巨大DNA分子的制备与操作进展

(一) 绪言当今分子生物学中有关基因组顺序组织的研究主要是通过遗传图谱和物理图谱所提供的信息。在某些较简单的物种中,遗传图的分辨率可达单个碱基对的水平,但在其它物种如大部分寄生性原生动物中,根本就未能研究其遗传图谱,因为尚无合适的研究方法。哺乳动物遗传图谱的分辨率在5cM至25cM之间(小鼠     

生物多样性信息资源.Ⅰ.物种分布、编目、系统发育与生活史性状

物种分布、编目、系统发育与生活史性状等是生物多样性研究的数据基础,在物种起源与进化、生物多样性保护等研究中发挥着重要作用。近年来,大量数据共享平台的建设极大地促进了生物多样性信息学的蓬勃发展,但这些海量的、高异构性的数据资源也使得研究人员无从下手。如何高效选择和有效利用这些资源,成为生态学家和保护生物学家面临的一大挑战。针对现有的生物多样性数据零散分布的现状,本文将这些数据从物种分布、编目、系统发育与生活史性状4个方面进行整理,分别选取一些代表性的数据库如:全球生物多样性信息网络(GBIF)、世界植物种名录(The Plant List)、Open Tree of Life、植物性状数据库(TRY),对其数据类型、采集方式、范围、获取方式等进行描述,并对相关研究成果进行简要介绍。在各部分中,针对我国生物多样性数字平台的构建等方面的工作与成果,我们也进行了简要描述。通过这些数据资源的整理,希望为研究人员了解和使用这些数据库提供桥梁和纽带,能够进一步促进国内研究人员对这些数据库的有效利用,并通过科研人员与公众等的参与,促进数据共享平台的构建与完善,进一步推动生物多样性的研究和保护领域的发展。     

FASEB J:胎儿双酚A暴露或引发其青春期后患雌激素相关疾病

正接触低水平的BPA(双酚A)或许是安全的,但近日刊登在The FASEB Journal杂志上的一项研究报告中,来自耶鲁大学的研究人员发现,在胎儿发育期间,暴露于BPA中或许可以永久性地改变小鼠子宫的基因组,而这些改变或可影响小鼠机体中受雌激素调节的基因的表达,同时这些改变也会引发雌激素相关疾病的发生,比如不孕、子宫内膜异位症、子宫内膜癌、骨质疏松症、前     

小鼠属(Mus)与田鼠属(Microtus)的系统发生关系研究概述

在啮齿动物的生存竞争中, 鼠类是最成功的一类。尤其是小鼠, 一直以来受到生物学专家的广泛关注。因为对小鼠的研究最为透彻, 致使它在实验室中有多方面应用, 同时小鼠是研究其他生物的好材料。文章综合现代遗传学的各种遗传标记(蛋白质、mtDNA、rDNA等), 更深入地探讨了小鼠属和田鼠属物种间的系统发生, 并进一步阐述了这2个属物种的分类和进化问题, 同时指出这2个属中某些物种的分类和系统发生地位仍需进一步的研究。     

Cell:皮肤中的调节性T细胞促进毛发再生

正在一项新的研究中,来自美国加州大学旧金山分校的研究人员通过开展小鼠实验发现作为一类通常与炎症控制相关联的免疫细胞,调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)直接触发皮肤中的毛囊干细胞分化,从而促进健康的毛发生长。他们发现,若缺乏这些免疫细胞,这些干细胞就不能够再生毛囊,从而导致脱发。相关研究结果在线发表在Cell期刊上。     

Nature:研究首次揭示癌症转移新机制

正来自美国加州大学旧金山分校的研究人员首次能够在转移癌(metastatic cancer)模式小鼠体内直接观察当浸润性癌细胞向肺部迁移时,它们如何建立据点。他们非常吃惊地观察到:早期的"先锋"癌细胞进入肺部后通常都会死亡,但是它们首先释放出行为上类似于僵尸的颗粒,这些颗粒能够自行移动,并且被一波又一波的免疫细胞吞噬。在这些免疫细胞中,很多细胞只要被这些癌     

我国及周边地区松属白松亚组系统学研究进展和保护现状

合理的物种划分和深入的系统学研究对理解物种的进化历史、物种编目以及生物多样性保护具有重要意义。松属(Pinus)是裸子植物中最大的一个属, 也是北半球针叶林的重要组成成分。白松亚组(Subsect. Strobus)隶属于松属白松亚属(Subg. Strobus)五针松组(Sect. Quinquefoliae), 是松属物种数目最多的亚组之一, 其中半数以上物种分布在我国及周边地区。白松亚组(又称五针松亚组)所有物种针叶均为五针一束, 由于形态相近、种间遗传分化小和野外调查不充分, 这些五针松的物种界定和种间关系一直存在很多争议。此外, 亚热带地区大多数五针松物种的地理分布非常狭窄或群体片断化严重, 已有多个物种被IUCN评估为受威胁物种。在2021年9月我国新发布的《国家重点保护野生植物名录》中, 大别山五针松(Pinus dabeshanensis)和毛枝五针松(P. wangii)也由原国家二级保护野生植物调升为国家一级保护野生植物。近年来, 得益于系统发育基因组学在裸子植物等大基因组的木本植物类群中的成功应用, 我国及周边地区五针松的种间关系和群体历史得到初步解析。本文主要回顾和总结了我国及周边地区的五针松在系统分类、群体遗传及物种保护等方面取得的进展和存在的不足, 提出未来应当充分重视基础研究和野外调查, 并加强学科交叉以及新技术和新方法在相关研究中的应用以实现濒危物种的精准保护。     

黑线仓鼠FSHβ基因外显子3部分序列的克隆与分析

根据GenBank数据库中黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)同源物种的FSHβ基因设计引物,利用PCR法在山东省沂南、临朐和曲阜3个地理种群随机选取的黑线仓鼠个体中克隆出FSHβ基因的部分外显子3,序列长度为775bp(GenBank登录号:GQ456067)。该序列与其他物种相应区域的同源性比较结果显示:黑线仓鼠与人(Homo sapiens)、大鼠(Rattus norvegicus)、小鼠(Mus musculus)、黑猩猩(Pantroglodytes)、羊(Ovis aries)等物种核苷酸序列的同源性为80%～96%,氨基酸序列的同源性为79%～100%。系统进化分析结果与物种亲缘关系的远近一致,说明该研究所得到的FSHβ基因序列可作为研究物种亲缘关系或遗传距离的理想标记。     

Nature:靶向BCAT1蛋白逆转白血病侵袭性

正在一项新的研究中,来自美国佐治亚大学和日本东京大学的研究人员鉴定出两种最为常见的骨髓性白血病的一种新的药物靶标,并且找到一种阻止这种疾病的最为侵袭性类型的方法。相关研究结果在线发表在Nature期刊上。通过阻断一种被称作BCAT1的蛋白,这些研究人员能够阻止小鼠体内和来自白血病患者的人血液样品中的癌细胞生长。BCAT1蛋白激活一组被称作支链氨基酸(branched-chain amino acid,BCAA)的氨基酸代谢。BCAA是所有细胞中的必需构成单元,因而是侵     

Cell子刊:研究利用CRISPR编辑干细胞抵抗关节炎

正在一项新的研究中,研究人员利用新的基因编辑技术改造小鼠干细胞,使得它们能够抵抗关节炎和其他的慢性疾病导致的炎症。这些经过改造的干细胞,被称作SMART细胞(Stem cells Modified for Autonomous Regenerative Therapy,干细胞经修饰用于自主再生疗法),产生制造一种抗炎性生物制剂药物的软骨细胞。在理想情况下,这些软骨细胞将替换关节炎性软骨,同时保护     

血管紧张素转换酶的克隆及序列分析

根据GenBank上公布的小鼠血管紧张素转换酶(ACE)基因序列,经多重比较设计1对特异性引物,从小鼠Balb/c肺部组织中提取总RNA,进行RT-PCR。产物经纯化回收,克隆到pMD-18T载体,转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,检测阳性克隆、测序并进行序列分析。测序结果显示,该片段全长4 023 bp,开放阅读框(ORF)包含3 985 bp,编码1 328个氨基酸,相对分子质量为152.77 kD,等电点6.35。此序列与GenBank已登录的小鼠ACE同源性达99%,差异的5个碱基位于基因的非关键部位,说明小鼠ACE成功克隆。经同源性比较分析,达50%以上相同性的物种有17个,且符合种属之间的进化关系。因此,该序列可于研究物种亲缘关系或遗传距离的理想标记,为下一步研究其在酵母中的表达、生物活性和应用奠定了一定的基础。     

Cancer Immunol Res:为何白蛋白结合型紫杉醇更加有效地抵抗胰腺癌?

正在一项新的研究中,来自美国纽约大学医学院和德州大学MD安德森癌症中心的研究人员发现首个旨在阻止癌细胞增殖的药物具有第二种效应:它将抑制机体对肿瘤发起免疫攻击的免疫细胞转化为增强这种免疫攻击的细胞类型。相关研究结果在线发表Cancer Immunology Research期刊上。根据在小鼠体内开展的实验,作为靶向肿瘤的免疫细胞,巨噬细胞摄取药物白蛋白结合型紫杉醇(nab-paclitaxel,商标名为Abraxane)。这些     

Science:与过敏症相关联的T细胞也能促进组织再生

正在一项新的研究中,来自美国约翰霍普金斯大学和肯尼迪-克里格研究所(Kennedy Krieger Institute)的研究人员报道,与过敏症相关联的免疫细胞当与生物材料支架(biomaterial scaffold)配合使用时会直接让小鼠肌肉损伤愈合。这一发现进一步证明免疫系统不仅在抵抗传染性疾病和其他疾病中发挥着关键作用,而且也在损伤后启动愈合过程中发挥着关键作用。研究人员也指     

Science:与过敏症相关联的T细胞也能促进组织再生

正在一项新的研究中,来自美国约翰霍普金斯大学和肯尼迪-克里格研究所(Kennedy Krieger Institute)的研究人员报道,与过敏症相关联的免疫细胞当与生物材料支架(biomaterial scaffold)配合使用时会直接让小鼠肌肉损伤愈合。这一发现进一步证明免疫系统不仅在抵抗传染性疾病和其他疾病中发挥着关键作用,而且也在损伤后启动愈合过程中发挥着关键作用。研究人员也指     

微卫星跨物种交叉PCR扩增的一个新问题:扩增非同源产物

微卫星已被广泛应用于群体遗传学、生态学和进化生物学研究。然而,一些物种微卫星尚未克隆。为了节省时间和经费,研究人员往往使用一个物种已发表的微卫星引物扩增其近缘物种的微卫星。该研究对属于3个不同科(Clariidae、Heteropneustidae 和Pimelodidae)的7个鲶鱼物种的微卫星跨物种PCR扩增产物进行了序列分析,研究发现扩增非同源（non-orthologous）产物是微卫星跨物种PCR扩增的一个新问题。该研究共采用4对胡子鲶微卫星座位引物对7个鲶鱼物种进行了跨物种PCR扩增。对获得的204个PCR产物的序列分析结果表明,两对微卫星座位引物扩增了所有7个物种的同源特异产物。而其他两个座位的引物扩增了特异但非同源的多态产物,对近缘物种的扩增也获得类似结果。另外,除胡子鲶等位基因大小异源同型(size homoplasy)的特征不明显外,其他物种在3个微卫星座位都具有这一非常明显的特征。这些数据表明,微卫星跨物种间交叉扩增能产生非同源产物;等位基因大小异源同型与微卫星座位本身有关,而与物种间的亲缘关系无明显的相关性。微卫星跨物种扩增产生的非同源产物和等位基因大小异源同型将使系统发育、群体遗传学和进化研究明显复杂化。因此,在应用微卫星跨物种交叉扩增数据以前,最好对跨物种交叉扩增产物进行测序验证。     

虚拟物种的基本原理及其在物种分布模型评估中的应用

物种分布模型是建立在物种出现或缺失数据的基础上,但可获得的真实分布数据存在着各种各样的缺点(如:物种识别错误、坐标错误、抽样偏差、数据缺失等),影响着物种分布模型的预测性能、稳定性及应用,因此使用物种真实分布数据评估物种分布模型将带来很大的不确定性。为避免这种不确定性,越来越多的研究使用虚拟物种来评价物种分布模型的性能,评估新方法的优劣。虚拟物种是一种建立在真实(或虚拟)地理信息系统下人工生命,是简化和抽象的物种,它通过模拟物种对环境变量的响应关系,评估物种在不同环境变量下的出现概率,人为地给出虚拟的物种分布数据。虚拟物种具有数据容易获得、数据质量可控、避免过度模拟等优势,目前它被广泛用于评估物种特性、抽样偏差、地理信息、出现/缺失标准等对物种分布模型性能的影响。虚拟物种是大尺度研究中不可或缺的重要工具,有利于解决真实数据未能解决的科学问题。常用的构成算法有求和法、求积法和综合法,但这些方法可能存在补偿效应,扩大了物种的分布范围。考虑到虚拟物种的不足,提出了未来虚拟物种可能的发展方向(避免过度脱离真实,完善虚拟物种的构成算法,构建虚拟的模式生物、群落及生态系统等)。为帮助研究者快速构建虚拟物种,基于R环境开发了一个虚拟物种构成软件包(SDMvspecies)。虚拟物种可以与真实物种相结合,通过改进模型的构成方法,有利于解决一些真实数据未能解决的问题;虚拟物种的应用也将导致一些新理论的产生,有利于更好地理解生态学原理。     

中国最受关注濒危物种保护现状快速评价的新方法探讨

本文尝试制订了一套评分标准, 对中国174个国家I级保护动植物物种和IUCN物种红色名录中极危(CR)、濒危(EN)级别的鸟类的保护成效进行了快速评价。选取种群数量和趋势、信息完善程度、模拟分布区中适宜生境面积变化趋势和模拟分布区被保护区覆盖程度等4个指标进行评分。数据来源包括公开发表的研究文献、遥感数据、实地调查和公众收集。结果表明, 174个物种的保护状况整体呈变差趋势, 4项指标平均值均为负值。单个物种保护状况改善的有26种, 维持原状的有32种, 变差的有116种。本文还对2000-2013年间发表的涉及746个受威胁物种的9,338篇研究文献进行了梳理, 结果表明被研究物种数和文献数都逐年上升, 但每年被研究的物种不到1/3。研究集中于明星物种和有经济价值的物种, 如大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)的文献占了全部的11.33%, 大多数物种研究不足。分析表明即使是集中了最多保护资源的濒危物种, 其保护状况仍然是变差的。     

以控制体重为目标的新激素

为了用化学方法治疗肥胖症,研究人员注意到环状19-氨基酸神经肽具有过去所不了解的功能。 Joslin Diabetes Center的研究人员用差示PCR技术筛选、分离并扩增了ob/ob小鼠独有、ob小鼠(对于这种突变是杂合性的)中不太普遍的mRNA。ob/ob小鼠是ob突变杂合性的;这种小鼠十分肥胖,在生活史早期自发产生糖尿病。Amgen Inc.也正在用在其中发现了leptin蛋白的同种小鼠研究控制食欲的问题。     

印度加尔各答市区外围一地的露尾甲物种组成、多度和季节性发生(英文)

【目的】印度大部分露尾甲在腐烂的水果和蔬菜上大量发生,其种群在一年中表现出明显的季节性波动。据推测,露尾甲种群很大程度上依赖于温度、湿度和降雨之类的环境因子。【方法】本研究调查了2013-2015年印度加尔各答市区外围一地Garia的露尾甲物种组成、季节性发生和种群结构,记录了其活跃时期、季节性多度和影响其发生的因素。【结果】调查期间在调查地共发现数目不等的6个物种。其中最常见露尾甲为Urophorus humeralis,它是个体数量最多的物种且在一年中几乎所有月份均有发生;其他常见物种为Epuraea ocularis和E. luteola。不同物种在食物发酵的连续阶段进入诱捕器中。最初12 h被捕获的是Epuraea 属的种类,而在诱捕器中食物严重腐烂的后续阶段发现最多的是U. humeralis。在合适范围的气温(22~29℃)和相对湿度(82.5%~86%)下,物种丰富度最高,表明这些环境变量对露尾甲种群具有重要影响。【结论】加尔各答主要水果和蔬菜在季风后季节种植,在季风后季节取食这些作物的露尾甲发生量(物种丰富度和多度)最高。这一研究结果可能有助于制定针对这些甲虫的有效田间治理策略。     

Nature:通过控制血管生长来开发治疗癌症等多种疾病的新型疗法

正最近,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自耶鲁大学的研究人员通过研究揭示了如何通过控制血管发育来帮助开发治疗心血管疾病以及癌症的新型疗法。正常的血管生长会被诸如生长因子等蛋白质或激素所调节;在本文研究之前,研究人员并不清楚特殊的生长因子家族(FGFs)在调节血管生长发育过程中所扮演的角色,为了进行深入研究,研究者Michael Simons及其同事对工程化小鼠进行研究,他们对小鼠进行遗传工程化操