PARK 基因家族与帕金森病研究进展

帕金森病(Parkinson disease,PD)是一种多见于中老年人的神经系统变性疾病。PD的发病机制尚未完全清楚,绝大多数学者认为遗传缺陷、环境因素、老龄化等多种因素共同作用导致了PD的发生。近年来PD遗传学研究取得了长足的进步,确定了遗传因素在PD发病过程中的重要地位,发现并鉴定了多个与PD相关的基因。本文对相关基因的研究进展作一综述。     

帕金森病相关基因功能研究进展

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种较为常见的锥体外系疾病,主要症状是运动减少、肌强直和震颤;主要病理特征是黑质致密区多巴胺神经元缺失,剩余神经元含有Lewy小体。PD的发病机制尚未完全清楚,一般认为与年龄及环境因素相关。近年来PD遗传学研究取得了长足的进步,确定了遗传因素在PD发病过程中的重要作用,发现并鉴定了多个与帕金森病相关的基因:SNCA、LRRK、PINK1、parkin、DJ1和UCHL1等。文章对上述相关基因的功能研究进展进行综述,为进一步探讨PD发病机制提供参考。     

应用基因表达数量性状基因座定位（eQTL）研究PINK1表达调控

Pink 1基因编码定位于线粒体上的丝/苏氨酸激酶（即PARK6）,为常染色体隐性遗传性帕金森病（Parkinsons disease, PD）连锁的基因．该基因在遗传性和散发性PD的发病中起重要作用,但其发病机理尚未明确．本研究以近交系C57BL/6J (B6) 和DBA/2J (D2)小鼠制作MPTP诱导的PD鼠为模型,借助基因表达数量性状基因座(eQTL),结合分子生物学方法,分析Pink1的表达调控．结果显示,Pink 1基因在PD模型组中表达显著升高．区间连锁分析检测显示,引起Pink 1基因表达水平差异的染色体区域,定位于4号染色体上,距Pink 1基因自身5 Mb范围之类,属于顺式调节eQTL．Pearson相关分析表明,在BXD 基因重组近交系（recombinant inbred,RI）小鼠脑中,Camk2n等30个基因的表达与Pink 1基因高度相关,相互间可能存在一定的协同作用．Pink 1基因在行使特定生物学功能时,很可能协同这些基因一起发挥相应的作用,这部分基因是深入研究Pink 1基因在PD发病中分子机制的重要靶点．     

ABCA1基因多态性R219K与帕金森症和阿尔兹海默症发病率的相关性研究

目的:探讨与研究三磷酸腺苷结合盒转运体A1 (Adenosine triphosphate (ATP)-binding cassette transporter A1)基因多态性R219K与帕金森症(Parkinson disease,PD)和阿尔兹海默症(Alzheimer disease,AD)发病率的相关性。方法:选择2016年2月到2019年8月在本院门诊与住院的帕金森症患者42例作为PD组,同期选择本院门诊与住院的阿尔兹海默症患者42例作为AD组,同期选择本院门诊健康体检者84例作为对照组。调查入选者的一般资料,检测三组血液样本的ABCA1基因多态性R219K情况并进行相关性分析。结果:AD组低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL-C)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)与尿酸(Uric acid,UA)均低于对照组,而高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL-C)、同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)值高于对照组(P0.05);AD组TC均低于PD组,而HDL高于PD组。PD患者HDL-C均低于对照组,而LDL、TC和TG与对照组无差异(P0.05),三组空腹血糖(Fasting blood glucose,FBG)值对比差异无统计学意义(P0.05)。PD组与AD组的ABCA1 R219K GA基因型、A等位基因频率都显著高于对照组(P0.05),PD组与AD组对比差异无统计学意义(P0.05)。在168例入选者中,直线相关分析显示ABCA1 R219K GA基因型与A等位基因与帕金森症或阿尔兹海默症发生有显著相关性(P0.05)。结论:ABCA1基因多态性R219K在帕金森症和阿尔兹海默症患者中比较常见,ABCA1 R219K GA基因型与A等位基因可诱发帕金森症和阿尔兹海默症的发生。     

陕北黄芥芥酸含量的主基因+多基因遗传分析

以吴旗黄芥×长安芥菜组合的6个世代P1、P2、F1、B1、B2和F2群体为材料,利用植物数量性状主基因+多基因模型的多世代联合分析方法研究了该组合芥酸含量的遗传特征.结果表明:吴旗黄芥×长安芥菜组合芥酸含量受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因(E模型)控制.主基因效应中,加性效应大于显性效应,第一对主基因加性效应(da)和显性效应(ha)分别为-4.718 0和4.419 5;第二对主基因的加性效应(db)和显性效应(hb)分别-4.005 8和2.023 7;2对主基因对芥酸含量的贡献差异较大,第二对主基因加性和显性效应之和占第一对主基因加性和显性效应之和的65.98%;2对主基因间存在一定的互作效应(绝对值在0.338 7～3.694 1),其中第一对主基因显性×第二对主基因加性效应(jba)较大,为3.694 1.B1、B2和F2群体芥酸含量主基因遗传率分别为68.83%、44.76%和87.99%;多基因遗传率分别为20.29%、41.21%和0,F2代表现出较高的遗传力,可在早期世代对芥酸含量进行选择.     

普通丝瓜始雌花节位遗传分析

选用始雌花节位有差异的普通丝瓜品种配制‘五叶香丝瓜’ב短圆筒丝瓜’(L1×L2)和‘短圆筒丝瓜’ב蛇形丝瓜’(L2×L3)2套组合,通过调查P1、P2、F1、B1、B2和F2植株的始雌花节位,利用主基因 多基因混合遗传模型联合分离分析了始雌花节位遗传规律。结果显示:L1×L2始雌花节位遗传符合2对加性-显性-上位性主基因 加性-显性多基因遗传模型,L2×L3的遗传符合1对加性主基因 加性-显性多基因遗传模型;L1×L2组合的B1、B2和F2群体遗传率(主基因 多基因)分别为66.13%、51.29%和68.27%,L2×L3组合的B1、B2和F2群体遗传率(主基因 多基因)分别为82.02%、64.87%和65.62%;L1×L2组合B1、B2和F2群体的环境方差占总表型方差的比例分别是23.43%、48.69%和31.73%,L2×L3组合B1、B2和F2群体的环境方差占总表型方差的比例分别是34.27%、55.40%和34.38%。结果表明:普通丝瓜始雌花节位是由主基因和多基因控制的数量性状,早熟性(较低的始雌花节位)不太可能通过杂种优势来实现;始雌花节位遗传不稳定,易受环境因素的影响,但定向选择会有较好的效果。     

遗传转化KN1基因促进毛果杨外植体再生

已有研究表明玉米同源异形盒(homeobox)基因Knotted1(KN1)超量表达会导致转基因烟草、拟南芥和番茄等植物中细胞分裂素含量增加,提高转化效率。由于木本植物遗传转化困难,且毛果杨可作为木本植物研究的模式植物,因此,本研究利用农杆菌介导法,将35S启动子驱动的玉米KN1(35S::KN1)基因导入毛果杨,并分析KN1基因表达对毛果杨再生率的影响。研究结果表明,经GUS组织化学染色及PCR分子鉴定,KN1基因已经成功导入毛果杨幼苗;KN1基因对毛果杨外植体愈伤诱导率影响不明显,但单个外植体芽诱导率比对照高0.96倍,毛果杨的再生频率明显提高;与移栽成活的野生对照植株相比,转化KN1基因植株出现叶片变小,叶色变深,在叶片边缘产生裂片,分枝增加,无顶端优势等特殊表型。本研究中KN1基因引起转化植株表型变化,因此在毛果杨的遗传转化中,可作为一种有效的正向选择标记基因。     

羽衣甘蓝裂叶相关性状遗传分析

以羽衣甘蓝圆叶自交系‘0835’和裂叶自交系‘0819’为亲本,调查P1、P2、F1、F2群体莲座期4个裂叶相关性状表型数据,运用‘四世代主基因+多基因’遗传模型,对叶长、叶宽、叶形指数、叶缘缺刻数4个叶形相关性状进行遗传分析,探讨羽衣甘蓝裂叶相关性状的遗传规律,为羽衣甘蓝裂叶性状遗传、QTL定位及新品种选育奠定基础。结果表明:(1)4个性状均存在一定的杂种优势,其中叶缘缺刻数中亲优势达显著水平,4个性状均存在负向超亲优势。(2)叶长和叶宽均符合E-4模型,即由2对等加性主基因+加性-显性多基因共同控制;叶长主基因遗传率为83.80%,多基因遗传率为1.05%;叶宽主基因遗传率为22.28%,多基因遗传率为61.92%。(3)叶形指数和叶缘缺刻数均符合E-1模型,即由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制;叶形指数主基因遗传率为93.73%,多基因遗传率为2.59%;叶缘缺刻数主基因决定了表型变异的91.18%。     

CYP1A1、CYP1B1、NET、DAT1单个和联合基因型与汉族人群乳腺癌易感性的研究（英文）

乳腺癌是最常见的女性癌症,其发生是遗传因素和环境因素相互作用的结果。因此,我们就CYP1A1MspⅠ(m1多态)、CYP1B1 Leu432Val、NET T-182C、DAT1-VNTR等基因多态性对新疆汉族人群乳腺癌易感性的研究进行探讨。在以144例乳腺癌患者和120例正常对照组为研究对象的病例-对照研究中,发现CYP1A1MspⅠ位点CC基因型、C等位基因(OR=3.32,95%CI:1.24~8.86;OR=1.58,95%CI:1.09~2.31)和高风险联合基因型CYP1A1 MspⅠ与CYP1B1 Leu432Val,CYP1A1 MspⅠ与DAT1-VNTR,CYP1B1 Leu432Val与DAT1-VNTR(OR=2.43,95%CI:1.23~4.78;OR=4.53,95%CI:1.26~16.27;OR=2.98,95%CI:1.10~8.06)与乳腺癌风险增加有关。CYP1B1、NET和DAT1基因多态性与乳腺癌易感性无关。这些研究结果表明,CYP1A1 MspⅠ多态性和CYP1A1、CYP1B1、DAT1高风险联合基因型能增加新疆汉族人群患乳腺癌的风险。     

白菜叶裂数性状主基因+多基因遗传分析

以叶片全缘的大白菜自交系(P1)和叶缘深裂的欧洲白菜型油菜自交系(P2)杂交所获得的6个基本世代(P1、P2、F1、B1、B2、F2)为材料,应用主基因+多基因混合遗传模型对白菜叶裂数进行遗传分析。结果表明,白菜的叶裂数受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因的控制,第1对主基因加性效应为-1.154 7,显性效应为-1.516 8;第2对主基因的加性效应为-1.154 8,显性效应为1.034 9;多基因加性效应为0.591 9,显性效应为1.145 2,2对主基因间存在明显的交互作用。B1、B2和F2世代叶裂数的主基因遗传率分别为88.48%、90.40%、93.03%;多基因遗传率分别为4.114%、0、0。B1、B2、F2世代叶裂数表现出较高的主基因遗传率,受环境影响较小。在白菜叶裂数性状的改良中应以主基因为主,并适于早代选择。     

Parkin:一种作用极其广泛的E3泛素连接酶

Parkin,又名PARK2,自发现初始便与帕金森病(Parkinson's disease,PD)密切相关.Parkin被认为是一种神经保护性基因.随着对其结构的深入了解,揭开了作为E3泛素连接酶的面纱.Parkin参与调控细胞周期、线粒体动态平衡和能量代谢等细胞进程,并与许多疾病息息相关,甚至在同一通路中发挥完全相...     

猪MyoG基因3′端PCR-SSCP遗传多态性及其遗传效应(英文)

采用PCR-SSCP方法对长白猪、大白猪、杜洛克猪、山西黑猪和马身猪共636头猪的肌细胞生成素(Myogenin,简称MyoG)基因3′端的遗传多态性进行检测,分析MyoG基因对猪的初生体质量、断奶体质量、6月龄体质量和背膘厚的影响。根据已发表的猪MyoG基因3′端侧翼序列设计3对引物,发现F1/R1引物对扩增的片段有多态性。统计结果发现:长白、大白、杜洛克猪种B基因为优势基因,其基因频率分别为0.8807、0.7256和0.8581;山西黑猪种A基因为优势基因,其基因频率为0.9359;马身猪种只检测到A基因。χ2独立性检验表明,基因型分布在外来猪种(长白猪、大白猪、杜洛克猪)与地方猪种(山西黑猪、马身猪)间存在极显著差异(P<0.01)。固定效应模型分析结果表明,初生体质量基因型间差异显著(P<0.05),而断奶体质量、6月龄体质量和背膘厚基因型间差异不显著(P>0.05)。最小二乘分析结果表明,BB基因型与其它2种基因型比较有较大的初生质量,同AA和AB型比较差异极显著(P<0.01)。因此,推测MyoG基因对个体的初生体质量存在一定的影响,选择带有B等位基因的个体有望提高个体的初生体质量。     

烤烟CMV抗性的主基因 多基因混合遗传模型分析

以高抗CMV的烤烟品种台烟8号为母本(P1),以高感CMV的烤烟品种NC82为父本(P2),在2个不同的时间环境下构建P1、P2、F1和F24个世代群体,在植株不同生长时期进行CMV病害鉴定。运用植物数量性状"主基因+多基因"混合遗传模型分析方法对该世代群体的CMV抗性进行联合分析。结果表明,在温室环境中,苗期和成株期鉴定CMV抗性遗传都符合E1模型,即由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合控制,主基因遗传率分别是37.11%、57.76%;在大田环境中,苗期抗性鉴定符合加性-显性-上位性多基因模型(C0),多基因遗传率为26.86%,而成株期鉴定属于2对主基因+多基因模型(E2),主基因遗传率为36.57%。研究表明,由于植物抗性基因的表达具有时空性,台烟8号对CMV的抗性遗传在不同的时间和环境具有一定的差异;但随着植株的生长,抗性遗传趋于稳定,在成株期时,2个不同的环境均表现为2对主基因+多基因控制,所以对烤烟CMV抗性品种选育和改良要以主基因为主,同时注重环境的影响。     

长寿与衰老相关分子机制研究进展

长寿是一个复杂的特征,因遗传、环境等因素的差异而不同,理想情况下主要取决于衰老速率。相关分子机制多种多样,主要有生长激素(GH)和胰岛素样生长因子1(IGF-1)途径、Forkhead box O3基因(FOXO3)、AMP活化蛋白激酶(AMPK)、sirtuins家族基因、载脂蛋白E基因(APOE)、端粒酶基因、mTOR信号通路、抑癌基因p53、慢性炎症转录因子NF-κB、自噬-溶酶体信号通路、长链非编码RNA(lncRNAs)、蛋氨酸亚砜还原酶系统(Msr)。同时,环境因素也影响着人类的寿命,例如饮食限制、运动、地理条件、环境压力等。本文从遗传和环境两方面综述影响人类寿命因素的最新研究进展。     

西南地区野生刺梨的遗传多样性和遗传结构研究

为了探究西南地区野生刺梨(Rosa roxburghii)的遗传多样性和起源演化,该研究基于2段单拷贝核基因(GAPDH和ncpGS)和3段叶绿体基因(atpF-trnH、trnL-trnF和trnG-trnS)的拼接序列,对刺梨27个野生居群共320个个体进行PCR扩增和测序,并用相关软件对测序结果进行分析。结果表明:(1)在单拷贝核基因和叶绿体基因水平上刺梨均表现出较低的遗传多样性(scnDNA: Hd=0.469 2, π=0.000 49; cpDNA: Hd=0.653 4, π=0.000 65),并且不同居群间存在较大差异。(2)分子方差分析(AMOVA)结果均显示,遗传变异主要发生在居群内,表明居群内的变异是野生刺梨遗传变异的主要来源,居群间存在明显的遗传分化( cpDNA:F_ST=0.336 47,G_ST=0.273,N_ST= 0.308; scnDNA:F_ST=0.094 87,N_ST=0.076,G_ST=0.056),刺梨的分布不具有明显的谱系地理结构(P>0.05)。(3)中性检验 Tajima''s D值均为不显著负值,符合中性进化模型。Fu''s Fs值均为显著负值,结合失配分析曲线,推测刺梨种群在小范围内经历过扩张,但总体上维持稳定状态。(4)根据单倍型多样性得出,毕节地区的居群遗传多样性水平较高并且拥有丰富的单倍型,推测可能为冰期避难所,因此应对其实施就地保护。对于拥有特殊性状和特有单倍型的居群也应采取优先保护措施。该文为野生刺梨资源保护和遗传育种提供了一定的参考价值。     

花生种子含油量的遗传分析

花生是重要的油料作物,对花生种子含油量进行遗传分析具有重要意义.本研究以高油花生新品种SPI056(P1)和低油花生新品种花育17(P2)及其杂交组合的F1、F2群体为材料,应用P1、P2、F1和F2 4个世代的数量性状主基因+多基因混合遗传模型联合分离分析方法,对种子含油量进行了遗传分析.结果表明:花生种子含油量由两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因共同控制,主基因遗传率为72 55%.     

脑细胞的基因及其表达与衰老

概述了脑与衰老在神经分子生物学方面的研究进展 ,包括 :细胞衰老分子机制的主要进展 ,衰老脑在基因及其表达水平的研究进展 ;阿尔茨海默病 (AlzheimerDisease ,AD)相关基因研究进展 ,帕金森病 (porkinsondisease ,PD)相关基因研究进展[7] 。这些研究成果对脑与衰老的关系、对脑在基因及其表达水平上衰老机制认识的加深乃至对衰老脑的基因治疗均具有理论意义和应用价值。     

云南阿昌族G6PD基因突变G487A在DF213中的表达

为获得阿昌族G6PDWT和G6PDG487A重组蛋白,研究G6PDG487A的结构和功能改变,从云南省德宏州梁河县杞木寨乡湾中村阿昌族聚集地的G6PD缺陷家系先证者和正常阿昌族个体全血提取RNA,经RT-巢式PCR得cDNA,将cDNA克隆至pMD18-Tsimple载体中并测序;错配碱基经定点突变修复后,目的基因亚克隆至pThioHis(A)载体,构建了阿昌族G6PD基因野生型和G487A突变型原核表达载体:pThioHis(A)-AChang-G6PDWT和pThioHis(A)-AChang-G6PDG487A。用重组质粒转化E.coli Competent Cells DF213(G6PD defeciency),经IPTG诱导G6PD表达、10%SDS-PAGE电泳检测表达蛋白和紫外340nm定量测定G6PD活性的分析表明,pThioHis(A)-AChang-G6PDWT和pThioHis(A)-AChang-G6PDG487A在DF213中成功表达,分子量约为59kDa。IPTG诱导0、3、6、9、和12h后,G6PD活性逐渐增高,G6PD基因WT表达的酶活性约是G487A的20-25倍。表达载体的构建以及G6PDcDNA在DF213中成功表达,为重组酶G6PDG487A的进一步研究奠定了基础。     

小麦抗病基因Lr46/Yr29/Pm39、Sr2/Yr30和Lr68的遗传特性及其与主要农艺性状的关联分析

利用与抗病基因Lr46/Yr29/Pm39、Sr2/Yr30和Lr68等紧密连锁的分子标记,对小麦品种(系)‘RL6077’和‘西农979’构建的BC1F1和F2群体进行抗病基因遗传分析,结合主要农艺性状分析,探究小麦抗病基因Lr46/Yr29/Pm39、Sr2/Yr30和Lr68的遗传特性及其与主要农艺性状的关联性;并对检测的聚合有3个抗慢锈病基因(Lr68+Sr2/Yr30+Lr46/Yr29/Pm39)位点的聚合体进行SSR标记遗传背景回复率检测。结果表明:(1)F2群体中Lr68基因的传递率(65.41%)比理论值(75%)偏低,Lr46/Yr29/Pm39基因和Sr2/Yr30基因的传递率(分别为75.83%、74.53%)与理论值(75%)相符合;BC1F1群体中Lr68基因的传递率(44.27%)比理论值(50%)偏低,Lr46/Yr29/Pm39基因和Sr2/Yr30基因的传递率(分别为56.64%、55.11%)均比理论值(50%)偏高。(2)Lr46/Yr29/Pm39和Sr2/Yr30基因位点均与株高、穗长、穗下茎长、穗下节长呈极显著正相关关系;Lr68和Sr2/Yr30基因位点均与穗粒数呈显著或极显著正相关关系;Lr46/Yr29/Pm39基因位点与千粒重呈显著负相关、与单株成穗数呈显著正相关关系。(3)对BC1F1群体中聚合有Lr68+Sr2/Yr30+Lr46/Yr29/Pm39基因位点的92个聚合体的遗传背景回复率检测发现,轮回亲本‘西农979’遗传背景回复率最高达91.67%,其中遗传回复率达90%以上的聚合体有3株,占回交群体(655株)总体的0.46%。该研究结果为优异抗病基因资源‘RL6077’的进一步利用提供了理论参考,对创制小麦多种抗病新种质具有重要意义。     

苯丙氨酸合成的关键酶基因aroG与pheA串联表达

aroG和pheA是与苯丙氨酸合成有关的两个重要基因。在大肠杆菌(Escherichia coli)中,aroG基因编码脱氧阿拉伯糖型庚酮糖磷酸合酶(DS),该酶催化由糖代谢中心途径分流出来的磷酸烯醇丙酮酸(PEP)和赤鲜糖4磷酸(E4P)缩合形成脱氧阿拉伯糖型庚酮糖磷酸(DAHP)的反应;pheA基因编码一个双功能酶蛋白,它同时催化两步关键反应,即具有分枝酸变位酶(CM)和预苯酸脱水(PD)的两种功能。采用PCR技术分别从两个不同品系的大肠杆菌染色体DNA中扩增到aroG和pheA。当这两个基因串联在一个质粒上导入大肠杆菌P2392中进行表达时,它们编码的酶DS、CM和PD活性分别提高43、44和22倍;导入短杆菌(Brevibacterium)2731中表达时,相应的酶活性分别提高123、23和56倍。两基因的串联表达能大幅度地提高工程菌株的苯丙氨酸发酵产量。