DEAD-box RNA解旋酶家族在天然免疫应答信号通路中的作用

病毒入侵宿主细胞时,宿主细胞启动抑制病毒复制的免疫机制.同样,病毒也会利用多种手段去逃避先天免疫感应机制的监测以及宿主细胞对外来者的降解,同时还会操纵宿主细胞为自身的增殖提供便利.DEAD-box解旋酶家族是一类存在于宿主细胞中的功能蛋白,它们在转录、剪接、mRNA的合成和翻译等多种细胞过程中起着关键作用.该家族成员拥...     

蕨类植物问荆DEAD-box RNA解旋酶基因的克隆与分析

DEAD-box RNA解旋酶参与RNA多方面的代谢,在植物生长发育和逆境反应中起重要作用。本研究从蕨类植物问荆（Equisetum arvense）中克隆到一条DEAD-box RNA解旋酶c DNA全长序列,命名为EaRH1,并在Gen Bank注册登记（KJ734026）。序列分析显示：该c DNA全长3 230 bp,包含一个从487 bp到2 799 bp编码770个氨基酸的开放读码框,其对应的蛋白序列包含9个保守模块结构。EaRH1与其它物种DEAD-box RNA解旋酶蛋白序列比对结果显示：模块Ⅰa、Ⅱ和Ⅲ序列几乎完全相同,模块Q、Ⅰ和Ⅳ序列存在一些差异。EaRH1与江南卷柏（Selaginella moellendorffii）基因组一条假定序列相似度高达69%,其中相似度最高的区域集中在包含9个保守模块的结构域。系统进化树分析显示：EaRH1与拟南芥（Arabidopsis thaliana）DEAD-box RNA解旋酶At3g22320在氨基酸序列上有相对较高的同源性。序列结构比较和进化分析可推测出EaRH1可能参与植物体生长发育、miRNA生物合成、与RNA结合蛋白的相互作用和非生物胁迫应答。本文的研究为探索问荆DEAD-box RNA解旋酶的进一步功能提供参考。     

番茄DEAD-box RNA解旋酶基因SlDEAH1的克隆及表达分析

DEAD-box RNA解旋酶是一种特殊的RNA分子伴侣,参与了RNA代谢,包括前体RNA剪接、核糖体合成、RNA降解以及基因表达,并对植物的发育和抗性等也具有重要作用。根据已报道的拟南芥DEAD-box蛋白,通过同源比对,在NCBI据库中筛选得到一个DEAD-box RNA解旋酶同源蛋白,命名为SlDEAH1,并根据其基因序列设计特异引物,应用RT-PCR方法从野生型番茄(Solanum lycopersicum)AC++中克隆得到了该基因的全长编码区序列。利用生物学网站、软件及实时荧光定量PCR方法,对其进行生物信息学、表达模式、胁迫及激素处理分析。结果表明:SlDEAH1包括2 073 bp的开放阅读框,编码690个氨基酸残基,其编码蛋白有9个保守结构基序,其所涉及到的ATP结合、ATP水解及RNA结合等功能对于解旋酶活性是至关重要的;表达模式分析表明SlDEAH1基因可能在野生型番茄萼片、叶片发育及果实成熟方面起到重要作用;高温、低温、脱水、伤害、盐胁迫不同程度的诱导了SlDEAH1的表达,但在根中该基因的表达受盐胁迫抑制;ABA、ACC、IAA、GA3、MeJA和ZT均不同程度诱导了SlDEAH1的表达,其中ABA诱导效应最为明显。这些结果为进一步研究SlDEAH1在番茄发育和胁迫响应中的功能奠定了基础。     

低温诱导型凡纳滨对虾DEAD-box RNA解旋酶基因的克隆与表达分析

为研究凡纳滨对虾耐寒性状的分子基础, 克隆鉴定了凡纳滨对虾DEAD-box RNA解旋酶的同源基因。根据差减文库中筛选到的一个低温上调表达的DEAD-box RNA解旋酶基因片段, 通过RACE PCR扩增获得两条高度相似的cDNA全长序列, 两条cDNA均为1430 bp, 包含139 bp 5'UTR、79 bp 3'UTR和1212 bp 开放阅读框, 编码403个氨基酸残基。Blast比对结果显示, 两条cDNA与其他物种的DDX5相似性最高, 推测为凡纳滨对虾DDX5基因的两个变异体, 分别命名为LvDDX5variant A (LvDDX5A)和LvDDX5variant B (LvDDX5B), 在系统进化树中, LvDDX5A和LvDDX5B聚为最近的一支, 并与虾类DDX5、文昌鱼DDX、贝类的DDX5距离较近。Real-time PCR分析结果显示, LvDDX5A和LvDDX5B都呈多组织遍在表达, 在精巢、鳃、肠、肌肉和卵巢中,LvDDX5B表达量高于LvDDX5A, 而在肝胰腺中LvDDX5A表达量高于LvDDX5B。在低温胁迫对虾肝胰腺和心中, LvDDX5A呈上调表达而LvDDX5B表达量无明显变化。进一步对LvDDX5A在不同低温条件胁迫对虾的肝胰腺中表达变化进行了分析。结果显示, LvDDX5A在18℃、15℃、13℃和11℃低温胁迫36h均被诱导表达,并随着15℃和13℃低温胁迫时间的增加呈先上升后下降的表达模式, 在48h达到峰值, LvDDX5A的低温诱导表达模式暗示其可能是在凡纳滨对虾低温适应中发挥作用的剪接体。     

番茄 DEAD-box RNA 解旋酶基因 SlDEAH1 的克隆及表达分析简

DEAD-box RNA解旋酶是一种特殊的RNA分子伴侣,参与了RNA代谢,包括前体RNA剪接、核糖体合成、RNA降解以及基因表达,并对植物的发育和抗性等也具有重要作用。根据已报道的拟南芥DEAD-box蛋白,通过同源比对,在NCBI据库中筛选得到一个DEAD-box RNA解旋酶同源蛋白,命名为SlDEAH1,并根据其基因序列设计特异引物,应用RT-PCR方法从野生型番茄（Solanum lycopersicum）AC⁺⁺中克隆得到了该基因的全长编码区序列。利用生物学网站、软件及实时荧光定量PCR方法,对其进行生物信息学、表达模式、胁迫及激素处理分析。结果表明：SlDEAH1包括2 073 bp的开放阅读框,编码690个氨基酸残基,其编码蛋白有9个保守结构基序,其所涉及到的ATP结合、ATP水解及RNA结合等功能对于解旋酶活性是至关重要的;表达模式分析表明SlDEAH1基因可能在野生型番茄萼片、叶片发育及果实成熟方面起到重要作用;高温、低温、脱水、伤害、盐胁迫不同程度的诱导了SlDEAH1的表达,但在根中该基因的表达受盐胁迫抑制;ABA、ACC、IAA、GA₃、MeJA和ZT均不同程度诱导了SlDEAH1的表达,其中ABA诱导效应最为明显。这些结果为进一步研究SlDEAH1在番茄发育和胁迫响应中的功能奠定了基础。     

microRNA及其在植物生长发育中的作用

microRNA（miRNA）是真核生物中一类长度约为22个核苷酸的调控基因表达的非编码小分子RNA。文章介绍miRNA在植物生长发育、激素分泌与信号转导、对外界环境胁迫的应答以及调控自身合成中的作用的研究进展。     

拟南芥中MATE基因家族的研究进展

多药和有毒化合物排出家族（Multidrug and Toxic Compound Extrusion, MATE）是一个新的次级转运蛋白家族,此类转运蛋白对氨基葡糖、阳离子染料、多种抗生素和药物有转运作用。拟南芥中的MATE基因家族是一个多基因家族,大概由56个成员构成,本文综述了拟南芥中MATE家族基因的研究进展,包括3个方面：第一是拟南芥中MATE家族成员的构成及主要特征;第二描述了转运蛋白的主要功能;第三分析了其功能多样的大致原因。此外,还展望了此家族研究的一些前景。     

拟南芥CYCD3;1基因的克隆及功能研究

从拟南芥基因组中克隆出CYCD3;1基因,将其插入植物双元载体pER8中,使其受一个嵌合转录启动子的控制;利用农杆菌介导通过真空渗透法将外源基因导入拟南芥中,经潮霉素抗性筛选出转化植株后,用PCR鉴定出阳性转化植株,对阳性转化植株进行连续光照培养并观察其表型变化,发现转基因株系与野生型之间在抽苔和开花时间上有较大差别。结果表明,CYCD3;1低水平误表达会影响植物的生长发育。     

GFP基因在新疆小拟南芥和拟南芥中的表达分析

以质粒pMCB30为模板,扩增GFP基因,连接到载体pCMBIA2300-35S-OCS上,构建过量表达载体p35S:GFP,将其转入农杆菌GV3101.通过农杆菌介导法将p35S:GFP载体分别转入新疆特色植物小拟南芥和拟南芥中.T0代经含有卡那霉素的1/2MS培养基筛选,获得了T1代转基因小拟南芥2株,T1代转基因拟南芥9株.通过激光共聚焦显微镜观察,在转基因小拟南芥和拟南芥的根尖细胞中均可检测到GFP绿色荧光蛋白;对转基因植株进行PCR扩增,均可检测到GFP基因,表明GFP基因已成功转入小拟南芥和拟南芥中.该研究建立了小拟南芥的遗传转化体系,为进一步利用GFP基因和进一步研究小拟南芥的功能基因奠定基础.     

Chlorosis caused by two recessively interacting genes reveals a role of RNA helicase in hybrid breakdown in Arabidopsis thaliana

Hybrids often differ in fitness from their parents. They may be superior, translating into hybrid vigour or heterosis, but they may also be markedly inferior, because of hybrid weakness or incompatibility. The underlying genetic causes for the latter can often be traced back to genes that evolve rapidly because of sexual or host–pathogen conflicts. Hybrid weakness may manifest itself only in later generations, in a phenomenon called hybrid breakdown. We have characterized a case of hybrid breakdown among two Arabidopsis thaliana accessions, Shahdara (Sha, Tajikistan) and Lövvik‐5 (Lov‐5, Northern Sweden). In addition to chlorosis, a fraction of the F₂ plants have defects in leaf and embryo development, and reduced photosynthetic efficiency. Hybrid chlorosis is due to two major‐effect loci, of which one, originating from Lov‐5, appears to encode an RNA helicase (AtRH18). To examine the role of the chlorosis allele in the Lövvik area, in addition to eight accessions collected in 2009, we collected another 240 accessions from 15 collections sites, including Lövvik, from Northern Sweden in 2015. Genotyping revealed that Lövvik collection site is separated from the rest. Crosses between 109 accessions from this area and Sha revealed 85 cases of hybrid chlorosis, indicating that the chlorosis‐causing allele is common in this area. These results suggest that hybrid breakdown alleles not only occur at rapidly evolving loci, but also at genes that code for conserved processes.     

Development of endosperm in Arabidopsis thaliana

 The process of endosperm development in Arabidopsis was studied using immunohistochemistry of tubulin/microtubules coupled with light and confocal laser scanning microscopy. Arabidopsis undergoes the nuclear type of development in which the primary endosperm nucleus resulting from double fertilization divides repeatedly without cytokinesis resulting in a syncytium lining the central cell. Development occurs as waves originating in the micropylar chamber and moving through the central chamber toward the chalazal tip. Prior to cellularization, the syncytium is organized into nuclear cytoplasmic domains (NCDs) defined by nuclear-based radial systems of microtubules. The NCDs become polarized in axes perpendicular to the central cell wall, and anticlinal walls deposited among adjacent NCDs compartmentalize the syncytium into open-ended alveoli overtopped by a crown of syncytial cytoplasm. Continued centripetal growth of the anticlinal walls is guided by adventitious phragmoplasts that form at interfaces of microtubules emanating from adjacent interphase nuclei. Polarity of the elongating alveoli is reflected in a subsequent wave of periclinal divisions that cuts off a peripheral layer of cells and displaces the alveoli centripetally into the central vacuole. This pattern of development via alveolation appears to be highly conserved; it is characteristic of nuclear endosperm development in angiosperms and is similar to ancient patterns of gametophyte development in gymnosperms. Received: 21 September 1998 / Revision accepted: 17 November 1998     

DEAD-box helicases as integrators of RNA,nucleotide and protein binding

DEAD-box helicases perform diverse cellular functions in virtually all steps of RNA metabolism from Bacteria to Humans. Although DEAD-box helicases share a highly conserved core domain, the enzymes catalyze a wide range of biochemical reactions. In addition to the well established RNA unwinding and corresponding ATPase activities, DEAD-box helicases promote duplex formation and displace proteins from RNA. They can also function as assembly platforms for larger ribonucleoprotein complexes, and as metabolite sensors. This review aims to provide a perspective on the diverse biochemical features of DEAD-box helicases and connections to structural information. We discuss these data in the context of a model that views the enzymes as integrators of RNA, nucleotide, and protein binding. This article is part of a Special Issue entitled: The Biology of RNA helicases — Modulation for life.     

RNA 解旋酶调控rRNA内稳态: 水稻耐热 新机制、分子育种新资源

高温热害是影响水稻(Oryza sativa)产量形成的重要限制因子。DEAD-box RNA解旋酶在核糖体RNA前体加工及植物抗逆中扮演着重要角色。最近, 中国科学家在DEAD-box RNA解旋酶调控水稻耐热性分子机理研究方面取得了突破性进展。     

拟南芥叶绿体中DEG蛋白酶功能的研究进展

DEGP家族蛋白酶广泛分布于原核生物和真核生物细胞中。在拟南芥中有16个DEGP类似的蛋白酶,根据蛋白质组学数据,其中有4个定位于叶绿体中,分别命名为DEG1、DEG2、DEG5和DEG8。结合生物化学和分子生物学等研究手段对拟南芥叶绿体中的DEGP蛋白酶进行了分析,现有的研究初步证明了这些蛋白酶参与光系统II（PSII）复合物反应中心D1蛋白的降解,从而在PSII复合物的修复循环和功能维护中起重要作用。该文概述了拟南芥叶绿体中DEG蛋白酶的结构和功能的最新研究进展。     

蛋白质N-糖基化在拟南芥生长周期中的变化规律及去糖基化对根发育的影响

蛋白质N-糖基化修饰在植物生长发育中发挥重要作用。为探究蛋白质N-糖基化在拟南芥(Arabidopsis thaliana)整个生长周期中的变化规律以及去N-糖基化对拟南芥生根发育的影响,通过N-糖链酶解和HPLC与MALDI-TOF-MS分析解析了不同生长时期的拟南芥Col-0植株的N-糖链组成(结构和含量)变化。以...     

异三聚体G蛋白在NAA诱导的拟南芥根生长发育中的作用

以拟南芥的野生型(ws)、异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体(gpa1-1,gpa1-2)和超表达突变体(wGα,cGα)为材料,通过施加不同浓度(0~0.2 mg/L)的NAA处理,对拟南芥根生长发育的一些形态指标进行了观测比较.结果表明:(1)随着培养基中NAA浓度的不断升高,5种基因型主根的伸长生长均受到抑制,且抑制作用随浓度升高而增强;4种突变体和野生型主根的生长在相同浓度NAA处理下,无明显差异;(2)NAA在一定浓度范围内,对拟南芥侧根的生长发育起促进作用;在NAA诱导的侧根生长中,G蛋白超表达突变体比野生型更敏感,缺失突变体则不敏感.初步证明G蛋白不参与主根生长发育的调节,而在侧根生长发育中可能起正调节作用.