固醇调节元件结合蛋白-1信号通路研究进展

固醇调节元件结合蛋白-1(sterol regulatory element-binding protein-1,SREBP-1)是脂质代谢重要的核转录因子之一,主要调控脂肪酸、甘油三酯和胆固醇的生物合成。SREBP-1及其靶基因的异常表达能够引起胰岛素抵抗、糖尿病和脂肪肝等一系列代谢性疾病。因此,认识SREBP-1信号通路上下游各因素的表达调控作用就显得非常重要。该文总结了受SREBP-1调控表达的靶基因的特点,着重介绍了胰岛素等上游因子在SREBP-1调控过程中的作用,为指导治疗各类代谢性疾病提供新的思路。     

核受体超家族介导基因调控的分子机制

核受体超家族由甾体激素、甲状腺激素、维甲酸、维生素D等化学信号的受体及配体未明的多种孤儿受体组成,该家族成员的主要功能是作为配体激活的转录因子,调控代谢、发育、生殖相关基因的表达。核受体与启动子和增强子上的激素应答元件及其它DNA序列特异性激活因子结合,而激活或阻遏靶基因的转录。核受体调控基因转录需要募集称为辅调控因子的蛋白分子,这些蛋白分子与核受体一起装配成多组分的复合物,它们可提供相关的酶促活性和脚手架功能。通过与基础转录机器的相互作用和对染色质结构的可逆性共价修饰等作用,辅调控因子调控核受体对靶基因转录的激活或阻遏。许多辅调控因子本身受到多条细胞内信号转导途径的调控。     

苏云金芽胞杆菌转录调控因子CodY的体外靶基因的筛选

【目的】利用Avi-tag和Pulldown技术建立体外靶基因筛选的新方法,在苏云金芽胞杆菌YBT-1520基因组范围内进行体外高通量筛选转录调控因子CodY的靶基因,为深入研究CodY在苏云金芽胞杆菌中的功能及调控网络打下基础。【方法】用Avi-tag技术对CodY蛋白进行体外生物素标记,酶切苏云金芽胞杆菌YBT-1520总DNA并在两端加上便于测序的adapter序列,用链霉亲和素树脂筛选与CodY蛋白相互作用的靶基因。【结果】在苏云金芽胞杆菌中得到了46条CodY可以直接作用的靶序列,分析发现CodY在苏云金芽胞杆菌中主要调控氨基酸代谢、糖代谢、脂肪酸代谢、转运、调控、DNA修复、双组份调控等的转录。【结论】本研究采用的Avi-tag技术具有特异性强、操作简单、成本低等优势,为转录因子体外靶序列的高通量筛选提供新的方法;苏云金芽胞杆菌中CodY靶基因的筛选为其他微生物中CodY的功能研究打下基础。     

转录因子Oct-4调控下游靶基因及其与胚胎发育全能/多能性的关系

作为一个和胚胎发育全能／多能性相关的转录因子,Oct-4通过多种多样的调控机制激活或抑制不同靶基因的转录,从而在细胞的全能／多能性及未分化状态的调控维持中发挥重要的作用。已知受Oct-4调控的靶基因中,不仅有一些重要的转录因子如Rex-I,而且有一些参与重要细胞活动的基因如Fgf-4,因此对Oct-4调控下游靶基因的研究将有助于对其在分化发育中所起作用的进一步了解,同时对全能／多能性这一发育学基本问题及其调控网络有一个新的认识。     

固醇调节元件结合蛋白2信号通路与非酒精性脂肪性肝病北大核心CSCD

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是以肝细胞内甘油三酯和胆固醇等脂毒性脂肪过度沉积为主要特征的一种临床获得性代谢综合征。最新研究表明,NAFLD向非酒精性脂肪肝炎(NASH)进展时,肝内胆固醇积累可能较甘油三酯更具有细胞毒性风险。固醇调节元件结合蛋白2(sterol regulatory element-binding protein 2,SREBP2)是脂质代谢重要的核转录因子之一,主要调控胆固醇的生物合成和体内平衡。SREBP2及其靶基因调控的胆固醇异常是引起非酒精性脂肪肝病发生发展的重要因素之一。因此,认识SREBP2信号通路中,上下游各因素的表达调控作用与NAFLD发病机制之间关系,就显得非常重要。本文总结了受SREBP2调控表达的靶基因的特点,着重介绍SREBP2调控胆固醇体内合成与平衡的信号通路与NAFLD发病机制之间关系,为研究和指导治疗NAFLD及其代谢性疾病提供新的思路。     

固醇调节元件结合蛋白2信号通路与非酒精性脂肪性肝病

非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD）是以肝细胞内甘油三酯和胆固醇等脂毒性脂肪过度沉积为主要特征的一种临床获得性代谢综合征。最新研究表明,NAFLD向非酒精性脂肪肝炎(NASH)进展时,肝内胆固醇积累可能较甘油三酯更具有细胞毒性风险。固醇调节元件结合蛋白2（sterol regulatory element-binding protein 2,SREBP2）是脂质代谢重要的核转录因子之一,主要调控胆固醇的生物合成和体内平衡。SREBP2及其靶基因调控的胆固醇异常是引起非酒精性脂肪肝病发生发展的重要因素之一。因此,认识SREBP2信号通路中,上下游各因素的表达调控作用与NAFLD发病机制之间关系,就显得非常重要。本文总结了受SREBP2调控表达的靶基因的特点,着重介绍SREBP2调控胆固醇体内合成与平衡的信号通路与NAFLD发病机制之间关系,为研究和指导治疗NAFLD及其代谢性疾病提供新的思路。     

毛白杨真菌胁迫下miRNA靶基因预测和生物信息分析

目前,关于杨树在真菌胁迫下其mi RNAs对基因的调控作用研究较少。准确快速地预测并鉴定mi RNA靶基因,对揭示真菌胁迫下mi RNAs在基因调控中的作用至关重要。该文根据mi RNA的进化保守性,通过靶基因预测软件ps RNATarget,以已知的毛果杨mi RNAs为探针,与毛白杨真菌胁迫下转录组的基因序列比对,找到其中347个mi RNAs的772个靶基因,分别编码与植物激素信号传导、植物病原互作、谷胱甘肽代谢等与植物抗病密切相关的蛋白。mi R393通过转录后水平作用于靶基因,调节生长素信号以响应多种外界刺激。该研究发现了mi R393的11个靶基因,主要参与生长素介导的信号通路;其中6个靶基因(SD1-13、CYP83B1、AFB2、TIR1、AFB3和PSBR)存在差异表达,这些基因是研究mi R393的生物学功能的关键候选基因。     

JunD的结构功能特征及其在肿瘤发展中的作用

JunD是一种属于多功能激活剂蛋白-1（activating protein-1,AP-1) 家族的转录因子,可以激活或抑制多种靶基因的表达.在生长发育过程中,在各种细胞类型中都呈现出组成性表达.近20年的临床数据及分子生物学研究表明,JunD蛋白的功能受多个复杂过程调控,包括转录控制、转录后调节、蛋白质翻译后修饰及蛋白-蛋白相互作用等.JunD基因表达的精细调控及JunD蛋白与其它蛋白之间的相互作用可调节细胞增殖、分化和凋亡等过程.JunD蛋白活性异常会导致肿瘤、代谢及病毒类疾病的发生.JunD蛋白的转录激活及抑制受1个复杂调控网络调控,在这个网络调节下,JunD蛋白在细胞的生长调控过程中发挥重要作用.本文就JunD基因表达的调控机制及其与肿瘤之间关系的最新研究进展做一综述.     

多组学整合网络: 一把精准解码玉米功能基因组的钥匙

高通量组学技术的快速发展使生命科学进入大数据时代。科学家们从基因组、转录组、蛋白质组和代谢组等多组学数据中剥茧抽丝, 逐步揭示生物体内复杂而巧妙的调控网络。近日, 华中农业大学李林课题组联合杨芳课题组和严建兵课题组构建了玉米(Zea mays)首个多组学整合网络。该网络包括3万个玉米基因在三维基因组水平、转录水平、翻译水平和蛋白质互作水平的调控关系, 由280万个网络连接组成, 构成1 412个调控模块。利用该整合网络, 研究团队预测并证实了5个调控玉米分蘖、侧生器官发育和籽粒皱缩的新基因。进一步结合机器学习方法, 他们预测出2 651个影响玉米开花期的候选基因, 鉴定到8条可能参与玉米开花期的调控通路, 并利用基因编辑技术和EMS突变体证实了20个候选基因的生物学功能。此外, 通过对整合调控网络的进化分析, 他们发现玉米两套亚基因组在转录组、翻译组和蛋白互作组水平上存在渐进式的功能分化。这套集合多组学数据构建的整合网络图谱是玉米功能基因组学研究的重大进展, 为玉米重要性状新基因克隆、分子调控通路解析和玉米基因组进化分析提供了新工具, 是解锁玉米功能基因组学的一把新钥匙。     

红花microRNAs靶基因的生物信息学预测

miRNA是一类动、植物细胞中负责转录后调控的非编码RNA,植物的miRNA通常来源于具有茎环结构的单链RNA前体上,加工成熟后同ARGONAUTE转变成蛋白复合体结构,通过结合并沉默蛋白合成模板的方式关闭完整的基因表达网络。由于miRNA存在组织表达的特异性,且miRNA在植物中的表达高度保守。通过高通量测序获得的红花(Carthamus tinctorious L.)miRNA序列信息与红花转录EST数据库比对,通过靶基因预测筛选,对属于104个家族的173个红花miRNA进行预测,其中得到109个miRNAs对应调控的385个红花靶基因。并且通过Nr基因注释表明多数红花miRNA的靶基因编码包括调控细胞生长发育、信号转导及新陈代谢等相关的功能蛋白。     

Regulation of SREBP-1 expression and transcriptional action on HKII and FAS genes during fasting and refeeding in rat tissues

The sterol regulatory element binding protein 1 (SREBP-1) is regarded as a major factor involved in the nutritional regulation of lipogenesis. The aim of the present work was to demonstrate its involvement in the response of key genes of glucose and lipid metabolism in liver, adipose tissue, and skeletal muscle during fasting and refeeding. The regulation of hexokinase-2 (HKII) was investigated as a marker of the glucose metabolic pathway and that of FAS was investigated as a marker of the lipogenic pathway. The in vivo association of SREBP-1 with the promoter regions of these genes was determined in the different tissues using chromatin immunoprecipitation assays. Fasting decreased, and refeeding restored, FAS and HKII mRNA and protein levels in each tissue. The concomitant measurement of SREBP-1a and SREBP-1c mRNA levels, of mature SREBP-1 protein abundance in nuclear extracts, and of SREBP-1 interaction with target promoters led to the conclusion that SREBP-1 plays a major role in the response of FAS and HKII genes to nutritional regulation in rodents. These data elucidate the important role of SREBP-1 not only in the regulation of lipid metabolism but also of glucose metabolism and energy homeostasis.     

Consumption of Soy Protein Isolate Reduces Hepatic SREBP-1c and Lipogenic Gene Expression in Wild-Type Mice,but Not in FXR-Deficient Mice

We examined to determine whether hepatic gene expression is affected in mice in which blood lipid levels remain unchanged fed soy protein isolate (SPI) for a short time. We also examined SPI-mediated effects in farnesoid X receptor (FXR)-deficient mice. Compared with casein, SPI affected the expression of various hepatic genes related to lipid metabolism in the wild-type mice. No effects of SPI were observed in the FXR-deficient mice, suggesting the importance of FXR. Hepatic peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α (PGC-1α) gene expression was reduced by SPI, and this might be associated with a decrease in FXR expression. Decreased FXR led to decreased expression of its target, the bile-salt export pump necessary for bile acid secretion and dietary lipid absorption. The earliest response to SPI was a decrease in hepatic sterol regulatory element-binding protein (SREBP)-1c mRNA, on day 3. SPI activated hepatic adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK), which can lead to a reduction in SREBP-1c mRNA. These data indicate the importance of SREBP-1c and PGC-1α/FXR in SPI-mediated alterations in hepatic gene expression.