基因非编码区与转录调控元件的识别研究

随着后基因组时代的到来,非编码区的研究已经成为科学家面临的挑战,对基因非编码区的一个主要研究方向就是对调控元件的研究。识别转录调控元件是理解基因转录机制和表达模式的关键。较全面地介绍了基因非编码区以及调控元件,包括功能和作用,常用识别算法,并对常用数据库进行介绍,提出可能的研究方法和发展方向。     

草菇葡萄糖‐6‐磷酸脱氢酶基因及其可变剪接体的克隆与表达量分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是戊糖磷酸途径的限速酶,影响着细胞生命活动所需要的NADPH的产生。本研究从草菇中克隆到该基因的2个转录本,并测定了它们在两个同核体和形成的异核体菌株中的表达量。结果表明,草菇葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因(g6pdh)的g DNA序列长1 954bp,有7个内含子,可产生两个转录本:一个是内含子全部剪切的转录本(g6pdh ID),编码515个氨基酸且有完整结构域的蛋白质;另一个是第5个内含子保留的可变剪接变体(g6pdh IR),预测编码316个氨基酸但没有完整结构域的蛋白质。定量PCR结果显示,可变剪接变体g6pdh IR在草菇同核体与异核体中的表达量均很低,因此转录本g6pdh ID为g6pdh基因的主要剪接体;并且g6pdh基因在生长旺盛的异核体中的表达量远远高于在生长较弱的两个同核体中的任何一个。研究结论说明,糖代谢活动的强弱与食用真菌的生长与发育有密切关系。     

转录因子结合位点的计算分析方法

基因组上众多基因和非编码转录体按照特定的规律有序地表达是细胞正常生命活动的基础。转录调控是基因表达调控的关键步骤,转录因子结合在基因启动子序列中的转录因子结合位点,启动基因的转录和控制基因的转录效率。分析转录因子结合位点对研究基因调控系统有着重要意义,生物信息学在转录因子结合位点的研究中发挥着关键的作用。文章综述了分析蛋白质编码基因的转录因子结合位点的典型流程,总结了主要的算法、软件和资源,并简要评述了目前非编码RNA转录调控的研究现状。     

MicroRNA:线粒体功能调控的新机制

线粒体是真核生物进行能量代谢的主要场所,在自由基产生、细胞凋亡、衰老等生理病理活动中也起到重要作用。线粒体功能受核基因和线粒体基因共同调控,microRNA(miRNA)介导的基因转录后调控是重要机制之一。核基因编码的miRNA不仅可以通过调控核基因编码的线粒体相关蛋白的表达影响线粒体结构和功能,而且可以进入线粒体并调控线粒体基因的表达。另一方面,线粒体基因也可能编码miRNA,直接调控线粒体基因表达或转运至胞质调控核基因的表达。     

长链非编码RNA——抗病毒天然免疫应答的新兴调控因子

长链非编码RNA(long non-coding RNAs, lncRNAs)是长度超过200nt的非编码RNA分子的总称。作为一类重要的基因调控因子,lncRNAs在表观遗传学、转录及转录后等多个水平调控靶基因的表达。近年来的研究表明,许多lncRNAs可被病毒或干扰素(interferon, IFN)诱导表达,并作为调控因子在IFN介导的抗病毒天然免疫应答中调节抗病毒相关基因的表达。本文重点阐述了lncRNAs在IFN介导的抗病毒天然免疫应答中的调控作用,尤其是对干扰素刺激基因(interferon-stimulated genes, ISGs)转录的调控作用,并归纳了lncRNAs、IFN和ISGs形成的调控网络,以期为从事lncRNAs调控IFN介导的抗病毒天然免疫应答机制研究的相关科研人员提供参考。     

ChREBP和Mlx在调控葡萄糖反应基因表达中的作用

近年的研究结果显示,葡萄糖能在转录水平调控糖酵解和生脂酶基因的表达,对肝糖类和脂类动态平衡起协同调控作用.其重要转录因子是糖反应元件结合蛋白（ChREBP）和Max样蛋白X(Mlx),葡萄糖通过ChREBP.Mlx异二聚体调控葡萄糖反应基因的转录.本文主要综述转录因子ChREBP和Mlx的结构与功能,调控葡萄糖反应基因表达的机制,以及影响转录因子表达的因素.     

植物中介体的组成及功能和表达特性研究进展

中介体是一种大分子蛋白复合物,由至少25个亚基组成,是转录因子和转录起始复合物间信息传递的平台。中介体在植物蛋白编码基因和非蛋白编码基因的转录调控中均发挥重要的作用,是植物生长发育和胁迫抗性中不可缺少的关键调节因子。不同中介体亚基基因的功能缺失导致植物生长发育的表型变异不同,说明单个中介体亚基的功能缺失并没有影响全基因组基因的整体表达水平,而仅仅改变了特异靶基因的表达水平。可见,植物不同的发育进程和信号途径由特定的中介体亚基基因所调控,阐明不同中介体亚基的功能对于全面了解植物的发育和胁迫响应具有重要的意义。该文结合近年来国内外有关植物中介体研究的成果,对植物中介体复合物的结构和组成、植物中介体在植物发育调控中的功能以及植物中介体亚基基因的组织表达特性等方面的研究进展进行综述,并对植物中介体将来的研究进行展望。     

基因印记与lncRNA

基因印记是一种表观遗传调控机制,在二倍体哺乳动物的发育过程中,基因印记可以调控来自亲代的等位基因差异表达。非编码RNA是不编码蛋白质的RNA,它在RNA水平调控基因表达。研究表明大多数印记基因中存在长非编码RNA（长度>200nt的非编码RNA）的转录,长非编码RNA主要通过顺式的转录干扰作用来实现基因印记。同时基因印记及其相关的长非编码RNA异常表达与许多先天疾病相关,迄今已发现数十种人类遗传疾病与基因印记有关,而lncRNA引起的基因印记在疾病的发生和治疗中起着重要作用。     

精子发生转录调控机制的研究进展

精子发生过程中的转录调控是由一系列基因表达和调控事件组成的复杂过程,影响精子的形成、质量和功能。转录调控过程介导与精子形成密切相关的基因,包括精子特异性基因、组蛋白基因和其他转录因子的基因表达。这些基因的表达和沉默受到转录因子、表观遗传修饰和非编码RNA等多种机制的调控。此外,转录调控在精子发生的不同阶段起着不同的作用,包括精原干细胞的自我更新和分化、精母细胞的减数分裂和精子细胞的变形成熟。深入理解精子发生中的转录调控机制对于研究精子形成的生物学过程、解析生育障碍的病理机制以及开发生育问题相关的治疗方法具有重要的意义。     

荧光假单胞杆菌2P24中gacA、dsbA和phoP/phoQ基因对小RNA因子RsmZ的转录调控

Pseudomonas fluorescens 2P24是分离自麦田的植物病害生物防治菌株,产生抗生素2, 4-二乙酰基间苯三酚（2,4-diacetylphloroglucinol;2,4-DAPG）是其主要防病机制。菌株2P24中小RNA基因rsmZ正调控抗生素2,4-DAPG的产量。【目的】本文研究上游调控因子对RsmZ转录表达的影响,以进一步理解抗生素产生机制。【方法】构建了rsmZ: : lacZ的转录融合结构,将含有该结构的报告载体转入2P24的多个调控基因缺失突变体中,检测相应的缺失基因对rsmZ转录水平的调控作用。【结果】结果表明,反应调控因子GacA对rsmZ基因的转录具有正调控作用,二硫键合成蛋白DsbA对其负调控;双因子调控系统PhoP/PhoQ突变后,rsmZ基因的转录明显滞后。【结论】小RNA基因rsmZ在菌株2P24中受到多个基因的调控,并在信号传递网络中起到重要作用。     

生物钟的转录后与翻译后水平调控进展

哺乳动物中的昼夜节律系统由位于下丘脑SCN核内的生物钟主钟和位于多数外周细胞中的子钟组成。在分子水平上,生物钟的节律振荡由生物钟基因及其编码蛋白的转录和翻译形成的自主的反馈环路组成,并接受外界因素的影响与环境周期保持同步。为此,就生物钟的调控机制而言,除了转录水平的基因表达调控外,生物钟转录产物和蛋白质的修饰也可以显著影响生物钟基因的表达时相。讨论了一些转录后与翻译后的修饰作用及其对生物钟的影响,并对其今后的研究方向作了展望。     

水稻 ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基 I 基因的启动子分析

水稻（Oryce sativa L．）基因组中的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基（ADP-Glucose pyrophosphorylase small subunit,OsAgpS）由两个基因编码,即OsAgpSl和OsAgpS2。其中OsAgpSl基因产生两个转录本OsAgpSla和OsAgpSlb,区别在第一个外显子的位置不同。通过RT—PCR方法分析了两个转录本在水稻组织和胚乳不同发育时期的表达特性;同时通过报告基因GUS检测了两个转录本上游转录调节区DNA片段的转录启动特性。结果表明,两个启动子与其下游转录本的表达模式完全一致,即OsAgpSla转录本和OsAgpSla上游启动子控制的GUS基因主要在胚乳中高水平表达,在叶片中有很低水平的表达;而OsAgpSlb转录本和OsAgpSlb上游启动子控制的GUS基因主要在叶片和胚乳发育早期低水平表达。这说明OsAgpSl基因产生的两个转录本是由不同的启动子控制转录的,OsAgpSla上游启动子可以作为胚乳表达用启动子。     

真核生物双向启动子的结构与功能

双向启动子(bidirectional promoter)是指位于两个相邻且转录方向相反的基因之间 的一段DNA序列.双向启动子的双向转录机制可能是两个RNA聚合酶同时聚集在无核小 体区的边界,然后在两个方向上起始转录.双向启动子在真核生物基因组中广泛分布 ,大多数的双向启动子缺少TATA盒,而具有较高的GC含量和丰富的CpG岛.本文概述了 双向启动子双向起始转录的最新研究,并对其在双向转录基因对共表达和稳定性表达 调控中的作用及其应用做了详细阐述.     

lncRNA调控畜禽抗病力性状研究进展

长链非编码RNA(longnon-coding RNA,lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸的非编码RNA分子。lncRNA虽然不具备蛋白编码能力,但可通过转录调控、转录后调控及表观遗传修饰调控等方式影响基因的表达,进而影响性状的表型。在现代畜牧业生产中,除提高生长发育和产量性状外,研究免疫因子、细胞因子等抗病力相关指标及性状的调控机制,对提高和改善畜禽的健康、福利及公共卫生尤为重要。近年来,利用lncRNA研究鸡(Gallus gallus)、猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)等重要畜禽的抗病力性状的调控机制取得了一定进展,为将表观遗传标记应用于动物抗病遗传育种打下了一定的基础。本文介绍了lncRNA的生物学功能和产生机制,着重阐述了lncRNA对畜禽抗病力性状的调控作用及研究进展,以期为lncRNA在畜禽抗病遗传育种方面的研究及应用提供科学依据。     

微RNA通过调节上皮间质转化影响肿瘤转移

肿瘤细胞向远处转移受多因素调控, 涉及多个基因, 需要经历一系列连续的、可选择的级联事件。上皮间质转化(Epithelial-mesenchymal transition, EMT)是肿瘤细胞转移中的关键步骤, 但肿瘤发生 EMT的机制至今尚不完全明确。微RNA (MicroRNA, miRNA)是一类内源性、非编码小分子RNA, 可在转录后水平负调控EMT相关基因的表达, 在肿瘤转移中发挥重要作用。文章主要就EMT与肿瘤转移的关系、影响EMT的转录因子, 以及miRNA通过靶向EMT相关的转录因子影响肿瘤转移等方面进行了综述。     

生物节律基因非编码RNA调控机制

节律性的振荡不仅存在于生物节律中枢也存在于外周器官、组织及细胞中,其产生依赖于节律基因的转录、转录后及翻译后水平调控。近几年,生物节律转录后水平调控机制研究成为热点。非编码RNA(ncRNAs)调控组分小RNA(microRNA)与长链非编码RNA(lncRNA)作为参与转录后调控的重要分子,已有研究表明microRNA与lncRNA调控节律基因mRNA与蛋白的相位及振幅。本文概述microRNA与lncRNA参与昼夜节律中枢与外周调控的研究进展,为生物节律转录后调控机制的进一步研究提供参考。     

miRNAs调控lincRNAs的生物信息学预测与功能分析

基因间长链非编码RNAs(Long intergenic non-coding RNAs, lincRNAs)是位于蛋白编码基因之间的长度超过200 nt的非编码RNAs, 在动物中参与细胞周期调控、免疫监视、胚胎干细胞分化等多种生物学过程, 但是lincRNAs在大多数植物中的功能尚不清楚。MicroRNAs(miRNAs)是真核生物中一类在转录水平和转录后水平介导基因沉默的21 nt左右的内源性单链小非编码RNAs分子, 通过序列互补的方式调控靶标基因的表达。目前miRNAs的靶标研究主要集中于编码蛋白的基因, 而对于靶标为非编码RNAs的研究较少, 尤其在植物中的研究更为少见。为了系统挖掘植物中lincRNAs的功能, 文章整合miRNAs数据、cDNAs数据和降解组数据, 利用生物信息学方法找到拟南芥(Arabidopsis thaliana)337个成熟miRNAs在2708个lincRNAs上的可能结合位点, 构建了miRNAs-mRNAs-lincRNAs调控网络, 并根据竞争性内源(ceRNA)假说预测lincRNAs的功能, 为进一步阐明植物中miRNAs对lincRNAs的调控机制以及lincRNAs的功能奠定了基础。     

NATs对基因调控的作用

通过高通量测序的方法,发现细胞中存在许多非编码蛋白RNA,在生命过程中起着重要的调控作用。NATs属于这一类非编码蛋白RNA。NATs普遍存在于真核、原核生物中,通过与相应的mRNA或靶序列直接或间接作用,对X染色质失活、RNA剪接编辑、转录干扰等方面均产生影响。随着研究的深入,NATs将作为一种有效的工具来研究基因的功能．调控基因的表达,并对基因治疗及改良作物性状方面提供思路与方法。简介了NATs的分类、作用和相关机制。     

长链非编码RNA(lncRNAs)在心力衰竭发病中的作用

长链非编码RNA(lncRNAs)是一类RNA分子,具有200个核苷酸或更多的转录本,不直接参与基因编码和蛋白质的合成,但是可以在表观遗传水平、转录水平和转录后水平调控基因的表达。最近的研究表明,lncRNAs在癌症发病进程中异常表达,例如:lncRNA PCA3的高表达已作为前列腺癌的临床诊断标志。同时,还发现lncRNAs与心血管疾病的发病和发病机理密切相关。本文主要介绍和阐述近年来lncRNAs在心力衰竭发病中作用的相关研究进展。