真核生物和古细菌的tRNA内含子剪接及其进化

真核生物和古细菌的ｔＲＮＡ内含子剪接及其进化潘建伟潘伟槐韩志勇朱睦元（杭州大学生命科学学院,杭州３１００１２）关键词ｔＲＮＡ内含子进化Ｗｏｅｓｅ根据２１种生物的１６ＳｒＲＮＡ序列分析,于１９７７年提出了三界系统进化树理论。他认为,原核生物应该分为古细...     

定向进化同源基因在细菌系统进化研究中的应用

１　细菌系统进化及分类研究的发展──从表型到基因型 近年来,随着分子生物学理论和技术的发展,细菌系统进化及分类研究有了长足的进步。过去,判断某一群细菌的分类地位,往往仅利用其表观特征,如细菌形态、菌落形态、生理特征、细胞组份等。随着分子生物学研究的深入,基因型特征成为细菌系统进化及分类研究的主要依据。常用的基因型特征包括：ＤＮＡ Ｇ＋Ｃｍｏｌ％、ＤＮＡ－ＤＮＡ相关性分析、ＤＮＡ指纹分析及ｒＲＮＡ同源性分析等。值得一提的是,Ｗｏｅｓｅ通过对各类生物ｒＲＮＡ序列进行分析,认为ｓｓｕ ｒＲＮＡ（１６Ｓ或…     

生命的第三界——三界学说的新发展

１９７７年，Ｗｏｅｓｅ提出生命体系应划分为三界。第一界是真核生物，第二界是原核生物，第三界是Ａｒｃｈａｅａ（古核生物）。产甲烷球菌的全基因组序列测定为三界学说提供了可信的证据。     

生命的第三种形式

生命的第三种形式关键词生命第三种形式生物界有多少基本不同的细胞类型？直到最近,大多数生物学家会说“两种”：原核生物（没有细胞核,如细菌）和真核生物（有细胞核,既包括单细胞藻类和原生动物,也包括多细胞的真菌、植物和动物）。但Ｃ．Ｗｏｅｓｅ和Ｇ．Ｆｏｘ在...     

密码对的使用与基因组进化

以5种真核、20种细菌、10种古菌生物的基因组为样本,分析了编码序列中密码对和基因间序列中三联体对的相对模式数随频数的分布,验证了这种分布符合Γ(α,β)分布。发现分布形状参数!值与生物基因组进化存在明显的相关性;编码序列与基因间序列的进化方式截然不同。随着进化,编码序列的分布形状逐渐向随机分布靠近(α值逐渐增大)。而对基因间序列,古菌与真核生物的分布形状接近,与细菌的分布相差明显。     

噬菌体介导的病原菌—宿主相互作用的进化

微生物学作为生命科学最基础学科之一 ,历来都是推动生命科学整体进步的原动力。在微生物世界建立发展起来的分子遗传学、数量分类学、分子系统发育进化理论 (例如Ｗｏｅｓｅ生命 3域和系统发育树 )及其研究方法 ,奠定了 2 0世纪生命科学基础研究整体取得重大突破的坚实基础[1 ] 。如何认识利用和改造微生物世界奇特的生命现象和丰富的生物资源 ,一直是人类求生存斗争实践中最迫切的永恒研究主题。全球性“暴发性感染疾病”现象就是研究热点领域之一[2 ] ,近年来研究表明该现象与病原菌的“遗传因子转移”有密切关系 ,这类转移事件还加速了…     

极端嗜盐古菌蛋白类抗生素——嗜盐菌素

古菌 (Ａｒｃｈａｅａ)是一类与细菌及真核生物显著不同的生命的第三种形式[1] ,大多生活在极端或特殊环境 ,主要包括产甲烷古菌 (ＭｅｔｈａｎｏｇｅｎｉｃＡｃｈａｅａ)、极端嗜盐古菌 (ＥｘｔｒｅｍｅｌｙＨａｌｏｐｈｉｌｉｃＡｒｃｈａｅａ)和极端嗜热古菌 (ＥｘｔｒｅｍｅｌｙＴｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃＡｒｃｈａｅａ)等三大类。极端古菌是极端环境微生物的重要成员 ,也是极端环境微生物资源开发的重要领域。其中 ,嗜盐古菌可产生一类蛋白类抗生素 ,称为嗜盐菌素 (ｈａｌｏｃｉｎ)。与细菌素相似[2 ] ,嗜盐菌素是由质粒编码、核糖体合…     

基于编码序列、基因间序列和氨基酸序列构建的系统发生关系比较

以7种古菌、46种细菌和10种真核生物的基因组为样本,考虑碱基间的短程关联和长程关联作用,得到编码序列的密码对和基因间序列的三联体对中不同位点的二核苷酸频率,据此构建了基于编码序列和基因间序列的系统发生关系。无论是基于编码序列还是基因间序列对信息进行聚类,古菌或真核均被聚在一支上,表明聚类参数的选择是合适的;与基于氨基酸序列构建的系统发生关系进行两两比较,发现大部分硬壁菌的编码序列与基因间序列之间,以及编码序列与氨基酸序列之间的进化都存在较大差异。通过分析认为,只有综合考虑这三类序列的进化信息,才可能得到更自然的系统发生关系。     

细菌蛋白酶体及蛋白酶体抑制剂研究进展

蛋白酶体在真核生物、古菌和部分细菌(主要是放线菌)的胞内蛋白质降解中起着至关重要的作用。虽然三域生物蛋白酶体的结构相似,但细菌蛋白酶体在组装、调节、生理功能等方面与真核生物和古菌都截然不同。研究细菌蛋白酶体不仅有助于认识其起源和进化历程,也将为发掘蛋白酶体抑制剂(proteasome inhibitor, PI)这类具有广阔药用前景的化合物提供指导。本文综述了细菌蛋白酶体的结构、功能和进化假说,并概括了细菌蛋白酶体抑制剂的最新研究进展,期望为相关研究提供参考。     

连云港台北和盐城三圩盐田土壤嗜盐菌多样性研究

盐田土壤嗜盐微生物对盐田生态系统的良性循环和盐的生产至关重要.本文对江苏连云港台北盐田土壤和盐城三圩盐田土壤的嗜盐细菌和古菌的多样性进行了研究,结果表明两地盐土嗜盐细菌和古菌的分布具有相似性和独特性.采用培养法从两地盐土中共分离到17株嗜盐细菌,其中Halomonas为两地盐土共有的嗜盐细菌,而Halobacillus和Pontibacillus仅在三圩盐土中发现.通过非培养的16S rDNA基因文库法从两地盐土中发现了13种嗜盐古菌,台北盐土有Halobacterium和Haloplanus,三圩盐土有Halobacterium, Natronobacterium, Halogeometricum和Haloarcula. 10个嗜盐古菌的16S rDNA和GenBank已知序列的同源性为92%～97%.可能为这些属中的新该研究为盐田环境嗜盐微生物资源的开发和利用奠定了基础.     

关于Archaea的译名

ＣａｒｌＷｏｅｓｅ利用细胞中的保守片段ｒＲＮＡ分析生物的系统发育,经过１０年的研究,终于发现了新的生物类型,于１９７７年提出了三城学说,井由９６年完整的基因组测序成功地证实。三域学说认为,整个生物界是由Ｅｕｃｍｐａ,Ｂａｃ匕ｄａ和Ａｒｅｈ。ａ三域组成的。三城学说使生物学变成了一门完整的科学,第一次包括了所有的生物。这惊人地揭示了绝大部分生物都是单细胞的,所有真核生物不过是构成巨大的微生物生命树上的一个分枝。伍斯的发现使生物学家认识微生物,就象认识其它生物一样——相互之间也具有进化的关系。三城学说…     

鸡油菌的25S rDNA部分序列及其系统学意义

菌物分类学家通常根据形态学,解剖学和显微观察特征的分析把鸡油菌类真菌置于非褶菌目Ａｐｈｙｌｌｏｐｈｏｒａｌｅｓ中或在非褶菌目和具正的伞菌之间,但由于缺乏足够的科学证据,有关其进化历史及其在担子菌中的系统发育位置等方面的关系等的各种假设,一直都存在着激烈的争论。本文从分子系统学角度出发,对鸡油菌Ｃａｎｔｈａｒｅｌｌｕｓ ｃｉｂａｒｉｕｓ的２５Ａ ｒＤＮＡ部分序列进行了测定,并与另外１０目的１３个担子     

密码对的偏爱与基因组进化的相关性分析

以5种真核、15种细菌、10种古菌生物基因组为样本,对密码对使用偏好性指标Г与密码对随基因组进化的指标α之间作线性分析,发现部分密码对的r值与α之间有显著的线性关系;密码子第三位点与紧邻密码子第一位点的双碱基（cP3cAl）使用与基因组进化有关。结果进一步肯定了密码对的使用与基因组进化存在相关性,同时从密码对使用的角度揭示了真核生物、真细菌、古菌的基本差别。     

连云港台北和盐城三圩盐田土壤嗜盐菌多样性研究

盐田土壤嗜盐微生物对盐田生态系统的良性循环和盐的生产至关重要。本文对江苏连云港台北盐田土壤和盐城三圩盐田土壤的嗜盐细菌和古菌的多样性进行了研究, 结果表明两地盐土嗜盐细菌和古菌的分布具有相似性和独特性。采用培养法从两地盐土中共分离到17株嗜盐细菌, 其中Halomonas为两地盐土共有的嗜盐细菌, 而Halobacillus和Pontibacillus仅在三圩盐土中发现。通过非培养的16S rDNA 基因文库法从两地盐土中发现了13种嗜盐古菌, 台北盐土有Halobacterium 和 Haloplanus, 三圩盐土有Halobacterium, Natronobacterium, Halogeometricum 和 Haloarcula。10个嗜盐古菌的16S rDNA和GenBank已知序列的同源性为92%~97%, 可能为这些属中的新种。该研究为盐田环境嗜盐微生物资源的开发和利用奠定了基础。     

蛋白质的自剪接

1990年,Ｈｉｒａｔａ等在酵母液泡膜Ｈ -ＡＴＰａｓｅ的α亚基(ＶＭＡ1)中首次发现了蛋白质自剪接(ｐｒｏｔｅｉｎｓｅｌｆｓｐｌｉｃｉｎｇ)现象。此后,蛋白质剪接现象陆续在古细菌、真细菌及真核细胞中被发现。1994年Ｐｅｌｅｒ等对蛋白质自剪接进行了规范化定义和命名:(1)将按正确阅读框架插入到前体蛋白氨基酸序列中,但在蛋白剪接成熟过程中被切除的序列称为蛋白内含肽(ｉｎｔｅｉｎ)。处于ｉｎｔｅｉｎ两侧,相互首尾相连以产生成熟蛋白产物的蛋白序列称为蛋白外显肽(ｅｘｔｅｉｎ)。(2)蛋白质剪接是在蛋白质水平上,而不是在ＲＮＡ水平…     

山羊草属二倍体物种核rDNA ITS区序列及其系统发育关系分析

测定了山羊草属（Ａｅｇｉｌｏｐｓ）二倍物种核ｒＤＮＡ ＩＴＳ区序列,发现其碱基粉介于６０１－６０７之间,比报道的小ｒｉｕｃｅａｅ）其他属的ＩＴＳ区我略长,Ｇ＋Ｃ含量达６１．１％～６２．９％,序列间的分化距离为０．００５０～０．０４６８。用ＰＨＹＬＩＰ３．５ｅ软件包对所测得的ＤＮＡ数据进行聚类分析,结果显示：１．Ａｅ．ｓｐｅｌｔｏｉｄｅｓ与该组其他种相距很远,支持将其从Ｓｉｔｏｐｓｉｓ组中独立出来,     

氨氧化古菌的生态学研究进展

上百年来细菌一直被认为是地球氨氧化过程的主要驱动者,2005年海洋中分离到迄今唯一的非极端环境泉古菌,发现其氧化氨态氮获得能源生长,是氨氧化古菌。氨氧化古菌和细菌对地球氨氧化过程的相对贡献率,是目前全球氮循环研究最重要的微生物生态学问题之一。已有的证据表明古菌在海洋氨氧化过程中发挥了重要作用,细菌则是土壤氨氧化过程的主要驱动者。本文重点探讨了原位自然环境下氨氧化古菌的生态学研究进展。     

探秘生命的第三种形式——我国古菌研究之回顾与展望

古菌是生命的第三种形式,蕴含着生命演化早期的信息.古菌广泛分布于地球上的各种环境(包括极端自然环境),遗传与代谢多样性极为丰富,是元素生物地球化学循环的重要驱动者.同时,古菌及其代谢产物也展现出了独特的生物技术开发潜能. 20世纪70年代,我国科学家即开始研究古菌.世纪之交以来,我国古菌研究队伍迅速壮大,如今已经成为国际古菌领域的一支主要研究力量.他们在古菌系统发育与进化、生物地球化学作用、基本生物学过程、病毒与宿主免疫、开发利用等方面开展了系统的工作,取得了一系列具有国际水平的研究成果,为提升对古菌的认知做出了重要贡献.本综述简要介绍了我国科学家在古菌研究中取得的主要研究成果,并对学科的未来发展方向进行展望.     

anti-CRISPR的起源、发展和应用

细菌和古菌等微生物与病毒（噬菌体）之间的生存之战是一场“军备竞赛”。细菌和古菌已经进化出多种先天和适应性的免疫系统来抵御噬菌体的入侵。噬菌体则利用不同的对抗策略来躲避这些噬菌体防御机制。CRISPR-Cas （Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-CRISPR-Associated）系统就是细菌和古菌广泛编码的一种抵御噬菌体等外源遗传元件的获得性免疫系统,与此同时,噬菌体也进化出特异性的anti-CRISPR来抵抗CRISPR-Cas系统的免疫。本文系统综述了anti-CRISPR的发现过程、分类和作用机制,并展望了其潜在的应用。     

嗜盐古菌噬菌体研究进展

嗜盐古菌噬菌体是噬菌体的一个重要分支,在群体生态学以及生命的起源与进化历程中扮演重要的角色.综述了嗜盐古菌噬菌体的形态多样性、研究方法、起源与进化几方面的研究报道,指出目前研究中存在的问题,对未来研究进行了展望.