谈谈改变传统观念的转座因子

在五十年代前,人们一直认为每一基因组的 DNA是固定的,包括位置固定、数目固定。转座因子的发现修正了这一观念。现在人们认识到基因组中的某些成分的位置常常是不固定的,一种生物的基因组大小或基因的数目也并非绝对不变。这种位置不固定的成分乃是转座因子。转座因子(transpos-able element)是细胞中能够改变自身位置的一段 DNA 序列。转座因子改变位置的行为称转座(transposition),转座可以发生在同一染色体的不同位置之间,不同的     

高等植物helitron转座子的研究进展

作为重复序列的一种主要类型,转座子在高等植物基因组中具有相当丰富的DNA含量,在改变基因结构、调节基因表达、影响基因组进化,以及创造新基因的过程中扮演着重要的角色。Helitron转座子是DNA转座子的一种,在转座过程中经常捕获基因或基因片段,以及插入到基因附近或基因内部,因此在改变基因组构成、影响基因组的进化过程以及改变基因型和表型等方面起着重要作用。该文对国内外近年来有关植物基因组中helitron转座子的结构特征、鉴定和分类方法、基因组中的含量和在染色体上的分布,以及转座扩增和基因片段的捕获等方面的研究进展进行了综述,并对helitron转座子研究过程中存在的问题进行了讨论,对今后helitron相关的研究进行了展望。     

Mutator转座子及MULE在植物基因与基因组进化中的作用

Mutator（Mu）转座子是植物中已发现的转座最活跃的转座子,其高的转座频率及趋向于单拷贝功能基因转座的特性,使该转座子成为玉米功能基因克隆的主要方法.Mu转座子的同源类似因子广泛存在于被子植物基因组中,而且同一基因组中往往具有多种变异类型.它不仅具有其他DNA转座子在基因和基因组进化中的普遍作用,而且具有能够承载基因组内功能基因和基因片段的载体功能,这种载体Mu转座子（Pack-MuLEs）能够在基因组内移动众多的基因片段,从而对基因和基因组进化产生作用.Mu转座子的同源序列发生在水稻与狗尾草之间的水平转移提供了高等植物核基因水平转移的首个例证.对Mu转座子的了解促进了我们对动态基因组概念的认识.文章对Mutator转座子的发现、转座特征、基因标签应用等的研究进展进行了综述,对Mu转座子家族的同源序列进行了分类,讨论了该转座子在基因组进化中的作用,分析了应加强研究的问题.     

小RNAs在沉默转座因子中的作用

在很多生物基因组中都存在DNA成分的转座序列,它们能够转座到基因组的很多位点,对基因组造成很大的危害,如破坏编码基因、改变基因表达的调节网络、使染色体断裂或造成大范围基因重排等。真核生物已经进化出了多种机制来控制这些寄生核酸序列造成的损伤,以维持基因组完整性。虽然这些机制在不同生物中有些差异,但其中一种主要的机制是通过小RNAs介导的,这些小RNAs包括小干扰RNAs、piwi相互作用的小RNAs、微小RNAs、扫描RNAs和21U-RNAs等。这些小RNAs可以通过DNA水平剪切转座序列,或在转录和(或)转录后水平沉默转座成分。该文就这些小RNAs沉默转座成分的机制和功能做一论述。     

植物转座元件注释及生物学功能研究进展

转座元件是指在基因组中能够移动、复制并重新整合到基因组新位点的DNA片段。在植物中,多种类型的转座元件,特别是占比较高的LTR类逆转录转座元件,可以通过产生新基因和转录本、提供调节元件、改变基因结构等多种途径广泛调控基因表达,最终多维度有效推动基因组进化。同时,基因组测序组装技术的快速发展也为转座元件的检测、注释提供了良好契机。本文从结构分类、全基因组检测、功能研究、基因组进化4个方面对当前植物转座元件的研究进展进行综述,同时对今后的研究方向进行了展望。     

果蝇转座因子对基因组进化的影响

真核生物基因组织有很多可移动ＤＮＡ片段为称转座因子,果蝇是大量系统研究的最好实验材料之一,其基因组的１０％－１２％是由转座因子组成,在宿主中,ＴＥs也许改变基因表达模型,也许改变ＯＲＦs编码序列,也许对细胞功能产生影响,这此因子遗传的可动性也可能使它们适于建造载体产生转基因生物。因此,对ＴＥs进化的动态研究以及对宿主基因组进化影响的探索将有助于TEs作为载体的细胞工程研究。     

转座因子标签法

转座因子(Transposable element)是Mc-Clintock在玉米的染色体上首先发现的,以后在大肠杆菌、酵母、果蝇、线虫、蚕及金鱼草与矮牵牛等植物中也陆续发现了转座因子的存在。转座因子的发现是遗传学发展史上的重要里程碑,是本世纪遗传学领域内重大的发现之一,在理论和实际应用上都有重要的意义。近年来,由于分子遗传学研究的进步,对转座因子的结构、转座的机理等方面的研究取得了很大的成绩,转座因子的应用研究开始受到人们的重视,特别在应用转座因子作为标签来分离高等植物基因的研究中取得了令人瞩目的成绩。本文就转座因子标签法分离高等植物基因的研究进展作一大致的介绍。     

原生动物基因组转座元件的研究进展

转座元件是一类广泛分布于真核生物的可移动的遗传因子, 可以引起基因重组和变异, 在物种进化及遗传改良中起着重要作用。针对近年来原生动物全基因组序列中大量发现的转座元件, 文章着重比较了转座元件在锥虫、利什曼虫、微孢子虫、变形虫和滴虫基因组序列中的存在种类、分布特征及其功能意义。原生动物转座元件以LINE 和SINE为主, 其次是DNA转座元件和LTR反转座元件, 部分转座元件在高A+T含量区富集, 预示着转座元件与基因组序列A+T含量有着紧密联系。根据不同种微孢子虫基因组之间转座元件的差异, 推测在微孢子虫基因组进化过程中, 至少经历了一次转座元件的丢失事件。最后对转座元件在原生动物寄生虫的进一步研究和应用作了展望。     

piRNA抑制基因转座的分子机制

转座子是一类可以在染色体上或不同染色体间自由移动的DNA。在高等生物中,处于活跃状态的转座子多为通过RNA中间体进行转座的逆转录转座子。由于逆转录转座子在细胞基因组中占有很高的比例,它的频繁转座能引起细胞基因组结构和功能的改变,导致癌症等严重基因疾病的发生,因此宿主细胞在长期的进化中形成了多种自我保护机制用以控制逆转录转座子活性。属于非编码小RNA的piRNA以其独特的机制在转录及转录后水平控制逆转录转座子RNA中间体的产生,抑制了逆转录转座过程的发生。本文总结了近年来piRNA控制转座子转座相关分子机制的研究进展,以期为转座子及基因调控方面的研究工作提供一些参考。     

逆转录转座子LINE-1与肿瘤的发生和发展

LINE-1是现今人体内存在的唯一具有自主转座活性的转座子,约有500 000个拷贝,占人类基因组总量的17%。LINE-1是通过转录和逆转录在内的转座过程产生新的DNA拷贝,并使新产生的DNA拷贝插入基因组的不同位置。LINE-1转座会影响基因组中其他基因的表达或调控,因而会对基因组的稳定性产生影响,从而导致基因疾病或肿瘤的发生。本文总结了近年来国际上对LINE-1转座与肿瘤的发生和发展之间关系的研究进展,为肿瘤的治疗和机制研究提供一些线索。     

基因组上的可动因子

可动因子或称可动的遗传因子(Mobile Genetic Element)是存在于基因组上一些有特定结构的DNA片段,它们没有固定的位置,能在基因组内或基因组间来回移动,其中包括转座因子(Transposable Element)与一些在分子结构与移动机理上同转座因子不同的DNA片段,如沙门氏菌中同相变有关的DNA片段与Mu噬菌体中同宿主域有关的G片段等。     

谈谈转座因子

传统的基因概念认为基因在染色体上是一个稳定的实体,它是不会改变其功能的,除非发生基因突变。而且基因不会任意移动位置和插入到其它染色体中去。但是近年的研究表明,有些遗传因子或基因不仅能改变功能,而且可以任意移动而改变原来的位置。这种可移动的基因或核苷酸顺序被切下后可整合到其它染色体上,这种移动现象称转座。这种可转移位置的因子称转座因子(transposable ele-ments)也称跳跃基因(jumping gene)。早在1932年,麦克林托克(Mc Clintock)     

苏云金芽孢杆菌HS66的转座因子分析

移动遗传因子普遍存在于苏云金芽孢杆菌(Bt)基因组中,而且大部分位于Bt毒素基因两侧附近,与Bt毒素基因进化和转移密切相关。本研究完成了一株对鳞翅目昆虫表现出很强的杀虫活性的Bt菌株HS66的基因组序列草图测定,并利用本地BLAST软件和ISFinder软件,进行了插入序列和转座子序列的查找及基本信息的汇总,结果表明Bt HS66基因组序列含有丰富的插入序列和转座子序列。转座因子分析是整个Bt HS66基因组分析过程中的重要的一环,后续工作中若定位移动因子在染色体及质粒序列的位置,对解析转座因子功能,帮助预测相关杀虫基因信息,以及全面理解Bt HS66基因组将有极大的帮助。     

可动因子

自从1950年B.McClintock在玉米中发现了转座因子以来,科学工作者又陆续发现了许多染色体上可移动的因子。关于可动因子的同义术语很多,诸如插入序列(insertion sequences)、IS因子(Is ele-ment)、转位因素、转座因素、转座因子、转位成分、转位因子(transposable element)、跳跃基因、移动基因(jumping gene)、移动因子(transfer factor)、转座子、转位子(transposon)等等。以前这些术语都是指     

高等植物转座元件功能研究进展

转座元件是指在基因组中能够移动、复制并重新整合到基因组新位点的DNA片段.转座元件一度被视为基因组内的"垃圾"或"自私DNA",长期以来,转座元件的研究主要集中于阐释转座元件在宿主中的复制或表观沉默机制,而转座元件的调控功能并未得到全面探讨.已有研究表明,转座元件的比例与物种基因组大小存在正相关性,从而为C值悖论的解释提供了依据.近年来,越来越多的证据表明转座元件可以作为宿主基因组的"控制元件"发挥重要的调控作用.在作物中研究发现,转座元件既可以通过顺式或反式作用方式调控基因表达,也可以诱导表观等位基因的产生,从而促使固着生长的植物更好地适应外界环境的变化.本文拟就高等植物转座元件的作用及其对未来作物育种的意义进行总结.     

玉米Ac双因子转座标签系统的构建及其转化烟草后代的遗传分析

用使质粒pKU3所携带的玉米Ac因子的5'末端和中间编码转座酶的基因片段分别发生缺失的方法构建成质粒pKU3（△B）和pKU3（△H）。质粒所携带缺失的Ac因子单独存在时都无自主转座能力,但当Ac（△H）和Ac（△B）共存于一个细胞时,由于Ac（△B）产生转座酶的互补作用促使Ac（△H）恢复转座能力,而当Ac（△B）和Ac（△H）因子被分离后即获得Ac（△H）因子的稳定插入突变株,它可克服因突变不稳定而给用转座因子标签法分离基因所造成的困难。将双因子系统导入烟草原生质体并获得再生植株,从而选得卡那霉素抗性植株,显示Ac（△H）因子已经从原质粒上的NPTⅡ前导顺序中切离。Sortharnblot和PCR分析表明：Ac（△H）和Ac（△B）因子已经整合在转化烟草的基因组并能遗传至F1和F2代植株中;有些植株后代中已检测不到Ac（△B）因子的存在,说明它们的Ac（△B）因子已与Ac（△H）因子相分离;各转化植株中Ac（△H）因子在基因组中的插入拷贝数从一个到几个不等;初步显示Ac（△H）因子多数插入或转座在基因组的结构基因中。     

SLFN14抗LINE-1分子机制研究

长散在核重复序列1 (long interspersed nuclear element-1, LINE-1)是迄今为止发现的人体基因组中唯一具有自主转座活性的逆转录转座子,其转座常引起宿主基因组不稳定,从而导致包括癌症在内的各种严重基因疾病的发生。宿主因子在宿主抗LINE-1转座中发挥着重要作用。宿主因子SLFN14作为免疫系统重要组成员,具有抗病毒活性。本实验室研究发现SLFN14对于LINE-1的转座具有抑制作用。为进一步探究其具体的作用机制,通过对LINE-1复制周期中的转录、翻译、逆转录、整合环节进行实验分析,证实SLFN14能够通过影响LINE-1 mRNA转录过程及其半衰期,降低LINE-1 mRNA的水平,从而影响LINE-1蛋白及cDNA表达水平,最终导致LINE-1复制受阻。同时,通过对SLFN14活性中心的定位,本研究还发现SLFN14的抗LINE-1活性与其核糖核酸内切酶结构域和核糖体结合结构域密切相关。上述研究结果展示了SLFN14调控LINE-1复制的机制,进一步完善了宿主因子调控网络,为控制因LINE-1复制引起的基因组不稳定提供了新思路。     

piggyBac转座系统在哺乳动物及其细胞中的研究进展

piggyBac（PB）转座系统来源于昆虫鳞翅目,属于真核生物的第二类转座系统,主要采取＂剪切粘帖＂机制发生转座。PB系统转座效率高,宿主范围广,广泛应用于昆虫等低等生物的基因转移及突变筛选。近年来,研究发现PB系统在哺乳动物及其细胞中也具有高效的转座活性,已在动物基因组功能研究、基因转移及诱导多能干细胞等领域得到了广泛应用。本文就PB系统近年来在哺乳动物及其细胞中的研究进展、应用前景及存在问题进行了综述。     

综述: 高等植物转座元件功能研究进展

转座元件是指在基因组中能够移动、复制并重新整合到基因组新位点的DNA片段．转座元件一度被视为基因组内的“垃圾”或“自私DNA”,长期以来,转座元件的研究主要集中于阐释转座元件在宿主中的复制或表观沉默机制,而转座元件的调控功能并未得到全面探讨．已有研究表明,转座元件的比例与物种基因组大小存在正相关性,从而为C值悖论的解释提供了依据．近年来,越来越多的证据表明转座元件可以作为宿主基因组的“控制元件”发挥重要的调控作用．在作物中研究发现,转座元件既可以通过顺式或反式作用方式调控基因表达,也可以诱导表观等位基因的产生,从而促使固着生长的植物更好地适应外界环境的变化．本文拟就高等植物转座元件的作用及其对未来作物育种的意义进行总结．     

植物基因组中的非LTR反转录转座子SINEs和LINEs

反转录转座子是基因组进化的推动者之一。分为LTR和非LTR两种类型。前者是真核基因组的主要组分,结构和转座方式与逆转录病毒类似。后者是最初发现于动物基因组新近发现在植物基因组中也广泛存在的新型重复序列,包括LINEs(long interspersed nuclear elements)和SINEs(short interspersed nuclear elements)两个亚型。它们大多因自身或受宿主基因组的调控而失去转座活性。其转座机理目前还不十分清楚,推测LINEs可以自主转座,SINEs依赖其他转座子被动转座。种系分析认为LINEs可能是最古老的反转录转座子,SINEs的起源未知。文章对以上内容进行了归纳和讨论。