发生突变的5S r RNA假基因的研究还发现,粗糙脉孢菌中存在一种重要的表观遗传修饰——DNA甲基化,随后的深入研究使粗糙脉孢菌成为解析DNA甲基化机制的最重要模式生物之一.粗糙脉孢菌基因转化操作引起的营养生长阶段同源基因的沉默(quelling)是由RNAi途径调控的,同时该途径也是调控减数分裂过程中非配对DNA诱发的基因沉默(meiotic silencing)的关键.由于粗糙脉孢菌基因组简单,且存在与高等真核生物相同的DNA甲基化和多种组蛋白的修饰,使其成为今后深入研究组蛋白修饰与染色质重塑等表观遗传现象参与基因表达调控和基因组稳定性维持的重要模式生物之一.     

综述: 表观遗传学研究的模式生物——粗糙脉孢菌

丝状真菌粗糙脉孢菌是一种作为遗传学研究的经典模式生物．通过对粗糙脉孢菌5S rRNA基因的组成和在染色体上分布的研究,揭示了丝状真菌中存在的一种基因组防御机制——重复序列诱导的DNA点突变(RIP)．通过对发生突变的5S rRNA假基因的研究还发现,粗糙脉孢菌中存在一种重要的表观遗传修饰——DNA甲基化,随后的深入研究使粗糙脉孢菌成为解析DNA甲基化机制的最重要模式生物之一．粗糙脉孢菌基因转化操作引起的营养生长阶段同源基因的沉默(quelling)是由RNAi途径调控的,同时该途径也是调控减数分裂过程中非配对DNA诱发的基因沉默(meiotic silencing)的关键．由于粗糙脉孢菌基因组简单,且存在与高等真核生物相同的DNA甲基化和多种组蛋白的修饰,使其成为今后深入研究组蛋白修饰与染色质重塑等表观遗传现象参与基因表达调控和基因组稳定性维持的重要模式生物之一．     

DNA甲基化与基因表达调控研究进展

表观遗传修饰是指不改变DNA序列的、可遗传的对碱基和组蛋白的化学修饰,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑以及非编码RNA等.表观遗传修饰是更高层次的基因表达调控手段.DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰,参与基因表达调控、基因印记、转座子沉默、X染色体失活以及癌症发生等重要生物学过程.近年来随着研究方法和技术的进步,全基因组DNA甲基化的研究广泛兴起,多个物种全基因组甲基化图谱被破译,全局水平对DNA甲基化的研究不仅利于在宏观层面上了解DNA甲基化的特性与规律,同时也为深入分析DNA甲基化的生物学功能与调控奠定了基础.结合最新研究进展综述DNA甲基化在基因组中的分布模式、规律以及和基因转录的关系等.     

丝状真菌中的RNA干扰及其应用技术

RNA干扰是真核生物中相对保守的一种基因特录后表达调控机制,它通过双链RNA介导细胞内mRNA发生特异性降解或翻译抑制,从而调控靶基因的表达.对丝状真菌中RNA压制和减数分裂沉默等现象的研究表明,与动、植物一样,丝状真菌中也存在RNA干扰现象.通过对RNA压制缺失突变株和减教分裂沉默缺失突变株的一系列分子生物学研究,获得了与之密切相关的一系列蛋白,而这些蛋白在结构和功能上与动、植物RNA干扰途径的蛋白高度相似,这些结果证明了丝状真菌中的RNA存在干扰现象.RNA干扰技术作为丝状真菌分子生物学研究或遗传改造的工具具有特殊的意义,因为丝状真菌具有多核和发生非同源重组频率高的特点,难以用基因敲除手段进行改造.系统地介绍丝状真菌中的RNA干扰途径以及使用RNA干扰对真菌进行遗传改造的方法.     

细菌人工染色体的研究和应用

细菌人工染色体 (Bacterialartificialchromosome ,BAC)是第二代大片段DNA的克隆载体系统。因其嵌合率低 ,遗传稳定性好 ,重组DNA容易分离和制备 ,转化效率高等 ,弥补了YAC的不足 ,很快在基因组研究中处于中心地位。近年来 ,已有多种BAC载体被构建出来 ,这些BAC载体在复杂基因组大片段文库的构建 ,基因的图位克隆 ,基因组物理图谱的构建 ,基因和基因组测序 ,基因组织结构分析 ,染色体组织和进化 ,以及基因的遗传转化和调控研究中得到了广泛的应用。     

元宝枫叶片总DNA提取方法的优化

由于元宝枫叶片细胞含有大量的多糖、单宁、色素和酚类物质,严重影响基因组DNA的提取,在提取元宝枫叶片总DNA的过程中,对常用的CTAB法进行了大胆的革新.结果表明,采用细胞核裂解前加入不溶性聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和将加入RNase A消化RNA的步骤改在最后进行等技术,可以从元宝枫叶片快速提取高质量DNA,该研究为从富含多糖、单宁、色素和酚类物质的植物中提取基因组DNA,提供了可行的分析方法.