DNA与个体发育调控的相关实例(2)——四肢动物肢体的形成机制

生物结构的形成不仅需要细胞与细胞之间的直接接触和相互作用,还需要能够在细胞之间扩散的信号分子在器官尺度上影响大量细胞的发育方向。扩散性成型分子的概念在20世纪由德国科学家Hans Spemann、英国科学家Lewis Wolpert和Alan Mathison Turing从不同角度提出,分别叫做斯佩曼组织中心、法国国旗学说和图灵的反应-扩散学说。后续研究证实了扩散性分子的存在和功能,为各种生物结构的形成原理提供了坚实的理论基础。     

DNA与个体发育调控(3)

在生物体形成的过程中,不仅细胞-细胞之间的直接接触起重要作用,例如细胞分类聚集、形成片状和管状结构、相邻细胞各向不同的类型发展等,而且控制中心的细胞还会分泌出指导周围细胞生长分化的信息分子。这些信息分子能够在细胞之间移动,在比较大的尺度上影响众多细胞的命运。这些信息分子与受控细胞上的受体结合,在细胞中启动信号传递链,使这些细胞向特定的方向发展。     

DNA与个体发育调控的相关实例——指导生物结构形成的相关理论(1)

生物结构的形成不仅需要细胞-细胞之间的直接接触和相互作用,还需要能够在细胞之间扩散的信号分子在器官的尺度上影响大量细胞的发育方向。扩散性成型分子的概念在20世纪为德国科学家Hans Spemann、英国科学家Lewis Wolpert和Alan Mathison Turing从不同的角度提出,分别叫做斯佩曼组织中心,法国国旗学说和图灵的反应-扩散学说。后续的研究证实了扩散性分子的存在和功能,为各种生物结构的形成原理提供了坚实的理论基础。     

DNA与个体发育调控(4)

控制细胞命运的信息分子可以在细胞之间扩散,在较大程度上影响众多细胞的命运,是较高层次的指挥。但要形成各种具体的生物结构,例如昆虫的复眼、翅膀、触角和腿,还需要具体的相关基因完成这项工作。Hox家族和Pax家族的基因就专门负责控制此类相关基因,它们能够动员起为建造一个具体器官所需要的全部基因来完成器官的建造工作。这些基因的历史非常久远,从简单的多细胞动物到人都使用这些基因。     

DNA与个体发育调控(1)

多细胞生物的身体都是由一个细胞发育而来的,因此该细胞内的遗传物质DNA应携带有建造身体结构的全部信息指令。然而,在DNA序列中却只有为基因编码的序列,以及控制基因表达时间、地点、多少的调控序列,并没有如何建造身体的具体信息指令。DNA的蓝图作用,是通过各种蛋白质分子的顺序表达来形成各种类型的细胞,同时通过一些细胞分泌的信息分子指挥周围细胞表达出能够产生机械力的蛋白质分子,让细胞按照特异方式彼此结合,从而实现个体发育的精准调控。     

DNA与个体发育调控(2)

生物结构的形成需要各种细胞按照类型分别聚集,这主要是通过细胞表面的钙黏蛋白实现的。形成片、管、腔等结构需要细胞具有极性;上皮表面上的的结构如纤毛、羽毛、鳞片、毛发具有方向性,也需要有关细胞具有极性。细胞的极性是由细胞内和细胞表面的一些蛋白质聚合物彼此拮抗并不对称分布而形成的。细胞之间通过Notch蛋白及其配体之间的相互作用导致彼此相邻的细胞向不同的分化方向发展。这些成型分子在胚胎发育过程中都发挥重要的作用。     

遗传学的基本原理(十二)——遗传与个体发育(一)

伞藻的再生实验在有关性别决定等问题里,我们只介绍了基因对遗传性格发育的一般概念。至于具体地某一种生物、某一个基因如何在个体发育过程中支配了某一种或许多种遗传性格的发生、发展和变化,却提得很不够。这虽说是遗传学与胚胎学的边缘问题,但对于任何一方面都可以说是基本问题,因为胚胎学家不解决这种问题就永远不掌握器官及个体发育的根本原因,而遗传学家不去研究它,也永远不会知道基因在     

动物的痛觉和痒觉感受机制(3)

动物要感知对身体的伤害和潜在伤害且及时做出反应,发展出了痛感和痒感。各种伤害性刺激,包括机械损伤、极端温度、极端酸/碱环境等,都会引起痛的感觉,这些损伤性刺激主要由TRP离子通道感知,再由别的离子通道放大。各种对身体有潜在伤害的刺激则引起痒的感觉,这些刺激主要由G蛋白偶联受体感知,再由别的离子通道加以放大。痛觉和痒觉通过不同的神经通路传递至大脑,因此痒不是"微痛"。     

凋亡相关基因调控舌苔形成的分子机制

舌苔形成与舌背黏膜上皮细胞的增殖、分化和凋亡密切相关.凋亡相关基因是调控细胞增殖和凋亡的重要基因,不同舌苔中凋亡相关基因的表达规律是近年来舌苔研究的热点.本文综述了近年来的相关研究成果,并展望了新方法和技术在舌苔研究中的应用前景,以期推动凋亡相关基因调控舌苔形成的分子机制研究.     

囊胚形成的基因表达与调控(英文)

囊胚形成是胚胎早期发育过程中一个重要阶段 ,涉及几个重要的生理事件 ,即细胞融合 (compaction ,亦称致密化作用 )、囊胚腔出现、囊胚腔扩张及滋养层和内细胞团的分化。在细胞间连接蛋白的作用下 ,各种细胞间连接方式逐步建立起来 ,在合子型基因组表达调控下 ,促进了最终囊胚的形成。细胞间连接蛋白和细胞粘附相关蛋白参与组建各种细胞间连接 ,参与细胞融合、囊胚腔形成、滋养层分化和囊胚扩张等过程。通过顶部的紧密连接、侧部的缝隙连接和桥粒 ,建立起细胞的连接复合体。在人胚胎 8 细胞之前 ,卵裂球细胞界限明显 ,可能以中间连接方式相互作用 ;8 细胞期发生致密化作用 ,通过紧密连接将细胞分成顶部和基部 ,使得胚胎处于半封闭状态 ,促进胚胎内部积液 ,形成囊胚腔。细胞融合的同时也产生缝隙连接。桥粒最初出现在人胚胎达到 3 2 细胞阶段 ,桥粒连接参与囊胚腔形成以及在囊胚扩张时维持滋养层的稳定性。桥粒由一些跨膜粘蛋白组成 ,包括参与细胞内粘附的桥粒子和桥粒球以及一些细胞质内蛋白 (如desmoplakins,plakoglobin ,plakophilin) ,由细胞内蛋白质形成空斑结构并介导细胞角蛋白丝固定。对植入前牛胚胎的研究表明 ,只有DcII,DcIII和plako三种桥粒蛋白参与桥粒组建。在鼠囊胚中DcII的表达部位位于     

动物抗低氧胁迫相关基因的表达调控机制

体内氧浓度的稳定是机体维持自身功能的一个必要条件。在低氧条件下,机体内部在低氧信号的刺激下形成一个强大的防御体系以保护自己的组织。在采取防御的过程中,低氧诱导因子-1 (hypoxia inducible factor-1,HIF-1)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)、核因子-κB (nuclear factor-κB, NF-κB)等基因表达上调。HIF-1是一个与低氧胁迫相关的转录因子,它的激活与体内氧浓度相关。VEGF是HIF-1下游的一个靶基因,它是至今发现的一个在促血管新生方面起着最关键作用的因子。NF-κB能够抑制由低氧引起的细胞凋亡。以上这些基因在动物抗低氧胁迫方面起着重要作用,综述了低氧条件下HIF-1、VEGF、EPO、NF-κB的功能、表达特性以及调控机制。     

遗传学的基本原理(十三) 遗传与个体发育(二)

多细胞生物的个体发育个体发育在多细胞,尤其是高等动植物方面,与单细胞的生物有很大的不同,因为这里发育本身就是一个相当复杂的过程。专门研究这个过程的科学叫作胚胎学。实际从遗传学的观点来看个体发育并不以由胚胎发育到成体为终结,因为有许多性格到了生物的老年才能发展出来。所以在这方面要使胚胎学与遗传学结合更好,就必须把生物的生老病死以及繁殖现象包括进去作为个体发育的基本内容。这一点在生活史较短的生物中是容易的,但在高等动物则比较困难;这也说明因为什么在高等动物中关于这上面的资料是特别缺乏的。     

细菌生物膜的形成与调控机制

细菌通过自身合成的水合多聚物粘附在固体表面,以固着的方式生长从而形成生物膜,细菌生物膜的形成涉及到几个明显的阶段,包括起始的附着、细胞与细胞之间的吸附与增殖、生物膜的成熟、及最后细菌的脱离等四个阶段,生物膜的形成增加了细菌对抗生素的抗性以及帮助细菌逃逸寄主的免疫攻击等,从而引起临床上持续性的慢性感染等各种问题;生物膜结构非常复杂,除了细菌分泌的各种胞外多糖,胞外蛋白质外,最新的研究表明,DNA也是生物膜的一个重要成分.针对近年来的最新文献报道分别对生物膜的形成、结构以及调控机制等进行综述.     

蛋白质聚集的形成与调控机制

大肠杆菌是外源蛋白质的首选表达系统,但蛋白质易被宿主细胞蛋白酶降解或聚集形成包含体。包含体与淀粉样蛋白纤维的形成过程相似,都依赖于特异性氨基酸序列的分子间相互作用。因此,淀粉样蛋白质抗聚集的方法也可用于防止细菌表达蛋白质的聚集。另外,基于序列的新型方法也能调节蛋白质聚集。     

DNA甲基化对子宫内膜异位症(EMs)的作用及其调控机制

表观遗传通过DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、以及microRNA等调控方式来实现对基因表达、DNA复制和基因组稳定性的控制。DNA甲基化是目前研究的最为广泛的表观遗传修饰方式之一,可调控真核生物的基因表达。DNA甲基化在哺乳动物发育、肿瘤发生发展及人类其他疾病中均发挥着至关重要的作用。DNA甲基化状态的改变已被视为人类肿瘤细胞的生物标志之一。EMs虽是一种良性妇科疾病,但伴有细胞增殖、侵袭性及远处种植转移等肿瘤的特点。最新研究发现,DNA甲基化可能与子宫内膜异位症(EMs)的发生存在密切的关系并认为EMs从根本上是一种表观遗传学疾病。由于表观遗传修饰都是可逆的过程,这就为EMs的治疗提供了一种新的途径。本文就DNA甲基化在EMs中的发生发展中的作用及其调控的分子机制,以及在诊断治疗中作用的最新研究进展做一综述。     

拟南芥转录共激活子ANGUSTIFOLIA3(AN3)调控花的雄蕊的形成

雄蕊是种子植物产生花粉的重要生殖器官,其是否正常发育关乎到植物的繁殖状况,并且会对农作物的产量造成影响。通过RT-PCR技术鉴定拟南芥转录共激活子ANGUSTIFOLIA3（AN3）的两个敲除突变体an3-1和an3-4;通过形态学检测发现,突变体an3-1和突变体an3-4的雄蕊较野生型雄蕊短,而雌蕊却无明显变化;通过构建AN3启动子GUS表达载体,对Pro-AN3-GUS植株的花组织进行染色,并观察,结果表明,AN3基因在拟南芥的种子胚、成熟的花粉、柱头、花瓣中均有表达。这个结果证明AN3能在拟南芥生殖生长期间在花器官等重要组织中表达,这个结果与an3-1和an3-4的雄蕊变短的结论一致。由此,我们得出结论：拟南芥转录共激活子AN3正向调控花的雄蕊的形成。     

成骨细胞的骨形成调控机制

成骨细胞在骨的形成、发育、改建、修复过程中发挥重要作用,多种生长因子可影响成骨细胞的增殖、分化及其合成细胞外基质的作用。多种生长因子对成骨细胞的作用既有相同之处,也有不同点。寻找一种或联合应用几种不同的生长因子达到既能促进成骨细胞增殖又保持其成骨活性将是今后研究的热点。     

印记控制区(ICR)的调控机制

绝大多数印记基因成簇地分布在很大的染色体区域,在发育过程中起着十分重要的作用。印记基因等位位点专一性的抑制是由印记控制区(imprinting control region,ICR)所调控的,通常是等位位点一方的ICR发生甲基化。在配子形成过程中,非组蛋白和邻近的序列会影响这种差别甲基化。DNA的甲基化、组蛋白的修饰以及多梳状体蛋白对于印记的维持十分重要。不同印记区的印记调控的方式是不同的。在某些区域ICR组装成绝缘子,干扰启动子和增强子的相互作用,而在另一些区域中涉及到了非编码RNA,印记调控以一种与X染色体失活机制类似的方式进行。     

NLRP3炎症小体活化、调控机制及相关疾病机制

炎症作为机体的一种自我保护机制有助于清除感染或者有害物质,但是炎症反应失调也会导致疾病发生.NLRP3炎症小体是由胞内模式识别受体NOD样受体家族成员NLRP3形成的一个胞内蛋白复合物,能够诱导IL-1β和IL-18等促炎因子的成熟和分泌,从而促进炎症反应的发生.NLRP3炎症小体可以被多种病原微生物和危险信号活化,并且参与多种人类重大疾病的发生过程,因而NLRP3炎症小体近年来受到了极大的关注.本文就NLRP3炎症小体的活化和调控机制、NLRP3炎症小体在疾病中的作用及靶向NLRP3炎症小体进行相关疾病干预的研究进展进行简要综述.