小RNA分子与精子发生调控

近来研究发现小RNA(small RNAs)可作为转录后及翻译水平上基因表达调节的重要调节因子,利用小RNA来阐明调节精子发生的分子机制取得了显著进展。这些小RNA主要分为3类,即小干扰RNA(siRNA)、微小RNA(miRNA)以及与piwi蛋白相互作用的RNA(piRNA)。在减数分裂和精子发生过程中,小RNA具有多种生物学功能,如利用siRNA体外转染或体内注射来敲低特定基因从而研究该基因在精子发生过程中的作用;miRNA可能参与精子发生中有丝、减数及后减数分裂阶段的基因表达调节;piRNA主要参与调节雄性生殖细胞减数及后减数分裂的过程,在精子发生中起抑制反转录转座子(retrotransposons)的作用。文章对小RNAs合成、作用机制、功能及展望等最新进展进行了综述。     

YS型小麦温敏雄性不育系A3017育性相关基因的SSH分析

以人工气候箱控温条件下YS型小麦温敏不育系A3017的不育幼穗和可育幼穗为材料,分别构建了不育和可育条件下基因特异表达的抑制消减杂交cDNA文库.在两个库中分别随机挑选100个阳性克隆进行测序,经BLAST序列比对分析,共获功能已知的EST 78条.比较发现,不育条件下与细胞质相关的基因表达数量(63.4%)远高于可育条件下的基因数量(35.1%),参与蛋白质合成、蛋白质修饰/加工/储藏、转运和信号传递过程基因的比例也均高于可育条件下的,而参与能量代谢过程基因的比例则明显偏低.分析认为,在不育和可育条件下的基因表达差异可能是导致温敏雄性不育系育性变化的关键,这为进一步从分子基础上揭示YS型小麦温敏雄性不育系育性转换机制奠定了基础.     

精子发生过程中蛋白质翻译后修饰的研究进展

精子发生是一个高度复杂且受到精密调控的生物学过程,其中蛋白质作为生命活动的最终执行者,其翻译后修饰发挥着重要的调控作用。精子发生过程中存在多种蛋白质翻译后修饰,如磷酸化、乙酰化、泛素化等,其异常可引起精子发生障碍,严重的甚至可导致不育。随着蛋白质组学技术的快速发展,基于临床不育样本和模式动物的功能研究,可以系统性解析精子发生过程中蛋白质翻译后修饰的动态调节与功能,揭示精子发生的分子调控机制以及男性不育的发病机理。该文就近年来精子发生过程中蛋白质翻译后修饰调控机制,以及少精子症、弱精子症和畸形精子症等临床疾病中蛋白质翻译后修饰的研究进展进行了综述。     

一个人类精子发生相关新基因TSARG7的克隆和初步功能研究

精子发生是一个多基因参与的复杂的生理过程,虽然人们克隆了一些与精子发生相关的基因,但迄今为止,人们对精子发生的分子机制了解有限,因而克隆相关的新基因,并研究其在理论上和实践上的功能仍然十分重要。该文从人类睾丸cDNA文库出发,以小鼠精子发生相关基因mTSARG7基因为电子探针,得到1个与人类的精子发生相关的新基因TSARG7（GenBank登录号为AY513610）,该基因的cDNA全长为2463bp,含有12个外显子和11个内含子,定位在人类8号染色体8p11.21上。TSARG7编码的蛋白质含有456个氨基酸,分子量为56．295kDa,等电点为9．13,为胞浆中非分泌性蛋白,具有磷酸酰基转移酶（Hsc）的结构域,属于酰基转移酶家族的新成员,该家族成员具有脂质合成的功能。TSARG7和mTSARG7,TSARG7和Au041707分别具有97％的同源性。该基因在睾丸中特异表达,亚细胞定位在胞浆中表达。TSARG7 mRNA在13岁的睾丸中开始表达,并且随着精子的发生和性成熟而稳定增加,热应急实验显示该基因的表达与温度相关。综上所述,该文克隆了人的1个新基因,该基因与精子的发生和性成熟相关。     

细胞核的功能

真核细胞的显著特点之一是具有膜包裹着的细胞核,其主要功能是将基因的转录和信使核糖核酸指导合成蛋白质这2个过程在空间上分隔开。最初为蛋白质编码的RNA序列可能是被不为蛋白质编码的RNA序列所隔断的,这些非编码区后来成为DNA分子中基因里的内含子。原核细胞为了节省资源,已基本清除了基因中的内含子。而真核细胞则利用内含子,用同一个基因合成多种蛋白质,这就需要细胞核阻止含有内含子的m RNA与合成蛋白质的核糖体接触。     

长链非编码RNA在哺乳动物精子发生中的功能研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)一般是指大于200 nt的RNA,位于细胞核内或胞浆中,不参与蛋白质编码,以RNA形式在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多个层面上调控基因的表达水平。哺乳动物精子发生是一个精细调控的过程,通过雄性生殖细胞分裂和分化形成成熟精子,且精子发生受到不同阶段特异性基因表达的严格调控,而特异性基因表达又受到大量lncRNAs的调控。虽然lncRNA作为一类重要的基因表达调控因子广泛参与各类生物个体发育进程和疾病的发生,但是精子发生相关lncRNAs的报道并不多,且其生物学功能的研究有待进一步深入。因此,本文对lncRNA的起源、作用机制和在精子发生过程中调控作用的研究进展进行了总结分析。     

秀丽线虫精子发生和精子受精的研究进展

秀丽线虫精子发生过程包括减数分裂和精子活化两个阶段, 通过早期特异基因的表达和后期蛋白分子的翻译后修饰, 精原细胞发育成为具有运动能力的精子。其受精阶段包括精子运动、精子竞争、精卵信号通讯以及精卵融合等过程。通过突变体筛选目前已经获得了一些影响精子发生或受精的突变体, 并且对其中一些突变体进行了基因克隆和功能分析的研究。这些研究不仅对于阐明精子发生和受精的机理具有重大的理论意义, 而且对男性不育的治疗和男性无毒避孕药物的研发可能提供重要的依据。文章阐述了目前在线虫精子发生和精子受精两个方面的研究进展。     

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.     

真核生物中锌指蛋白的结构与功能

真核生物中的许多蛋白质分子包含锌指结构区,这类蛋白称为锌指蛋白.锌指蛋白因其包含特殊的指状结构,在对DNA、蛋白质和RNA的识别和结合中起重要作用.许多锌指蛋白的锌指结构域包含能与DNA特异结合的区域,并与某些效应结构域（如KRAB、SCAN、BTB/POZ、SNAG、SANT和PLAG等）相连,这类锌指蛋白常作为转录因子起作用,可调控靶基因的转录.一些锌指蛋白包含蛋白质识别结构域（如LIM锌指、MYND锌指、PHD锌指和RING锌指等）,它们能够特异地介导蛋白质之间的相互作用,因此被称作蛋白适配器.此外,某些锌指蛋白还可以结合RNA,起转录后调控作用.本文就锌指蛋白与DNA、RNA以及蛋白质分子间的相互作用作一综述.     

长链非编码RNA的生物学功能和研究方法

长链非编码RNA(long-noncoding RNA,lncRNA)是一类长度大于200nt的非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA),不具有编码蛋白质的功能,直接以RNA的形式发挥作用,以诱饵分子、信号分子、引导分子和支架分子的方式在转录水平和转录后水平调节蛋白质编码基因的表达,参与细胞分化和个体发育等生命过程。lncRNA存在普遍的转录现象,但与蛋白质编码基因相比表达水平较低。基因组测序结果显示生物体内仅有少量的编码基因,绝大部分基因以非编码的形式存在于动物和植物体内起调控作用。近年来以miRNA和siRNA为代表的ncRNA的研究已经取得了丰硕的成果,而lncRNA的研究才刚刚开始,但是已经有研究表明lncRNA有广泛的生物学功能,如染色体修饰、X染色体沉默、干扰或激活转录和核内运输等。以转录组测序、微阵列和荧光原位杂交为代表的研究方法也在发展完善。     

MyoD相关非编码RNA调控骨骼肌生长发育的研究进展

骨骼肌的生长发育是一个受多种功能性因子调控的精密网络过程,其中MyoD是一种骨骼肌特异性转录因子,能够识别并启动骨骼肌特异基因的转录。非编码RNA是一类具有多种生物功能但不能编码蛋白质的RNA。现就目前与MyoD协同作用,共同参与肌细胞增殖、分化、融合等过程的非编码RNA及其作用机制进行综述,以期为阐明与MyoD相关非编码RNA的作用机制提供理论参考。     

蒙古绵羊 tnp1基因cDNA全编码区的克隆及序列分析

过渡蛋白1基因(tnp1)是圆形精子细胞特异表达的基因.绵羊tnp1基因的DNA序列至今尚未报道.为了开展绵羊圆形精子细胞标记基因的研究,根据其他物种tnp1基因cDNA的保守序列设计引物,从成年蒙古绵羊睾丸中提取总RNA,采用RT-PCR和分子克隆方法,克隆了蒙古绵羊tnp1基因cDNA全编码区.该基因cDNA 长246 bp,包含一个168 bp的ORF,编码含有54个氨基酸的多肽链.DNA序列测定结果与牛的核苷酸序列比对,同源性为94.0%.绵羊tnp1基因的cDNA克隆和序列测定为进一步研究绵羊精子发生过程奠定了基础.     

三十年磨一剑———2006年诺贝尔化学奖得主Roger Kornberg关于真核基因转录机制的研究

2006年的诺贝尔化学奖授予了美国斯坦福大学的科恩伯格（Roger D．Komberg）教授,以表彰他在真核基因转录的分子机制研究方面做出的卓越贡献。在细胞中,DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译是生命活动的核心过程。因此,研究遗传信息如何从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程一直是分子生物学研究的核心课题。科恩伯格的工作则在分子水平上向我们展示了RNA聚合酶Ⅱ（RNA polymerase Ⅱ）及各种蛋白因子在DNA模板上合成作为蛋白质合成模板的信使RNA（mRNA）的过程,为在转录水平阐明真核基因的表达调控奠定了分子结构基础。     

精子发生过程中的相关基因

在哺乳动物精子发生过程中, 原生殖细胞发育成为精原细胞, 再发育为精母细胞, 精母细胞经过两次减数分裂成为圆形精细胞, 这些圆形精细胞经过细胞变态形成精子。精子发生过程经历了复杂的细胞分化阶段, 这一阶段受许多因素的调控作用, 其中生精细胞内的基因调节起着决定作用。精子发生中的重要基因与一系列精子发生过程中阶段性的细胞事件密切相关, 例如减数分裂重组、联会丝复合物的形成、姊妹染色体的结合、减数分裂后精子的变态以及减数分裂周期中的关键点和必需因子等。生精细胞许多特异基因的阶段特异性表达, 参与了精子发生这一特殊的细胞分化过程。近年来随着基因克隆、表达和功能研究技术的发展和应用, 发现了许多与精子发生相关的基因, 而且有的被证明在精子发生过程中具有重要作用。文章较全面综述了这一研究领域的一些进展, 着重讨论了与精子发生相关的周期蛋白基因、原癌基因、无精子因子基因、细胞骨架基因、热休克基因、核蛋白转型基因、中心体蛋白基因和细胞凋亡相关基因等。     

三十年磨一剑——2006年诺贝尔化学奖得主Roger Kornberg关于真核基因转录机制的研究

2006年的诺贝尔化学奖授予了美国斯坦福大学的科恩伯格(Roger D.Kornberg)教授,以表彰他在真核基因转录的分子机制研究方面做出的卓越贡献。在细胞中,DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译是生命活动的核心过程。因此,研究遗传信息如何从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程一直是分子     

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。     

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。     

密码结构域及其功能表现

能组织成超级结构的各种序列组块,因其具有特定一级序列、或者具有某种卷曲的螺旋构象和某种非β螺旋结构,可以作为有特异功能的结构域、被特异的结合蛋白质识别和结合,因而可称为密码结构域,密码结构域作为特异的分子相互作用和过程的遗传指令,参与细胞周期的各种事件乃至发育和分化过程中基因有区别的表达.     

RNAi的作用机制及其应用

由双链RNA介导的,序列特异的转录后基因沉默的过程称为RNAi(RNA interference),它是双链RNA分子在mRNA水平关闭相应序列基因表达的过程,是一门新兴的基因阻断技术。RNAi有望成为今后分析人类基因组功能的有力工具,在病毒感染、肿瘤、移植免疫等疾病的治疗上有很诱人的广阔前景。     

优化玉米CMS-S双向电泳体系与差异蛋白比较

利用自主创建的Rf3近等基因系不育群体（P）s和可育恢复系群体（Pf）为试材,采用改进的双向（二维）聚丙烯酰胺凝胶电泳（2D-PAGE）技术,对苗期、成株期叶片细胞总蛋白进行分析,分离到在Pf遗传背景下一特异蛋白质RRPⅥ,分子量为30.8kD,等电点为5.0,该特异蛋白质点的出现与消失可能与玉米CMS-S的育性恢复有一定关系,对其纯化分离将为Rf3基因的克隆奠定基础和进一步了解玉米质核互作不育表达模式的分子机制。讨论了采用2D-PAGE技术在玉米分子生物学研究中的优化以及基因组学与蛋白组学研究的衔接。