耐辐射奇球菌dps突变株的构建和蛋白功能初步研究

Dps(DNAprotection during starvation)蛋白是原核生物中特有的一类具有铁离子结合和抗氧化损伤功能的重要蛋白。利用体外PCR扩增技术和体内同源重组方法,获得了耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)dps全基因(DRB0092)缺失突变株。对突变株和野生型分别进行不同浓度过氧化氢(H₂O₂)处理,结果表明:与野生型菌株R1相比,dps突变株在低浓度H₂O₂(≤10mmol/L)条件下存活率急剧下降,而高浓度(≥30mmol/L)下则完全致死。Native-PAGE活性染色结果显示,稳定生长期dps突变株体内两种过氧化氢酶(KatA和KatB)的活性较野生型R1分别上调2.3倍和2.6倍。通过质粒构建和大肠杆菌诱导表达,获得可溶性Dps蛋白。体外结合和DNA保护实验结果显示:Dps具有明显的DNA结合功能,并能保护质粒DNA免受羟自由基攻击。本研究证明,Dps蛋白在耐辐射奇球菌抗氧化体系中发挥重要作用,可能对该菌极端抗性机制有重要贡献。     

耐辐射奇球菌crtⅠ基因缺失突变株的构建及其功能研究

利用PCR方法和体内同源重组技术,对耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中控制色素合成的关键基因--crtⅠ进行缺失突变,成功获得红色色素缺失突变株M61.对突变株分别进行不同剂量电离辐射(IR)和不同浓度过氧化氢(H2O2)处理,结果表明与野生型菌株R1相比,突变株M61对电离辐射的抗性降低;对过氧化氢的敏感性明显上升,在高浓度H2O2条件下表现异常敏感.HPLC分析结果显示,crtⅠ基因的完全缺失对色素合成途径产生重要影响,导致番茄红素和其他红色类胡萝卜素的合成被抑制.证明crtⅠ基因是耐辐射奇球菌中控制红色类胡萝卜素合成的一个关键基因.为阐明耐辐射奇球菌中类胡萝卜素参与的抗辐射和抗氧化机制奠定了一定基础,为进一步研究类胡萝卜素在耐辐射奇球菌中的合成途径及功能提供了思路.     

耐辐射奇球菌crtI基因缺失突变株的构建及其功能研究

利用PCR方法和体内同源重组技术,对耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中控制色素合成的关键基因———crtI进行缺失突变,成功获得红色色素缺失突变株M61。对突变株分别进行不同剂量电离辐射(IR)和不同浓度过氧化氢(H2O2)处理,结果表明:与野生型菌株R1相比,突变株M61对电离辐射的抗性降低;对过氧化氢的敏感性明显上升,在高浓度H2O2条件下表现异常敏感。HPLC分析结果显示,crtI基因的完全缺失对色素合成途径产生重要影响,导致番茄红素和其他红色类胡萝卜素的合成被抑制。证明crtI基因是耐辐射奇球菌中控制红色类胡萝卜素合成的一个关键基因。为阐明耐辐射奇球菌中类胡萝卜素参与的抗辐射和抗氧化机制奠定了一定基础,为进一步研究类胡萝卜素在耐辐射奇球菌中的合成途径及功能提供了思路。     

大豆斑疹病菌铁摄取因子PiuB在致病性中的作用分析

铁作为生命必需的基本元素,在细菌生长代谢过程中具有重要作用。然而,大豆斑疹病菌(Xanthomonas axonopodis pv. glycines, Xag)中编码铁摄取因子的piuB基因是否参与病原菌的铁摄取和致病性并不清楚。为解析PiuB的作用,采用同源重组策略获得了Xag的piuB基因缺失突变株(ΔpiuB),并对该突变株进行功能研究。研究表明：相较于野生型,突变株ΔpiuB在寄主大豆上的毒性和生长能力显著削弱;铁载体分泌量激增;对Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Mn²⁺的敏感性显著增强。此外,该突变株的H₂O₂抗性、胞外多糖产量、生物膜形成能力以及游动性等相较于野生型均显著减弱;添加外源Fe³⁺不能有效恢复ΔpiuB的上述特性;功能互补株可完全恢复ΔpiuB的缺陷性表型至野生型水平。这说明PiuB是Xag摄取Fe³⁺的潜在因子,并且是Xag在寄主大豆上致病所需的。     

线粒体自噬基因对酿酒酵母抗氧化性能的影响

线粒体自噬是指细胞通过自噬的机制选择性地清除线粒体的过程,对维持细胞内稳态具有重要作用。为探究线粒体自噬基因对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)细胞抗氧化性能的影响,本研究分别构建了线粒体自噬相关基因ATG8、ATG11、ATG32的缺失和过表达菌株,发现在过氧化氢(H₂O₂)胁迫6 h后,过表达ATG8、ATG11基因显著降低了细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量,分别仅为初始状态的61.23%和46.35%,并显著提高了菌株线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP)和腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine-triphosphate,ATP)含量,有助于提高菌株的抗氧化性能。另一方面,基因ATG8、ATG11、ATG32的缺失会导致线粒体损伤及细胞活力显著下降,同时造成胞内ROS失衡,H₂O₂胁迫6 h后,其胞内ROS含量显著升高至初始状态的174.27%、128.68%和200.92%。结果表明,ATG8、ATG11和ATG32可能是调控酵母抗氧化能力的潜在靶点。本研究为进一步研究通过调节线粒体自噬提高酵母抗氧化活性提供了新的线索。     

橡胶树暹罗炭疽菌Zn2Cys6型转录因子CsGcc1的生物学功能

【背景】暹罗炭疽菌（Colletotrichum siamense）是一种重要的病原真菌,可以引起炭疽病,给全球橡胶产业带来巨大的经济损失。Zn₂Cys₆型转录因子是真菌特有的锌指类转录因子,通常参与调控真菌的生长发育过程。【目的】在暹罗炭疽菌中鉴定了一个与稻瘟病菌Gcc1同源的Zn₂Cys₆型转录因子CsGcc1,并研究其功能。【方法】根据同源重组原理构建CsGCC1的基因敲除突变体,并通过营养生长、H₂O₂敏感性、分生孢子产生及萌发、玻璃纸试验和致病性分析,明确CsGcc1的功能。【结果】CsGcc1编码一个含有646个氨基酸的蛋白,而且含有一个GAL4结构域。CsGCC1基因在培养36 h的菌丝及分生孢子中具有较高的表达量。CsGCC1基因敲除突变株营养生长速率降低且对H₂O₂更加敏感。相较于野生型菌株,突变株的分生孢子产量、萌发率及附着胞形成率均降低。此外,CsGCC1的敲除可以明显降低分生孢子的穿透能力,突变株对橡胶叶片的致病力减弱。【结论】Zn₂Cys₆型转录因子CsGcc1参与调控暹罗炭疽菌的营养生长、氧化应激、分生孢子发育及致病性等过程。     

SelS高表达保护人脐静脉内皮细胞免于H2O2诱导的细胞损伤

采用以下方法探讨SelS在内皮细胞中的表达和作用：将SelS基因克隆到真核表达载体pLNCX2，RT-PCR、XhoⅠ/ClaⅠ双酶切以及DNA序列分析验证目的基因；利用脂质体转染技术将pLNCX2-SelS或pLNCX2转染至人脐静脉内皮细胞(ECV₃₀₄细胞)，RT-PCR检测重组基因SelS的表达；MTT方法检测转染后过氧化氢(H₂O₂)对内皮细胞增殖能力的影响；硫代巴比妥酸法测定暴露于H₂O₂中不同转染组细胞脂质过氧化产物丙二醛含量. 结果表明：成功构建真核表达载体pLNCX2-SelS；转染后重组SelS mRNA表达水平是内源性水平的1.76倍；H₂O₂对ECV₃₀₄细胞损伤后，高表达SelS组细胞活性增强、H₂O₂诱导产生的丙二醛减少. 上述结果表明，高表达SelS可保护内皮细胞免于H₂O₂诱导的细胞损伤，其作用机制与抗氧化有关.     

溶藻弧菌VcrV基因缺失株的构建及生物学特性

为研究溶藻弧菌Ⅲ型分泌系统VcrV基因的功能和生物学特性,采用同源重组技术成功构建了溶藻弧菌缺失株ΔVcrV,并用PCR检测其遗传稳定性。结果显示,缺失株遗传稳定;与野生株相比,生长和自凝集能力无显著变化;但生物膜形成能力降低,半致死剂量升高16.5倍;游动性和涌动性极显著升高,细胞粘附能力极显著降低(P<0.01),对H₂O₂和NaCl的耐受性降低;对头孢呋辛、麦迪霉素、克林霉素抗生素敏感度上升,对丁胺卡那、多粘菌素B抗生素敏感度降低;活性氧含量极显著降低(P<0.01),脯氨酸、肽聚糖、β-内酰胺酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶指标均极显著升高(P<0.01)。缺失株生物学特性表明,VcrV基因参与溶藻弧菌Ⅲ型分泌系统性的致病性和多种生物学功能。     

焦化废水O/H/O生物处理工艺二级好氧生物反应器的微生物结构和功能

【背景】焦化废水O/H/O生物处理工艺的二级好氧生物反应器O₂具有剩余污染物矿化和完全硝化功能,对废水的达标排放有重要作用。【目的】阐明O₂生物反应器的微生物结构和功能。【方法】利用16S rRNA基因测序,研究O₂生物反应器的微生物多样性和组成并进行功能预测,揭示其共现性特征和环境影响因子。【结果】O₂的优势菌门以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿菌门(Chlorobi)为主。主要菌属中红游动菌属(Rhodoplanes)、溶杆菌属(Lysobacter)、硫杆菌属(Thiobacillus)等参与化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、酚类(phenols)和硫氰酸盐(thiocyanate,SCN^-)等剩余污染物的去除,亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)和硝化螺菌属(Nitrospira)分别作为氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和主要的亚硝酸盐氧化细菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)。功能预测结果显示苯甲酸酯降解、氨基苯甲酸酯降解、氯烷烃和氯烯烃的降解、氟代苯甲酸酯降解和硝基甲苯降解是外源物质生物降解和代谢的前五大通路,广泛分布在主要菌属中,验证了微生物降解剩余污染物的作用。基因pmoA/B/C-amoA/B/C、hao和nxrA/B编码相关的酶,组成了完整的硝化途径。共现网络结果揭示溶杆菌属、Candidatus Solibacter和红游动菌属在O₂生态中的重要地位。通过冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明COD和NH₃是影响O₂微生物群落的主要因素。【结论】红游动菌属和溶杆菌属是O₂中最核心的功能菌属,在污染物矿化和维持群落生态稳定上有重要作用。亚硝化弧菌属和硝化螺菌属是硝化作用的核心菌属。O₂中的代谢通路以剩余污染物矿化和完全硝化为主,微生物群落主要受COD和NH₃的影响。本研究阐明了O₂的微生物结构与功能,为焦化废水O/H/O生物处理工艺的改进提供了微生物学上的依据。     

产甘油假丝酵母与酿酒酵母胞浆3-磷酸甘油脱氢酶基因的功能比较

胞浆3-磷酸甘油脱氢酶(GPD)是酿酒酵母细胞甘油合成过程中的关键限速酶．尽管高产甘油菌株产甘油假丝酵母基因组中编码该酶的基因CgGPD已经被克隆出来,但是具体的功能,特别是与酿酒酵母GPD1和GPD2基因的功能比较值得进一步研究．以酿酒酵母渗透压敏感型的gpd1/gpd2和gpd1突变株为宿主,分别导入CgGPD、GPD1和GPD2基因,比较分析了CgGPD、GPD1和GPD2基因在高渗透压胁迫条件下和厌氧环境中的表达调控,及其对细胞甘油合成能力的影响．研究发现,GPD1基因受到渗透压诱导表达,GPD2基因在细胞厌氧条件下起着氧化还原平衡调节作用,而CgGPD基因不仅能够在渗透压胁迫条件下通过过量快速合成甘油调节渗透压平衡,而且能够在厌氧培养环境中互补GPD2基因的缺失,使gpd1/gpd2缺失突变株能够正常生长,同时提高了突变株的甘油合成能力．结果表明,CgGPD基因在gpd1/gpd2缺失突变株中既具有GPD1基因的功能,又能发挥GPD2基因的功能．     

Astragalar morphology of late Eocene anthropoids from the Fayum Depression (Egypt) and the origin of catarrhine primates

The phylogenetic relationships of the late Eocene anthropoids Catopithecus browni and Proteopithecus sylviae are currently a matter of debate, with opinion divided as to whether these taxa are stem or crown anthropoids. The phylogenetic position of Catopithecus is of particular interest, for, unlike the highly generalized genus Proteopithecus, this taxon shares apomorphic dental and postcranial features with more derived undoubted catarrhines that appear in the same region 1-2 Ma later. If these apomorphies are homologous and Catopithecus is a stem catarrhine, the unique combination of plesiomorphic and apomorphic features preserved in this anthropoid would have important implications for our understanding of the crown anthropoid morphotype and the pattern of morphological character transformations that occurred during the early phases of stem catarrhine evolution.Well-preserved astragali referrable to Proteopithecus, Catopithecus, and the undoubted early Oligocene stem catarrhine Aegyptopithecus have provided additional morphological evidence that allows us to further evaluate competing hypotheses of interrelationships among Eocene-Oligocene Afro-Arabian anthropoids. Qualitative observations and multivariate morphometric analyses reveal that the astragalar morphology of Proteopithecus is very similar to that of early Oligocene parapithecids and living and extinct small-bodied platyrrhines, and strengthens the hypothesis that the morphological pattern shared by these taxa is primitive within crown Anthropoidea. In contrast, Catopithecus departs markedly from the predicted crown anthropoid astragalar morphotype and shares a number of apomorphic features (e.g., deep cotylar fossa, laterally projecting fibular facet, trochlear asymmetry, mediolaterally wide astragalar head) with Aegyptopithecus and Miocene-Recent catarrhines. The evidence from the astragalus complements other independent data from the dentition, humerus and femur of Catopithecus that support this taxon's stem catarrhine status, and we continue to maintain that oligopithecines are stem catarrhines that constitute the sister group of a clade containing propliopithecines and Miocene-Recent catarrhines.     

楼梯草属苞片形态和演化趋势

(Ⅰ)对荨麻科楼梯草属的苞片和小苞片的形态进行了全面研究。(Ⅱ)该属原始群疏伞楼梯草组的雄聚伞花序苞片在每花序为15～90枚,纸质,绿色,狭卵形、狭三角形或条形,长0.5～4 mm,扁平,无任何突起,而与楼梯草族的冷水花属和赤车属的聚伞花序苞片极为相似,因此,上述各种形态可以视为楼梯草属苞片的原始特征,并据此观察到总苞苞片的以下演化趋势:(1)近等大,形状相似,在花序托边缘轮生形成一层→排列为二层,外层2苞片对生,较大,内层苞片较小,形状稍不同;(2)狭卵形,狭三角形或条形→宽卵形或宽三角形,或扁半圆形→由于长度强烈缩小,宽度增大而最终消失;(3)扁平→顶端兜形→船形→船形,顶端突起成细筒;(4)无任何突起↗背面有1龙骨状突起,或有1～6条纵肋或狭翅 ↘顶端具短到长的角状突起→背面顶端之下具角状突起;(5)分生→基部合生→由于长度强烈缩小,宽度强烈增大,总苞苞片合生成一横条形狭片;(6)在数目上,由每花序的7～45枚,一方面增加到50～180枚,另一方面则减少到5枚以下。同时,观察到小苞片形态以下演化趋势:(1)膜质,半透明,白色↗具褐色线纹或呈褐色→呈黑色 ↘薄膜质,透明,无色;(2)扁平→顶端兜形→船形;(3)无任何突起→顶端或在背面顶端之下具角状突起;(4)在数目上,由每花序的7～45枚一方面增加到100或数百枚,甚至达1千到数千枚,另一方面则减少到5枚以下,甚至到0枚。上述演化趋势有助于了解属下各级分类群的演化水平。     

scabrous Modifies Epithelial Cell Adhesion and Extends the Range of Lateral Signalling during Development of the Spaced Bristle Pattern in Drosophila

The role of scabrous (sca) in the evenly spaced bristle pattern of Drosophila is explored. Loss-of-function of sca results in development of an excess of bristles. Segregation of alternately spaced bristle precursors and epidermal cells from a group of equipotential cells relies on lateral inhibition mediated by Notch and Delta (Dl). In this process, presumptive bristle precursors inhibit the neural fate of neighbouring cells, causing them to adopt the epidermal fate. We show that Dl, a membrane-bound ligand for Notch, can inhibit adjacent cells, in direct contact with the precursor, in the absence of Sca. In contrast, inhibition of cells not adjacent to the precursor requires, in addition, Sca, a secreted molecule with a fibrinogen-related domain. Over-expression of Sca in a wild-type background, leads to increased spacing between bristles, suggesting that the range of signalling has been increased. scabrous acts nonautonomously, and we present evidence that, during bristle precursor segregation, Sca is required to maintain the normal adhesive properties of epithelial cells. The possible effects of such changes on the range of signalling are discussed. We also show that the sensory organ precursors extend numerous fine cytoplasmic extensions bearing Dl molecules, and speculate on a possible role for these structures during signalling.     

除草剂精喹禾灵用于硅藻过量产生二十碳五烯酸

硅藻itzschia laevis是EPA很好的替代来源。除了对硅藻进行高密度培养外,EPA的产量还能利用除草剂来提高。本文研究了除草剂精喹禾灵对硅藻的生长和产EPA的影响。DMSO作为除草剂的溶剂,会对硅藻的生长造成抑制,DMSO在培养基中的添加量最好不要超过0.2%。除草剂能对硅藻的细胞形态造成损害,随着除草剂浓度的增加,硅藻的产量减低了,但脂质和EPA的含量提高了。当除草剂浓度为0.1mmol/L时,EPA的含量从3.00%增加到3.58%,提高了19.3%,EPA占总脂肪酸的含量也由25.15%提高到了32.88%。实验表明,除草剂精喹禾灵能促进硅藻EPA的积累,因而在筛选过量产生EPA微藻方面有重要用途。     

质体系统发育基因组解析旋花科系统发育关系

旋花科是一个世界广布的类群,具有丰富的形态特征和重要的经济价值。然而,目前该科主要分支或族间的系统发育关系问题一直未解决。为解析旋花科内系统发育关系,该研究代表性选取旋花科内8个族40个物种,基于质体全基因组数据,使用最大似然法和贝叶斯推论进行系统发育分析。结果表明：(1)旋花科质体基因组均为四分体结构,质体基因组大小为113 273～164 112 bp,蛋白质编码基因数目为66～79个。(2)基于五种DNA矩阵(即WCG、CDS、LSC、IR、SSC)的系统发育分析结果显示,WCG矩阵和CDS矩阵的拓扑结构基本一致,仅少数分支的支持率略有差异;LSC矩阵和WCG矩阵的拓扑结构差异在于菟丝子族、马蹄金族和盐帚花族的系统位置;AU检验和SH检验结果显示,WCG矩阵和SSC矩阵与IR矩阵的拓扑结构有显著冲突。(3)所有系统发育分析结果均显示,菟丝子属和马蹄金族都包括在旋花亚科内,应处理为族等级。(4)基于WCG矩阵和CDS矩阵较好地解决了旋花科8个族之间的系统发育关系,即心被藤族和丁公藤族聚为一支,最先从旋花亚科分化出来,随后是菟丝子族,剩下的5个族分成2个分支。(5)系统发育基因组分析...     

降香黄檀叶绿体基因组密码子偏好性分析

为了解降香黄檀叶绿体基因组密码子使用模式,该文利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP对降香黄檀叶绿体基因组中的52条基因编码序列密码子进行中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析。结果表明:降香黄檀叶绿体基因组密码子的3个位置上GC含量依次为GC1(46.01%)GC2(38.98%)GC3(27.80%)。有效密码子数(ENC)范围为37.66～54.43,及ENC值45的有37个; RSCU1的密码子有29个,其中16个以U结尾、12个以A结尾。这些说明其偏好以A和U结尾,且偏性较弱。中性绘图分析显示GC12与GC3的相关系数为0.250,相关性不显著,回归系数为0.394; ENC-plot分析显示ENC比值位于-0.05～0.05区间外的基因有38个; PR2-plot分析说明在碱基的使用频率方面,UA、GC,说明降香黄檀叶绿体基因组密码子偏好性主要受选择的影响; 19个密码子被确定为最优密码子。该研究为降香黄檀叶绿体基因工程、遗传多样性分析等研究提供了科学参考依据。     

Histology and morphometrics of testes of the white-sided dolphin (Lagenorhynchus acutus) in bycatch samples from the northeastern Atlantic

The testes of 31 Atlantic white-sided dolphins, Lagenorhynchus acutus bycaught in the northeastern Atlantic were studied by histological and morphometric techniques. Twenty specimens were classified as mature, nine as immature and two as pubescent. Between immature and mature specimens there were overlappings in body length and body weight, but clear differences in the diameter of seminiferous tubules (<80 and >80 μm) and the proportion of seminiferous tubules to interstitial tissue (ST:INT-ratio). Also relative testes weight differed clearly. The pubescent specimens showed intermediate characteristics. Spermatogenetic activity of mature dolphins ranged from quiescent to different degrees of activity and varied even in animals from the same site and capture date. The fact that we found mature males with quiescent testes suggests a seasonal rather than a continuous spermatogenesis. We assume that sexual activity in L. acutus begins at an age of 7–8 GLGs and that the reproductive season of this species in the northeastern Atlantic starts in February. Further, the ultrastructure of the spermatozoon is similar to that of the related Lagenorhynchus obliquidens.     

Paleosols and paleoenvironments of the middle Miocene,Maboko Formation,Kenya

The middle Miocene (15 Ma) Maboko Formation of Maboko Island and Majiwa Bluffs, southwestern Kenya, has yielded abundant fossils of the earliest known cercopithecoid monkey (Victoriapithecus macinnesi), and of a kenyapithecine hominoid (Kenyapithecus africanus), as well as rare proconsuline (Simiolus leakeyorum, cf. Limnopithecus evansi) and oreopithecine apes (Mabokopithecus clarki, M. pickfordi), and galagids (Komba winamensis). Specific habitat preferences can be interpreted from large collections of primate fossils in different kinds of paleosols (pedotypes). Fossiliferous drab-colored paleosols with iron-manganese nodules (Yom pedotype) are like modern soils of seasonally waterlogged depressions (dambo). Their crumb structure and abundant fine root-traces, as well as scattered large calcareous rhizoconcretions indicate former vegetation of seasonally wet, wooded grassland. Other fossiliferous paleosols are evidence of nyika bushland (Ratong), and early-successional riparian woodland (Dhero). No fossils were found in Mogo paleosols interpreted as saline scrub soils. Very shallow calcic horizons (in Yom, Ratong, and Mogo paleosols) and Na-montmorillonite (in Mogo) are evidence of dry paleoclimate (300-500 mm MAP=mean annual precipitation). This is the driest paleoclimate and most open vegetation yet inferred as a habitat for any Kenyan Miocene apes or monkeys. Victoriapithecus was abundant in dambo wooded grassland (Yom) and riparian woodland (Dhero), a distribution like that of modern vervet monkeys. Kenyapithecus ranged through all these paleosols, but was the most common primate in nyika bushland paleosols (Ratong), comparable to baboons and macaques today. Mabokopithecus was virtually restricted to riparian woodland paleosols (Dhero), and Simiolus had a similar, but marginally wider, distribution. Habitat preferences of Mabokopithecus and Simiolus were like those of modern colobus monkeys and mangabeys. A single specimen of Komba was found in dambo wooded grassland paleosol (Yom), a habitat more like that of the living Senegal bushbaby than of rainforest galagids. A shift to non-forest habitats may explain the terrestrial adaptations of Victoriapithecus, basal to the cercopithecid radiation, and of Kenyapithecus, basal to the hominoid radiation. Both taxa are distinct from earlier Miocene arboreal proconsulines, oreopithecines and galagids.     

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.     

膜蕨科植物rbcL基因的适应性进化和共进化分析

膜蕨科植物是薄囊蕨类中种类最多的科,主要分布在潮湿的热带地区,拥有陆生、附生、半附生和攀生等多种生态型。为进一步了解膜蕨科植物辐射式物种分化的分子适应机制,该研究在时间框架下采用位点模型对膜蕨科植物rbc L基因的进化式样进行分析。结果表明:共鉴定出6个氨基酸正选择位点(125I、227L、231A、258F、304S和351L),其中位点304S位于环六上,对维持Rubisco功能有重要作用。此外,还计算了Rubisco大亚基内部氨基酸位点之间的共进化关系,共检测出39组(35个氨基酸)共进化位点,其中位点在α螺旋上的占46%,在β折叠上的占14%。膜蕨科植物rbc L基因这种复杂的进化式样可能与其起源较早有关。鉴于此,基于UCLD分子钟模型对膜蕨科植物的分化时间进行了估计,结果显示膜蕨科植物首次发生分歧的时间在三叠纪早期,瓶蕨属和膜蕨属的分歧时间分别发生在侏罗纪早期和白垩纪晚期,并且得出陆生生态型是其它生态型进化的基础,推测最近几次最热事件可能对物种分化的形成产生一定的作用。该研究结果对认识膜蕨科植物如何应对被子植物兴起所导致的陆地生态系统改变具重要意义。