植物GH3基因家族的功能研究概况

植物GH3基因是一种典型的植物生长素原初反应基因,此类基因与植物的生长发育密切相关。GH3基因在植物生长素信号途径、光信号途径以及植物的防卫反应中起着重要作用。植物GH3蛋白具有植物生长素氨基酸化合成酶活性,这有助于维持植物生长素的动态平衡。该文介绍拟南芥等植物中GH3基因的生物学功能研究概况和最新进展,为植物GH3基因家族的进一步研究提供参考。     

植物GH3 基因家族的功能研究概况

植物GH3基因是一种典型的植物生长素原初反应基因, 此类基因与植物的生长发育密切相关。GH3基因在植物生长素信号途径、光信号途径以及植物的防卫反应中起着重要作用。植物GH3蛋白具有植物生长素氨基酸化合成酶活性, 这有助 于维持植物生长素的动态平衡。该文介绍拟南芥等植物中GH3基因的生物学功能研究概况和最新进展, 为植物GH3基因家族的进一步研究提供参考。     

细胞因子FAM3家族研究进展

FAM3家族是2002年新发现的一个细胞因子样基因家族,由FAM3A、FAM3B、FAM3C和FAM3D4个成员组成,分别编码含有224—235个氨基酸残基的多肽,它们在二级结构上都具有4个α螺旋。这种二级结构特征与一些细胞因子相似。本文综述了FAM3家族成员的基因定位及结构、基因表达和分泌的调控,以及生理功能和病理意义的研究进展。     

FAM96A和FAM96B结构与功能的研究进展

96序列相似的家庭成员A和B（family with sequence similarity 96 member A and B,FAM96A和FAM96B）是属于MIP18（MMS19-interacting protein of 18 kD）家族的2个高度保守的同源蛋白,MIP18是与有丝分裂纺锤体相关的MMDX（MMS19-MIP18-XPD）复合体的亚基。研究表明,FAM96A和FAM96B在人胃肠道间质瘤、结肠癌、肝癌、胃癌和乳腺癌等多种肿瘤组织中的表达显著降低,提示其可能是作为潜在的抑癌基因参与肿瘤的发生发展,但目前关于FAM96A和FAM96B在肿瘤发生发展过程中的作用机理并不十分清楚。此外,研究发现FAM96A和FAM96B可通过与其他不同的蛋白质相互作用在体内发挥多种不同的功能。因此,就目前对于FAM96A和FAM96B结构和功能的研究所取得的进展进行了回顾与总结,并对其在肿瘤发生发展中的分子机制和相互作用蛋白鉴定的研究前景进行了展望,以期为临床上将FAM96A和FAM96B作为新的肿瘤诊断标志物和治疗靶点奠定基础,并为揭示二者在体内更多的新功能提供依据。     

植物GH3基因家族的生物信息学分析

植物生长素在植物的生长发育过程中至关重要,GH3基因家族是植物生长素早期应答的成员。本研究采用比较基因组学的方法,利用已经分离的拟南芥GH3(Gretchen Hagen3)蛋白为检索序列,在全基因组水平上搜索拟南芥、水稻、葡萄、白杨和苜蓿的GH3基因的同源序列。最终确定了59个GH3候选基因,其中拟南芥19个,水稻14个,葡萄9个,白杨14个,苜蓿3个。对同源序列作进一步的多序列联配、MEME、ESTs和系统发生表达分析,结果表明:GH3基因家族的基本特征在单双子叶植物分离之前就已经形成;GH3结构域在蛋白质间较保守,可以分为3个亚家族,其中个别蛋白发生了基序丢失;59个同源蛋白中的40个成员找到了ESTs的证据,且表达部位多样,不同成员之间的表达部位存在差异。该研究结果将为植物的GH3基因家族的研究提供参考。     

FAM160A2功能缺失性突变可能诱发心房颤动

心房颤动(atrial fibrillation, AF)是临床最常见的心律失常,对AF致病基因的研究,有助于AF早期筛查。本文旨在家族性AF人群和散发性AF人群中筛选具有潜在发病意义的易感基因,并对其在AF发生机制进行初步探讨。首先对4名家族性AF进行全外显子组测序(WES),鉴定AF相关基因。然后用Sanger测序在非家族性AF人群和健康人群中证实易感基因突变情况,应用Western印迹分析其蛋白质表达情况,利用膜片钳技术分析突变基因对外向钾离子电流的影响。家族共有39人,其中有4人发生AF,这4名AF患者存在2个共有的突变基因FAM160A2(纯合突变,rs77726581 c.1375C>T)和MUC5B(杂合突变,rs199736618 c.12272C>T)。在52例非家族性AF患者中,有5例存在FAM160A2相同位点杂合突变,在健康人群中未发现此突变;而MUC5B在非家族性AF人群和健康人群中均发生杂合突变。FAM160A2蛋白在非家族性AF散发人群和健康人群中表达水平并无显著性差异。FAM160A2基因突变明显降低外向钾离子电流(与野生型比较,P<0...     

Sox基因家族功能的研究进展

Sox（Sry-related high mobility group box）基因是由众多具有HMG-box保守基序构成的超基因家族,是与位于雄性动物Y染色体上的Sry基因同源的家族基因,在很多动物中都有表达。由于其编码的蛋白质具有结合DNA的能力,因而认为Sox基因家族是一类重要的转录调控因子。在个体发育过程中,Sox基因广泛参与了动物的早期胚胎发育、性别决定和分化、神经系统发育、软骨及多种组织器官的形成,具有重要的生物学功能。主要对Sox家族基因的功能及其研究进展进行简要的综述。     

昆虫几丁质酶基因家族功能研究进展

昆虫几丁质酶的研究历史很长,研究内容也非常广泛;但仅局限于传统的方法研究某个昆虫单个基因的功能及应用。近年来,随着生物信息学和RNAi技术在生命科学研究工作中的广泛应用,在昆虫几丁质酶的研究方面也取得了较大进展。本文主要以生物信息学在几丁质酶家族基因鉴定和分类研究过程中的应用,以及利用RNAi技术分析几丁质酶不同家族成员在赤拟谷盗和褐飞虱两种昆虫生长发育中的功能比较分析,对全面认识昆虫几丁质酶基因家族功能和作用机理,并利用几丁质酶基因防治害虫奠定良好的基础。     

玉米CIPK基因家族的鉴定及ZmCIPK3的抗旱性功能研究

钙调磷酸酶B类互作蛋白激酶（CIPK,CBL interacting protein kinases）是植物钙离子信号通路中响应非生物逆境胁迫的重要蛋白激酶之一。本研究以拟南芥和水稻中CIPK家族基因序列信息为基础,利用玉米参考基因组B73和生物信息学分析方法,全基因组范围内鉴定玉米CIPK基因家族成员,分析CIPK家族基因的进化关系、基因结构、基因表达模式和对干旱胁迫的响应。本研究共鉴定出44个玉米CIPK家族基因,并将其分为5个亚家族,每个亚家族有不同的外显子-内含子和UTR的结构特征;基于基因差异表达分析,筛选出5个与抗旱性相关的候选基因ZmCIPK3、ZmCIPK7、ZmCIPK44、ZmCIPK25和ZmCIPK28;进一步的遗传数据表明,干旱胁迫下ZmCIPK3拟南芥转基因株系的存活率明显高于野生型,提高了拟南芥的抗旱性;同时,干旱胁迫下ZmCIPK3拟南芥转基因株系中抗旱性相关生化指标过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性显著高于野生型,而丙二醛和脯氨酸的含量显著低于野生型。本研究在玉米全基因组水平上鉴定了CIPK基因家族成员,分析了其在不同抗旱性材料、不同水分处理下的基因表达模...     

毛果杨羧酸酯酶基因家族的功能研究

羧酸酯酶(CXE)是一类具有α/β折叠结构域的水解酶类,在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要作用。该研究以毛果杨(Populus trichocarpa)植株为材料,通过TBLASTN搜索和手动校正鉴定毛果杨CXE基因,并分析CXE基因家族基本特征、基因结构和表达模式,通过亲和层析纯化大肠杆菌表达的毛果杨CXE蛋白,然后利用荧光法和pH指示剂法测定CXE蛋白酶学活性,为深入揭示林木CXE基因家族的功能奠定基础。结果表明:(1)从毛果杨基因组中共鉴定出52个CXE基因,且52个CXE蛋白都含有完整的α/β水解酶结构域;毛果杨52个CXE基因分为3个类型,每一类型分别有39、4和9个CXE基因。(2)毛果杨CXE基因在染色体上的分布不均匀,其中有28个CXE基因以基因簇的形式分布在6条染色体上,其余24个CXE基因分散分布在16个染色体上。(3)毛果杨8个CXE基因在木质部、韧皮部、叶、小枝和根等5个组织部位均未检测到表达,其余44个CXE基因在5个组织部位呈现差异性表达。(4)在大肠杆菌中表达并纯化了5个毛果杨CXE蛋白(PtCXE4、5、6、41、43),且5个蛋白对植物体内发现的24个天然底物的催化能力测定发现,PtCXE5可以催化天然底物的个数最多(11个);酶学性质分析表明,5个蛋白都可以催化4-甲基伞形酮乙酸酯(4-MU acetate)和4-甲基伞形酮丁酸酯(4-MU butyrate)水解,却都不能催化4-甲基伞形酮月桂酸酯(4-MU laurate)和4-甲基伞形酮棕榈酸酯(4-MU palmitate)水解,且随着底物碳链长度的增加,蛋白的催化活性也随之下降;酶活性的pH依赖性分析发现,在pH6.0～9.0范围内,随着pH的升高5个蛋白的催化活性均呈现升高的趋势。     

杨树MIR171基因家族进化与功能分化研究

microRNA(miRNA)是一类重要的非编码小分子RNA,广泛参与植物生长发育和胁迫响应的调控。毛果杨MIR171基因家族是一个古老的miRNA基因家族,具有14个成员。本研究对毛果杨MIR171基因家族的基因倍增模式、表达方式、启动子结构及靶基因进行了分析。结果表明:毛果杨MIR171基因家族主要通过48~54百万年前的染色体大片段重复进行扩张,其表达方式和功能已经出现分化。MIR171基因家族可能主要通过调控GRAS转录因子和信号转导蛋白参与杨树生长发育、光信号转导和光形态建成的调控。     

棘孢木霉糖苷水解酶3基因家族的生物信息学及表达模式分析

【背景】糖苷水解酶(glycoside hydrolase, GH) 3基因家族成员主要编码胞外β-葡萄糖苷酶,是纤维素降解中的关键酶。【目的】鉴定棘孢木霉GH3基因家族成员,探究其在纤维素降解过程中转录水平的表达模式。【方法】通过生物信息学方法对棘孢木霉GH3基因家族成员进行鉴定,对其基因结构、系统进化、蛋白理化性质、亚细胞定位及蛋白质三级结构进行分析,并采用荧光定量PCR技术对纤维素诱导下转录水平的表达模式进行综合分析。【结果】棘孢木霉基因组共鉴定到16个GH3基因家族成员,含有1-8个外显子,编码蛋白质长度为533-934个氨基酸,分子量为57.82-101.91 kDa,大多数为胞外蛋白。系统发育表明,该基因家族成员可分为4组,与里氏木霉的相似性较高。基因表达模式分析表明,纤维素诱导下,16个GH3基因均有表达,但不同成员在转录水平的表达存在差异。其中,1个基因呈组成型表达,2个基因表达下调,13个基因表达上调。棘孢木霉的胞外β-葡萄糖苷酶活力在纤维素诱导下明显提升,与GH3基因家族成员在转录水平的整体表达模式相一致。【结论】棘孢木霉基因组共包含16个GH3基因家族成员,而且多...     

载脂蛋白多基因家族分子进化的研究

与脂质运输有关的载脂蛋白基因构成一个复杂的多基因家族。为探讨这种演化时间长的基因家族的进化规律,本文首先建立了一种在非均衡进化速率条件下计算系统发生树中任意分支长度的简易方法,并可在此基础上算出无根分支系统树中分歧年代的期望值。进一步对本文科１０个种属共２６种载脂蛋白的系统演作作了实际分析,结果提示：①ＡｐｏＡ－Ｉ＇ＡｐｏＡ－ＩＶ,ＡｐｏＥ及ＡｐｏＡ－ＩＩ的共同祖先可能在奥陶纪水生脊椎动物中就已存     

芸薹属(Brassica napus,B.rapa,B.oleracea) CAMTA3基因家族的鉴定及生物信息学分析

芸薹属(Brassica)植物(甘蓝型油菜,白菜,甘蓝)是重要的经济作物,它们之间的关系可用禹氏三角表示.CAMTA是在进化过程中高度保守的一类转录因子家族,该家族成员在芸薹属植物抗逆境胁迫过程中具有重要作用.为了探讨芸薹属CAMTA3基因家族的功能,本研究利用生物信息学手段,鉴定了芸薹属(白菜,甘蓝和甘蓝型油菜)CAMTA3基因家族的8个基因,并从蛋白质的理化性质、家族进化与基因结构和上游启动子等方面进行了分析研究.分析表明,芸薹属CAMTA3基因家族8个成员在进化过程中具有较高的保守性,其亲缘关系与禹氏三角理论相符,且各成员在植物响应抗胁迫过程中占重要地位.研究结果为芸薹属CAMTA3基因家族的功能研究提供了一定的信息基础.     

Ska2/FAM33A:一个参与细胞周期调控与肿瘤发生的新基因

Ska2(spindle and KT associated 2),也称FAM33A(family with sequence similarity 33,member A),是一个最近鉴定的参与细胞周期调控与肿瘤发生发展的新基因。现有研究初步证实,Ska2参与组成Ska复合体,在有丝分裂中期纺锤体检验点关闭中起重要作用;Ska2在小细胞肺癌和乳腺癌中呈现表达上调,可通过糖皮质激素受体等途径参与细胞增殖调节和肿瘤发生发展;NF-κΒ和CREB等转录因子可能参与Ska2的表达调控。Ska2有望成为一个恶性肿瘤诊断和靶向治疗的新靶点。     

再生基因家族的研究

再生基因家族自1988年被发现以来,其在糖尿病、炎症创伤与肿瘤尤其在消化系统肿瘤中的作用日渐被重视。越来越多的该家族成员被发现,并已开始考虑在临床治疗中应用。这些研究开始显示再生基因家族的潜在应用价值。 Abstract:Since the first member of Reg gene was discovered in 1988,it has been verified that Reg genes play important roles in diabetes,inflammation and injury,and tumors.More members were cloned and their application in treatment was studied.With the development of related research,there is a great potential of Reg family in biomedical field.     

谷子逆境相关基因家族研究进展

植物抗逆分子机制是当前的热点研究问题之一,研究目的在于从分子水平上解释植物适应逆境的机制、获得各种抗逆基因并通过遗传工程提高植物抗逆性。介绍了植物响应逆境的分子机制,重点概述了近年来抗旱耐瘠典型作物谷子的抗逆相关基因家族的研究进展,同时展望了谷子基因功能研究的发展前景,以期为今后培育高效抗逆作物新品种提供思路。     

心脏特异表达人源FAM55A转基因小鼠的建立

目的建立心脏特异表达的人源FAM55A转基因小鼠,为研究该基因在心肌病发病中的作用提供模型。方法 Western blot检测FAM55A在野生型小鼠与cTnTR141W转基因小鼠心脏组织中的表达变化及其在野生小鼠的组织表达谱。克隆人源FAM55A基因入α-MHC启动子下游构建a-MHC-FAM55A表达载体,显微注射法建立FAM55A转基因小鼠。PCR鉴定转基因首建鼠的基因型。Western blot鉴定人源FAM55A在转基因小鼠心脏中的表达,超声检测转基因小鼠心脏的几何构型和功能。HE染色检测转基因小鼠心脏的病理改变。结果 FAM55A在野生型小鼠心脏中有少量表达,在扩张型心肌病小鼠的心脏中表达增加。建立了1个心脏组织特异表达人源FAM55A转基因小鼠品系。与野生型小鼠相比,FAM55A转基因小鼠的心脏收缩期和舒张期左室前壁从1月龄到5月龄持续增厚,3月龄转基因小鼠心脏射血分数和短轴缩短率稍有增强,1月龄和5月龄转基因小鼠心脏功能则与同龄野生型小鼠相比无变化。组织学检测显示,转基因小鼠心脏左室心肌细胞不均匀肥大,但不发生紊乱。结论 FAM55A在扩张型心肌病小鼠的心脏中表达上调,建立了心脏特异表达的人源FAM55A转基因小鼠,为进一步和心肌病小鼠模型杂交,研究该基因在心肌病发病中的作用提供了工具。     

葡萄SBP基因家族生物信息学分析

SBP(squamosa promoter binding protein,SBP)基因家族是植物所特有的一类重要转录因子,广泛参与植物生长、发育以及多种生理生化反应的信号传导。葡萄是继拟南芥、水稻和杨树之后完成全基因组测序的第四种开花植物,因此葡萄逐渐成为分子生物学研究的重点对象,进行葡萄基因组信息挖掘与分析对于葡萄功能基因组学的发展具有重要意义。本文利用生物信息学方法对葡萄家族45条SBP蛋白序列的系统发生和SBP基因组定位进行分析,然后对其氨基酸组成成分、理化性质以及二级和三级结构进行预测和分析,同时还分析了葡萄与拟南芥的SBP基因家族之间的联系。结果显示这45条蛋白序列与拟南芥16个SBP基因蛋白序列一起分成了3个亚族,说明拟南芥与葡萄SBP基因间具有较高的保守性;进一步的基因组定位结果发现其分布在14条染色体上,较拟南芥在染色体上的分布更为分散。研究还发现不同亚家族间氨基酸数目、氨基酸序列间的疏水性存在一定的差异;而二级结构预测结果发现,41条氨基酸序列以随机卷曲为主要组成部分,这与拟南芥相似,且45条氨基酸序列三维结构十分相似。本文实验结果均为葡萄SBP基因家族的进一步功能分析提供了重要研究基础。