细胞内部核糖体进入位点研究进展

细胞内部核糖体进入位点(IRES)mRNA5’端非编码区的一段特殊的序列,它允许核糖体不从mRNA的5’到3’端阅读而直接在此序列处结合mRNA并起始翻译。本综述了IRES的发现、IRES的识别及细胞IRES的特征、作用机理、生物学意义及其生物学应用等方面的研究进展。     

内部核糖体进入位点及其研究进展

内部核糖体进入位点(IRES)是mRNA5'端非编码区的一段特殊序列,允许核糖体直接在此序列结合mRNA并起始翻译。对IRES的发现、分类、特征,以及细胞中是否存在该元件进行了简要综述。     

中华鳖vasa基因克隆及在卵母细胞中的表达分析

研究利用中华鳖为研究模型进行爬行类生殖细胞发育分化成熟等生物学研究,克隆了中华鳖vasa基因的cDNA序列,全长3865 bp,包括5'端非编码区90 bp,3'端非编码区1699 bp,开放阅读框长2076 bp,共编码691个氨基酸。中华鳖Vasa氨基酸序列包含DEAD-box家族蛋白8个保守保守功能域,在N末端有4个RGG重复序列和2个GG富集区,与小鼠Vasa蛋白的同源性较高（72%）。荧光定量PCR的结果表明,中华鳖vasa mRNA主要精巢和卵巢中表达,其他体组织中均难检测到表达。卵巢冰冻切片原位杂交结果显示:中华鳖vasa mRNA在生殖细胞中特异表达;在卵子发生过程中的不同发育期卵母细胞中呈现动态的变化。即vasa mRNA在初级卵母细胞及生长期卵母细胞中表达最强,且均匀分布在细胞质中,随着卵母细胞的逐渐增大,信号逐渐减弱,直至在成熟的卵母细胞中几乎检测不到表达信号,说明vasa可能在中华鳖早期卵母细胞发育中起重要作用。同时,vasa基因可作为中华鳖生殖细胞分子标记物,根据其mRNA的表达水平来鉴别不同发育时期的卵母细胞。研究结果为进一步开展中华鳖胚胎生殖细胞发育及配子生成,特别是研究中华鳖,乃至爬行类原始生殖细胞（Primordial Germ Cells,PGCs）的起源、迁移、分化等研究奠定了基础。     

棉铃虫腺苷酸转移酶基因的克隆与分析

腺苷酸转移酶(ANT)是线粒体内膜上负责能量分子传导的转运蛋白, 在细胞凋亡调控网络中有重要作用。本研究以棉铃虫幼虫组织的mRNA为模板, 根据鳞翅目昆虫ant基因编码区保守序列设计引物, 进行RT-PCR分析, 同时结合5′、3′ RACE方法扩增出棉铃虫ant基因的全长cDNA序列, cDNA全长为1 190 bp (GenBank登录号AY253868), 具有完整的开放阅读框架(ORF, 133~1 033 bp), 编码蛋白为300个氨基酸, 其中N端22个氨基酸为信号肽, 引导ANT蛋白定位于线粒体内膜。该蛋白具有3个保守的线粒体穿膜功能结构域, 形成能量分子传导的转运通道, 催化细胞质中ADP和线粒体内ATP间进行跨膜交换。通过与其他昆虫的腺苷酸转移酶蛋白序列比较, 发现该基因具有高度的保守性, 氨基酸序列同源性都在90%左右。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP合成酶atp6基因转录本RNA编辑

紫稻(Oryza sativa L.)细胞质雄性不育系紫稻A是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术,得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系(樱香A)及其保持系(樱香B)线粒体atp6基因转录本cDNA序列。通过与基因组序列比对发现:樱香Aatp6cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp6 cDNA序列中有16个编辑位点,在樱香B cDNA序列16个编辑位点位于15个密码子中,所编码的氨基酸均发生改变:在1003位点由C替换为T,导致原来编码谷氨酰胺密码子(CAA)成为终止密码子(TAA),保证atp6 mRNA编码一个正常的ATP6多肽;而由于没有发生RNA编辑,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。研究表明,RNA编辑在合成正常的ATP6多肽的过程中具有至关重要的作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP合成酶 atp6 基因转录本 RNA 编辑

紫稻（Oryza sativa L.）细胞质雄性不育系紫稻A是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术,得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系（樱香A）及其保持系（樱香B）线粒体atp6基因转录本cDNA序列。通过与基因组序列比对发现：樱香Aatp6cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp6 cDNA序列中有16个编辑位点,在樱香B cDNA序列16个编辑位点位于15个密码子中,所编码的氨基酸均发生改变：在1003位点由C替换为T,导致原来编码谷氨酰胺密码子（CAA）成为终止密码子（TAA）,保证atp6 mRNA编码一个正常的ATP6多肽;而由于没有发生RNA编辑,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。研究表明,RNA编辑在合成正常的ATP6多肽的过程中具有至关重要的作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

内蒙古白绒山羊翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)基因克隆及组织表达特性分析

旨在克隆内蒙古白绒山羊翻译控制肿瘤蛋白(Translationally controlled tumor protein,TCTP)基因并分析其表达模式。采用RT-PCR技术扩增TCTP基因编码区cDNA序列,将得到的基因cDNA序列及其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析,利用定量RT-PCR方法检测TCTP基因在绒山羊不同组织中的表达特异性。获得的内蒙古白绒山羊TCTP基因编码区cDNA序列全长519 bp,包含了完整的ORF,编码172个氨基酸残基组成的蛋白质。核苷酸序列与绵羊、牛、猪、人、猴及大鼠的同源性在99%-95%之间。生物信息学分析表明,编码的蛋白质理论分子质量19.6 kD,等电点(pI)4.673,含有一个N端糖基化位点,一个蛋白激酶C磷酸化位点,3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,定位于细胞质中。定量RT-PCR方法检测表明,TCTP基因在绒山羊肾脏、肌肉、胰腺、肝脏、睾丸和脑组织中均有表达,其中在肝脏中的表达量较高,在脑中表达量较低。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP酶atp9基因转录本RNA编辑

紫稻(Oryza sativa L.)细胞质雄性不育系是本实验室新构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR等技术,得到了紫稻不育系(樱香A)及其保持系(樱香B)线粒体atp9基因的基因组序列和cDNA序列。通过对这些序列的分析发现:樱香A atp9 cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp9 cDNA序列中有2个编辑位点,在樱香B cDNA序列2个编辑位点中,223位点由C替换为T,导致原来编码精氨酸密码子成为终止密码子,保证atp9 mRNA编码一个"正常长度"的ATP9多肽。而由于没有终止密码子,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。上述研究表明,RNA编辑在生成正常的ATP9多肽的过程中发挥了重要作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

microRNA在心脏发育与疾病中功能研究进展

microRNAs(miRNAs)是一种基因组编码的小RNA,它们通过与目标mRNA分子的3'端非编码区域(3'UTR)互补配对导致mRNA分子稳定性和翻译受到抑制,在调节细胞增殖、凋亡、分化和肿瘤发生等多种生物学过程中起重要作用.心脏是人体的重要器官之一,其发育与疾病发生过程非常复杂,受到多种信号通路的调控.近期的研究表明,miRNAs在心脏的发生发育与疾病过程中都发挥着重要的作用,本文将对这方面的研究进展作一综述.     

蓖麻蚕线粒体基因组细胞色素氧化酶亚基Ⅲ的序列及其分子进化分析

测定了蓖麻蚕Samia cynthia ricini线粒体基因组(mtDNA)含完整的细胞色素氧化酶亚基Ⅲ(COX3)、tRNA-Gly和部分的NADH亚基Ⅲ(ND3)基因的DNA片段序列。COX3基因编码框包含789个核苷酸,编码262个氨基酸的蛋白质。通过同源性比较,发现COX3基因的3′端比5′端要保守,其编码的蛋白在C端有两个保守序列存在。COX3的下游为66 bp的tRNA-Gly基因。蓖麻蚕的COX3与家蚕COX3同源性最高,核苷酸和氨基酸序列同源性分别是80.2%和85.6%。根据COX3氨基酸序列进行了12种无脊椎动物的分子进化树分析,认为在采用线粒体基因序列进行分子进化分析时,应该综合考虑物种的繁殖模式及生态特点。     

通过新基因计算机识别与实验确认对NCBI人类基因数据库一些模式参考序列错误的分析与纠正

采用生物信息学分析与实验确认相结合的技术路线,通过所识别的基因在非冗余数据库比对发现了网上公布的计算机注释人类基因组编码序列存在各种类型的多处错误,包括cDNA水平的一个或一段碱基插入、缺失或突变,或是这些错误的不同排列组合,其中以错误插入为多,往往导致编码氨基酸的移码突变。最先举证了NCBIGENOME Annotation Project预测人类新基因的下列错误类型：(1)开放读码框架(0RF)中错误插入一个碱基造成编码氨基酸移码;(2)错误拼接;(3)开放读框中错误插入一个或一段碱基造成该读框提前终止。只编码N-端氨基酸的cDNA序列而不完整;(4)只有编码c一端氨基酸序列的cDNA而不完整;(5)只是正确基因0RF中间的一段编码蛋白cDNA序列而不完整,缺N-端与C-端氨基酸序列,并且将不完整蛋白氨基酸序列的第一个非起始码氨基酸错误地预测为起始码氨基酸,如将L错误地预测为M;(6)开放读框中错误插入一个或一段碱基造成前面出现不该有的终止码,因而编码蛋白缺开头部分氨基酸;(7)可能将污染基因组序列当作完整基因cDNA序列对待而预测出所谓单一外显子基因。即便真是基因,也只是较长单一外显子mRNA中有一小0RF,而0RF起始码上游同一相位确实存在终止码,无其他特点符合基因条件;(8)所预测基因只有0RF,而0RF两端没有任何EST证据,可据此0RF拼接出受EST和人类基因组双重支持的完整基因cDNA(开放读框上游同一相位有终止码),预示所预测0RF参考序列可能不正确;(9)有EST实验证据支持存在基因的人类基因组序列范围内又被预测出一条相似但更小的蛋白编码基因,因而新预测基因有可能是错误的。     

真核细胞mRNA3′端poly(A)序列长度测定

在生物体中,信使核糖核酸(mRNA)的生物学功能是从DNA接受遗传信息,再以密码形式翻译出特异性蛋白质。mRNA对于基因表达和遗传信息传递起着重要作用。真核细胞mRNA分子的结构较为复杂,其特征之一是它的3′端几乎都有多聚腺嘌呤核苷酸序列     

miRNA和lncRNA在动物脂肪沉积中的研究进展

微小RNA(MicroRNA,miRNA)是一类由18–25个核苷酸组成的高度保守的核苷酸序列,它可以特异性结合信使RNA (mRNA)的3′-非编码区域,进而发挥降解mRNA或阻遏mRNA翻译的负调控作用。长链非编码RNA (Long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸、不能编码蛋白质或只能编码蛋白质微肽的核苷酸序列,它可以在表观遗传、转录水平和转录后水平调控基因表达。脂肪作为一种重要的储能物质,在调节动物体能量平衡过程中发挥着重要的作用,并与动物产肉量、肉品质等产肉性状密切相关。而脂肪功能的紊乱可导致高血脂、Ⅱ型糖尿病以及一系列心血管疾病发生,因此动物脂肪沉积的分子调控机制备受人们关注。近年来,越来越多的研究发现miRNA和lncRNA在动物脂肪沉积中发挥重要作用。文中就现阶段miRNA和lncRNA在动物脂肪沉积中的研究进展进行综述,以期为进一步揭示动物脂肪沉积的分子调控机制提供理论指导和新思路。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP酶atp9基因转录本RNA编辑

紫稻（Oryza sativa L．）细胞质雄性不育系是本实验室新构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT—PCR等技术,得到了紫稻不育系（樱香A）及其保持系（樱香B）线粒体atp9基因的基因组序列和cDNA序列。通过对这些序列的分析发现：樱香A atp9 cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香B atp 9cDNA序列中有2个编辑位点,在樱香BcDNA序列2个编辑位点中,223位点由C替换为T,导致原来编码精氨酸密码子成为终止密码子,保证atp9 mRNA编码一个“正常长度”的ATP9多肽。而由于没有终止密码子,樱香AmRNA就不能翻译成正常的多肽。上述研究表明,RNA编辑在生成正常的ATP9多肽的过程中发挥了重要作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

三疣梭子蟹腺苷酸转移酶(ANT)基因的克隆与分析

腺苷酸转移酶(Adenine nucleotide translocase,ANT)是线粒体内膜上负责能量分子传导的转运蛋白,在能量代谢中起着关键作用。为了研究ANT基因在甲壳动物蜕皮中的作用,采用RT-PCR和c DNA末端快速扩增技术(RACE技术)克隆得到三疣梭子蟹ANT基因的序列全长(Gen Bank登录号:KM921660),该序列全长1 414 bp,包括132 bp的5'端非编码区,352 bp的3'段非编码区,具有930 bp的完整开放阅读框(ORF),编码309个氨基酸。将该ANT基因序列推导的氨基酸序列与已公布的其他物种ANT序列进行系统进化树分析发现,三疣梭子蟹ANT基因与其他甲壳动物ANT基因聚为一支,其中与拟穴青蟹ANT一致性高达96%。通过氨基酸序列比对发现,三疣梭子蟹ANT序列具有3个保守的线粒体穿膜功能结构域,是形成能量分子传导的转运通道,催化细胞质中ADP和线粒体内ATP间进行跨膜交换。采用实时荧光定量PCR技术,分析三疣梭子蟹ANT基因的组织差异表达,结果表明ANT基因在三疣梭子蟹肌肉(Ms)中的表达量最高,在其他组织中表达量均较低,具显著差异(P0.05);在三疣梭子蟹蜕皮周期中,肌肉中ANT基因的表达量A期最高(P0.05),然后下降,至C期最低,随后又逐渐上升至D1期,在D1期出现第2个峰值后再逐渐下降。研究结果说明ANT基因与三疣梭子蟹肌肉活动密切相关,可能在蜕皮调控中发挥重要作用。     

虾夷扇贝β-actin基因的克隆和序列分析

为进一步研究虾夷扇贝功能基因的表达调控。利用SMART cDNA文库构建试剂盒成功构建了健康虾夷扇贝外套膜和肾脏两种组织的cDNA文库。对随机选取的4009个克隆进行5′端测序,比对,筛选出1条β肌动蛋白同源序列,对此EST序列两端进行扩增、测序,得到肌动蛋白基因cDNA全长序列。肌动蛋白基因cDNA全长1536bp(不包括polyA),5′端非编码区84bp,3′端非翻译区321bp,阅读框1131bp,编码377个氨基酸。在基因组DNA中,该基因被一个内含子分为两段,内含子位于第41和第42个氨基酸之间,长度为1498bp。系统发育分析显示该肌动蛋白属于β类型。本研究得到的虾夷扇贝β-肌动蛋白基因可以被用于作为定量某种虾夷扇贝mRNA的标准,这为继续研究虾夷扇贝其它功能基因,及其分子生物的进一步研究、促进其他相关分子发育和系统进化研究奠定了基础。     

中华鳖组蛋白H2A变体克隆及其在卵母细胞中的表达分析

为研究组蛋白H2A对龟鳖动物生殖细胞发育分化作用和机制,克隆了中华鳖(Pelodiscus sinensis)组蛋白H2A变体的同源物(命名为PsH2A),分析其转录本的表达模式及在卵巢发育成熟过程中的细胞定位。PsH2A cDNA序列全长575 bp, 5′端非编码区68 bp, 3′端非编码区108 bp,开放阅读框399 bp,编码133个氨基酸。氨基酸序列比对结果显示其与龟类的H2A变体同源性更高,与哺乳类同源性较低。RT-qPCR和RT-PCR结果显示,PsH2A转录本在1冬龄、2冬龄和3冬龄的中华鳖卵巢中高表达(P<0.01),而在精巢和其他成体组织中几乎检测不到。化学原位杂交结果显示, PsH2A mRNA在卵母细胞中特异性表达,其中初级卵母细胞中表达信号最强,且均匀的分布在细胞质中。随着卵母细胞发育成熟进入到生长期和成熟期后,目的信号逐渐减弱,并且主要在核周区域表达。此外, PsH2A mRNA的相对表达量也表现出中华鳖卵巢发育的季节性变化。综上,研究结果表明PsH2A在中华鳖卵母细胞发育过程中可能发挥着重要作用。     

侧耳木霉T2-1植酸酶基因的序列分析及蛋白结构预测

利用GenBank发表的植酸酶A编码序列设计的引物,通过PCR的方法对侧耳木霉(Trichoderma pleuroticola)T2-1基因组DNA进行扩增,获得了一条长约1.7 kb的特异性DNA片段.序列测定结果表明,该DNA片段含有植酸酶编码基因的完整序列和3段内舍子序列,其中植酸酶基因全长1 443 bp,编码480个氨基酸,5'端有一段编码23个氨基酸的信号肤序列,其余的457个氨基酸残基为成熟植酸酶的氨基酸序列.对该基因编码的氨基酸序列进行三级结构预测,发现它为磷酸单酯酶.已将侧耳木霉T2-1植酸酶基因序列在GenBank中注册(登录号:GQ325590).这是目前中国在GenBank注册的第一个完整的木霉植酸酶编码基因.     

多发性骨髓瘤细胞株ARH-77L1逆转录酶基因的克隆及体外表达研究

通过菌落原位分子杂交,从多发性骨髓瘤细胞株ARH-77 cDNA文库获得L1逆转录酶基因5’端序列．随后使用3’RACE技术,获得L1逆转录酶基因3’端序列及poly(A)尾．生物信息学分析表明：该L1逆转录酶DNA序列有一长552bp开放性阅读框,编码184个氨基酸残基的多肽链,其相对分子质量约为21kDa．同时将编码L1逆转录酶保守区的开放性阅读框DNA片段与原核表达载体pQE30连接,得到重组原核表达质粒,利用大肠杆菌表达并获得L1逆转录酶融合蛋白．     

植物线粒体DNA质粒研究进展

本文列出了已发现的高等植物中的线粒体DNA质粒,按分子形状分为线粒体环状DNA质粒和线粒体线状DNA质粒,环状线粒体DNA质粒的特征是分子较小, 序列中有正向/反向重复序列,ORF一般较小。线状线粒体DNA质粒的特征是分子较大,末端有重复序列,5'端与蛋白质共价结合,有较长的ORF。还分别介绍了它们的复制机制、转录和起源。质粒间及质粒与核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组的同源性也作了介绍。最后,综述了植物线粒体DNA质粒与植物的细胞质雄性不育（CMS）之间的关系。