X-连锁肾上腺-脑白质营养不良蛋白的结构与功能

X-连锁肾上腺 脑白质营养不良基因（ALD基因）编码的ALD蛋白（ALDP）是4种人类ABCD转运蛋白之一,为一种半ABC转运蛋白,既有ABC(ATP binding cassette)转运蛋白的共有特征,又有过氧化物酶体膜蛋白的特点. 其功能可能是将胞浆中极长链饱和脂肪酸（VLCFA）或其衍生物转运到过氧化物酶体内,并在其中进行β氧化. 已报道的ALD基因突变有900多个,其后果多种多样,但最终都使VLCFA或其衍生物无法进入过氧化物酶体,从而使VLCFA在体内蓄积. 作者认为,ALDP是研究ABCD转运蛋白,乃至所有ABC转运蛋白的一个极好模型.     

非编码的mRNA

非编码的mRNA是近年发现的一类不含典型ORF的mRNA.目前已发现或克隆的这类基因主要有：H19基因,XIST基因,XLSIRT基因,His-1基因,bic基因,rox1和rox2基因等.它们与胚胎发育,肿瘤发生及X染色体失活密切相关.     

RNA干扰ABCE1基因后可增加肺癌95-D/NCI-H446细胞的E-钙黏附蛋白表达并减低细胞侵袭力

研究ABCE1对肺癌(95-D和 NCI-H446)细胞的作用．使用RNA干扰技术,抑制ABCE1基因的表达,通过Western blot 分析及FACS检测,观察ABCE1基因对E-钙黏附蛋白在95-D/NCI-H446细胞表达的影响;运用transwell 侵袭实验,观察M95-D/ NCI-H446细胞侵袭力的变化．RNA干扰ABCE1基因后,实验组与对照组相比,在48 h后可显著抑制肺癌(95-D和 NCI-H446)细胞ABCE1蛋白的表达,同时,伴随E-钙黏附蛋白的高表达,以及细胞侵袭力的降低． ABCE1基因与E-钙黏附蛋白相关,抑制ABCE1基因可增加肺癌95-D/NCI-H446细胞的E-钙黏附蛋白的表达,减低细胞的侵袭力．     

鼠mPC-1基因的克隆与特性分析

为深入研究人前列腺癌相关基因PC-1的生物功能和进化保守状况,从小鼠肾脏中克隆了全长cDNA序列,命名为mPC-1（GenBank Acc No.AY048852）.mPC-1基因cDNA全长为2 193 bp,主要定位于小鼠染色体3A1-A2区域.mPC-1基因最大开放阅读框编码的蛋白质由224个氨基酸组成,与人PC-1蛋白编码区存在82%的序列一致性,含有coiled-coil结构域和PEST结构域.生物信息学分析表明,由6个外显子组成的mPC-1基因与mD52高度同源,其中,第一外显子代表该基因的特异性序列,实验证据显示mPC-1基因具有自己的启动子,推测mPC-1与小鼠mD52可能是重叠基因.对小鼠20种组织器官和不同发育阶段的胚胎组织cDNA的RT-PCR检测证实,该基因主要在前列腺、肾和眼组织中表达,在胃和平滑肌中有少量表达,在其他组织中表达很弱或不表达.而mD52基因则几乎广泛存在于小鼠的各个组织器官中,因此,两个基因虽然序列上高度重叠却是独立调控的.综上所述,mPC-1基因可能是一个与人PC-1基因结构功能类似的新基因.     

拟南芥ERD15基因缺失突变体的分子鉴定和表型分析

为探究ERD15基因功能,利用反向遗传学,通过PCR及半定量PCR筛选鉴定出拟南芥(Arabidopsis thaliana) ERD15基因的T-DNA插入纯合突变体,并对其表型进行观察分析。结果表明,erd15突变体莲座叶数目显著增多,提前3～4 d开花,突变体比野生型更早从营养生长转向生殖生长。拟南芥野生型植株主茎为圆柱体,平均直径1.29 mm,而erd15突变体主茎扁平,平均直径达到2.27mm,具极显著差异。与野生型相比,erd15突变体果实心皮发育受到影响,隔膜上排列有多排种子,果荚顶端膨大,长度缩短37.67%,但角果平均结籽数升高。因此,ERD15基因参与了调控拟南芥植株的生殖生长过程。     

油棕种壳厚度控制基因SHELL的SNP分子标记开发

油棕属棕榈科多年生木本油料作物,果实含油量高达50%,且单位面积产油量高,享有"世界油王"美誉。油棕果实由外果皮、中果皮、内果皮(种壳)、种子四个部分组成,产油部分主要是中果皮和种子,其中种壳厚度是影响果实含油量的重要因素。SHELL基因控制种壳厚度,是一类MADS-box同源基因,SHELL基因在厚壳种和无壳种中的变异主要是第一个外显子上的两个SNP位点。该研究根据两个SNP位点进行特异标记开发,根据已知的油棕SHELL基因的序列,设计了4对SNP引物。4对SNP引物以2个SNP位点设计,每个SNP位点设计2对SNP标记,并均在引物3'端第二位引入强错配碱基。以2份薄壳种油棕材料和2份厚壳种油棕材料DNA为模板,扩增筛选油棕SHELL基因SNP引物。通过PCR扩增发现,设计的SHELL基因特异SNP标记EgSh(N)-f/EgSh(SNP)-2r能够鉴别油棕厚壳种和薄壳种。再用24株油棕树进行特异性验证,发现该标记能较准确地判断油棕的厚薄壳。该研究结果表明SNP标记EgSh(N)-f/EgSh(SNP)-2r可用来进行油棕种质资源早期分子鉴定,为高产油棕品种选育提供了技术支撑。     

PKHD1基因的分子特征和生物功能研究进展

PKHD1 (polycystic kidney and hepatic disease 1) 基因定位于人染色体6p12.2．该基因在基因组内约占500 kb,其中大约含86个外显子．目前所知,其最长ORF至少由67个外显子组成,编码一个由4 074个氨基酸组成的单次跨膜受体样蛋白,被称为纤囊素(fibrocystin/polycystin,FPC)．PKHD1是人类常染色体隐性遗传多囊肾病(autosomal recessive polycystic kidney disease,ARPKD)的致病基因．在小鼠中,FPC于胚胎期9.5天可在发育中的神经管、气管、原肠管等含管道的器官中被探测到．在人类,FPC在胎肾即开始表达于输尿管芽,并持续表达于输尿管芽分支演变为集合管的整个过程．在成体肾,FPC也主要表达于肾内集合管上皮细胞,其亚细胞定位于上皮细胞的管腔面的顶端,主要分布在细胞纤毛和基体附近．FPC的主要生物功能目前仍未完全明了,新近的研究表明,FPC可能作为一个膜受体样蛋白,将细胞外的信号通过结合与调节TRPP2 (PKD2) 钙离子介导的通道传递到细胞内,调控体内各管道上皮细胞分化、增殖、极化和移行,从而促成各种生理管道的形成．     

SlCBL1基因调控番茄果实成熟发育的分子机理

以番茄(Solanum lycopersicum L.)品种‘Micro Tom’为试材,从其果实中克隆得到番茄类钙调磷酸酶B基因(Tomato Calcineurin B-Like gene,SlCBL1),构建其带有报告基因的e-GFP植物表达载体,分析番茄果实中SlCBL1基因超表达与成熟发育进程的相互关系。结果显示:(1)与对照非转基因植株以及转空载植株相比,转SlCBL1基因番茄中SlCBL1基因过量表达,而且能够使番茄果实成熟期提前3~5d,表明SlCBL1基因可促进番茄果实成熟。(2)番茄果实成熟相关基因的表达量也受到不同程度调控,其中番茄成熟过程中的色素合成基因、乙烯路径基因以及果实成熟相关转录因子都受到强烈的调控,与对照相比表达量分别上调5~10倍。研究表明,SlCBL1基因能够促进番茄果实成熟,而且通过影响色素合成基因以及果实成熟相关转录因子来调控番茄果实成熟。     

细胞周期分子机制的成功探索——2001年诺贝尔生理及医学奖部分工作介绍

细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个序贯过程.在这一过程中,细胞的遗传物质(DNA)经过复制平均分配到两个子细胞中.细胞周期中每一事件都是有规律、精确地发生,并且在时间与空间上受到严格调控.细胞周期中最关键的三类调控因子是：cdc基因、周期蛋白依赖性激酶(CDKs)及细胞周期蛋白(cyclin).这些调控因子的发现对肿瘤学及发育生物学的发展都有重要的理论和实践意义.     

家蚕胚胎发育时期的RNA干涉研究

通过导入特定基因的dsRNA特异性地关闭该基因的功能,由此产生的现象为RNA干涉.为在家蚕胚胎发育时期建立有效的RNAi技术体系,在前人的基础上以家蚕第三白卵基因Bmwh3为材料,建立了有效的RNAi技术体系,结果表明,成功诱导第三白卵突变表型的有效注射时间为产卵后8 h内,wh3dsRNA的有效浓度须大于2.0 g/L.在发育胚胎的第三天注射wh3dsRNA,同样可诱导第三白卵突变的另一表型——半透明蚁蚕,根据实验结果初步推测,Bmwh3不仅参与眼色素和卵浆液膜色素前体的转运,还可能参与胚胎体壁色素前体的转运.     

Adrenoleukodystrophy: subcellular localization and degradation of adrenoleukodystrophy protein (ALDP/ABCD1) with naturally occurring missense mutations

Mutation in the X-chromosomal adrenoleukodystrophy gene (ALD; ABCD1) leads to X-linked adrenoleukodystrophy (X-ALD), a severe neurodegenerative disorder. The encoded adrenoleukodystrophy protein (ALDP/ABCD1) is a half-size peroxisomal ATP-binding cassette protein of 745 amino acids in humans. In this study, we chose nine arbitrary mutant human ALDP forms (R104C, G116R, Y174C, S342P, Q544R, S606P, S606L, R617H, and H667D) with naturally occurring missense mutations and examined the intracellular behavior. When expressed in X-ALD fibroblasts lacking ALDP, the expression level of mutant His-ALDPs (S606L, R617H, and H667D) was lower than that of wild type and other mutant ALDPs. Furthermore, mutant ALDP-green fluorescence proteins (S606L and H667D) stably expressed in CHO cells were not detected due to rapid degradation. Interestingly, the wild type ALDP co-expressed in these cells also disappeared. In the case of X-ALD fibroblasts from an ALD patient (R617H), the mutant ALDP was not detected in the cells, but appeared upon incubation with a proteasome inhibitor. When CHO cells expressing mutant ALDP-green fluorescence protein (H667D) were cultured in the presence of a proteasome inhibitor, both the mutant and wild type ALDP reappeared. In addition, mutant His-ALDP (Y174C), which has a mutation between transmembrane domain 2 and 3, did not exhibit peroxisomal localization by immunofluorescense study. These results suggest that mutant ALDPs, which have a mutation in the COOH-terminal half of ALDP, including S606L, R617H, and H667D, were degraded by proteasomes after dimerization. Further, the region between transmembrane domain 2 and 3 is important for the targeting of ALDP to the peroxisome.     

分子生物学技术在遗传病诊断中的应用

论述了遗传性疾病的发病机理和遗传病诊断的途径和策略,着重介绍了人类遗传疾病基因诊断技术的原理和发展状况,对该领域的新成果作了介绍和总结,对发展动向和存在的问题作了简要论述。 Abstract:The mechanisms of human genetic diseases and strategies to test human genetic diseases are discussed in the review.The development of the gene diagnosis techniques to genetic diseases and their principles are introduced emphatically.The new achievements in the field are valued and concluded,and the prospect and the difficulties in genetic diseases diagnosis are also briefly discussed.     

基于CRISPR/Cas的分子诊断传感器在非核酸分子诊断中的应用

CRISPR/Cas不仅是一种重要的基因编辑工具,而且还是一种有效的分子诊断工具。目前基于CRISPR/Cas建立了一系列的分子诊断传感器系统,广泛应用于核酸、非核酸等检测过程中。与应用较广泛的核酸分子诊断传感器系统相比,基于CRISPR/Cas的非核酸检测系统目前尚未见系统性综述,因此本文围绕基于CRISPR/Cas12和CRISPR/Cas13建立的两大类非核酸分子传感器诊断系统的基本特征、工作流程及其检测原理等进行了全面综述,期望能为CRISPR/Cas分子诊断系统在体外诊断中的应用提供依据。     

Development of a mutation hotspot detection kit for the phenylalanine hydroxylase gene by ARMS-PCR combined with fluorescent probe technology

To develop a screening kit for detecting mutation hotspots of the phenylalanine hydroxylase (PAH) gene. Thirteen exons of the PAH gene were sequenced in 84 cases with phenylketonuria (PKU) diagnosed during neonatal genetic and metabolic disease screening in Shaanxi province, and their mutations were analyzed. We designed and developed a screening kit to detect nine mutation sites covering more than 50% of the PAH mutations found in Shaanxi province (c.728G>A, c.1197A>T, c.331C>T, c.1068C>A, c.611A>G, c.1238G>C, c.721C>T, c.442-1G>A, and c.158G>A) by using amplification refractory mutation system-polymerase chain reaction (ARMS-PCR) combined with fluorescent probe technology. Peripheral blood and dried blood samples from PKU families were used for clinical verification of the newly developed kit. PAH gene mutations were detected in 84 children diagnosed with PKU. A total of 159 mutant alleles were identified, consisting of 100 missense mutations, 28 shear mutations, 24 nonsense mutations, and 7 deletion mutations. Exon 7 had the highest mutation frequency (32.08%). Among them, the mutation frequency of p.R243Q was the highest, accounting for 20.13% of all mutations, followed by p.R111X, IVS4-1G>A, EX6-96A>G, and p.R413P; these five loci accounted for 47.17% (75/159) of all mutations. In addition, we identified three previously unreported PAH gene mutations (p.C334X, p.G46D, and p.G256D). Fifteen mutation sites were identified in the 47 PAH carriers identified by next-generation sequencing (NGS), which were verified by the newly developed kit, with an agreement rate of 100%. This newly developed kit based on ARMS-PCR combined with fluorescent probe technology can be used to detect common PAH gene mutations.     

蔗茅EfMYB1基因的克隆与表达分析

为了充分利用蔗茅(Erianthus fulvus)野生资源,挖掘其优良的抗性基因,丰富转基因甘蔗育种候选基因库,该研究结合蔗茅转录组数据,以蔗茅99 1无性系为试验材料,利用RT PCR技术克隆蔗茅MYB基因,并对其进行生物信息学分析及胁迫表达分析,以解析蔗茅的耐寒机理,为转基因甘蔗育种奠定理论基础。结果表明：(1)成功克隆得到一个蔗茅MYB基因,命名为EfMYB1基因(登录号ON586646)。(2)生物信息学分析表明,EfMYB1基因全长1 000 bp,ORF为759 bp,编码251个氨基酸;编码蛋白具有一个保守的SANT结构域,无跨膜结构和信号肽,有多个磷酸化位点;二级结构与三级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主;与南荻相似性最高,遗传距离最近。(3)qRT PCR分析结果发现,EfMYB1基因在蔗茅根和叶组织中的相对表达量随低温胁迫时间的持续而逐渐显著上调,并于胁迫72 h时达到最大值,而在茎中的表达则几乎没有变化;茉莉酸甲酯胁迫下,EfMYB1基因的相对表达量呈先升高后降低的趋势,且在处理6 h时达到最高值;脱落酸胁迫下EfMYB1基因的表达水平较0 h时极显著降低。研究认为,EfMYB1基因属于低温胁迫响应基因,可能参与蔗茅低温胁迫下的应答反应。     

先天性非结合性高胆红素血症的分子诊断、治疗进展

先天性非结合性高胆红素血症是临床常见的胆红素代谢异常,由于缺乏特异性的体征和病理改变,很难得到临床明确诊断。基因水平的检测可以为因葡萄糖醛酸转移酶基因缺陷造成该酶活性下降或缺失而导致的先天性非结合性高胆红素血症提供确诊依据,而在基因水平治疗先天性非结合性高胆红素血症也已取得很大进展。对目前先天性胆红素代谢异常的分子遗传学基础、分子生物学检测方法、常用治疗手段以及基因治疗进展进行了综述。     

在两个X连锁显性腓骨肌萎缩症家系中发现同一GJB1基因突变Glu208Lys

在两个X连锁显性腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth disease, CMT) 家系中进行了GJB1基因的突变分析。提取基因组DNA, PCR(polymerase chain reaction)反应扩增GJB1基因编码序列, 进行单链构象多态性(single strand conformational polymorphism, SSCP)分析, 对有差异SSCP带型的PCR产物进行测序, 结果在两家系中发现同一GJB1基因c.622G→A (Glu208Lys)突变。所发现的突变位点在国内尚未报道。     

共表达PDI1、MDH1和HAC1基因对重组毕赤酵母分泌表达葡糖氧化酶的影响

葡糖氧化酶(GOD)可催化葡萄糖生成过氧化氢和葡萄糖酸,在工业上被广泛应用。在构建的一株整合多拷贝GOD基因且含有HAC1表达单元的重组毕赤酵母G/GMH1的基础上,共表达分子伴侣二硫键异构酶基因PDI1和苹果酸脱氢酶基因MDH1,考察PDI1、MDH1基因与HAC1共表达后对GOD分泌表达的影响。这些基因共表达后对重组菌的生长无明显影响。PDI1和MDH1分别与HAC1共表达后,重组菌G/GMH1-PDI1和G/GMH1-MDH1的胞外GOD产量达到11 731. 9U/g DCW和1 1047. 6U/g DCW,比出发菌提高了17. 3%和10. 4%,前者达到了目前所报道摇瓶培养的最高单位菌体酶活水平。而三基因共表达重组菌G/GMH1-PDI1-MDH1的GOD产量略有下降。在所构建的菌株中,GOD基因的转录水平仅在G/GMH1-PDI1-MDH1中略有提高,与酶产量的提高无直接关系。与出发菌相比,共表达基因的转录水平在新构建的菌中有不同程度的升高,说明这些基因被成功转录。PDI1和MDH1基因转录在G/GMH1-PDI1和G/GMH1-MDH1中分别被上调,可能与GOD产量提高有关。虽然GOD、HAC1、PDI1和MDH1基因在G/GMH1-PDI1-MDH1中均被上调,但并未促进酶产量的提高。     

山茶CjMYB1基因的克隆及表达分析

该研究通过序列比对分析,以野生红山茶和不同花色品种山茶为材料,采用PCR方法克隆CjMYB1基因,并通过生物信息学和表达分析对其进行初步研究,为深入研究山茶CjMYB1基因在花色形成和花发育过程的调控机理奠定理论基础。结果表明：(1)成功克隆获得山茶CjMYB1基因(GenBank登录号为OL347930),其开放阅读框长为879 bp,编码292个氨基酸,相对分子质量为33.17 kD;CjMYB1基因属于R2R3-MYB转录因子,且与拟南芥MYB基因家族的第7亚组处于同一分支。(2)荧光定量PCR分析发现,山茶CjMYB1基因在野生红山茶花芽中表达量最高,在萼片、花瓣、雄蕊和心皮中都有较高的表达量,推测其在山茶花器官发育中发挥着重要作用;在红色山茶品种中表达量较高,而在粉色、淡黄色、白色山茶品种中表达量较低,说明CjMYB1基因可能在红色山茶品种的花色苷合成途径中起到了关键作用。(3)亚细胞定位实验表明,CjMYB1蛋白定位在细胞核。     

肉类工业微生物诱变及应用研究进展

随着分子生物学、细胞生物学及分子遗传学等学科的迅猛发展,对微生物诱变分子机理的研究也日益完善。从微生物诱变分子机理出发,着重介绍了DNA损伤分子机理、基因突变分子机理和诱变剂的种类及遗传效应,同时,列举了诱变菌在肉类工业中的应用。