《自然》:专家首次为大肠杆菌植入人工碱基对

英国《自然》杂志近日公布的一项合成生物学研究显示,科学家首次将人工合成碱基对插入大肠杆菌的DNA(脱氧核糖核酸)中,且并未影响其生长和复制过程。这一成果向利用合成技术"订制"特定生物组织迈进一步。遗传物质DNA由两条很长的糖链结构形成骨架,通过碱基对的结合形成稳定的螺旋结构。自然界的生命多姿多彩,最基本的碱基对却只有两种:腺嘌呤-胸腺嘧啶(A-T)和胞嘧啶-鸟嘌呤(C-G)。但美国研究人员构建出一种自然界不存在的生物体,它稳定包含一种代号为"X-Y"的     

纳米世界的螺旋结构

上世纪50年代,DNA双螺旋结构的发现开创了分子生物学的新时代。如今,美国佐治亚理工学院华人科学家王中林与同事,在纳米的世界里制作出无机晶体材料的螺旋结构。这是人类创造出的又一种崭新的无机功能材料类的"DNA"结构。这种完美纳米螺旋晶体具有刚性结构,由两种具有不同取向的氧化锌纳     

染色质免疫沉淀技术——一种研究基因表达调控的工具

染色质结构在基因表达调节中起着重要的调节作用。利用甲醛固定活细胞中的DNA与蛋白质,通过免疫沉淀分离复合物的染色质免疫沉淀法是研究体内DNA和蛋白质相互作用的一种新方法,它不仅可用来研究体内反式因子与DNA的相互作用,也可以用来研究组蛋白修饰与基因表达的关系,从而分析蛋白质及其体内的DNA结合序列。目前,该方法在染色质结构研究中获得了广泛的应用。     

分子信标在DNA生物传感器中的应用

DNA传感器是基于DNA分子相互作用原理设计而成的一种新型的检测技术,具有快速,简单等优点,在基因分析及其他应用领域已显示出越来越重要的价值.分子信标是一种具有发卡式结构的寡核苷酸,由于其能够很好地识别单碱基错配序列,基于发卡式DNA的传感器较传统的单链DNA传感器有更好的检测特异性,目前得到广泛的研究.本文介绍了DNA生物传感器及分子信标的有关原理,并着重介绍了发卡式DNA的结构及其在DNA生物传感器中的应用.     

体内甲醛交联及染色质免疫沉淀--研究DNA和蛋白质作用的新方法

甲醛交联及染色质免疫沉淀作用研究体内DNA和蛋白质相互作用的一种新方法,在染色质结构研究中获得了广泛的应用。该方法利用甲醛固定活细胞中的DNA与蛋白质,通过免疫沉淀分离复合物,从而分析蛋白质及其体内的DNA结合序列。     

宏基因组学挖掘新型生物催化剂的研究进展

微生物蕴藏着大量具有工业应用潜力的生物催化剂。然而,传统培养方法只能从环境中获得不到1%的微生物。宏基因组学是通过提取某一特定环境中的所有微生物基因组DNA、构建基因组文库并对文库进行筛选,寻找和发现新的功能基因的一种方法。它绕过了微生物分离培养过程,成为研究环境样品中不可培养微生物的有力手段。因此,从宏基因组中挖掘新型生物催化剂一直倍受生物学家的关注。以下主要对宏基因组文库的样品来源、DNA提取方法、文库的构建和筛选策略的选择这4个方面的研究状况进行了综述,列举了近年来利用宏基因组技术所获得的新型生物催化剂,并对其今后的研究方向提出了展望。     

家蚕浓核病毒(山梨株)DNA的电子显微镜研究

最近所分离的家蚕浓核病毒(DNV)山梨株(Y-DNV)与最初在家蚕中发现的DNV伊那株在各种理化性质方面有所不同。从Y-DNV中提取的病毒DNA在琼脂糖凝胶电泳中出现二条带(DNA Ⅰ和Ⅱ)。用限制性内切酶处理这些DNA,其结果也明显不同。为了弄清这些现象,用电子显微镜对这些DNA分子进行研究。通过琼脂糖凝胶电泳分离的DNA Ⅰ和DNA Ⅱ都是双链线状分子,但DNA Ⅰ分子的长度略长。在电子显微镜下,二种DNA的构象没有差异,因此可以肯定DNA Ⅰ和DNAⅡ有不同的碱基序列组成。这在DNV中是罕见的,因为到目前为止所知道的所有DNV都只有4种结构蛋白。基于这种情况,在前一篇论文我们曾推测这些蛋白质可能是来自两种DAV,它们各自具有其中3种或4种结构蛋白。应当指出的是,Y-DNV的衣壳本身是由一种还是由二种结构所组成的还需要进一步的研究给予证实。因为Y-DNV的病毒直径很小,它不可能包含二种DNA(分子量分别为2.1×10~6d,和1.7×10~6d.)所以家蚕Y-DNV很可能是由二种相似但是不相同的DNV所组成的混合物。     

DNA四面体纳米结构及其在生物技术领域的应用进展

DNA四面体纳米结构是一种通过精确巧妙的DNA序列设计,应用碱基互补配对的原则,由4条单链自动杂交结合而成的具有四面体形状的DNA三维纳米结构。其具有良好的生物相容性和优异的细胞膜通透性,同时制备较为简单且产率高、尺寸以及动态性均可调节,因而在微生物鉴定、医学诊断和生物传感器等领域得到了广泛的研究与应用。基于此,介绍了DNA四面体纳米结构及其功能化修饰,综述了DNA四面体纳米结构在生物技术领域的应用进展,以期为推动DNA四面体纳米结构的研究、拓宽其应用领域提供参考。     

人工合成DNA创造“全新微生物”

<正>英国《自然》杂志1月7日公布的一项合成生物学研究显示,科学家首次将人工合成碱基对插入大肠杆菌的DNA中,且并未影响其生长和复制过程。这一成果向利用合成技术"订制"特定生物组织迈进一步。美国研究人员构建出一种自然界不存在的生物体,它稳定包含一种代号为"X-Y"的人工碱基对。在最新研究中,研究人员合成了一段包含天然碱基对和人工碱基对的DNA,将其插入大肠杆菌细胞中。研究的突破之一是发现了一种特殊的转运分子,这种由一种微藻生成的三磷酸转运蛋白,能够运输人造碱基对进入细胞。结果显示,DNA能以适当的速度和准确度进行复制,被改造的大肠杆菌细胞仍继续生长,人工碱基对也没有被去除。研究负责人、斯克里普     

富含GC的DNA片段在哺乳动物细胞基因超高表达调控中的重要作用

通过在结构基因或基因启动子的5’和/或3’端加入天然1.006kb或人工合成0.733kb的富含GC的DNA片段(包括内含子),所构建的稳定表达载体在实验室规模实现了20多种蛋白质在哺乳动物细胞中超高表达.该实验提供了证据表明,非编码的富含GC的DNA片段(包括内含子)是一种超级"染色质开放元件",在哺乳动物细胞基因表达中起关键作用.实验还进一步表明,哺乳动物细胞的基因表达调控在染色质水平主要与DNA的一级结构,即DNA的GC含量有关.     

动物细胞DNA聚合酶的研究新进展

本文主要介绍动物细胞中四种依赖于DNA的DNA聚合酶(简称DNA聚合酶)的结构、功能及其在DNA复制和修复作用中的研究现状。     

科研快讯

PNAS:探讨"垃圾"DNA新功能以前大家都认为垃圾DNA可能没有什么功能,但是越来越多的研究表明它们并非百无一用。近日来自爱荷华大学卡佛医学院的研究人员发现当一种特殊的DNA重复片段--Alu元件插入到基因中,它们可以改变蛋白质生成的速率,从而导致了不同物种中不同生物学特性的进化。这一研究结果发表在了国际著名期刊美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。     

金属络合物和DNA的反应

经过几十年来对DNA结构的研究,现在已经清楚DNA有右手螺旋和左手螺旋两种,但是有关它们的结构与功能之间的关系,不甚明了的地方还很多。美国哥伦比亚大学化学系J.K.Barton教授最近发表的菲绕啉(phenanthroline)金属络合物与DNA反应的综述,介绍了这些化合物的用途。它们对于DNA的研究无疑是一种有力的手段。J.K.Barton教授谈及的反     

发挥学生在生物学课堂中的主体地位——“DNA的结构”一节的教学

学生主体意识的培养需要贯穿于整个教育教学工作中。在"DNA的结构"一节的教学中,让学生构建1个脱氧核苷酸、1条链、DNA的平面结构、双螺旋空间结构等,在不断出错、共同纠错的过程中,逐步理解并掌握DNA的结构。采用小组竞争、个人竞争机制,调动学生的学习热情,从而发挥学生在高中生物学课堂中的主体地位。     

电泳后琼脂糖凝胶中DNA的洗脱

序言 基因组的结构和功能的研究,很大程度上依赖于特定的DNA片段的分离和分析。凝胶电泳是一种以DNA片段大小为依据的,简单而且分辨力很强的一种分离特殊DNA片段的方法浓度为2.5％-0.1％的琼脂糖凝胶电泳可分辨出从150到880000硷基对的DNA片段,而在20％-3％的丙烯酰胺凝胶上,对20-2000硷基对的DNA片段分辨效果更好。     

电泳后琼脂糖凝胶中DNA的洗脱

序言 基因组的结构和功能的研究,很大程度上依赖于特定的DNA片段的分离和分析。凝胶电泳是一种以DNA片段大小为依据的,简单而且分辨力很强的一种分离特殊DNA片段的方法浓度为2.5％—0.1％的琼脂糖凝胶电泳可分辨出从150到880000硷基对的DNA片段,而在20％—3％的丙烯酰胺凝胶上,对20—2000硷基对的DNA片段分辨效果更好。     

短DNA片段缩合结构的比较研究

本文利用透射式电镜对四种短DNA片段(500、1100、1500、2700 bP)的缩合结构进行了比较研究得出很有意义的结果。定量研究证实短至500 bP的DNA分子仍可形成复曲面,且分子量相差5倍多的DNA片段缩合形成的复曲面尺度大小一致。复曲面外径为400A左右。从而进一步证实作者与Arscott及Bloomfield关于复曲面尺度独立于DNA分子量,及短DNA片段的缩合是多分子缩合的结论。此外,观测到缩合中间结构的尺度依DNA分子量大小不同而变化,同时分子量愈小的DNA片段产生另一种缩合结构—棒体的几率愈大。     

与非门(NAND)的DNA计算模型

近年来,随着DNA计算研究的深入,基于DNA的布尔电路的模拟成为其中一个热门的研究方向.分子信标是一种特殊的探针分子,广泛应用于各种生物技术的检测方面,具有结果稳定,特异性强的优点,本文提出了一种基于诱导"发夹"形式的DNA与非门模型,和已有的模型相比,该模型具有简单,可靠性更高且可以重复使用等优点.     

短DNA片段缩合结构的比较研究

本文利用透射式电镜对四种短DNA片段(500、1100、1500、2700 bP)的缩合结构进行了比较研究得出很有意义的结果。定量研究证实短至500 bP的DNA分子仍可形成复曲面,且分子量相差5倍多的DNA片段缩合形成的复曲面尺度大小一致。复曲面外径为400A左右。从而进一步证实作者与Arscott及Bloomfield关于复曲面尺度独立于DNA分子量,及短DNA片段的缩合是多分子缩合的结论。此外,观测到缩合中间结构的尺度依DNA分子量大小不同而变化,同时分子量愈小的DNA片段产生另一种缩合结构—棒体的几率愈大。     

DNA甲基化的分子机制及其研究进展

DNA甲基化作为一种重要的非永久性但相对长期可遗传的基因修饰,在维持细胞正常的转录活性、DNA损伤修复能力以及在遗传印记、胚胎发育和肿瘤的发生发展中都有不可替代的作用,是分子生物学及医学领域的研究热点。近年来随着高通量测序、表观遗传编辑以及结构分析等技术的飞速发展,对DNA甲基化分子机制层面的研究进一步深入。本研究总结了近年来对DNA甲基化分子机制的相关研究,归纳了全球范围内对DNA甲基化的位点、序列背景与范围近年来的研究进展,也归纳了近年来对影响DNA甲基化的因素的研究,以期对DNA甲基化这一表观遗传学热点进行深入的学习探讨。