酵母模式生物研究表观遗传调控基因组稳定性的进展

基因组的遗传稳定性是维持正常的细胞复制、增殖和分化的关键。外源因素和内源因素造成的DNA损伤及其修复失败, 是各种遗传疾病发生的根本原因。表观遗传调控(包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA)在DNA损伤修复和细胞周期调控方面发挥着重要的作用, 也是维持基因组稳定性的基础。酵母作为单细胞真核生物, 是最早开展表观遗传学研究的物种之一, 特别是在DNA损伤修复和异染色质形成等方面的研究, 为揭示遗传稳定性的本质提供了理论依据。国际上前期以酵母为模式生物研究表观遗传学的报道主要集中于组蛋白修饰领域; 近期利用裂殖酵母作为模式生物研究RNAi指导的组蛋白修饰也有了一定的进展。文章以酵母作为模式生物, 论述了表观遗传修饰在维持基因组遗传稳定性中的研究进展、作用机制和今后的发展趋势。     

苯胺致小鼠肝细胞和淋巴细胞DNA损伤及其修复效应

目的研究苯胺的遗传毒性及其修复动力学效应。方法应用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术,检测100 mg/kg苯胺单次灌胃3、8、16、24、32 h后,对KM小鼠肝细胞和淋巴细胞DNA损伤及时效关系。结果 SCGE实验结果显示肝细胞从8 h开始尾长和尾矩逐渐增大,至16 h DNA损伤程度达到最大,相比对照组差异有显著性(P0.01),随着时间的延长,DNA损伤程度逐渐减轻,在32 h DNA损伤已恢复正常,与对照组相比差异无显著性(P0.05);而淋巴细胞则在16 h开始尾长和尾矩逐渐增大,24 h时达到最大,32 h时DNA损伤逐渐恢复。结论苯胺对肝细胞和淋巴细胞具有潜在的遗传毒性;2个DNA损伤指标的变化存在明显的时间效应关系,说明这两种细胞具有有效DNA修复机制。     

sgf73+在裂殖酵母中的大规模遗传筛选

遗传相互作用(Genetic interaction, GI)直接提示了生物体内各个基因在功能上的关联性, 为研究一个基因的潜在功能提供了线索。遗传筛选是研究基因遗传相互作用的重要方法。文章以SAGA(Spt-Ada-Gcn5 acetyltransferase)复合物去泛素化模块亚基基因sgf73⁺为查询基因, 在裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)中进行了大规模遗传筛选。结果显示, 164个基因与sgf73⁺具有负遗传相互作用, 42个基因具有正遗传相互作用。GO(Gene ontology)分析结果表明, 这些基因富集于染色质修饰、DNA损伤修复、压力应答、RNA转录等生物过程。通过组蛋白修饰检测实验首次发现, sgf73⁺的缺失导致组蛋白H3K9、H4K16位点乙酰化水平下降, H3K4位点甲基化修饰水平上升。此外, 系列稀释实验显示sgf73∆菌株对DNA损伤试剂HU和CPT的敏感性提高, 并且Sgf73参与高氧胁迫应答。这些结果显示sgf73⁺参与了染色质修饰、DNA损伤修复和高氧压力应答过程。     

雪豹保护遗传学和基因组学研究进展

雪豹(Panthera uncia)隶属于食肉目猫科豹属,是生活在青藏高原及其周边地区的旗舰物种。随着分子生物学和高通量测序技术的发展,雪豹保护遗传学和保护基因组学研究得到快速的发展,其中非损伤性遗传取样法显著推动了雪豹保护遗传学研究。本文综述了非损伤性遗传取样法在雪豹物种鉴定、个体识别和性别鉴定等研究中的应用,雪豹的系统发生地位、系统地理格局和种群遗传结构及其亚种争议、演化历史、适应性演化和基因组特征等保护遗传学和基因组学方面的研究现状和进展,并对雪豹保护遗传学和基因组学未来发展趋势进行了展望,以期促进雪豹保护生物学研究和保护对策的科学制定。     

遗传性肾炎的遗传学研究进展

遗传性肾炎(hereditary nephritis,HN)是一组与遗传有关,主要累及肾小球的肾脏疾病,常伴有其它器官的损伤.HN呈家族聚集性,可表现为常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和X连锁遗传,有些家系还表现为非孟德尔遗传和线粒体遗传.对HN主要疾病的临床表型、遗传学和动物模型的总结和对HN疾病的深入研究有可能找到疾病的致病突变,以及更好地了解疾病的分子机制.     

细胞DNA损伤检控点

细胞周期检控点是维持细胞基因组稳定性的一个重要机制,主要包括。DNA损伤检控点、DNA复制检控点和纺锤体组装检控点。其中DNA损伤检控点能检测细胞在生命活动过程中出现的DNA损伤并引发细胞周期阻滞,为修复损伤提供足够的时间,以保证细胞遗传的稳定性。有关DNA损伤检控点的研究近年来已经取得了突破性进展,现简要介绍近年来在DNA损伤检控点研究中的一些新进展。     

乌龙茶降低氟化钠和三氧化二砷诱发的小鼠骨髓细胞微核率的研究

本文以乌龙茶黄金桂为材料,以氟化钠(NaF)和三氧化二砷(As_2O_3)为诱发剂,以骨髓嗜多染红细胞微核率(PCE)为指标,在实验室对不同组别的小白鼠进行遗传毒理实验。结果表明:乌龙茶具抗砷、氟诱发的细胞遗传损伤的作用。     

除草剂乐草隆对红鲫的遗传毒性研究

目的　探讨除草剂乐草隆对红鲫的遗传毒性。方法　用单细胞凝胶电泳检测不同浓度的乐草隆对红鲫外周血淋巴细胞DNA的损伤作用。结果　乐草隆致毒红鲫的淋巴细胞DNA的迁移度均较阴性对照组高 (P<0 0 5 ) ,在一定浓度范围内 (0～ 7 0 0mg L)DNA损伤程度与浓度呈正相关 (r=0 982 ,P <0 0 1)。在 12h、2 4h、4 8h、96h、10d实验组DNA损伤程度均有增强的趋势。结论　乐草隆对红鲫具有一定的遗传毒性     

健康人及超量电子束照射病员淋巴细胞核异常的检测

本文报告了213例健康人不同年龄组的各种淋巴细胞损伤指标： 核变形、微核、核裂解、核固缩与核空泡等的自然发生率,并检测了21例受超量电子束照射的病人的核异常改变。作者认为,与常用的微核测试法相比,核异常检测在不增加工作量的情况下,可更敏感地反映遗传毒理因子对人体细胞不同程度的损伤,可用于受辐射污染人群的监察及体外评价其遗传毒理效应。     

乌龙茶降低付化钠和三氧化二呻诱发的小鼠骨髓细胞微核率的研究

本文以乌龙茶黄金桂为材料,以氟化纳(NaF)和三洋花二砷(As₂O₃)为诱发剂,以骨髓至多染红细胞微核率(PCE)为指标,在实验室对不同组别的小白鼠进行遗传毒理实验。结果表明：乌龙茶具抗砷、氟诱发的细胞遗传损伤的作用。     

空气负离子对自发和环磷酰胺诱发的小鼠骨髓嗜多染性成红细胞微核率的影响

我们以前的研究表明负离子对~(60)Co-γ线诱发的急性和慢性损伤有明显的防护作用。本文以小鼠骨髓嗜多染性成红细胞(PCE)微核率为指标,探讨负离子对正常小鼠有无细胞毒性和对环磷酰胺(CP)诱发的遗传损伤有无防护作用。用负离子处理昆明小鼠60天后不注射CP直接取样;用负离子分别处理小鼠15天、30天和60天后注射CP,6小时后取样。镜检骨髓PCE微核并做统计处理。结果表明,负离子促进小鼠的生长发育且不导致潜在损伤;负离子对CP诱发的遗传损伤有明显的防护作用。     

乳腺癌易感蛋白1在DNA损伤修复中的作用

人类乳腺癌易感基因1(breast cancer susceptibility gene 1,BRCA1)首先是在乳腺癌家族中发现的,是具有遗传倾向的乳腺癌和卵巢癌易感基因,其基因的突变与家族性乳腺癌及卵巢癌的发生有密切联系。BRCA1是一种抑癌基因,其基因产物可以参与维持基因组稳定性的多条细胞信号通路,例如DNA损伤诱导的细胞周期调控、DNA损伤修复、基因转录调节、细胞凋亡、泛素化等重要的细胞活动。本文就近几年来BRCA1在DNA损伤修复中的作用的研究进展作一综述,包括DNA损伤诱导的细胞周期检查点的激活和DNA损伤修复两方面。     

基于粪便DNA的青藏高原雪豹种群调查和遗传多样性分析

基于非损伤性取样,利用mtDNA和微卫星DNA遗传标记,对来自青藏高原三江源国家级自然保护区、羌塘国家级自然保护区和甘肃党河南山地区等地的277 份疑似雪豹粪便样品进行了物种鉴定、个体识别和遗传多样性研究。结果显示：在190份成功扩增的mtDNA cyt b基因片段中,确定有89份属于雪豹;微卫星分析确定其属于48个不同的个体。在48个雪豹mtDNA cyt b基因片段中,共检测出13个多态性位点,定义了9个单倍型,单倍型多态性为0.776,核苷酸多态性为 1.50%, 9个单倍型的遗传距离为 0.009-0.058。研究表明在研究区域均存在雪豹分布,并具有一定的遗传多态性,地理距离分布较远的羌塘国家级自然保护区和甘肃党河南山地区的雪豹样品具有一定的遗传差异。     

汉口、汉阳两地空气细颗粒物PM2.5遗传毒性研究

目的：探究汉口、汉阳两地空气细颗粒物PM2.5的遗传毒性。方法：采用Ames波动实验和双核细胞微核实验评价PM2.5在基因和染色体水平是否具有遗传毒性。结果：Ames波动实验结果表明,汉口和汉阳PM2.5对鼠伤寒沙门苗TA100无致突变作用;而在双核细咆徽核实验中,两地PM2.5随浓度上升徽核率逐渐上升,呈剂量反应关系,对染色体有损伤作用。2项实验结果都显示,汉口和汉阳两地的颗粒物在致遗传性上无明显差异。结论：汉口、汉阳两地PM2.5具有一定的潜在遗传毒性。     

基因组编辑技术及其在昆虫遗传转化中的应用

锌指核酸酶、类转录激活因子式核酸酶和CRISPR/Cas技术是近几年发展起来的3种主要基因组编辑技术,其原理都是通过在生物基因组特定位点制造DNA双链断裂损伤,从而激活机体自身的DNA损伤修复机制,在此过程中引发各种变异。基因组编辑技术已在研究基因功能和基因修复中成功应用,基于基因组编辑技术的诸多优点,如CRISPR/Cas技术能对基因组中多个特定位点进行编辑,其有望成为昆虫遗传转化的主要策略。本文就锌指核酸酶、类转录激活因子式核酸酶和CRISPR/Cas技术的基本原理及其在昆虫中的应用做一简介,为今后利用基因组编辑技术进行昆虫遗传转化提供些许参考。     

表观遗传学与组织工程

表观遗传学是环境和遗传相互作用的一门学科,其调控方式包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控等。这些调控方式的协调作用决定了细胞的发育、功能、状态和命运,因此表观遗传调控机制已经成为外界环境影响因素和基因转录调控之间的重要联系。组织工程的目标是研究和开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物,该领域的主要挑战之一在于寻找最佳的能够控制细胞命运和促进细胞成熟的微环境。该文综述了表观遗传的调控方式及相应研究方法、表观遗传对细胞分化和功能的影响、生物材料对表观遗传的调控,以期为组织工程研究及转化提供参考。     

用彗星实验技术分析MTX对小鼠细胞DNA的损伤作用

MTX是一种抗叶酸药物 ,作用于增殖细胞 ,为了解其作用机制和探测其遗传毒性靶器官 ,以小鼠为研究对象 ,用彗星实验技术检测了MTX腹腔注射染毒后对脾、骨髓、胸腺、和外周血淋巴细胞的DNA损伤作用及其与MTX剂量间的相关。 1.2 5～ 5mg/kgMTX可诱发小鼠体内 4种细胞的DNA单链断裂 ,核DNA损伤程度与用药剂量呈正相关。不同种类细胞对MTX的易感性不同 ,脾、骨髓、胸腺、外周血淋巴细胞可能是MTX的遗传毒性靶细胞。外周血淋巴细胞在SCGE分析中的拖尾现象可作为用药后组织器官对药物敏感性反映的生物标志     

甲基化和乙酰化修饰在肿瘤发生发展中的作用

表观遗传调控是目前国内外研究的热点,其已成为设计治疗多种疾病靶点的重要理论依据。本课题组以表观遗传调控研究为主要脉络,围绕肿瘤中异常的生物学过程,如DNA损伤应答与修复、细胞自噬和代谢等,初步阐明了蛋白质翻译后修饰中的甲基化和乙酰化及其相关的酶类在肿瘤发生发展中的作用及分子机制。现对本课题组的主要原创性工作进行综述与汇报。     

微卫星标记在大熊猫研究中的应用进展

大熊猫是我国保护最为成功、研究最为深入的珍稀动物之一,可以为其它珍稀濒危物种的保护研究工作提供参考。20世纪70年代末期借助无线电颈圈,大熊猫的生态学研究工作取得了突破性进展,近20年来微卫星标记和非损伤性遗传取样技术的联合使用,将大熊猫的保护研究工作提升到一个崭新的高度。本文在综合所有已发表大熊猫微卫星标记的基础上,梳理了微卫星标记在圈养大熊猫亲子鉴定与遗传管理,野生大熊猫个体识别与种群数量调查、遗传多样性评估、扩散和种群遗传结构研究中的应用情况,并着重介绍了其中29个重要的微卫星标记。同时指出目前微卫星标记的使用存在标记选择不统一、等位基因读数无统一规程等问题,并对应用前景进行了前瞻。     

环磷酰胺致DNA损伤及其防治机制的研究进展

CTX是临床上常用的抗肿瘤药物与免疫抑制剂,其在体内的代谢产物具有很强的烷化作用,可引起DNA链内和链间的交叉连接,干扰转录和复制,造成DNA的损伤。CTX导致DNA损伤的机制与环磷酰胺代谢过程中产生的自由基过量以及代谢产物产生的烷化作用有关,目前减轻CTX造成的DNA损伤的措施主要是提高机体的抗氧化能力和促进机体修复损伤的DNA。DNA损伤会对机体产生一系列变化如导致肿瘤、神经退行性病变、衰老和遗传易感综合症等疾病的发生、发展。本文综述了CTX导致DNA损伤的机制及其防治研究进展,以其为CTX的临床安全用药和今后的科学研究提供思路和依据。