植物转基因沉默研究进展

随着转基因技术在植物中的广泛应用,转基因沉默受到越来越多的重视。转基因沉默可发生在转录和转录后两种水平,其基本特征就是依赖于同源的重复序列。转基因的重复拷贝间,转基因与同源的同源基因间及RNA病毒与同源转基因间都会发生基因沉默。可能有不同的机制导致转基因沉默。本文综述了转基因沉默的机理研究及转基因沉默在植物抗病基因工程和植物功能基因组方面的应用。     

大鼠7s RNA顺序的分子克隆、其基因结构和细胞内分布的分析

我们通过体外多聚腺苷酸化的大鼠正常肝7 s RNA,克隆了它的cDNA片段。其中一个克隆p 24的7 s cDNA插入顺序为180个碱基对,其顺序与大鼠Novikoff肝癌7 s RNA顺序比较,存在一个碱基的置换。用这个克隆提供的探针我们比较了大鼠肝细胞和肝癌细胞7 s RNA的基因拷贝数,基因组结构和在细胞内分布。结果表明:7 s RNA基因是多拷贝基因家族;7 s RNA在细胞癌变后含量下降;大约40%7 s RNA分布在细胞核内。我们还就7 s RNA具有调控基因表达功能的可能性进行了讨论。     

7SRNA在癌细胞中含量改变及其对染色质转录活性的调节

7s RNA与哺乳动物基因组中有300,000重复拷贝的Alu DNA顺序高度互补。Alu DNA的功能是与结构基因的转座和表达调控密切有关。因此7s RNA对基因表达可能有调节作用。本文提供实验:1.肝癌细胞核内7s RNA含量比正常核少,意味着减弱了对癌细胞基因表达的控制。2.7s RNA比其他的核小分子量RNA更紧密与染色质结合。3.7sRNA对离体染色质的转录活性有促进和抑制的两相作用,这些结果直接和间接表明7s RNA对基因表达起一定的调节作用。由于Alu DNA在基因组中分布是广泛性的,因此认为7s RNA的调控作用也应是一般控制性质的。     

蓖麻蚕基因组中5S DNA的组织

用Southern方法研究了蓖麻蚕(Attacus ricini)5S核糖体RNA (5S rRNA)的基因在基因组中的组织情况。5S rRNA基因以顺向串联的多拷贝形式组成了5S DNA家族。家族的每个成员(5S DNA的重复单位)的大小为260bp(碱基对),即由120bp的基因区和140bp的空间区顺序所组成。在5S DNA的家族中没有限制性内切酶EcoRI、BamHI、PstI和BglⅡ的切点。限制性内切酶MboI、Hhal在每个重复单位中有一个切点,都是位于基因的顺序中。5S DNA重复单位的空间区顺序是不均一的,这一点可由限制性内切酶Hae Ⅲ和Alu Ⅰ切点的不规则分布而得以揭示。     

油菜叶绿体16S rRNA基因前导顺序的一级结构

质粒pBN119的3.2kb BamHI片段的PvuⅡ-BglⅡ片段全顺序长为840bp,其中含油菜叶绿体16S rRNA基因5′端的140bp。通过寻找GTTC顺序,发现在395至468位核苷酸之间是tRNA~(Val)基因;在73至118位核苷酸之间是一个蛋白阅读框。和已发表的玉米叶绿体16S rRNA前导顺序进行比较,同样存在三个相应的大肠杆菌RNA聚合酶的结合位点。和大肠杆菌的启动子及相应基因作比较,表明叶绿体基因组具有很明显的原核性,但其tRNA~(Val)基因没有CCA3′顺序。在16S rRNA基因、tRNA~(Val)基因及蛋白阅读框的5′端附近均能找到一个比较稳定的茎环结构。我们推测这些茎环结构可能和位于反问重复顺序上的某些基因的转录调节有关。     

植物转基因沉默研究进展

随着转基因技术在植物中的广泛应用,转基因沉默受到越来越多的重视。转基因沉默可发生在转录和转录后两种水平,其基本特征就是依赖于同源的重复序列。转基因的重复拷贝间,转基因与同源的内源基因间及RNA病毒与同源转基因间都会发生基因沉默。可能有不同的机制导致转基因沉默,本文综述了转基因沉默的机理研究及转基因沉默在植物抗病基因工程和植物功能基因组学方面的应用 。     

直刺变豆菜叶绿体全基因组及其特征

直刺变豆菜(Sanicula orthacantha)是中国广泛分布的多年生草本植物, 也是一味著名的民族药。本文通过二代高通量测序平台Illumina HiSeq PE150对直刺变豆菜叶绿体全基因组进行测序, 并通过生物信息学方法对其结构特征进行分析。结果表明: 直刺变豆菜叶绿体全基因组大小为157,163 bp, 包括大单拷贝区(large single copy, LSC)、小单拷贝区(small single copy, SSC)和2个反向重复序列(inverted repeat sequence, IRa和IRb), 长度分别为87,547 bp、17,122 bp和26,247 bp, 具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构; 共注释得到129个基因, 包括8个核糖体RNA (rRNA)基因、37个转运RNA (tRNA)基因和84个蛋白质编码基因。直刺变豆菜在叶绿体基因组结构、基因种类、排列顺序上与其他伞形科植物基本一致。直刺变豆菜叶绿体全基因组测序的成功为变豆菜属植物完整叶绿体基因组组装及其特征分析提供了新的方法。     

逆转座子对灵长目动物基因组结构的影响

逆转座子(retroposon)是动物基因组中一类可移动的元件,它们首先通过转录产生一个RNA拷贝,然后利用逆转录酶将该RNA拷贝逆转录为c DNA后,再插入到基因组的新位点上。逆转座子在动物基因组中含量极为丰富,种类也很繁多,并随着动物进化在基因组中不断扩增。它们可通过形成插入突变、侧翼序列转导、基因逆转座、DNA断裂与修复、异常重组等机制对动物基因组结构的稳定性产生重要影响,并成为推动基因组进化的重要动力。本文综述了灵长目动物主要的逆转座子类型及其对基因组结构的影响方式,从而为深入理解逆转座子在灵长目动物基因组中的功能及灵长目动物的进化提供参考。     

三个MS3基因克隆的初步鉴定

我们已经克隆了一个小鼠未分化胚胎癌 (EC）细胞特异的cDNA )Rt序（MS, cDNA)o 用MS, cDNA作探针,证明编码MS3 cDNA的 基因在小鼠基因组中约有3,000个拷贝［w。由 于MS3 cDNA顺序较短,仅长250bp,就产生 了这样一个可能性：MS3 cDNA仅是一个中等 重复顺序,在绝大多数情况下,它分散在小鼠基 因组的不表达顺序中,虽然也存在于某些少数 基因中,但仅局限于3'端的非编码区。     

DNA甲基化——肿瘤产生的一种表观遗传学机制

在人类基因组中,DNA甲基化是一种表观遗传修饰,它与肿瘤的发生关系密切。抑癌基因和DNA修复基因的高甲基化、重复序列DNA的低甲基化、某些印记基因的印记丢失与多种肿瘤的发生有关。目前研究发现,基因组中甲基化的水平不仅受DNA 甲基化转移酶（DNMT）的影响,还与组蛋白甲基化、叶酸摄入、RNA干扰等多种因素有关。DNA甲基化在基因转录过程中扮有重要角色,并与组蛋白修饰、染色质构型重塑共同参与转录调控。     

大鼠肝和移植性大鼠肝癌BERH-2细胞核DNA的比较

在我们已发表和待发表的工作中观察到,大鼠肝癌细胞中能与正常大鼠肝细胞核DNA重复顺序互补的细胞核RNA,比正常大鼠肝细胞核RNA少;而能与正常大鼠肝细胞核DNA单一顺序互补的细胞核RNA,比正常大鼠肝细胞核RNA有所增加。此外,细胞核RNA由细胞核向细胞质内的运转,肝癌细胞也比正常肝细胞有增加。因此,提出一个问题即,在正常大鼠肝和大鼠肝癌细胞核RNA间所观察到的差异,是反映转录水平的变化,或是反映转录后水平的变化,抑     

重复基因的进化一回顾与进展

基因重复是普遍存在的生物学现象, 是基因组和遗传系统多样化的重要推动力量, 在生物进化过程中发挥着极其重要的作用。基因重复有何利弊, 基因发生重复后, 2个重复子拷贝的保留在基因功能方面是否存在偏好性, 子拷贝在表达和进化速率上如何分化, 以及重复基因为什么会被保留下来一直是进化生物学领域研究的热点问题之一。该文对以上重复基因研究的热点问题进行了介绍, 并对重复基因的进化机制和理论模型及其近年来的一些主要研究进展进行了综述。     

重复基因的进化－－回顾与进展

基因重复是普遍存在的生物学现象, 是基因组和遗传系统多样化的重要推动力量, 在生物进化过程中发挥着极其重要的作用。基因重复有何利弊, 基因发生重复后, 2个重复子拷贝的保留在基因功能方面是否存在偏好性, 子拷贝在表达和进化速率上如何分化, 以及重复基因为什么会被保留下来一直是进化生物学领域研究的热点问题之一。该文对以上重复基因研究的热点问题进行了介绍, 并对重复基因的进化机制和理论模型及其近年来的一些主要研究进展进行了综述。     

分离、定位单考口片段的方法与意义

分离、定位单考口片段的方法与意义唐清（华西医科大学医学遗传组）人与动物基因组上的ＤＮＡ顺序按其是否重复可分为２大类,若同一段顺序在基因组内重复出现多次,则这段顺序称为重复顺序;若某一顺序在基因组内只出现一次,则这段顺序称为单拷贝顺序或单考贝片段。单拷...     

逆转录转座子LINE-1与肿瘤的发生和发展

LINE-1是现今人体内存在的唯一具有自主转座活性的转座子,约有500 000个拷贝,占人类基因组总量的17%。LINE-1是通过转录和逆转录在内的转座过程产生新的DNA拷贝,并使新产生的DNA拷贝插入基因组的不同位置。LINE-1转座会影响基因组中其他基因的表达或调控,因而会对基因组的稳定性产生影响,从而导致基因疾病或肿瘤的发生。本文总结了近年来国际上对LINE-1转座与肿瘤的发生和发展之间关系的研究进展,为肿瘤的治疗和机制研究提供一些线索。     

RNA干扰技术及应用的研究进展

RNA干扰(RNAi)是由双链RNA(dsRNA)介导的序列特异的基因沉默现象,RNAi效应具有高特异性和高效性的显著特征,能够在细胞和子代间传递.除诱导同源序列mRNA降解或阻止其翻译而使目的基因表达受阻的转录后基因沉默外,RNA干扰可通过组蛋白甲基化影响染色质结构、通过DNA甲基化在转录水平调节基因表达,在翻译水平调节机体发育,并作为基因组的免疫系统,使转座因子或重复序列区域异染色质化,有效抑制了转座子和重复序列之间的同源重组对基因组可能造成的破坏,使生物基因组在长期进化过程中能保持结构的完整性和遗传的连续性. RNA干扰以阻抑基因的表达来模拟基因敲除技术,为反向遗传学研究基因功能提供了一种快速和简便的方法.RNA干扰技术日趋成熟和完善,为人们迅速准确地分析基因功能提供了极为有用的工具,同时在临床应用和治疗肿瘤和癌症等方面也有着巨大的应用前景.     

F-box基因拷贝数目变异的机制研究:以12种果蝇为例

拷贝数目变异是一种对表型变异和生物进化具有重要意义的基因组结构变异.以前的研究表明不同物种中F-box基因的拷贝数目差异较大.为了深入探索拷贝数目变异的式样和机制.我们以12个果蝇近缘种为研究对象,分析了F-box基因的系统发育关系、进化式样以及它们在染色体上的位置.结果发现,虽然各个物种中F-box基因的拷贝数目差别不大(42-47个),但是仍然存在着很多引起拷贝数目变异的基因获得和丢失事件.这说明表面上变化不大的拷贝数目在一定程度上掩盖了频繁发生的基因获得和丢失事件.通过比较这些基因在染色体上的位置,发现只有在亲缘关系很近的物种之间才能鉴定出有明显微共线性关系的基因组区段.我们还发现,造成F-box基因拷贝数目增加的主要机制是散在重复和串联重复,而反转录转座和新基因的非编码区起源也是两种值得注意的机制.此外,序列变异导致的外显子边界变化以及外显子丢失是引起拷贝数目减少的两种机制.在12种果蝇的最近共同祖先中,F-box基因的拷贝数目与现存物种基本相似,但是基因的获得和丢失事件使得现存物种中的F-box基因在构成上已经有了明显的差别.对数目变异的式样及其与基因功能的关系的研究表明,拷贝数目变异是F-box基因家族"生与死"的进化在基因组层面的系统反映,并有可能为表型变异提供了原始材料.     

紫云英根瘤菌基因组中存在有类似IS因子的DNA重复顺序

在紫云英根瘤菌(Rhizobium astragali)的基因组中存在有DNA重复顺序(RSRa)。它在Ra159的基因组中重复4～5次,其中一个拷贝位于nifH基因的上游。以1.25kbPvul片段作探针,在其他紫云英根瘤菌菌株及豌豆根瘤菌RI PRE中也都检测到与RSRa同源的DNA片段。序列测定的结果表明RSRa其结构类似于IS因子,具有原核插入顺序的一些特点。RSRa全长1468bp,在RSRa的两个末端具有反向重复顺序,RSRa中有一个大的开放阅读框架(ORF)。由ORF推定的蛋白与大肠杆菌插入顺序IS903推定的转座酶有较高的同源性。     

动物细胞特定基因的分离和鉴定

哺乳动物的基因组是非常复杂的,人的DNA含有大约10~7个珠蛋白基因大小的DNA顺序。其中大约60％是单拷贝基因。用物理方法还不可能提纯到1000倍以上。但是,用含有cDNA的重组质粒作为亲和介质的新的层析技术和反相层析可以充分纯化以至可以克隆带有邻近顺序的单个哺乳动物基因。 含有从基因组分离的哺乳动物珠蛋白基因顺序的重组质粒的制备,为直接分析特定DNA顺序的转录控制提供了机会。 然而,即使没有这种质粒,从含有特定珠蛋白基因和其他基因的限制酶解DNA片段中识别基因组DNA片段也是可能的。结合使用几种限制酶,并将吸附在滤膜上的DNA片段与从珠蛋白重组质粒的cDNA制备的DNA探针杂交,可以制出几种哺乳动物珠蛋白基因的限制谱。应用这项技术,插入在结构基因中的非编码顺序也已被识别和研究。     

动物细胞特定基因的分离和鉴定

哺乳动物的基因组是非常复杂的,人的DNA含有大约10~7个珠蛋白基因大小的DNA顺序。其中大约60％是单拷贝基因。用物理方法还不可能提纯到1000倍以上。但是,用含有cDNA的重组质粒作为亲和介质的新的层析技术和反相层析可以充分纯化以至可以克隆带有邻近顺序的单个哺乳动物基因。 含有从基因组分离的哺乳动物珠蛋白基因顺序的重组质粒的制备,为直接分析特定DNA顺序的转录控制提供了机会。 然而,即使没有这种质粒,从含有特定珠蛋白基因和其他基因的限制酶解DNA片段中识别基因组DNA片段也是可能的。结合使用几种限制酶,并将吸附在滤膜上的DNA片段与从珠蛋白重组质粒的cDNA制备的DNA探针杂交,可以制出几种哺乳动物珠蛋白基因的限制谱。应用这项技术,插入在结构基因中的非编码顺序也已被识别和研究。