植物碱性亮氨酸拉链（bZIP）蛋白的研究进展（一）——结构、分类、分布和同源性分析

植物碱性亮氨酸拉链（bZIP)蛋白在高等植物中广泛存在,对基因表达与调控起重要作用。本简要介绍了植物bZIP蛋白的结构之后,概述了植物bZIP蛋白的分类和分布。最后,以模式植物、主要农作物及蔬菜等为例,对它们的同源性进行了详细的描述和分析。     

卵母细胞在哺乳动物卵巢排卵过程中的决定性作用

哺乳动物卵巢排卵是一个复杂的调控过程。卵泡成熟破裂后,卵母细胞从卵巢中排出。卵泡细胞感受排卵刺激,并诱导卵母细胞减数分裂的恢复及其随后的释放。卵母细胞及其周围颗粒细胞的旁分泌在对此起关键性作用,其中卵母细胞对其释放具有决定性作用。作者先前已经阐述过颗粒细胞在哺乳动物卵巢排卵过程中的调控作用,该文将从卵母细胞的发育及其调控角度重点阐明其在排卵过程中的决定作用,旨在进一步理解哺乳动物卵巢的排卵过程,同时为不孕不育等卵巢疾病的治疗提供重要的研究方向和理论基础。     

外源中心体在哺乳动物胚胎发育中的遗传机制

中心体是一个非膜包被的半保留细胞器,由一对相互垂直的圆柱形中心粒及其周围大量的高电子密度的蛋白质-中心体基质(pericentriolar material,PCM)组成.在所有哺乳动物细胞中,中心体(centrosome)作为主要的微管组织中心(microtubule organizing centers,MTOCs),起到组装和稳定微管的关键功能.在大多数哺乳动物精子形成过程中,精子保留了近端中心粒,失去了大部分的中心体旁蛋白和远端中心粒,而在卵母细胞形成过程中两个中心粒被逐渐降解,主要的中心体旁蛋白被保留了下来,弥散于卵胞质中.受精后,在卵母细胞中精子中心粒被进一步降解,来源于卵母细胞和精子的中心体旁蛋白形成受精卵的MTOCs在胚胎分裂过程中行使功能.但在小鼠等啮齿类动物精子形成过程中,两个中心粒全部被降解,因此受精卵中的MTOCs主要由来源于卵母细胞中心体旁蛋白组成.在大多数哺乳动物核移植胚胎中.外源中心粒在胚胎1-细胞期即被降解,而是来源于供体细胞和受体卵母细胞的中心体旁蛋白形成重构胚的MTOCs指导纺锤体形成,中心粒是在囊胚期才从头合成的.在灵长类中,来源于精子的中心粒能与PCM一起组成典型的中心体在胚胎分裂过程中行使功能,但在其核移植胚胎中,体细胞中心体和去核卵母细胞中剩余的中心体旁蛋白不能有效的组装形成功能性中心体,这可能是灵长类哺乳动物体细胞克隆失败的一个关键原因. 成过程中,两个中心粒全部被降解,因此受精卵中的MTOCs主要由来源于卵母细胞中心体旁蛋白组成.在大多数哺乳动物核移植胚胎中.外源中心粒在胚胎1-细胞期即被降解,而是来源于供体细胞和受体卵母细胞的中心体旁蛋白形成重构胚的MTOCs指导纺锤体形成,中心粒是在囊胚期才从头合成的.在灵长类中,来源于精子的中心粒能与PCM一起组成典型的中心 在胚胎分裂过程中行使功能,但在其核移植胚胎中,体细胞中心体和去核卵母细胞中剩余的中心体旁蛋白不能有效的组装形成功能性中心体,这可能是灵长类哺乳动物体细胞克隆失败的一个关键原因. 成过程中,两个中心粒全部被降解,因此受精卵中的MTOCs主要由来源于卵母细胞中心体旁蛋白组成.在大多数哺乳动物核移植胚胎中.外源中心粒在胚胎1-细胞期即被降解,而是来源于供体细胞和受体卵母细胞的中心体旁蛋白形成重构胚的MTOCs指导纺锤体形成,中心粒是在囊胚期才从头合成的.在灵长类中,来源于精子的中心粒能与PCM一起组成典型的中心 在胚胎分裂过程中行使功能,但在其核移植胚胎中,体细胞中心体和去核卵母细胞中剩余的中心体旁蛋白不能有效的组     

高等植物蔗糖转运的分子调控

在高等植物中,蔗糖的合成、运输与分配是一个复杂的过程。蔗糖由源到库的运输不仅与植物的生长发育相关,还受到植物体内的激素水平以及外界环境条件变化等因素的影响。蔗糖转运蛋白介导了蔗糖在植物韧皮部的装载、运输和卸载,在某些库中的蔗糖转运和库组织分配的分子调控中起有重要的生理作用。此外,简要介绍了笔者实验室在橡胶树蔗糖转运蛋白基因研究方面的最新进展。     

卵母细胞和早期胚胎特异的皮质下母源效应复合体

从卵母细胞成熟后到胚胎合子基因组激活之前,基因转录处于沉默状态.在此期间,胚胎的生命活动主要受母源效应基因调控.受到研究材料和技术的限制,哺乳动物母源效应基因研究长期进展缓慢.近期研究发现,在小鼠(Mus musculus)卵母细胞和早期胚胎中特异存在皮质下母源效应复合体(SCMC).SCMC是由多种母源效应蛋白组成的巨型蛋白复合体,它是小鼠早期胚胎发育必需的.后续研究证明,SCMC不仅可以用于鉴定小鼠中新的母源效应基因,同时有助于其他母源效应基因作用机制的阐明,还可用于其他哺乳动物早期胚胎发育调控机制研究.此外,SCMC可能存在于人类中,其组分基因的突变与临床上一些未明原因的不孕症或出生后疾病相关.以上研究表明,SCMC可能是哺乳动物母源调控过程中的重要调节枢纽.目前SCMC已经成为哺乳动物母源调控研究的重要内容,相关研究明显推动了哺乳动物母源调控领域的发展.     

高等植物叶绿体表达重组蛋白研究进展

近年来,基因工程技术发展迅速,许多重组蛋白得以表达。其中利用植物生物反应器表达特异药物蛋白为人类一些重要疾病的预防和治疗提供了新途径。植物叶绿体遗传转化和表达系统成为目前植物生物反应器的研究热点。因结构和遗传上的特殊性,高等植物叶绿体在重组蛋白表达方面具有独特优势,外源基因表达量高、定点整合,而且叶绿体母系遗传特性保证了生物安全性。很多重要药用蛋白质在植物叶绿体中表达成功。烟草作为高等植物叶绿体转化模式植物,在疫苗抗原、抗体等药物蛋白和其他重要重组蛋白表达方面取得显著进展。高等植物叶绿体遗传转化也为叶绿体基因的表达和调控机制的研究提供新的技术和方法。文中从叶绿体遗传转化原理、载体构建、重组蛋白和重要药物蛋白在叶绿体中的表达以及重组蛋白表达对植物代谢和性状影响等多个角度,对高等植物叶绿体遗传转化体系研究的新进展进行了综述,以期为叶绿体表达平台的开发和重要药用蛋白质的表达提供新思路。     

植物碱性亮氨酸拉链(bZIP)蛋白的研究进展(二)———DNA结合特性、基因表达、功能及应用

植物碱性亮氨酸拉链(bZIP)蛋白在高等植物基因表达与调控中起重要作用。本文介绍了植物bZIP蛋白与DNA结合特性,探讨了它们的基因表达和功能,综述了它们在分子生物学和基因工程研究中的应用。 Abstract:Plant basic leucine zipper (bZIP) proteins play an important role in the expression and regulation of higher plant genes.The DNA-binding properties of plant bZIP protein are introduced first in this article.Then their expression and function are discussed.Finally,their application to the studies of molecular biology and genetic engineering is reviewed.     

哺乳动物卵母细胞成熟和受精中细胞骨架重组和作用

卵母细胞成熟和受精是动物生殖过程的核心环节。细胞骨架是遍布于卵母细胞胞质中的一种复杂的蛋白质纤维网络,研究表明,卵母细胞成熟和受精过程中伴随着广泛的胞质骨架重组。哺乳动物卵母细胞和早期胚胎中细胞骨架具有其独特的分布和功能,使卵母细胞和胚胎呈现出不同的变化特点。微丝、微管的分布变化与卵母细胞成熟和受精中遗传物质的重组密切相关。近年来,对哺乳动物不同物种间卵母细胞和胚胎中细胞骨架成分的研究取得了很大的进展,结合这些研究成果,对哺乳动物卵母细胞成熟和受精过程中细胞骨架的重组、分布和作用进行了介绍。同时,对多种信号转导途径参与卵母细胞成熟和受精中细胞骨架系统的调控也作了探讨。     

高等植物中的蛋白磷酸酶与信号传递途径

蛋白激酶与蛋白磷酸酶在细胞信号传递中起着重要作用。有关高等植物中蛋白激酶的研究工作已经较多,但关于蛋白磷酸酶的研究在以前却未受到足够的重视。本文主要介绍最近有关蛋白磷酸酶在高等植物的信号传递中有重要作用的研究工作。这些与蛋白磷酸酶有关的信号传递途径包括气孔运动调节与脱落酸的信号转导、植物对病原及逆境的响应以及植物发育的调控。这些研究工作清楚地证明,蛋白磷酸酶的功能不仅表现为蛋白激酶功能的逆向平衡机制,而且在许多信号传递过程中蛋白磷酸酶起着主导作用。     

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)及其在植物中的作用

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)是一个在真核生物(包括酵母、哺乳动物和植物)中广泛存在的超基因家族。HDACs与组蛋白乙酰基转移酶(HATs)共同作用来调节组蛋白乙酰化的状态,从而影响染色体的结构和功能,调节基因的转录和细胞的多种功能。目前,人们对植物HDACs的研究逐渐增多,很多HDAC基因在不同植物中得到鉴定和研究。综述了HDACs的分类以及在植物生长发育和胁迫反应中的作用,旨在为进一步研究HDAC在植物中的表观遗传调控机理以及培育抗逆新品种奠定理论基础。     

花青素合成途径中分子调控机制的研究进展

花青素是广泛存在于植物中的天然水溶性色素。植物不同物种中花青素生物合成代谢途径的遗传特性和调控机制决定了该物种的花色。目前花青素生物合成途径的研究已清晰透彻。花青素合成途径的调控主要发生在结构基因的转录水平上,受多种转录因子的调控。研究发现,对花青素代谢途径中结构基因起调控作用的重要转录因子,主要包括WD40重复蛋白、b HLH蛋白和R2R3-MYB蛋白,这些转录因子之间的结合及其相互作用决定结构基因的表达。本文着重介绍花青素生物合成途径的分子调控机制,即转录因子通过形成三聚体复合物,与结构基因的启动子结合来调控结构基因的表达,并概述其在花色改造基因工程及定向改变花青素含量中的应用。     

高等植物细胞周期调控研究进展

高等植物的细胞周期（cell cycle)在其生长发育过程中受严格调控的,细胞周期的运转是基因有序表达的结果,并受的因素的影响,植物细胞周期研究近年来已取得的较大的进展,本文综述了近几年与植物细胞周期调控相关的细胞周期蛋白（cyclins),细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs)等内部调控因子及外源影响因素的研究进展。     

WRKY转录因子的研究进展

WRKYs是高等植物中最大的转录因子家族(TFs)之一。它具有特殊结构-WRKY结构域,这些结构可使WRKY转录因子拥有不同的转录调控功能。WRKY TFs不仅可以通过调节植物激素信号转导途径来调节它们的应激反应,还可以结合其靶基因启动子中的W-box[TGACC(A/T)],通过激活或抑制下游基因的表达来调节它们的应激反应。此外,WRKY蛋白不仅可以与其他TFs相互作用来调控植物防御反应,而且还可以通过识别和结合本身目标基因中的W-box进行自我调节以调控其对各种压力的防御反应。因此,WRKY TFs不管是在植物响应生物胁迫中,还是非生物胁迫中都具有重要的作用。但是,近年来,关于WRKY TFs在高等植物中的调控作用的研究综述稀少且深度较浅。重点阐述了WRKY TFs的结构特征和分类,在植物生物胁迫和非生物胁迫中发挥的作用,以及通过调节植物激素信号转导途径、MAPK信号级联和自调控来调控各种胁迫,以期为将来WRKY TFs的研究提供理论参考和思路。     

水稻重复序列RRD3缺失体介导gusA在水稻愈伤组织中的表达

将水稻中等重复序列RRD3及其系列缺失体克隆到植物启动子检测载体中,通过根癌土壤杆菌介导转化水稻愈伤组织,利用GUS组织化学方法检测其在水稻愈伤组织中的启动子活性。结果显示：全长RRD3、410bp及150bp缺失体具有强的启动子活性,而700bp、120bp缺失体仅有弱的启动子活性。通过与RRD3系列缺失体在哺乳动物CHO细胞中的启动子活性比较后推测：在RRD3中存在两个真核生物启动子的调控元件,一个对动物细胞的启动子起正调控,但对植物细胞中的启动子起负调控作用;另一个调控元件仅对动物细胞的启动子起负调控,而对植物细胞启动子无影响。此外在RRD3序列中至少存在一个与TATA盒相关的真核启动子核心元件,但在动物和植物细胞中的调控方式不同。     

植物甲基结合蛋白（MBD）

DNA甲基化是生物体内普遍存在的一种基因修饰,甲基结合蛋白（MBD）是与甲基化DNA结合的反式作用因子,在植物生长发育过程中起调控作用。本文介绍了植物DNA甲基化和MBD蛋白在植物生长发育调控中的研究进展,并对其研究前景作了展望。     

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)在小鼠卵母细胞成熟过程中的表达及作用

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是一种Ser/Thr激酶,属于PIKK超家族,对调节细胞周期、蛋白质合成等具有重要作用,是细胞生长、增殖、分化、凋亡的中心调控器,但在哺乳动物卵母细胞中的研究还未见报道．以小鼠卵母细胞为研究对象,采用免疫荧光为主要研究方法,对mTOR在小鼠卵母细胞中的表达进行研究,并通过mTOR的特异性抑制剂雷帕霉素( rapamycin,RAPA )对卵母细胞进行处理,对mTOR在卵母细胞成熟过程中的作用进行研究．结果显示：小鼠卵母细胞成熟过程中,生发泡( germinal vesicle,GV )期mTOR主要集中在核膜处表达,生发泡破裂 ( germinal vesicle breakdown,GVBD )后mTOR伴随染色体分布,第二次减数分裂中期( second metaphase,MⅡ期 ) mTOR伴随纺锤体分布;雷帕霉素处理后,小鼠卵母细胞的成熟受到抑制,且这种抑制作用具有浓度依赖性,同时其mTOR的表达部位和形态也发生变化．研究表明,在小鼠卵母细胞成熟过程中,mTOR在各个时期的表达及分布具有阶段特异性,并对小鼠卵母细胞GVBD的发生和第一极体的排放都具有重要作用．     

植物重金属超富集机理研究进展

植物超富集重金属机理主要涉及植物对金属离子高的吸收、运输能力,区域化作用及螯合作用等方面,其中跨膜运载蛋白的表达、调控对重金属超富集这一特性起了关键作用。金属阳离子运载蛋白家族主要包括CDF家族、NRAMP家族和ZIP家族等,在超富集植物中已克隆出多个家族的金属运载蛋白基因,这些基因的过量表达对重金属在细胞中的运输、分布和富集及提高植物的抗性方面发挥了重要作用。综述了近年来研究重金属超富集植物吸收、转运和贮存Zn、Ni、Cd等重金属的生理和分子机制所取得的主要进展。     

高等植物醇脱氢酶及其基因家族研究进展

醇脱氢酶属于高等植物中普遍存在的一个锌结合脱氢/还原蛋白超家族,根据作用底物不同,将高等植物中的醇脱氢酶分为3个家族:乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)、肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD)、甲醛脱氢酶(formaldehyde dehydrogenase,FDH)。3个家族均不同程度地响应植物逆境胁迫,不仅受低氧胁迫等逆境的诱导,也受ABA等激素的调控。CAD催化木质素合成,参与构建植物防御体系。ADH在植物香气物质合成中发挥作用,受乙烯等激素调控,选择性地进行短的直链醇和醛之间的相互转化,催化香气物质前体的合成。本文综述了醇脱氢酶家族在高等植物中对逆境的响应、木质素和香气物质合成方面的研究概况,以期为醇脱氢酶的深入研究提供参考。     

哺乳动物卵母细胞不对称分裂的研究进展

哺乳动物卵母细胞成熟过程需要进行两次连续的不对称分裂,最终形成体积差异巨大的子细胞：大体积的卵母细胞和两种体积较小的极体。不对称分裂现象是哺乳动物卵母细胞减数分裂的典型特征,不对称分裂后的卵母细胞是高度极化的细胞。精卵结合后,细胞重新恢复了对称分裂,但是在卵母细胞减数分裂过程中形成的极性特征却得以保留并影响早期胚胎的极性。本文对近年来在哺乳动物卵母细胞不对称分裂方面的相关研究展开综述,从细胞质不对称分裂和细胞核不对称分裂两个方面对染色体、细胞骨架在哺乳动物卵母细胞不对称分裂中的作用、细胞器在哺乳动物卵母细胞成熟过程中的重组分配、染色体非随机分离等过程进行介绍,旨在从细胞和分子水平阐述哺乳动物卵母细胞不对称分裂的主要机制。