生物钟基因与肾脏功能和疾病

哺乳动物昼夜节律的产生与生物钟基因的周期性表达密切相关.Bmall、Clock、Per和Cry是研究最为广泛的核心生物钟基因.肾脏在维持机体体液平衡和血压稳态方面发挥重要作用,其多数生理功能均呈现出一定的昼夜节律性,如动脉血压的调节、肾血流量的维持、肾小球滤过率的调控,以及水的重吸收和钠的排泄等都会随昼夜变化而产生节律...     

生物钟与心血管疾病联系的研究进展

昼夜节律广泛存在于生命体中,主要由生物钟调控,使生命活动呈现以24 h为周期的变化。越来越多的研究表明,生物钟与心血管的生理功能密切相关,比如基础血压和心率的日周期变化主要受控于生物钟而非行为。此外,心肌细胞的代谢、血管内皮的功能,以及血管的收缩和舒张均受到生物钟的调节。不仅如此,许多心血管事件的发生,如心肌梗死的发生也具有明显的昼夜节律特征。基于动物模型的研究显示,昼夜节律紊乱是心血管事件发生的重要风险因素之一。本文综述了有关生物钟与心血管疾病联系的最新研究进展,希望有助于根据生物钟理论优化心血管疾病治疗策略。     

生物钟基因介导卵巢功能调控的分子机制研究

地球的自转产生了以24 h为周期的昼夜节律,因此生物的生理过程和行为活动大都呈现一个近似24 h的周期节律改变,以适应环境的不断变化。昼夜节律在整体水平是一个系统性的调控,它的产生、维持和调控依赖于细胞内生物钟基因的震荡型转录翻译负反馈环路。研究表明,生物钟在卵巢动情周期和生殖系统发育过程中发挥重要作用。本篇综述主要阐述了自卵巢生物钟发现后的种种研究成果,包括卵巢生物钟对类固醇激素生成及排卵的影响,生物钟基因对生育能力的影响,以及生物钟调控与女性生殖系统疾病的相关性。     

生物钟基因及其表达的调节机制

众所周知,生物体的新陈代谢过程,细胞和细胞器官的生理功能,以及心理行为等生命活动往往随着昼夜循环而发生规律性的变化.就是在实验室恒定的条件下,消除一切环境因子的影响,生命活动仍表现出昼夜节律性的变化.这说明昼夜节律受体内的测时系统--生物钟的控制.从50年代至今,人们对生物的昼夜节律及其调控机制进行了深入地研究,特别是应用生物化学和分子生物学的方法,使人们逐步了解了生物节律的特点,生物钟基因及其表达的调控机制.     

生物钟基因3及其表达的调节机制

众所周知 ,生物体的新陈代谢过程 ,细胞和细胞器官的生理功能 ,以及心理行为等生命活动往往随着昼夜循环而发生规律性的变化。就是在实验室恒定的条件下 ,消除一切环境因子的影响 ,生命活动仍表现出昼夜节律性的变化。这说明昼夜节律受体内的测时系统——生物钟的控制。从 5 0年代至今 ,人们对生物的昼夜节律及其调控机制进行了深入地研究 ,特别是应用生物化学和分子生物学的方法 ,使人们逐步了解了生物节律的特点 ,生物钟基因及其表达的调控机制。1　生物钟基因存在于不同生物体中的昼夜节律时钟都表现出 3个共同的特点 :1 )在恒定的环境条…     

生物钟基因研究的开创者——杰弗里·霍尔

正2017年的诺贝尔生理学或医学奖授予三位研究果蝇生物钟行为的美国科学家——杰弗里·霍尔(Jeffrey C.Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔·杨(Michael W.Young),以表彰他们发现了决定生物钟行为的基因和这些基因产物的工作原理。三位获奖者有着怎样与众不同的成长经历?他们又是怎么走上这条探索之路并摘取诺奖成果的呢?故事很长,且让我一一表述。     

生物钟基因研究的开创者——迈克尔·罗斯巴什

正美国科学院院士、布兰迪斯大学(Brandeis University)生物学教授暨霍华德休斯医学研究所研究员迈克尔·罗斯巴什(Mich ael Rosbash)与另外两位美国科学家杰弗里·霍尔(Jeffrey C.Hall)和迈克尔·杨(Michael W.Young),因发现了决定生物钟行为的基因和这些基因产物的工作原理,荣获2017年诺贝尔     

生物钟基因研究的开创者——迈克尔·杨

正2017年的诺贝尔生理学或医学奖授予杰弗里·霍尔(Jeffrey C.Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔·杨(Michael W.Young),以表彰他们发现了控制昼夜节律的分子机制。本文的主人公是美国洛克菲勒大学(Rockefeller University)的遗传学家、副校长迈克尔·杨。     

棉铃虫生物钟基因HeDbt的克隆和表达模式分析

【目的】克隆并分析棉铃虫Helicoverpa armigera生物钟基因Double-time (Dbt),明确该基因的昼夜表达模式,探讨其表达水平的影响因子,为研究夜蛾科昆虫复眼中生物钟基因的作用机制奠定基础,为理解外周组织中生物钟基因功能提供参考。【方法】采用RT-PCR和RACE技术从2日龄棉铃虫雌成虫复眼中克隆生物钟基因Dbt,并利用在线网站和软件进行生物信息学分析。采用qPCR技术检测棉铃虫雌、雄成虫不同组织(头、脑、复眼、触角、胸、腹、足和翅)中Dbt的表达水平;检测光周期14L∶10D和持续黑暗(DD)下雌、雄成虫头和复眼中Dbt的昼夜表达模式;在暗期用棉铃虫敏感波段光(UV、蓝光和绿光)照射2日龄成虫6 h,检测复眼中Dbt表达水平的变化;在暗期进行雌、雄成虫交配,检测交配结束及3 h后复眼中Dbt表达水平的变化。【结果】成功克隆到棉铃虫生物钟基因Dbt的cDNA序列,命名为HeDbt(GenBank登录号: KM233159),开放阅读框长1 026 bp,编码314个氨基酸组成的多肽。HeDbt理论推测分子量为39.79 kD,等电点(pI)为9.55,不具有跨膜拓扑结构,包含典型的昆虫DBT蛋白保守区域,其与甜菜夜蛾Spodoptera exigua和柞蚕Antheraea pernyi DBT的同源性较高, 氨基酸序列一致性分别为99%和97%。qPCR结果表明,HeDbt在成虫各组织中均有表达,在头、脑和复眼中表达水平较低,在胸和腹中表达水平较高;在14L∶10D和DD下,头和复眼中HeDbt未呈现明显的昼夜表达节律。暗期光照和交配后,复眼中HeDbt的表达均显著下调,但雌、雄成虫间HeDbt表达水平整体相似。【结论】成功克隆得到棉铃虫生物钟基因HeDbt,其在棉铃虫成虫头和复眼中表达水平较低,且不具有昼夜规律性,但复眼中Dbt的表达受到光照和交配的影响。本研究为进一步探索夜蛾外周组织生物钟基因功能奠定了基础。     

二种与王蝶生物钟和迁徙相关的基因被发现

美国科研人员最近发现了2种与美洲王蝶的生物钟和迁徙有关的基因,其中一种基因是此前科研人员从未见过的。这一发现有助于专家深入了解王蝶的奇特本能。生物钟是生物生命活动的周期性节律。这种节律与昼夜变化或四季变化等自然界的节律相一致。每年10月底,上亿只美洲王蝶从美国     

水稻生物钟相关基因的表达特征鉴定及其功能预测分析

水稻作为我国重要农作物,其营养生长和生殖发育过程都受到严格的生物钟的控制,因此,生物钟基因的表达变化也是决定水稻产量和种子质量的主要决定因素之一。为了更全面系统的了解生物钟基因在水稻生长和发育过程中的功能,本研究采用生物信息学共表达方法,筛选和鉴定水稻和拟南芥中生物钟基因,并对比分析了这些生物钟基因在单双子叶模式植物中的可能功能。从水稻表达谱公共数据库中筛选与生物钟基因表达密切相关732个基因,并对筛选出的水稻生物钟相关基因进行表达特性、节律性、生物功能预测及其与拟南芥的对比分析,结果表明水稻和拟南芥的生物钟基因可能都具有在生物钟核心振荡器部分功能相对保守的特点。功能预测分析也还表明水稻生物钟基因参与了8类生物学过程,尤其在应激反应和代谢过程的方面具有明显富集性,从而间接佐证了水稻对于外界环境的响应及其代谢过程具有严格时间调控的分子机理。     

载脂蛋白基因和功能研究

绝大部分载脂蛋白(Apo)一级结构已阐明,目前进入基因水平的研究。Apo 结构多态性和功能之间关系值得注意。Apo 是脂蛋白必要的结构蛋白,它们作为配体与相应受体相互作用,同时调节脂蛋白代谢三个关键酶:脂蛋白脂酶,肝性甘油三酯脂酶和卵磷脂胆固醇酰基转移酶的活性。Apo 可能作为一种代谢程序剂,编序和调节脂蛋白代谢和体内胆固醇平衡。     

利钠肽家族基因与心血管疾病研究新进展

利钠肽家族是一组由心肌细胞分泌的激素,主要包括A型、B型和C型利钠肽,具有相似的基因结构和生理学效应,可对心血管系统产生血压调节、抗心肌肥厚、抗心肌纤维化和抗心肌弛缓等保护作用。利钠肽受体A、B和C亦介导多种生理活性,调节心血管稳态。利钠肽受体A选择性结合A型、B型利钠肽。利钠肽受体B结合C型利钠肽。利钠肽受体C结合各型利钠肽,通过受体介导的内化和退化作用清除血液循环中利钠肽。对利钠肽家族及其受体基因单核甘酸多态性及功能研究显示,其与多种心血管疾病(房颤、高血压、心力衰竭等)的易感性相关。利钠肽家族及其受体基因缺失的转基因小鼠表现为心肌肥厚、心肌纤维化,与高血压、心肌病及心力衰竭的发生发展相关。各种导致心肌肥厚和缺血性损伤的刺激均参与利钠肽及其受体基因的表达调控。临床将脑钠肽作为左室功能障碍和心力衰竭失代偿的一个预测指标。静脉注射重组脑钠肽已经成为治疗急性心力衰竭的有效手段。深入了解利钠肽家族基因变异及其信号调控有助于探索心血管疾病的病理生理机制,为临床诊疗开辟新思路。     

利钠肽家族基因与心血管疾病研究新进展

利钠肽家族是一组由心肌细胞分泌的激素, 主要包括A型、B型和C型利钠肽, 具有相似的基因结构和生理学效应, 可对心血管系统产生血压调节、抗心肌肥厚、抗心肌纤维化和抗心肌弛缓等保护作用。利钠肽受体A、B和C亦介导多种生理活性, 调节心血管稳态。利钠肽受体A选择性结合A型、B型利钠肽。利钠肽受体B结合C型利钠肽。利钠肽受体C结合各型利钠肽, 通过受体介导的内化和退化作用清除血液循环中利钠肽。对利钠肽家族及其受体基因单核甘酸多态性及功能研究显示, 其与多种心血管疾病(房颤、高血压、心力衰竭等)的易感性相关。利钠肽家族及其受体基因缺失的转基因小鼠表现为心肌肥厚、心肌纤维化, 与高血压、心肌病及心力衰竭的发生发展相关。各种导致心肌肥厚和缺血性损伤的刺激均参与利钠肽及其受体基因的表达调控。临床将脑钠肽作为左室功能障碍和心力衰竭失代偿的一个预测指标。静脉注射重组脑钠肽已经成为治疗急性心力衰竭的有效手段。深入了解利钠肽家族基因变异及其信号调控有助于探索心血管疾病的病理生理机制, 为临床诊疗开辟新思路。     

靶向生物钟的小分子化合物的筛选与疾病治疗

生物时钟参与了生物体内多种生理功能的调节。流行病学和遗传学的相关证据显示,生物时钟的紊乱导致了包括自身免疫病、代谢综合征和癌症等许多病理状况。而相关研究表明,一些小分子化合物可以通过作用于生物钟系统使机体健康状况得到改善。这些小分子化合物通常通过调节节律系统中的重要元件,进而增强机体的生物节律或修复紊乱的节律。因此,将昼夜节律系统作为药物靶点,为昼夜节律紊乱相关的疾病的治疗提供了新的策略。例如作为一种时钟信号分子的褪黑素,常被考虑用于治疗失眠等疾病。然而,目前临床上缺乏有效调控节律表型的药物,在此情况下,蛋白激酶抑制剂是目前处于临床前开发中的一类有效地引起较大时相延迟的化合物。而其他小分子除了作为免疫调节剂的ROR激动/抑制剂以外,在临床上的应用还十分有限,多数仅限于在动物模型上的研究。本文总结了目前已发现的对生物体昼夜节律系统具有调控作用的小分子化合物,并简要归纳了其筛选策略,为开发靶向作用于昼夜节律系统的药物提供理论基础。     

SNP与Hbb基因多态性的关联性

目的从单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）水平探索小鼠生化标记基因Hbb多态性的形成机理。方法从DNA、RNA和蛋白多肽3个方面分析研究Hbb基因的多态性。结果基因组DNA中有4个SNP位点与Hbbd/s多态性相关：分别为外显子1中的2个T（G）,外显子2中的G（A）和外显子3中的A（G）;RNA水平有4个SNP位点与Hbbd/s多态性相关：分别对应为外显子1中的2个T（G）,外显子2中的G（A）和外显子3中的A（G）;蛋白多肽水平第13、20和139位氨基酸残基,即Cys/Gly、Ser/Ala和Thr/Ala间的转换与Hbb/s多态性相关,分别对应于外显子1中的2个T（G）和外显子3中的A（G）。结论第13、20和139位氨基酸残基,即Cys/Gly、Ser/Ala和Thr/Ala间的转换可能是Hbbd/s多态性的形成原因。     

MICB基因多态性与肺癌的易感关联性研究

目的:研究海南汉族人群MICB等位基因的多态性与肺癌易感性之间的关联性。方法:采用PCR-SSP(PCR sequence-specific primers)和PCR-SBT(PCR sequence-based typing)方法对样本MICB等位基因的多态性进行检测。结果:肺癌患者中检出14种MICB等位基因;和对照组相比较,MICB*00502等位基因在肺癌患者组分布频率较少(43.5%vs 57.8%),MICB*016等位基因在肺癌患者组分布较多(5.9%vs 0.6%);MICB*016等位基因可能对肺癌易感(OR=11.19,95%CI:2.59-48.24,Pc0.05);MICB*00502等位基因可能对肺癌不易感(MICB*00502:OR=0.56,95%CI:0.42-0.76,Pc0.05)。结论:MICB等位基因的多态性与肺癌的易感性之间存在关联性。     

MICB基因多态性与乳腺癌的易感关联性研究

目的:研究海南汉族人群MICB等位基因的多态性与乳腺癌易感性之间的关联性。方法:采用PCRSSP(PCR sequence-specific primers)和PCR-SBT(PCR sequence-based typing)方法对样本MICB等位基因的多态性进行检测。结果:乳腺癌患者中检出14种MICB等位基因;和对照组相比较,MICB*002和MICB*014等位基因在乳腺癌患者组分布频率较少,MICB*002和MICB*014等位基因可能对乳腺癌不易感(MICB*002:OR=0.31,95%CI:0.19-0.51,Pc0.05;MICB*014:OR=0.32,95%CI:0.17-0.60,Pc0.05)。MICB*016和MICB*003等位基因在乳腺癌患者组分布较多;MICB*016和MICB*003等位基因可能对乳腺癌易感(MICB*016:OR=10.68,95%CI:2.52-45.28,Pc0.05;MICB*003:OR=3.57,95%CI:1.34-9.49,Pc0.05);MICB*002/002和MICB*014/014基因型可能对乳腺癌不易感(MICB*002/002:OR=0.12,95%CI:0.04-0.36,Pc0.05;MICB*014/014:OR=0.30,95%CI:0.10-0.89,Pc0.05)。结论:MICB等位基因的多态性与乳腺癌的易感性之间存在关联性。     

鱼类低温耐受机制与功能基因研究进展

不同鱼类适应环境温度的能力不同,这是经过长期适应和进化的结果,是遗传信息特异性表达的具化表现,也是鱼类自身生理生化性能差异的反映。当前,对低温下鱼类的生理反应已经有深入研究,同时,对鱼类适应低温环境和耐受低温胁迫的分子生物学机制的研究方兴未艾,引起研究人员的广泛兴趣。高通量测序技术成本的降低和生物信息学技术的应用,允许研究者利用组学方法研究低温胁迫下鱼类的代谢途径和分子信号通路,在生物整体水平上分析鱼类响应低温胁迫的分子机制,挖掘低温耐受功能基因。研究发现,极地鱼类在长期适应环境的过程中,基因组不断进化,通过功能基因的获得、缺失和大规模扩增,适应长期低温环境;在转录调控水平上,低温胁迫下鱼类转录表达谱既表现出多细胞动物的保守性,同时又具有明显的物种特异性和组织特异性。抗冻(糖)蛋白、分子伴侣、代谢酶类和膜通道蛋白等都参与鱼类响应低温胁迫的过程。但是,不同种类蛋白质的编码基因结构与表达、功能与应用研究不尽相同。从进化、遗传表达和表观遗传学角度分别综述鱼类低温耐受的分子机制,总结鱼类低温耐受相关功能基因,预测鱼类低温耐受机制和应用研究热点,旨在为本领域研究人员提供思路。     

APC基因结构及功能异常与人类肿瘤的关系

腺瘤样结肠息肉病易感基因是１９９１年从结肠癌中克隆到的一个新的抑癌基因,定位于５号染色体长臂。ＡＰＣ基因产物功能不茂清楚,发现其可调节ｃ－ｍｙｃ基因ｍＲＮＡ的成熟和ｒａｓ基因的表达,与蛋白质相互作用有关。