ADARs对病毒感染的影响及其作用机制

双链RNA依赖的腺苷酸脱氨酶(adenosine deaminase acting on RNA,ADAR)是一组催化双链RNA腺苷(A)脱氨基产生次黄嘌呤(I)的RNA编辑酶。ADARs具有多种功能,如编辑蛋白质编码区可引起蛋白质功能改变;编辑非编码区可以控制m RNA水平和翻译效率;编辑mi RNA前体使其成熟过程被抑制,编辑mi RNA靶位点导致下游靶基因沉默;还可以控制组织发育和造血,保证器官正常发育等。近年来研究表明,ADARs在病毒的感染与复制过程中也发挥重要作用,如ADARs可促进VSV、HDV等病毒的复制,而对MV、HCV等病毒显示出抗病毒作用。现主要就ADARs在病毒感染与复制过程中的作用及其分子机制做一综述。     

HIF-1α/VEGF在稽留流产患者绒毛组织中的表达及其与微血管密度的关系

目的:探讨缺氧诱导因子1α(HIF-1α)/血管内皮生长因子(VEGF)在稽留流产患者绒毛组织中的表达及其与微血管密度的关系。方法:采用免疫组织化学方法分别检测了30例人工流产和30例稽留流产患者绒毛组织的微血管密度(MVD)、HIF-1α和VEGF的表达。分别在缺氧(1%O_2、5%CO_2和94%N_2)和常氧(20%O_2、5%CO_2和75%N_2)条件下培养HTR8/SVneo细胞,并通过转染HIF-1αsi RNA来敲低HIF-1α。通过q RT-PCR和Western blot分析HTR8/SVneo细胞中HIF-1α和VEGF的m RNA和蛋白表达。此外,通过小管形成实验评价缺氧及转染HIF-1αsi RNA对HTR8/SVneo细胞小管形成的影响。结果:稽留流产组织样本中的MVD显著低于人工流产(7.22±0.55 vs 14.65±1.12,P0.05)。HIF-1α和VEGF在稽留流产组织中的表达显著低于人工流产组织(P0.05)。HIF-1α和VEGF的表达均与MVD显著正相关。与常氧相比,缺氧可显著上调HIF-1α和VEGF的m RNA和蛋白水平(P0.05)。转染HIF-1αsi RNA显著下调HIF-1α和VEGF的m RNA和蛋白水平(P0.05)。与常氧相比,缺氧可显著促进HTR8/SVneo细胞的小管形成(P0.05),而转染HIF-1αsi RNA则可显著抑制显HTR8/SVneo细胞的小管形成(P0.05)。结论:胎盘发育过程中的缺氧环境丢失及HIF-1α/VEGF的抑制可能是稽留流产发病的一项机制。     

植物细胞器RNA编辑因子的功能及其作用机制

在植物线粒体和叶绿体转录本上,数百个胞嘧啶(C)位点经脱氨基反应变为尿嘧啶(U),这是一种在转录本水平上对遗传信息进行修饰或调控的机制。在植物细胞器中,RNA编辑过程需要不同家族的RNA编辑因子相互作用组装成复杂的编辑复合体,特异地识别编辑位点进行编辑。最初的研究发现,植物RNA编辑受到高特异性五环肽重复(pentatricopeptide repeat,PPR)蛋白的调控,目前在植物中发现400多种PPR家族蛋白,编辑作用复杂。之后对RNA编辑因子互作蛋白/多细胞器RNA编辑因子(RNA editing factor interacting proteins/multiple organellar RNA editing factors,RIP/MORF)、细胞器RNA识别基序(organelle RNA recognition motif,ORRM)、细胞器锌指蛋白(organelle zinc-finger,OZ)等的研究表明,这些非PPR蛋白组分可以与PPR蛋白形成编辑复合体,共同参与编辑,且RNA编辑复合体具有多样性。RNA编辑因子的缺失会引起植物的生长发育受阻、果实成熟延迟等,对RNA编辑因子的研究显得尤为重要。对植物中RNA编辑因子的功能及其作用机制研究进展进行综述,旨在为后续RNA编辑的研究提供一定的参考。     

植物细胞器RNA编辑因子的功能及其作用机制 *

在植物线粒体和叶绿体转录本上,数百个胞嘧啶(C)位点经脱氨基反应变为尿嘧啶(U),这是一种在转录本水平上对遗传信息进行修饰或调控的机制.在植物细胞器中,RNA编辑过程需要不同家族的RNA编辑因子相互作用组装成复杂的编辑复合体,特异地识别编辑位点进行编辑.最初的研究发现,植物RNA编辑受到高特异性五环肽重复(pentatricopeptide repeat, PPR)蛋白的调控,目前在植物中发现400多种PPR家族蛋白,编辑作用复杂.之后对RNA编辑因子互作蛋白/多细胞器RNA编辑因子(RNA editing factor interacting proteins /multiple organellar RNA editing factors,RIP/MORF),细胞器RNA识别基序(organelle RNA recognition motif,ORRM),细胞器锌指蛋白(organelle zinc-finger,OZ)等的研究表明,这些非PPR蛋白组分可以与PPR蛋白形成编辑复合体,共同参与编辑,且RNA编辑复合体具有多样性.RNA编辑因子的缺失会引起植物的生长发育受阻,果实成熟延迟等,对RNA编辑因子的研究显得尤为重要.对植物中RNA编辑因子的功能及其作用机制研究进展进行综述,旨在为后续RNA编辑的研究提供一定的参考.     

哺乳动物中作用于非编码RNA的RNA编辑研究进展

RNA编辑是RNA转录过程中序列变化而引起的一种基因动态调控机制。腺苷脱氨酶（adenosine deaminases acting on RNA, ADAR）参与RNA编辑,将双链RNA中腺苷残基（A）转化为肌苷（I）,接着被转录和拼接成鸟苷（G）。由ADAR催化,作用于RNA的A-I型RNA编辑是人类最常见的转录后修饰。近年来,这种修饰不仅存在于编码RNA中,在非编码RNA（noncoding RNA, ncRNA）中也逐渐被发现,如microRNA（miRNA）、小分子干扰RNA（siRNA）、转运RNA（tRNA）和长链非编码RNA（lncRNA）。这种修饰可能通过对microRNA和mRNA之间结合位点创造或破坏,进而影响ncRNA的生物起源、稳定性和靶向识别功能。目前,对这种生物现象的机制及ADAR底物,尤其是在ncRNA中的特性仍然没有得到充分的认识。主要对哺乳动物中ncRNA上的RNA编辑进行总结,并列举一些阐明其生物学功能的计算方法。     

黄瓜花叶病毒CB7株系引起心叶烟坏死反应与RNA2相关

采用RT-PCR获得黄瓜花叶病毒CMV-CB7株系全长基因组cDNA,经克隆测序发现该CMV的RNA1、2和3分别为3356nt、3045nt和2218nt(序列登录号为:EF216866、DQ785470和EF216867).CMV-CB7基因组cDNA克隆体外转录RNA接种心叶烟引起坏死症状,而CMV-Fny则产生典型花叶.由CMV-CB7和CMV-Fny基因组RNA相互交换而构建6个假重组型病毒(C1C2F3、C1F2C3、F1C2C3、F1F2C3、F1C2F3和C1F2C3)活性分析表明:CMV-CB7基因组RNA2决定其在寄主上的症状反应.嵌合型RNA2(RNA2F5C3和RNA2C3F5)的寄主侵染活性测定表明:2b基因或RNA23′端非编码序列决定CMV-CB7在心叶烟坏死症状.RNA印迹分析结果显示:CMV-CB7和CMV-FnyF5C3引起寄主坏死与基因组RNA积累没有直接关系.     

低糖应激对成肌细胞增殖的影响及其机制

利用小鼠骨骼肌成肌细胞系(C2C12)作为细胞模型,通过检测低糖应激对C2C12成肌细胞增殖、细胞周期分布、线粒体功能、去乙酰化酶1(sirtuin1,SIRT1)及其下游基因m RNA表达的影响,探讨低糖应激对成肌细胞增殖影响及其机制。研究发现,低糖应激(5 mmol/L)第3 d导致C2C12成肌细胞增殖下降(P0.01)、细胞周期停滞于G0/G1期、活性氧和线粒体膜电位显著性降低;低糖应激也增加了线粒体ATP(adenosine triphosphate,ATP)合成(P0.05),同时促进了SIRT1、FOXO3a(forkhead box O3a)、p27(p27/Kip1)m RNA表达(P0.05)。结果表明,低糖应激可能经SIRT1/FOXO3a轴上调p27 m RNA表达,促使增殖活性下降和细胞周期停滞G0/G1。同时,低糖应激也提升了成肌细胞线粒体能量代谢的高效性。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP酶atp9基因转录本RNA编辑

紫稻(Oryza sativa L.)细胞质雄性不育系是本实验室新构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR等技术,得到了紫稻不育系(樱香A)及其保持系(樱香B)线粒体atp9基因的基因组序列和cDNA序列。通过对这些序列的分析发现:樱香A atp9 cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp9 cDNA序列中有2个编辑位点,在樱香B cDNA序列2个编辑位点中,223位点由C替换为T,导致原来编码精氨酸密码子成为终止密码子,保证atp9 mRNA编码一个"正常长度"的ATP9多肽。而由于没有终止密码子,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。上述研究表明,RNA编辑在生成正常的ATP9多肽的过程中发挥了重要作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

基于PacBio测序数据的蜜蜂球囊菌转录因子、融合基因及RNA编辑事件的鉴定

【目的】本研究旨在利用已获得的PacBio单分子实时(single molecule real-time, SMRT)测序数据对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis菌丝(AaM)和孢子(AaS)中的转录因子(TF)、融合基因和RNA编辑事件进行鉴定和分析,以期丰富蜜蜂球囊菌的相关信息,并为进一步探究它们的功能提供理论依据。【方法】利用BLASTx工具将AaM和AaS的全长转录本序列比对到Nr, Swiss-Prot和KEGG数据库以获得一致性最高的蛋白序列,再利用hmmscan软件将上述蛋白序列比对到Plant TFdb数据库以获得TF的分类及注释信息。采用TOFU软件中的fusion_finder.py程序进行融合基因的预测,进而分析融合基因的序列和位置信息。使用SAMtools预测AaM和AaS中的RNA编辑事件,再利用ANNOVAR软件对RNA编辑事件进行注释,进而采用相关生物信息学软件对RNA编辑位点基因进行GO功能和KEGG通路注释。【结果】在AaS中共鉴定到17个TF家族的213个TF,其中C2H2家族包含的TF成员最多。在AaM和AaS中分别鉴定到921和510个融合基因,二者共有的融合基因为510个,特有的融合基因分别为411和0个。在AaM和AaS中分别鉴定到547和191次RNA编辑事件,其中AaM中同义单核苷酸突变的数量最多,AaS中非同义单核苷酸突变的数量最多。此外,在AaM中鉴定到12种碱基替换类型,其中发生C->T的RNA编辑事件数量最多,达到158次;在AaS中鉴定到9种碱基替换类型,其中发生C->T和G->T的RNA编辑事件数量最多,均有42次。AaM和AaS中RNA编辑位点基因分别涉及19和24个GO功能条目;此外还能注释到11和20条KEGG通路。【结论】蜜蜂球囊菌的菌丝和孢子中含有丰富的TF、融合基因和RNA编辑位点;转录因子C2H2家族与蜜蜂球囊菌菌丝和孢子的生长发育和细胞活动具有潜在关联;RNA编辑事件的碱基替换类型在蜜蜂球囊菌和其他物种中具有物种特异性;RNA编辑可能在蜜蜂球囊菌菌丝和孢子的生长和代谢中发挥作用。     

腺苷酸脱氨酶介导的 RNA 编辑在神经系统疾病中的作用

在哺乳动物中枢神经系统中最常见的RNA编辑是由ADAR(腺苷酸脱氨酶)所介导的从腺苷酸(adnosine,A)到肌苷酸(inosine,I)的转录后修饰过程。许多研究表明RNA编辑对于维持中枢神经系统的稳态和动物正常的生理功能必不可少。因此,RNA编辑可能是神经发育、神经系统功能以及神经系统疾病之间关键性的联系。本综述旨在对目前ADAR介导的RNA编辑在中枢神经系统疾病中作用机制的相关研究加以归纳。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP合成酶atp6基因转录本RNA编辑

紫稻(Oryza sativa L.)细胞质雄性不育系紫稻A是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术,得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系(樱香A)及其保持系(樱香B)线粒体atp6基因转录本cDNA序列。通过与基因组序列比对发现:樱香Aatp6cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp6 cDNA序列中有16个编辑位点,在樱香B cDNA序列16个编辑位点位于15个密码子中,所编码的氨基酸均发生改变:在1003位点由C替换为T,导致原来编码谷氨酰胺密码子(CAA)成为终止密码子(TAA),保证atp6 mRNA编码一个正常的ATP6多肽;而由于没有发生RNA编辑,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。研究表明,RNA编辑在合成正常的ATP6多肽的过程中具有至关重要的作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

RNA编辑在肿瘤中的研究进展

RNA编辑参与转录后RNA的调控,已证明与多种肿瘤发生发展相关,现逐渐成为肿瘤领域研究的热点。总结发现RNA编辑主要通过作用于致瘤相关基因(如抑癌基因、致癌基因)转录后RNA来发挥其相应作用。随着RNA编辑在肿瘤中的研究深入,可进一步从转录后水平阐明肿瘤发生发展的潜在机制,为肿瘤诊治提供新的思路。     

靶向RNA的CRISPR-Cas系统研究进展

CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas(CRISPR associated proteins)系统是细菌和古细菌抵抗噬菌体、质粒等外源遗传物质的一种适应性免疫系统,该系统利用一种特殊的RNA(CRISPR RNA,crRNA)指导的内切酶来切割与crRNA相互补的外源遗传物质,从而阻碍外源核酸的侵染。根据效应复合物组成形式的不同,CRISPR-Cas系统分为1类(Ⅰ型、Ⅳ型和Ⅲ型)和2类(Ⅱ型、Ⅴ型和Ⅵ型)两大类。目前已发现多个CRISPR-Cas系统具有非常强的特异靶向RNA编辑能力,如Ⅵ型CRISPR-Cas13系统和Ⅲ型CRISPR-Cas7-11系统。随着研究的深入,相关系统在RNA编辑领域应用日渐广泛,使其成为基因编辑的有力工具。本文介绍了靶向RNA的CRISPR-Cas系统的组成、结构、分子机制以及其潜在应用,这为更好地研究该类系统的作用机制奠定基础,也为后期开发为稳定的基因编辑工具提供新的思路。     

台东苏铁中叶绿体功能基因RNA编辑的分析

台东苏铁是一种古老的裸子植物,有关苏铁的RNA编辑的研究很少。为此,我们分析了台东苏铁的RNA编辑位点和分布,为探究RNA编辑的功能和机制以及高等植物的起源和进化提供依据。本次以台东苏铁(Cycas taitungensis)为材料,采用异硫氰酸胍法提取台东苏铁总RNA。DNaseⅠ处理过的RNA逆转得到的c DNA进行PCR扩增条带并测序。通过对测序结果分析比对,初步确定在台东苏铁中的ndh D2,Pet B,ndh B2存在C-U的编辑。研究表明,ndh基因有较高的编辑频率,而丝氨酸相比其他氨基酸有更高的编辑频率。结果显示,ndh B2中有C-Y的部分编辑现象,ndh A2存在沉默编辑现象。     

节肢动物Kv2基因A～IRNA编辑位点的鉴定和进化分析及机制研究

A～I RNA编辑可以改变氨基酸编码而增加蛋白质的多样性,但是其分子机制和在进化中的特征依然不清楚.通过对节肢动物门5个纲的物种Kv2基因RNA编辑的研究,检测到17个A～I RNA编辑位点,由保守和物种特异的编辑位点构成,其中编辑位点15(I/V)起源于4.5亿年前,是迄今为止非脊椎动物中最保守的;同时还发现一些A～I RNA编辑位点具有趋同进化现象.在此基础上,通过共转染实验表明了果蝇Kv2基因RNA编辑是RNA编辑酶和由外显子形成的RNA二级结构相互作用的结果,暗示一些外显子除了编码蛋白质的功能,本身也具有重要的基因表达调控功能.     

牛HTR1B基因的分子遗传特性研究

用PCR-SSCP技术研究了涉及肉牛和奶牛共计7品种HTR1B基因的编码区和3′侧翼区的多态性,以期为牛性情的标记辅助选择积累数据。扩增得到4个片段, 有3个片段存在(SSCP)多态性。对不同的SSCP带型对应片段进行测序, 共发现6个SNP多态位点(G205T、C507T、C546G、C744T、G816A和G942A)。各遗传群体内G205T、C744T、G816A和G942A 位点均处于Hardy-Weinberg平衡, 而C507T和C546G位点只有鲁西牛处于Hardy-Weinberg平衡。奶牛205T等位基因频率显著高于其他肉牛品种(χ2 = 6.87)。奶牛G205T位点多态信息含量为0.25, 其余各位点在不同群体内均小于0.10, 说明牛HTR1B基因较保守。     

The DEAD-box RNA helicase ZmRH48 is required for the splicing of multiple mitochondrial introns,mitochondrial complex biosynthesis,and seed development in maize

RNA helicases participate in nearly all aspects of RNA metabolism by rearranging RNAs or RNA–protein complexes in an adenosine triphosphatedependent manner. Due to the large RNA helicase families in plants, the precise roles of many RNA helicases in plant physiology and development remain to be clarified. Here, we show that mutations in maize(Zea mays) DEAD-box RNA helicase48(Zm RH48) impair the splicing of mitochondrial introns, mitochondrial complex biosynthesis,and seed development. Loss of Z...     

高糖环境下beclin2介导的自噬增强绒毛膜滋养层细胞凋亡

目的探讨高糖对人绒毛膜滋养层细胞早期凋亡及自噬水平的影响。方法取足月妊娠的正常及妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)患者的胎盘组织,透射电镜观察滋养层细胞超微结构的改变。体外用不同浓度的含糖培养基培养滋养层细胞系HTR8/Svneo细胞24h,分为低糖组(1.57mmol/L或LG2 2.25mmol/L),正常对照组(5.57mmol/L)和高糖组(10.57mmol/L、15.57mmol/L或40.57mmol/L);流式细胞术检测细胞早期凋亡率;q-PCR检测细胞内beclin1、beclin2和ATG7等自噬相关基因的m RNA表达水平;Western blot检测Ⅱ型自噬标志蛋白微管相关蛋白1轻链3(LC3-II)和p62蛋白表达水平。结果透射电镜下可见GDM组滋养层细胞中存在自噬小体且空泡数目明显多于正常足月妊娠组,其游离面微绒毛出现明显倒覆及坍塌现象;在体外培养的滋养层细胞中,流式细胞术检测显示1.57mmol/L低糖组及40.57mmol/L高糖组较正常对照组HTR8/SVneo细胞的早期凋亡率均明显增加;q-PCR分析发现40.57mmol/L高糖组beclin2及ATG7 m RNA表达水平较正常对照组升高,beclin1 m RNA表达无差异;Western blot检测表明,与正常对照组比较,40.57mmol/L高糖组LC3-II蛋白表达水平升高,p62蛋白表达水平降低。结论高糖可通过beclin2介导的自噬信号途径增强滋养层细胞自噬水平进而导致细胞凋亡,并可能与不良的妊娠结局相关。     

肠道病毒71型的研究进展

肠道病毒71型(enterovirus71,EV71)是小RNA病毒科(Picornaviridae)肠道病毒属(Enterovirus)成员,其感染主要引起患者手足口病(hand-foot-and-mouth disease,HFMD).通常情况下,EV71感染引起的HFMD在临床症状等方面与柯萨奇病毒A16(Coxsackie A16,CA16)引起的手足口病难以区别,但EV71感染除了引起HFMD以外,还能够引起无菌性脑膜炎(aseptic meningitis)、脑干脑炎(brainstem encephalitis)和脊髓灰质炎样的麻痹(poliomyelitis-like paralysis)等多种与神经系统相关的疾病[1].自1974年首次报道[2]以来,EV71已在世界范围内引起十多次爆发与流行[3-6].近年来,EV71病毒的流行在亚太地区呈上升趋势[7-9].根据病毒衣壳蛋白VP1核苷酸序列的差异,可将EV71分为A、B、C 3个基因型,其中,B型和C型又进一步分为B1、B2、B3、B4以及C1和C2亚型[10-12].