耐辐射球菌DNA双链断裂修复机制研究新进展

耐辐射球菌对于电离辐射等DNA损伤剂具有极强的抗性,能够将同一个基因组中同时产生的高达100个以上的DNA双链断裂在数十小时内高效而精准地进行修复,是研究DNA双链断裂修复机制的重要模式生物。同源重组、非同源末端连接和单链退火途径作为3个主要的修复途径参与了耐辐射球菌基因组DNA双链断裂的修复过程。此外,一系列新发现的重要蛋白质,如Ppr I、Ddr B等对于耐辐射球菌基因组的修复过程同样至关重要。根据本实验室和国内外在这一研究领域近年来的报道,以不同的修复途径为线索,综述该菌DNA双链断裂修复机制的最新研究成果。     

耐辐射奇球菌辐射损伤修复机制的研究进展

耐辐射奇球菌是迄今为止发现的对辐射抗性最强的原核生物,是研究DNA损伤与修复的模式生物.耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans,DR)对于电离辐射、紫外线、干燥、H2O2以及其他一些DNA损伤剂均表现出极强的抵抗能力,对于这种超强抗性的具体机制,学界至今尚未形成定论.对DR DNA损伤修复机制的解释包括切除修复和重组修复.本文就耐辐射奇球菌DNA辐射损伤后修复机制的研究进展作一综述.     

ADPRT抑制剂对不同辐射敏感性人肿瘤细胞株的作用比较

从细胞的克隆形成能力和细胞DNA双链断裂及修复几方面分析了两个人卵巢癌细胞株HOC8和A2780对电离辐射的敏感性并探讨了ADP-核糖基转移酶（ADPR）的特异性抑制剂3-氨基苯甲酰胺（3－AB）对二者的辐射增敏效应,结果表明A2780细胞的辐射敏感性大大高于HOC8细胞,其D0值分别为0．9和2．5Gy;γ射线所致两株细胞的初始DNA双链断裂水平没有显著差异,但A2780细胞对DNA双链断裂的修复能力比HOC8细胞低．3AB能降低受照细胞的克隆形成能力及细胞对双链断裂的修复能力,其中对HOC8细胞的作用更为明显．     

HIV-1Tat蛋白抑制DNA修复和增强细胞辐射敏感性

近年来临床研究发现,艾滋病合并肿瘤患者放疗后产生的正常组织和皮肤毒性反应明显高于普通肿瘤患者.本研究将探讨HIV-1Tat蛋白是否影响细胞对电离辐射敏感性及机理. 两个表达Tat蛋白的细胞系TT2和TE671-Tat均来源于人的横纹肌肉瘤细胞（TE671）并已转染了不同来源的tat基因.使用细胞辐射后克隆形成率检测辐射敏感性,RT-PCR和Western 印迹检测基因表达,彗星电泳和γ-H2AX位点检测DNA双链断裂和修复. TT2和TE671-Tat细胞的辐射敏感性与转染空载体及对照细胞相比明显增加.彗星电泳和γ-H2AX位点检测表明,在表达Tat蛋白的细胞中,辐射诱导DNA双链断裂的修复水平明显降低.通过RT-PCR和Western 印迹检测进一步证实,表达Tat蛋白的细胞中DNA修复蛋白DNA-PKcs的表达被抑制. HIV-1Tat蛋白抑制DNA-PKcs的表达,降低DNA双链断裂的修复,使细胞的电离辐射敏感性增高.本研究为了解AIDS合并肿瘤患者对放射治疗敏感性变化提供了重要信息.     

耐辐射球菌辐射耐受机制的研究进展

耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans,Dr)是迄今为止地球上发现的最具辐射抗性的生物之一,对紫外线、干旱和诱变剂等损伤因子均表现出极强的抗性,备受世界各国科学家的广泛关注。目前关于其抗辐射机理已有大量的文献报道。根据国内外最新的研究成果,从DNA损伤修复机制、抗氧化防御系统、特殊的生存方式及细胞净化系统等方面,对耐辐射球菌辐射抗性机理的研究进行了简单的概述,并对未来Dr耐辐射机制的研究趋势进行了展望,以期为进一步研究该菌的辐射耐受机制奠定基础。     

抗辐射菌中DNA损伤修复主要基因群的研究进展

抗辐射红色球菌对电离辐射具有很高的放射线抵抗性,该菌具有惊人的DNA的二条链切断的修复能力,由辐射等引起的切断损伤DNA在几至十几小时内能高效正确地进行完全修复。在对切断的双链DNA进行修复时,除了大肠杆菌等生物在切断的双链DNA修复时出现的蛋白质以外,还有该菌所特有的修复蛋白质也参与修复。本文对该菌所特有的DNA二条链的切断损伤修复的主要基因及其相互作用进行了简要介绍。     

耐辐射奇球菌crtⅠ基因缺失突变株的构建及其功能研究

利用PCR方法和体内同源重组技术,对耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中控制色素合成的关键基因--crtⅠ进行缺失突变,成功获得红色色素缺失突变株M61.对突变株分别进行不同剂量电离辐射(IR)和不同浓度过氧化氢(H2O2)处理,结果表明与野生型菌株R1相比,突变株M61对电离辐射的抗性降低;对过氧化氢的敏感性明显上升,在高浓度H2O2条件下表现异常敏感.HPLC分析结果显示,crtⅠ基因的完全缺失对色素合成途径产生重要影响,导致番茄红素和其他红色类胡萝卜素的合成被抑制.证明crtⅠ基因是耐辐射奇球菌中控制红色类胡萝卜素合成的一个关键基因.为阐明耐辐射奇球菌中类胡萝卜素参与的抗辐射和抗氧化机制奠定了一定基础,为进一步研究类胡萝卜素在耐辐射奇球菌中的合成途径及功能提供了思路.     

ADPRT抑制剂对不同辐射敏感性人肿瘤细胞株的作用比较

从细胞的克隆形成能力和细胞ＤＮＡ双链断裂及修复几方面分析了两个人卵巢癌细胞株ＨＯＣ８和Ａ２７８０对电离辐射的敏感性并探讨了ＡＤＰ－核糖基转移酶的特异性抑制剂３－氨基苯甲酰胺对二的辐射增敏效应,结果表明Ａ２７８０细胞的辐射敏感性大大高于ＨＯＣ８细胞,其Ｄ０值分别为０．９和２．５Ｇｙ;γ射线所致两株细胞的初始ＤＮＡ双链断裂水平没有显差异,但Ａ２７８０细胞对ＤＮＡ双链断裂的修复能力比ＨＯＣ８细胞低。     

耐辐射奇球菌crtI基因缺失突变株的构建及其功能研究

利用PCR方法和体内同源重组技术,对耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中控制色素合成的关键基因———crtI进行缺失突变,成功获得红色色素缺失突变株M61。对突变株分别进行不同剂量电离辐射(IR)和不同浓度过氧化氢(H2O2)处理,结果表明:与野生型菌株R1相比,突变株M61对电离辐射的抗性降低;对过氧化氢的敏感性明显上升,在高浓度H2O2条件下表现异常敏感。HPLC分析结果显示,crtI基因的完全缺失对色素合成途径产生重要影响,导致番茄红素和其他红色类胡萝卜素的合成被抑制。证明crtI基因是耐辐射奇球菌中控制红色类胡萝卜素合成的一个关键基因。为阐明耐辐射奇球菌中类胡萝卜素参与的抗辐射和抗氧化机制奠定了一定基础,为进一步研究类胡萝卜素在耐辐射奇球菌中的合成途径及功能提供了思路。     

耐辐射奇球菌在放射性环境中的生物修复作用*

放射性废弃物污染治理是一项全球性课题,耐辐射奇球菌具有超强的辐射抗性,在放射性环境中,目前已经有一系列重金属抗性,还原以及有机物降解基因在耐辐射奇球菌中得到成功表达,显示出耐辐射奇球菌在放射性环境中行使生物修复功能的诱人前景,针对目前的进展及存在问题作一综述。     

耐辐射球菌基因DRB0099缺失突变株的构建及逆境分析

耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans R1)有着极强的辐射抗性.研究其抗辐射的机理对于处理放射性废料有着潜在的应用价值.在耐辐射球菌的基因组中,许多序列的功能未知.其中DRB0099尤为引人注意.将DRB0099缺失突变构建该基因的突变株.对野生型和突变体进行比较后发现,在正常生长条件下的前期阶段(0～16 h),突变体生长速度比野生型慢.16 h以后,野生型逐渐进入稳定生长期.这时,突变株的生长速度高于野生型.但是,野生型的浓度一直高于突变株.表明在DRB0099被删除后,耐辐射球菌的生长可能受到了阻滞.在紫外线照射的条件下,尽管野生型随着照射剂量的增加,存活率越来越低,但是要比突变体高许多.野生型具有比突变体更强的修复DNA双链断裂的能力.DRB0099可能直接参与了对DNA的修复.突变体对H2O2的敏感程度高于野生型,表明野生型耐辐射球菌在对抗活性氧保护其蛋白质、DNA或者DNA修复方面具有比突变体更强的功能.在低浓度H2O2处理条件下,尽管野生型和突变体的存活率都出现下降趋势,但二者的差值并不大.随着H2O2剂量的增加,二者的差值越来越大.表明随着活性氧浓度的增加,蛋白质和DNA损伤的数量增加,失去DRB0099基因功能的突变体比野生型更容易受到损伤.在紫外线照射处理或者H2O2处理条件下,DRB0099能够保护蛋白质和DNA.     

耐辐射奇球菌基因组DNA表达文库的构建与鉴定

目的:构建耐辐射奇球茵(Dcinoeoccus radiodurans R1)基因组DNA表达文库,为进一步研究耐辐射奇球茵高抗辐射的调控网络奠定基础.方法:提取耐辐射奇球菌基因组DNA,用Sau3AI酶将基因组DNA部分酶切成0.5-5 kb大小的片段,用T4DNA连接酶将部分酶切片段与经BamH I和碱性磷酸酶(CIAP)处理的pGADT7栽体进行连接后电击转化大肠杆菌DH5a.结果:得到重组子数为2.2×104,扩增后的文库滴度为108 cfu/mL.结论:构建了耐辐射奇球菌基因组pGADT7表达文库,为进一步筛选与高抗辐射相关基因产物的互作蛋白奠定了基础.     

辐射敏感细胞ku80基因突变及其DNA结合活性研究

RT-PCR克隆辐射敏感细胞及其亲本细胞的ku80基因cDNA,发现辐射敏感细胞的ku80基因与双链断裂DNA末端相互作用的位置存在基因突变,用凝胶阻滞和DNA-蛋白质印迹进一步证实突变ku基因编码蛋白结合双链断裂末端DNA的能力下降,暗示其细胞辐射敏感性可能与Ku蛋白功能异常有关.     

耐辐射异常球菌DNA损伤与修复相关基因的比较基因组研究

耐辐射球菌 (Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｕｓｒａｄｉｏｄｕｒａｎｓ,ＤＲ)是Ａｎｄｅｒｓｏｎ等[1] 在 1 95 6年从灭菌处理的肉类中发现的一种非病原性红色球菌 ,该球菌对电离辐射 (存活最高剂量约 1 5ｋＧｙ,即普通真核生物的 1 0 0 0倍 )、紫外线、干燥、强氧化剂和一些化学诱变剂显示惊人的抗性[2～5] 。实验证实 ,由辐射引起的损伤ＤＮＡ在几十小时内能够完全修复[4 ,5] 。这种超强ＤＮＡ修复能力吸引人们去研究其潜在修复机制以及寻找与修复有关的特殊基因或酶 ,以便能应用基因工程的技术对放射性、重金属污染物进行生物修复 ,为癌症治疗尤其…     

耐辐射异常球菌抗辐射机理的研究新进展

报道了自1956年Anderson发现耐辐射异常球菌(Deinococcusradiodurans)以来,国外在其生理生化和遗传学特性、特殊的细胞膜结构、各种诱变因素所致的DNA损伤与其高效的修复机制和生物化学、分子生物学应用于该菌的研究新进展。对该菌的研究在辐射生物学与医学上具有特殊的意义,因此,我国的辐射生物学、微生物学和医学研究人员应尽快开展这方面的研究。     

细胞辐射抗性关基因的研究进展

电离辐射能够诱导细胞一系列基因的表达,与辐射抗性相关的基因如ｐ５３抑癌基因、癌基因、ＤＮＡ损伤修复相关以及影响细胞生长分化多种调控基因等,通过参与调节细胞周期,促进细胞ＤＮＡ损伤修复和抑制细胞凋亡等多种途径,最终使得细胞的辐射抗性增加。目前人们对其中一些基因的作用机制已有所了解,而对更多的基因的作用机理尚不清楚。认识细胞辐射抗性相关基因的表达调控和生物功能对阐明辐射抗分子机制至关重要。     

耐辐射奇球菌recA基因的克隆、表达及其对recA缺损大肠杆菌辐射抗性的影响

将耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)recA基因克隆到表达质粒pET15b中,并在Escherichia coli HMS中高效表达了可溶性的RecA重组蛋白。同时将recA基因通过穿梭质粒pRADZ3导入recA缺损E.coli TG2细胞中,Western印迹实验显示RecA蛋白能够在不需要诱导剂IPTG的条件下稳定表达。辐射抗性实验表明,D.radiodurans的recA基因在E.coli细胞中的表达能够完全补偿recA缺损E.coli辐射抗性能力。     

耐辐射球菌研究进展及其应用前景

耐辐射球菌因其对辐射、紫外线、诱变剂等的极高抗性引起了人们的注意。研究发现,其辐射抗性和干燥抗性主要归因于其在逆境条件下保护蛋白质、减少蛋白质被氧化的程度。耐辐射球菌基础理论的研究成果在环境修复、农作物抗旱育种、动植物抗病育种,以及肿瘤治疗等领域都有广阔的应用前景。其中,最有可能运用在对放射性污染的环境修复中。相对于高昂的填埋处置放射性废料的方法,运用耐辐射球菌构建工程菌进行生物修复是一种廉价的方法。耐辐射球菌对干燥的强忍耐性说明其基因组中含有抗干旱基因。寻找耐辐射球菌抗干旱基因,对于转化耐辐射球菌抗干旱基因,创造抗干旱农作物具有潜在的应用价值。     

白念珠菌DNA损伤与修复

内外环境中各种因素如电离辐射、紫外辐射、氧化剂、烷化剂等都可以造成白念珠菌DNA的损伤。如果DNA的损伤得不到有效的修复,便会造成突变。白念珠菌的突变率很高,但并不是所有DNA受损伤的细胞都会表现出突变型性状,这跟其自身的修复系统有很大关系,主要包括切除修复、错配修复及双链断裂修复等途径,使得绝大多数损伤能够及时修复,从而维持DNA的完整性与稳定性。白念珠菌DNA的损伤修复可能影响其适应性、药物敏感性等表型,从而给临床感染患者的治疗增加难度。本文主要从白念珠菌DNA损伤的产生,损伤信号的传导识别及损伤修复三方面综述目前的研究进展。     

耐辐射动球菌耐辐射及相关特性研究进展

核能的利用对于缓解能源紧张、减少温室气体排放具有重要意义,然而核能利用产生的放射性废料对环境的影响成为核能发展的掣肘。耐辐射动球菌(Kineococcus radiotolerans)是一种从核污染环境中分离出来的,可在辐射、强碱、高盐、干旱、高金属离子浓度、高渗透压及强化学毒性等严酷环境中存活的革兰氏阳性耐辐射菌,有望应用于环境生物修复、医学等领域。本文就K.radiotolerans的生理生化特性、抗辐射性、抗氧化性、抗毒性有机物等特性的研究现状进行综述。