RNA介导的植物DNA甲基化研究进展

RNA介导的DNA甲基化作用(RNA-directed DNA Methylation,RdDM)是首次在植物中发现的基因组表观修饰现象,RdDM通过RNA-DNA序列相互作用直接导致DNA甲基化。植物中的RdDM和siRNA介导的mRNA降解现象,都是通过RNA使序列特异性基因发生沉默,它们对于植物的染色体重排、抵御病毒感染、基因表达调控和发育的许多过程起到了非常重要的作用。在植物中有很多的文献报道RdDM现象,但是对于其具体调控机理还不是很清楚。这里对RNA介导的植物DNA甲基化的基本特征进行了简要概述,主要对RdDM机理的研究进展进行了综述,其中包括RdDM过程中的DNA甲基转移酶的种类及其作用机理,DNA甲基化与染色质修饰之间的关系,以及与RdDM相关的重要蛋白质的研究等。在植物中,转录和转录后水平都可能发生RdDM,诱发基因沉默,前者常涉及靶基因启动子的甲基化,后者则牵涉到编码区的甲基化。RdDM的发生依赖于RNAi途径中相似的siRNA和酶,如DCL3、RdR2、SDE4和AGO4。植物中至少含有三类DNA甲基转移酶DRM1/2、MET1和CMT3,其作用部位是与RNA同源的DNA区域中的所有胞嘧啶,而组蛋白H3第九位赖氨酸的甲基化影响着胞嘧啶的甲基化。     

核糖体 RNA 的生物功能、自我剪接与自我复制

核糖体RNA在肽链合成的起始、延伸和终止等整个过程中都有重要的功能。RNA N-糖苷酶是一类核糖体失活蛋白;它只水解rRNA特定位置上的一个腺苷酸的糖苷键,释放一个腺嘌呤碱基,使核糖体失活。天花粉蛋白是一种核糖体失活蛋白。目前已知最小的ribozyme是人工合成的13寡聚核糖核苷酸。利用四膜虫ribozyme转磷酸酯的逆反应合成了一个42寡聚核糖核苷酸。这说明RNA可以催化RNA的合成。     

核糖体蛋白的核糖体外功能及其在疾病中的作用

糖体蛋白(ribosomal protein,RP)是核糖体的重要组分之一,在生物体内行使蛋白质合成的功能.最近的研究表明,RP除了参与蛋白质合成外,还在细胞增殖、分化、凋亡、DNA修复等细胞过程中发挥作用.RP在进化过程中高度保守,因此当RP基因表达异常时,机体必会产生相应的异常反应.RP的功能障碍与发育、代谢、和癌...     

天花粉蛋白在真核细胞核糖体28S RNA上的作用位点

天花粉蛋白(trichosanthin)是一种核糖体失活蛋白。在临床上用于妊娠引产,近来发现它还具有抗艾滋病毒(HIV)的功能。我们在前文中报告,从经过天花粉蛋白处理的大鼠肝核糖体抽得的rRNA,再用苯胺作用,经     

水稻核糖核蛋白基因片段的结构分析与鉴定

利用两个源自于核糖核蛋白（ＲＮＰ）一致顺序Ⅰ和一致顺序Ⅱ氨基酸顺序的寡核苷酸片段作ＰＣＲ引物,从水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）“广陆矮４号”黄化苗ｃＤＮＡ 中扩增到了一个３００ ｂｐ长的基因片段．顺序分析显示这个基因片段具有典型的ＲＮＰ蛋白特征,即两个含ＲＮＰ一致顺序的ＲＮＡ 结合区域     

运用原子力显微镜研究核糖体RNA的二级结构

通过反复冻融的方法使核糖体在低温下瓦解,制备了rRNA,不经抽提、变性和染色处理就能使rRNA在云母表面上较好地分散.用原子力显微镜对其进行观察,发现rRNA分子呈多分支的棒状结构,且有很好的规律性.根据RNAs的大小和形状可将其分为三种,它们分别与计算机所预测的28S-5.8S、18S、5S rRNA的二级结构相似.我们得到的28S-5.8S、18S、5.8S、5S rRNAs的结构信息,支持基于热力学考虑推测的rRNAs的二级结构.     

RNA病毒翻译调控元件—内部核糖体进入位点(IRES)

真核生物大多数蛋白质合成采用了依赖帽子结构的翻译起始方式.但一组缺乏帽子构的RNA病毒的蛋白质合成起始是依赖其5′端非翻译区（untranslated region,UTR）翻译调控的顺式作用元件——内部核糖体进入位点（internal ribosome entry site, IRES）.它 们能够在一些反式作用因子的辅助下,招募核糖体小亚基到病毒mRNA的翻译起始位点.前,依赖IRES元件翻译起始的RNA病毒在哺乳动物,无脊椎动物及植物中均有发现.因此,对RNA病毒IRES元件的深入研究,不仅有助于阐明相关疾病的发生机理,而且为工业应用和疾病治疗提供借鉴意义.本文对RNA病毒IRES元件发现、分类、结构与功能等作了综述.     

猕猴(Macaca mulatta)肝5S核糖核蛋白体RNA的分离提纯

应用酚-去污剂和1摩尔/升NaCl抽提低分子量RNA,通过DEAE-葡聚糖A-50离子交换层析提纯后,经含有7摩尔/升尿素的10%聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳制备纯化猕猴肝5S核糖核蛋白体RNA是简易而行之有效的方法。制纯的5SrRNA经聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定呈现单一的一条区带。与大肠杆菌5SrRNA标准品具有相同的电泳迁移率。     

RNA 解旋酶调控rRNA内稳态: 水稻耐热 新机制、分子育种新资源

高温热害是影响水稻(Oryza sativa)产量形成的重要限制因子。DEAD-box RNA解旋酶在核糖体RNA前体加工及植物抗逆中扮演着重要角色。最近, 中国科学家在DEAD-box RNA解旋酶调控水稻耐热性分子机理研究方面取得了突破性进展。     

由部分核糖体RNA序列确定的绿僵菌属种系统发育关系

本研究应用特异寡聚核苷酸引物和双脱氧核苷酸终止法测定绿僵菌Metarhizium不同种的部分rRNA序列。这些序列分别选自小亚基(18S)和大亚基(25S)rRNA上的不同区域。校排的不同序列用于计算核苷酸的差异。绿僵菌的系统发育关系采用最大可能性(Maximum-Likelihood)方法分析。所有的分类单元聚类成二个分支。在产生圆柱状瓶形小梗的种中,M.anisopliae var.anisopliae,M.anisopliae var.majus,M.brunneum(NRRL1944),M.guizhouense,M.pingshaense和未知种M.sp.2组成一个密切相关的群组,而M.anisopliae(ACCC 30104)位于这群组之外。在产生棍棒状瓶形小梗的种中,M.album,M.cylindrosporae和M.flavoviride互相独立成支。实验结果不支持Metarhizium只能区分为M.anisopliae和M.flavoviride二个种的分类观点。文中还讨论了经典分类标准的系统发育价值。     

菜粉蝶微孢子虫核糖体RNA(rRNA)编码基因的研究

用PCR方法扩增、克隆了菜粉蝶微孢子虫核糖体小亚单位RNA(SSUrRNA)编码基因的核心序列 1 2 0 5bp后 ,进一步克隆到菜粉蝶微孢子虫SSUrRNA基因 3′端至LSUrRNA基因 5′端 (580R区 ) 657bp长的序列。与GenBank中对应序列比较后 ,在 657bp这段序列鉴定出菜粉蝶微孢子虫SSUrRNA基因 3′末端、rRNA基因内转录间隔区 (ITS)及LSUrRNA基因 5′端 (580R区 ) ,它们分别位于该序列中 1 45位、1 46 1 86位及 1 87位。与SSUrRNA基因核心序列拼接后SSUrRNA全基因长为 1 2 4 5bp ,rRNA基因内转录间隔区为 41bp及核糖体大亚单位RNA(LSUr RNA)编码基因 580R区为 470bp。同时还构建了菜粉蝶微孢子虫SSUrRNA的完整二级结构。关于微孢子虫rRNA基因的克隆及SSUrRNA的二级结构在国内尚属首次报道 ,它为进一步利用核糖体RNA编码基因及SSUrRNA的二级结构对不同微孢子虫的分类及亲缘关系的确定奠定了基础     

水稻瘤矮病毒S12编码第2个RNA沉默抑制子

RNA沉默是一种保守而普遍存在于真核生物体内用于调控基因表达和发育的一种机制,也是植物抵抗病毒侵染和转录的一种防御机制.作为一种反防御机制,许多植物病毒编码沉默抑制子.本研究利用农杆菌共浸润的方法发现,RGDV基因组S12片段编码的Pns12蛋白是该病毒的第2个RNA沉默抑制因子.Pns12能够抑制正义链RNA诱发的局...     

樟树种子核糖体失活蛋白的初步研究

植物毒蛋白对真核细胞蛋白质生物合成的抑制主要是使核糖体失活,所以这类毒蛋白又称核糖体失活蛋白。其作用机制有两种类型:(1)核酸水解酶型(如α-Sarcin);(2)RNA N-糖苷酶型。这种酶的作用机制是近两年来才搞清楚的。它专一水解真核细胞核糖体28s RNA的第4324位腺苷酸的糖苷键,释放一个     

水稻愈伤组织形成过程中甲基化对OsMAPK2的表达调控

利用MSAP方法从经过5-azaC处理和未处理的水稻愈伤组织中获得了1个存在甲基化位点的片段。测序后比对分析表明,该片段为水稻MAPK家族OsMAPK2基因的5′端区域。该基因5′端区域有一个CpG岛,与拟南芥AtMAPK12基因序列高度相似。利用实时定量PCR和HpaII-McrBC PCR分析了在水稻芽段受生长素刺激后形成愈伤组织过程中OsMAPK2基因的表达与甲基化的关系。结果表明:该基因表达量与基因5′端甲基化水平相对应,甲基化调控基因的表达。在愈伤组织形成过程中2.0mg/L的2,4-D诱导该基因5′端区域去甲基化,使基因表达,而长时间(100h)的诱导后或导致重新甲基化,基因表达量降低;低浓度的2,4-D(0.5和1.0mg/L)也可以产生同样的趋势,但是基因的表达量低于2.0mg/L的2,4-D的诱导;高浓度的2,4-D(5.0mg/L)可以在较短的时间内完成对基因的诱导和抑制。     

植物RNA聚合酶Ⅳ调控DNA甲基化和发育的研究进展

DNA甲基化是一类稳定可遗传的表观遗传修饰,在调控基因表达、沉默转座子和维持基因组稳定性等方面发挥重要作用。植物中,DNA从头甲基化通过RNA指导的DNA甲基化(RNA-directedDNAmethylation,RdDM)途径建立。植物特有的DNA依赖的RNA聚合酶Ⅳ(DNA-dependent RNA polymerase Ⅳ, Pol Ⅳ)是RdDM途径核心蛋白,转录产生非编码RNA,通过RdDM途径引导从头建立DNA甲基化,进而调控植物基因表达和生长发育。Pol Ⅳ行使功能受多个蛋白调控：组蛋白阅读器SHH1 (SAWADEE homeodomain homolog 1)识别H3K9甲基化引导Pol Ⅳ到基因组特定位点;染色质重塑因子CLSY (CLASSY)蛋白家族协助Pol Ⅳ识别靶位点;RNA依赖的RNA聚合酶2 (RNA-dependent RNA polymerase 2, RDR2)将Pol Ⅳ转录产生的单链RNA转换成双链RNA。本文总结了Pol Ⅳ及其调控蛋白调控植物DNA甲基化和发育的研究进展,以期为DNA甲基化研究和农作物育种提供参考。     

棉花叶绿体基因RNA编辑位点的测定及分析

陆生植物叶绿体RNA编辑是转录后基因表达调控的一种重要方式。该文在预测棉花（Gossypium hirsutum）叶绿体基因RNA编辑位点的基础上,选取中棉10（CRRI 10）为实验材料,采用PCR、RT-PCR及测序等方法,确定CRRI 10的27个叶绿体蛋白编码基因共有55个编辑位点,均是C→U的转换。与棉种柯字310（C310）的编辑位点比对后发现,CRRI 10多出accD-468和rpoC1-163两个编辑位点,同时缺失psbN-10。利用生物信息学分析这3个位点,rpoC1-163和psbN-10的编辑可能会改变各自蛋白的二级结构。对CRRI 10中55个编辑位点上游的顺式作用元件（？30–？1）分析显示,共有8组顺式作用元件的相似性达到60%或以上,推测各组中的编辑位点可能由相同的反式作用因子来识别。     

水稻硝酸还原酶的RNA干涉及其酶活性分析

分析水稻硝酸还原酶（NR）基因生物信息学的结果显示：水稻基因纽中有2个NR基因成员：一个为NR[NADH]（NR1）：另一个为NR[NAD（P）H]（NR2）。两者的蛋白序列相似性为70％。用RT—PCR技术从水稻cDNA中获得了NR1和NR2的cDNA片段,其大小分别为1086bp和892bp。构建RNA干涉载体（称pRNAi—NR1和pRNAi-NR2）转化水稻愈伤组织后检测转基因后代酶活性的结果表明：两种干涉植株的根叶中的NR活性均大幅度下降,并且根叶中的活性变化呈线性正相关关系。表明2个基因可能均有调控根叶中NR活性的作用。     

水稻胞质核糖体蛋白基因OsRPS7的克隆与序列分析

以已公布的黑麦胞质核糖体蛋白基因ScRPS7的cDNA序列为信息探针,在中国华大水稻基因组数据库中搜索与之高度同源的基因组重叠群。采用计算机拼接和RT-PCR方法克隆了水稻胞质核糖体蛋白基因的全长cDNA序列,命名为OsRPS7。该cDNA序列全长919bp,编码192个氨基酸;其与黑麦、拟南芥和芸薹的S7核糖体蛋白的氨基酸一致率分别为88%、72%和72%。对OsRPS7 的基因组结构和基因的功能进行了分析和预测。Abstract：Using the cDNA of rye cytoplasmic ribosomal protein ScRPS7 as a query probe, a highly homologous rice genomic contig was obtained from Huada rice genome database. The full-length cDNA sequence of rice cytoplasmic ribosomal protein S7 was assembled by informatics based on the contig. Furthermore, with the two primers designed according to this assembled cDNA, the full-length cDNA of rice ribosomal protein was cloned by RT-PCR and named as OsRPS7. The cDNA was 919bp in length and contained a complete Open Reading Frame (ORF) of 576bp, encoding a protein of 192 amino acid residues. The deduced amino acids of OsRPS7 showed 88%、72% and 72% identity with those from Secale cereale、Arabidopsis thaliana and Brassica oleracea, respectively. The genome structure of OsRPS7 was analyzed, and its function was predicted in this paper.