节律性转录因子驱动哺乳动物昼夜节律生物钟

生物体通过内在的昼夜节律生物钟调整生理行为和代谢生化反应来适应昼夜环境周期性变化。哺乳动物的昼夜节律生物钟核心连锁环通过驱动特异性的转录因子来维持整个基因组转录的节律性。生物钟与代谢的内稳态密切相关,生物钟的紊乱会引起各种疾病,该领域的研究能够促进时间疗法的发展来维持生命的健康,甚至可以延缓衰老。     

人激活转录因子5基因真核表达载体的构建及其生物学功能研究简

目的：构建带myc标签的人激活转录因子5（ATF5）的真核表达载体,获得myc-ATF5融合蛋白,并对其生物学功能进行初步检测。方法：以本实验室保存的带有XL5标签的ATF5质粒为模板,采用PCR技术扩增ATF5编码序列,将其插入pXJ-40-myc载体中,Western印迹检测其表达;将重组质粒与空载体分别转染人胚肾293T细胞,通过Western印迹和qRT-PCR检测其下游基因哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）在蛋白和mRNA水平的变化。结果：双酶切和测序结果表明myc-ATF5真核表达质粒构建成功,转染293T细胞后获得表达;Western印迹和qRT-PCR证明myc-ATF5可升高roTOR的转录和蛋白水平。结论：构建了带myc标签的人ATF5真核表达载体,为进一步研究ATF5在自噬中的功能奠定了基础。     

反硝化酶及其环境影响因子的研究进展简

正随着全球经济的迅速发展,环境问题特别是水环境污染问题日益严重。现代农业长期大量使用化肥,养殖水体积累了大量的鱼类粪便和饵料残渣,导致水体氮素含量严重超标,形成水体氮污染,其中亚硝酸盐能氧化鱼虾体内的亚铁血红蛋白,使其成为高铁血红蛋白,丧失运输氧气的能力,导致水生生物大批患病甚至死亡,严     

丝状真菌中纤维素酶与半纤维素酶的合成调控简

综述了丝状真菌合成纤维素酶和半纤维素酶的相关调控研究进展。对最近研究文章分析发现：细胞外信号分子（C源、光信号）,转录因子以及染色质重建等对丝状真菌合成调控纤维素酶及半纤维素酶有重要影响。同时解析丝状真菌合成纤维素酶和半纤维素酶调控网络,以期为利用基因工程改造纤维素酶和半纤维素酶生产工业菌株提供理论指导。     

果蝇昼夜节律的分子机制研究进展

果蝇由于遗传易操作性而成为一个研究昼夜节律分子机制的理想模式生物 . 到目前为止,通过遗传学和生物化学方法已经鉴定到 10 多个时钟基因 (clock genes) 和许多时钟相关基因,包括时钟输入基因和钟控基因 . 这些时钟基因以及它们的相应产物组成两个互相依赖的转录 / 翻译反馈环路,从而调节行为和生理的昼夜节律 . 果蝇这种核心钟的工作原理同样见于哺乳动物 .     

运动调控昼夜节律在抗肌萎缩中的作用

随着全球老龄化进程加剧,老年人口剧增,伴随着工作和生活方式的改变,导致体育锻炼减少与生活作息不规律等问题愈发严重。这样的结果显著增加了骨骼肌萎缩的发病率,降低了老年和慢性疾病人群机体健康,影响其生活质量。与此同时,饮食不均衡和运动量降低以及激素水平波动等进一步加剧骨骼肌萎缩的发生,其病理机制主要为慢性炎症加重、线粒体功能障碍、自噬功能状态低下、细胞凋亡增加、肌卫星细胞功能受损以及昼夜节律紊乱等。其中,随着昼夜节律相关研究的深入,骨骼肌作为机体最大的外周生物钟,可通过调控昼夜节律核心基因BMAL1以及CLOCK基因,对骨骼肌纤维结构、线粒体功能、肌肉质量等产生影响。运动锻炼作为改善骨骼肌质量的重要干预策略,还可激活昼夜节律信号通路,调控其相位,进而改善肌肉再生、提高肌肉力量,发挥延缓肌萎缩作用。为此,本文从昼夜节律的角度去阐述其与肌萎缩发生以及潜在运动干预的分子机制,以期为肌萎缩的预防、治疗及康复提供新的靶向思路。     

Protein Disulfide Isomerase 2 of Chlamydomonas reinhardtii Is Involved in Circadian Rhythm Regulation

Protein disulfide isomerases （PDIs） are known to play important roles in the folding of nascent proteins and in the formation of disulfide bonds. Recently, we identified a PDI from Chlamydomonas reinhardtii （CrPDI2） by a mass spectrometry approach that is specifically enriched by heparin affinity chromatography in samples taken during the night phase. Here, we show that the recombinant CrPDI2 is a redox-active protein. It is reduced by thioredoxin reductase and catalyzes itself the reduction of insulin chains and the oxidative refolding of scrambled RNase A. By immunoblots, we confirm a high-amplitude change in abundance of the heparin-bound CrPDI2 during subjective night. Interestingly, we find that CrPDI2 is present in protein complexes of different sizes at both day and night. Among three identified interac- tion partners, one （a 2-cys peroxiredoxin） is present only during the night phase. To study a potential function of CrPDI2 within the circadian system, we have overexpressed its gene. Two transgenic lines were used to measure the rhythm of phototaxis~ In the transgenic strains, a change in the acrophase was observed. This indicates that CrPDI2 is involved in the circadian signaling pathway and, together with the night phase-specific interaction of CrPDI2 and a peroxiredoxin, these findings suggest a close coupling of redox processes and the circadian clock in C. reinhardtii.     

SOX2-Dependent Transcription in Clock Neurons Promotes the Robustness of the Central Circadian Pacemaker

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昼夜节律钟调控代谢的研究进展

生理和行为的昼夜节律性调控对健康生活是必需的。越来越多的流行病学和遗传学证据显示昼夜节律的破坏与代谢紊乱性疾病相关联。在分子水平上,昼夜节律受到时钟蛋白组成的转录一翻译负反馈环的调控。时钟蛋白通过以下两种途径调节代谢：首先,时钟蛋白作为转录因子直接调节一些代谢关键步骤的限速酶和代谢相关核受体的表达,其次作为代谢相关核受体的辅调节因子来激活或抑制其转录活性。虽然时钟蛋白对代谢途径的调节导致代谢物水平呈昼夜节律振荡,但是产生的代谢物反过来又可以影响昼夜节律钟基因的表达,进而影响昼夜节律钟。深入研究昼夜节律钟与代谢的交互调节可能为治疗某些代谢紊乱性疾病提供新的治疗方案。     

生物钟在卵巢生理和病理中的作用

哺乳动物的昼夜节律是基因编码的分子钟在体内产生的一种以大约24 h为周期的生理现象,使机体的生理过程与外界环境的变化相协调,是对环境适应的一种表现.在哺乳动物中,繁殖生理功能受生物钟系统的调节.在下丘脑-垂体-卵巢(hypothalamic-pituitary-ovarian,HPO)轴的各组织中均已观察到生物钟基因的...     

时钟节律与细胞周期

昼夜节律和细胞周期是生命有机体中两种主要的节律性、周期性的活动,参与机体代谢与生理节律．在分子水平上,它们的周期性活动是由一种周期性振荡的网络构成的,这种网络由一系列节律性表达的蛋白所形成．研究发现,多种节律因子通过调节周期蛋白的表达影响细胞周期进程,如G ₁-S期,REV-ERBa抑制p21促进细胞进程,RORα激活p21抑制细胞进程,DEC1抑制cyclinD1,CLOCK/BMAL1负调控c-Myc;G ₂-M期,BMAL1/CLOCK、BMAL1/NPAS2或Cry1作用于Wee1抑制或激活G_2-M期进程．此外,昼夜节律钟蛋白也参与了DNA损伤修复及细胞死亡的过程：Per1、Tim分别作用于ATM、ATR,因而促进细胞周期停滞,p53缺失的细胞中敲除Cry促进细胞凋亡过程,抑制了肿瘤的形成,DEC1以p53依赖的方式促细胞衰老等．同时,节律因子的紊乱引起多种疾病的产生．因此,阐明昼夜节律对细胞周期及死亡的影响,将为肿瘤的治疗提供分子理论基础．     

蓝藻生物钟核心振荡器的KaiB-KaiC相互作用机制

蓝藻是已知的具有昼夜节律生物钟调控机制的最简单生物,其生物钟的核心是一个由三个蛋白质(Kai A、Kai B、Kai C)组成的,不依赖于转录翻译水平调控的核心振荡器.研究表明这三个蛋白质仅在体外试管中反应就会表现出周期性磷酸化振荡现象.分子水平研究表明:Kai A加速Kai C的自磷酸化,而Kai B抑制Kai A使Kai C去磷酸化,从而Kai C的磷酸化/去磷酸化形成周期性反复.但是Kai B如何与Kai A,Kai C相互作用,目前还不清楚.本文重点介绍了最近几年来在Kai B-Kai C相互作用机制上的研究进展,并结合我们的一些初步研究,对Kai B-Kai C相互作用的关键问题进行展望,以期为该体系的深入研究提供参考.     

锌指转录因子snail超家族

snail超家族基因作为一种锌指转录因子参与调控胚胎发育和肿瘤发生过程.不同的家族成员已显示在许多信号的级联放大过程中起作用,包括左右轴识别、附肢形成、神经分化和细胞命运决定等形成过程.