真核生物基因组中的非编码序列

真核生物基因组绝大部分是非编码序列;绝大部分非编码序列以高度重复序列的形式存在,如卫星、小卫星、微卫星、长散布元件、短散布元件等;内含子、３’不译区作为结构基因的一部分被一同转录;ＲＮＡ基因转录具有明确功能的ＲＮＡ分子;顺式作用元件是目前已知的具有重要调控功能的非编码序列;非编码序列的存在与真核生物基因表达调控密切相关;目前非编码序列的研究已引起广泛的科学关注,利用数理方法研究其遗传信息的储存方式     

非编码基因生物学:迈向现代RNA世界

正非编码RNA(即非蛋白质编码RNA)与基因表达调控是当前生命科学最活跃的前沿之一。20年来,一大批非编码RNA的发现及其功能的阐明,揭示了非编码RNA基因(简称非编码基因)在遗传信息表达和调控中的重要作用。非编码基因所具有的从调控到生物催化活力的结构与功能多样性,不仅大大开阔和革新了人们对许多生物学基本概念和基本问题(如生命起源方式和分子生物学中心法则)的     

人鼻咽组织特异性表达基因NASG编码产物在细胞中的融合表达

采用PCR技术从人鼻咽上皮组织cDNA文库扩增出人鼻咽组织特异性表达基因NASG基因的编码序列,用Xho I和Sal I酶切NASG基因编码序列的PCR产物及pEGFP-C2载体,产生匹配的粘末端。将回收的pEGFP-C2载体分别与NASG基因编码区酶切片段连接,构建了其编码产物的融合蛋白表达载体pEGFP-C2/NASG,通过脂质体介导分别转染非洲绿猴肾永生化细胞系COS7和鼻咽癌细胞系HNEI,瞬时表达后荧光显微镜观察NASG编码蛋白的活细胞定位,结果表明,NASG编码蛋白在COS7细胞和HNEI细胞的胞浆和胞核中均有表达。     

筛选脱氮假单胞菌启动子提高维生素B_(12)产量

维生素B_(12)(VB_(12)/钴胺素)具有多种生理学功能,广泛应用于制药、食品等行业。脱氮假单胞菌是维生素B_(12)常用工业菌株之一。通过筛选高表达启动子来过表达VB_(12)合成途径基因,能有效提高菌株的VB_(12)生产能力。通过对脱氮假单胞菌中某些编码热激蛋白和分子伴侣基因前含启动子在内的非编码序列用启动子在线预测软件进行分析,选取P_(ibpA)、P_(cbpA)、P_(dnaJ)、P_(htpG)、P_(dnak)、P_(grpE)的非编码区与编码绿色荧光蛋白的GFP报告基因相连,通过酶标仪检测GFP的荧光信号值,对编码热激蛋白和分子伴侣基因前的非编码区所含有的启动子的表达强度进行评估,以获得高表达的启动子对VB_(12)合成途径的基因进行过表达。结果表明,含有启动子P_(dnak)的非编码区,其表达的GFP荧光值最高。进而构建强启动子P_(dnak)与维生素B_(12)合成途径基因cobA的过表达重组菌,发酵数据表明,与对照菌株相比重组菌株维生素B_(12)产量提高21.5 mg/L。筛选高表达启动子用于维生素B_(12)合成途径关键基因的表达,是一种有效的提高维生素B_(12)产量的方法。     

人类基因组中的保守非编码元件

比较基因组学的研究发现: 人类基因组中约5%的序列受到选择压力的限制, 但编码序列只占其中很小一部分, 约3.5%是保守、非编码序列。这些保守非编码元件具有重要功能。可能在染色质构型(高级结构)、DNA转录和RNA加工等不同水平参与了基因的表达调控, 与哺乳动物的形态发生和人类疾病相关。文章简要综述了保守非编码元件的识别、功能及验证、起源演化以及与人类疾病的关系。     

长链非编码RAN的研究进展

人类基因组计划完成证实,人类共有3-3.5万个编码基因,这些基因所涵盖的编码信息仅占人类30亿个碱基对中携带遗传信息的1.5%,其余超过98%的遗传信息并不直接编码蛋白质。近些年来由于测序技术的飞速发展,人们发现这部分遗传信息与调控、剪切、转录等生物过程密切相关,其中长链非编码RNA具有表观遗传学调控、转录调控、疾病调控、细胞分化和个体发育等重要的生命过程的调控等过程,因此如何寻找RAN的功能单元和预测新的长链非编码RNA成为很重要的问题。就非编码RNA的起源与进化进行阐述,综述了长链非编码RNA在癌症上的功能,综合了长链非编码RNA一些常见的数据库及使用最新的生物信息学手段和相关技术预测长链非编码RNA,并进行进一步的功能研究。     

大鼠胰岛素样生长因子Ⅰ基因的克隆及表达

以大鼠染色体DNA为模板,PCR分别扩增胰岛素样生长因子Ⅰ（IGF-Ⅰ）基因外显子2编码区和外显子3编码区,并使外显子2编码区的3′端与外显子的3编码区的5′端有相同的40个碱基,采用外显子拼接法,以两种扩增产物为模板再次进行PCR,得到210bp的大鼠IGF-Ⅰ基因编码序列,将此序列克隆入pUC18质粒进一步构建表达型重组粒pGEX-IGF-Ⅰ,并在大肠杆菌DH5α中进行诱导表达。表达产物经SDS－PAGE分析及Western blot检测,并经体外实验证明其具有刺激细胞增殖的生物活性。     

与生物信息学相关的两个前沿方向——非编码基因和复杂生物网络

文章介绍了基因组研究领域快速发展的两个方向：非编码序列、非编码基因和非编码RNA以及生物网络和系统生物学,也讨论了他们对生物信息学的影响。     

新城疫病毒非编码序列的遗传演化趋势

【目的】探讨新城疫病毒全基因序列中非编码序列的分子演化规律。【方法】结合本研究室2012年自产蛋下降鸭群中分离测序的一株鸭源新城疫病毒全序列,从GenBank下载35株不同基因型新城疫病毒全长cDNA序列,获取非编码序列,分别绘制引导序列、尾随序列、F-HN及HN-L基因间隔序列(IGS)的遗传进化树,比较编码基因内5’及3’UTR序列核苷酸序列替代特点。【结果】非编码序列的长度及位置高度保守,而其核苷酸基因序列在不断发生变异,且变异趋势与编码基因序列相一致。【结论】新城疫病毒在整个基因组上编码和非编码序列同步发生变异。     

人αD型干扰素cDNA 3′端非编码序列对该基因在大肠杆菌中表达的影响

本文采用DNA体外重组技术,研究了人αD型干扰素cDNA 3′端非编码序列对该基因在大肠杆菌中表达的影响。发现3′端非编码序列的缺失,使得人αD型干扰素基因在大肠杆菌中的表达水平降低约87倍。这一结果提示,在进行人αD型干扰素cDNA在大肠杆菌中的表达设计时,有必要保留其3′端非编码序列。