核辅激活因子PGC-1表达的分子调控机制

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1(peroxisomeproliferatoractivatedreceptorγcoactivator1,PGC1)是一种多功能的转录调节因子,其广泛参与线粒体生物合成及能量代谢、糖脂代谢等多条代谢通路调节的特点预示PGC1在现代医学中可能极具应用潜力.其表达量的降低或上调,对于生物体的代谢调节均具有相当的生理或病理意义.本文从转录水平和翻译后水平综述了调控PGC1表达的具体分子机制,重点对转录水平调控PGC1表达的3条信号通路的研究进展及生物学意义进行了探讨.对PGC1表达的分子调控机制中所蕴含的药物靶点应用前景进行了初步展望.     

磷酸化酶mRNA在水稻雌蕊中表达的时空动态

利用ＲＮＡ原位杂交技术,对水稻受精前后雌蕊组织切片进行磷酸化酶基因表达的定位。结果显示,磷酸化酶ｍＲＮＡ在柱头、花柱、子房壁以及维管束中大量表达,而胚珠中除合点部位外表达很弱。受精前后的胚囊中各细胞磷酸化酶ｍＲＮＡ表达也很弱,并且没有明显的时空变化。在积累淀粉的胚乳细胞中磷酸化酶ｍＲＮＡ大量分布。原胚中的磷酸化酶ｍＲＮＡ表达较弱,到分化胚积累过渡性淀粉时才显著增加。本文首次对磷酸化酶ｍＲＮＡ在植物雌性器官发育过程中的时空分布动态作了初步研究。     

泛素连接酶APC/C参与的泛素化与细胞周期调节

后期促进复合物/细胞周期体（anaphase promoting complex/cyclosome,APC/C）是一个多功能的泛素连接酶,参与细胞周期、代谢、DNA损伤修复、细胞自噬、凋亡、衰老及肿瘤发生等多种生物学过程。泛素化作为一种重要的翻译后修饰,可通过泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system, UPS）调控蛋白质的降解。APC/C的分子量巨大,由多个亚基组成,在细胞周期调控中具有重要地位,可以通过介导细胞周期相关蛋白质的泛素化降解从而精确调控细胞周期的转换,并受共激活分子CDC20或CDH1的调控。了解APC/C的结构和功能,对于研究细胞周期及蛋白质翻译后修饰等生物学事件至关重要。近年,对APC/C分子结构和组成的解析工作取得了极大的进展,其在肿瘤中的作用及潜在的治疗应用也受到了关注。本文将着重对APC/C的组成和结构、参与泛素化的具体过程、在细胞周期中的调控和被调控机制以及参与肿瘤生成的最新研究进展进行综述。     

水稻NHX1基因启动子和C末端的调控功能研究

为了解水稻Na+/H+逆向转运蛋白(OsNHX1)在植物应答非生物胁迫中的分子调控机制,采用RT-PCR方法克隆OsNHX1基因上游2 000bp的启动子序列,并通过基因枪轰击瞬时转化洋葱表皮细胞,检测不同非生物胁迫下启动子的活性和表达模式;同时,分别克隆全长和C末端缺失的OsNHX1基因,通过花序浸染法转化拟南芥,研究OsNHX1基因及其C末端的功能。结果显示:OsNHX1启动子受逆境胁迫诱导,在盐、干旱、脱落酸胁迫处理下GUS表达活性明显升高;过表达OsNHX1的转基因拟南芥中,种子萌发率、根长、丙二醛含量和相对含水量的测定结果均显示其胁迫耐受性得到改善,但过表达OsNHX1C末端缺失基因对转基因植株的胁迫耐受性无明显影响。研究表明,Na+/H+逆向转运蛋白有助于提高植物耐盐性,且其C末端区域对该转运蛋白活性的发挥具有关键作用。     

水稻金属耐受蛋白基因OsMTP2生物信息学及表达分析

为了解水稻(Oryza sativa)响应重金属污染及对重金属积累的机制,利用生物信息学手段对水稻金属耐受蛋白(metal tolerance protein, MTP) OsMTP2的结构特征进行预测,并分析OsMTP2基因的表达特征。结果表明,该蛋白由415个氨基酸组成,具有很强的疏水性。mRNA原位杂交结果表明,OsMTP2在叶片输导组织中有较强的表达,但在根、花药中没有检测到明显的杂交信号。这说明水稻金属耐受蛋白基因OsMTP2主要在输导组织中表达,并在金属离子运输中发挥重要作用。     

水稻磷酸盐转运蛋白基因的克隆、表达及功能分析

以水稻叶片为材料, 设计一对特异引物, 获得了编码磷酸盐转运蛋白基因OsPT6:1. 聚类和氨基酸保守位点分析指出该基因可能为水稻高亲和力磷酸盐转运蛋白编码基因. 原位杂交与RT-PCR表达结果确定此基因在根与叶片中均表达, 尤以低磷诱导下叶片的叶肉细胞表达量最高. 同源重组表明该基因的表达可以提高毕氏酵母对磷素的吸收效率, 同时其基因的导入可以使高亲和力磷酸盐转运蛋白缺失的酵母突变体的磷素吸收功能得以恢复. 以上结果表明, OsPT6:1为水稻高亲和力磷酸盐转运蛋白的编码基因.     

异源表达古菌TRAM基因增强水稻的耐旱性

干旱会直接影响水稻的生长发育,导致其产量和品质下降。在水稻中异源表达细菌RNA分子伴侣Csp能够显著提高水稻的耐旱能力,并且不影响水稻的正常生长。古菌中也发现具有类似细菌分子伴侣Csp功能的TRAM (TRM2 and MiaB)蛋白,且古菌的DNA复制、转录和翻译等过程与真核生物有着更为相似的调控方式,然而,古菌中RNA分子伴侣蛋白能否调控植物耐旱能力还未见报道。我们选取了嗜冷甲烷古菌Methanolobus psychrophilus R15中两个TRAM蛋白在水稻中进行研究,发现在水稻中过量表达Mpsy_3066和Mpsy_0643两个TRAM蛋白均能显著提高水稻苗期和成株期时对干旱胁迫的耐受能力。同时,我们在水稻原生质体中验证了TRAM蛋白可以发挥其分子伴侣的功能消除RNA的错误折叠对翻译的影响,这可能是TRAM转基因植物发挥其耐旱能力的作用机制。该工作初步展示了异源表达古菌TRAMs可以作为提高水稻耐旱能力的一种有效手段。     

C/EBP β对APP基因的表达调控作用的研究

该研究成功地构建了C/EBP β过表达慢病毒载体,在体外人胚肾细胞(HEK293FT)进行病毒包装并感染小鼠海马神经元细胞(HT22)。通过荧光素酶报告基因实验(luciferase assay)检测C/EBPβ对淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)启动子活性的影响;通过实时荧光定量PCR(Q-PCR)来检测C/EBPβ对APP和Sp1在转录水平上的表达;通过蛋白免疫印迹分析(Western blot assay)检测C/EBPβ对APP和Sp1蛋白表达的作用。萤火虫荧光素酶分析结果显示,C/EBPβ对APP启动子的表达有正调控作用;Western blot和Q-PCR分析的结果表明,C/EBPβ对APP和Sp1基因的表达有正调控作用。C/EBPβ对APP基因表达的调控作用的机制可能在于C/EBPβ上调了内源性转录因子Sp1的基因表达,而Sp1基因表达的增强直接导致了APP基因表达的上调。     

利用阵列分析水稻AP2/EREBP 家族基因的表达特性

AP2/EREBP蛋白是广泛存在于高等植物中的且包含AP2/EREBP功能域的重要转录因子家族, 通常可分为包含单功能域的EREBP类蛋白和包含两个功能域的AP2类蛋白, 它们的功能涉及植物生长发育调控和对逆境应答等许多方面。据预测,水稻基因组编码150个左右的AP2/EREBP 家族成员, 但目前绝大多数蛋白的功能仍不清楚。为了解这些基因在水稻不同器官中的表达特性, 我们以AP2/EREBP功能域的氨基酸序列为基础, 从水稻基因组数据库中搜索到12个AP2类以及20个EREBP类预测基因, 利用PCR扩增的编码区序列制备了这些预测基因的macro-array。 以幼芽、幼根、幼叶、颖花和灌浆期成熟叶的 cDNA为探针, 杂交分析结果显示: 不同AP2类预测基因之间的表达量差别较大, 但同一个基因在不同器官中表达量基本一致; 与此不同的是, 大部分EREBP类预测基因在幼根和成熟叶片中表达量较高, 而在幼芽和幼叶中表达量较低。这些预测基因的表达模式可能与它们的功能密切相关。     

RsICE1基因表达和转基因水稻抗冷通路研究

以萝卜幼苗和水稻T1代转RsICE1基因(从抗寒萝卜植株中分离的一个编码碱性螺旋-环-螺旋低温胁迫转录因子,HQ891287)株系为材料,通过半定量RT-PCR及实时定量PCR等方法,分析RsICE1基因的表达、水稻转基因株系中RsICE1基因的遗传及冷诱导基因的表达情况.结果显示:(1)半定量RT PCR分析表明,RsICE1基因在萝卜的根、茎、叶中为组成型表达,在幼苗根和茎中表达量较强;RsICE1基因的表达水平能够被冷处理和NaCl处理诱导上调表达,但ABA和脱水处理无上调作用.(2)卡方测验表明,水稻转基因T1代潮霉素抗性发生了3∶1分离模式;Southern和Northern杂交结果表明,4个抗冷转基因株系中RsICE1基因均以单拷贝、单位点整合到水稻基因组并正常表达.(3)实时定量PCR分析表明,冷胁迫下,RsICE1基因超表达但对水稻OsDREB1A(AF300970)、OsDREB1B(AF300972)、OsDREB1F(AY785897)基因表达没有影响,表明RsICE1基因对转基因水稻抗寒性的影响不依赖OsDERB1冷反应通路.     

水稻高脯氨酸愈伤组织变异体的选择及其耐盐性

以水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）品种双丰１号幼胚愈伤组织为材料,经５０ＣＯγ－射线诱变处理后,用羟基脯氨酸（Ｈｙｐ）作为选择压力,通过多次在含Ｈｙｐ（３．０ｍｍｏｌ／Ｌ）的选择培养基和无Ｈｙｐ培养基上交替培养,分离出耐Ｈｙｐ的愈伤组织变异体。该变异体以高脯氨酸含量为特征,其脯氨酸含量比原型高２．６倍;在ＮａＣｌ处理时,随着ＮａＣｌ浓度的提高,变异体愈伤组织脯氨酸含量的增加大大高于原型。这种高脯氨酸变异体的耐盐性较原型强,用相对鲜重估计其耐性比对照提高３９％。变异体在盐胁迫下可溶性糖含量比原型多,吸收较多的Ｎａ＋,并维持较高的Ｋ＋含量;但Ｋ＋／Ｎａ＋比与原型无差异。变异体含水量略有下降。这些性状的变化显示了变异体在盐胁迫下渗透调节的加强。     

水稻几丁质酶基因克隆RCH8的DNA结构分析

用DNA外切核酸酶Ⅲ和S1核酸酶生成连续缺失突变体,用Sanger双脱氧链终止法对该克隆进行双向DNA顺序测定,测序全长2049个碱基,初步确定了1057bp的5'端上游顺序,966bp不含内含子的完整编码区和可能的TATAbox等。所编码的322个氨基酸包括N-端20个氨基酸的信号肽,其后40个氨基酸长度的含8个半胱氨酸的hevein结构域和一个催化结构域。     

Characterization of Interspecific Hybrids Between Oryza sativa L. and Three Wild Rice Species of China by Genomic In Situ Hybridization

In the genus Oryza, interspecific hybrids are useful bridges for transferring the desired genes from wild species to cultivated rice （Oryza sativa L.）. In the present study, hybrids between O. sativa （AA genome） and three Chinese wild rices, namely O. rufipogon （AA genome）, O. officinalis （CC genome）, and O. meyeriana （GG genome）, were produced. Agricultural traits of the F1 hybrids surveyed were intermediate between their parents and appreciably resembled wild rice parents. Except for the O. sativa × O. rufipogon hybrid, the other F1 hybrids were completely sterile. Genomic in situ hybridization （GISH） was used for hybrid verification. Wild rice genomic DNAs were used as probes and cultivated rice DNA was used as a block. With the exception of O. rufipogon chromosomes, this method distinguished the other two wild rice and cultivated rice chromosomes at the stage of mitotic metaphase with different blocking ratios. The results suggest that a more distant phylogenetic relationship exists between O. meyeriana and O. sativa and that O. rufipogon and O. sativa share a high degree of sequence homology. The average mitotic chromosome length of O. officinalis and O. meyeriana was 1.25- and 1.51-fold that of O. sativa, respectively. 4＇,6＇-Diamidino- 2-phenylindole staining showed that the chromosomes of O. officinalis and O. meyeriana harbored more heterochromatin, suggesting that the C and G genomes were amplified with repetitive sequences compared with the A genome. Although chromocenters formed by chromatin compaction were detected with wild rice-specific signals corresponding to the C and G genomes in discrete domains of the F1 hybrid interphase nuclei, the size and number of O. meyeriana chromocenters were bigger and greater than those of O. officinalis. The present results provide an important understanding of the genomic relationships and a tool for the transfer of useful genes from three native wild rice species in China to cultivars.     

水稻液泡ATPase B 亚基基因的克隆及其在低磷胁迫下的表达特征分析

利用抑制性扣除杂交(SSH)技术构建水稻(Oryza sativa L.)根系磷饥饿诱导cDNA文库,获得编码液泡ATPase (V-ATPase) B亚基的克隆,通过反转录PCR方法获得该基因的完整序列.该基因编码487个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量为54.06 kD,等电点为4.99.Southern印迹表明,V-ATPase B亚基基因在水稻基因组中以单拷贝形式存在.氨基酸同源性分析发现,V-ATPase B亚基是一个较为保守的蛋白亚基,其序列变化伴随生物的进化过程同步进行.Northern印迹表明,V-ATPase B亚基在水稻根系中受到磷饥饿诱导表达,磷饥饿6～12 h出现表达高峰,而在叶片中表达高峰有所滞后(24～48 h).在缺磷环境条件下,ATPase B亚基可能通过提高其表达量,进而提高质子转运活性,形成跨膜的电化学梯度,为体内储备磷跨液泡膜运输提供能量,从而提高植物体内磷的利用效率及其耐低磷的能力.     

水稻液泡ATPaseB亚基基因的克隆及其在低磷胁迫下的表达特征分析(英)

利用抑制性扣除杂交 (SSH)技术构建水稻 (OryzasativaL .)根系磷饥饿诱导cDNA文库 ,获得编码液泡ATPase (V_ATPase)B亚基的克隆 ,通过反转录PCR方法获得该基因的完整序列。该基因编码 4 87个氨基酸 ,含有一个保守的ATP结合位点 ,其蛋白分子量为 5 4 .0 6kD ,等电点为 4 .99。Southern印迹表明 ,V_ATPaseB亚基基因在水稻基因组中以单拷贝形式存在。氨基酸同源性分析发现 ,V_ATPaseB亚基是一个较为保守的蛋白亚基 ,其序列变化伴随生物的进化过程同步进行。Northern印迹表明 ,V_ATPaseB亚基在水稻根系中受到磷饥饿诱导表达 ,磷饥饿 6～ 12h出现表达高峰 ,而在叶片中表达高峰有所滞后 (2 4～ 4 8h)。在缺磷环境条件下 ,ATPaseB亚基可能通过提高其表达量 ,进而提高质子转运活性 ,形成跨膜的电化学梯度 ,为体内储备磷跨液泡膜运输提供能量 ,从而提高植物体内磷的利用效率及其耐低磷的能力。     

The Insulin Receptor Adaptor IRS2 is an APC/C Substrate That Promotes Cell Cycle Protein Expression and a Robust Spindle Assembly Checkpoint

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Highlights

• •Chemical proteomics in G₁ cells treated with small molecule APC/C inhibitors reveals novel putative APC/C substrates.
• •The insulin receptor adaptor IRS2 is an APC/C substrate that is targeted for degradation by APC/C^Cdh1.
• •Quantitative proteomics in IRS2 knockout cells reveals a deficiency in cell cycle related protein expression.
• •IRS2 promotes a robust spindle assembly checkpoint (SAC) during M-phase.

     

Detection of specific chromosome reduction in rice somatic hybrids with the A, B, and C genomes by multi-color genomic in situ hybridization

 A multi-color genomic in situ hybridization (McGISH) method has been developed. Three different rice genomes, A, B and C, involved in rice somatic hybrids were distinguished using three different fluorescent signals. All the rice chromosomes from the different genomes could be identified by different fluorescent colors, and the distribution of each genome in the nucleus was clearly visualized under a fluorescence microscope. The relationship between chromosomal constitution and morphological variations observed in the somatic hybrids, and the utility of McGISH, are discussed based on the results currently obtained. Received: 21 November 1997 / Accepted: 9 December 1997     

从水稻Ac/Ds插入突变体扩增Ds侧翼序列的最适TAIL-PCR引物

温度非对称交互PCR(TAIL-PCR)技术已广泛应用于从多种生物体系克隆侧翼于已知序列的DNA片段的分子操作中,并极大地促进了反向遗传学研究。但是,可能由于不同物种间基因组大小和序列存在显差异,在采用该技术进行转座元件Ds水稻插入突变体鉴定过程中,常因TAIL-PCR反应的稳定性差而影响突变体筛选效率。有鉴于此,根据Ds核苷酸序列设计了分别对应或互补于Ds插入元件两端长度不同的12个特异引物组成32个组合,在大量预试验基础上与6个不同简并性(32～256)的随机简并引物分别组合进行TAIL-PCR反应,较系统地研究了引物特性对以水稻基因组DNA为模板的TAIL-PCR反应效率的影响。结果发现,第一反应采用长序列特异引物(36～40mer)可显提高扩增特异性,随机简并引物的简并度对反应的影响显。还选择出两个适于从水稻Ds插入突变体基因组高效扩增出Ds插入侧翼片段的最优特异引物组合和最适简并引物。应用本研究结果可显地提高TAIL-PCR技术筛选水稻插入突变体的效率。     

癌基因D52家族新基因PC-1在前列腺癌细胞系LNCaP和C4-2B的G2／M期高表达

目的：检测癌基因D52家族新基因船一,在细胞周期各时相的表达变化。方法：用1mmol／L羟基脲处理前列腺癌细胞系LNCaP和C4-2B 40h,使细胞同步化于G1／S期,在药物撤除后0-16h不同时间点收获细胞,分别进行流式分析和Westernblot检测。结果：流式分析和Westernblot检测在LNCaP和C4-2B细胞系中得到了趋势一致的结果,印PC-1基因在GVM期高表达。结论：PC-1基因的表达与前列腺癌细胞的细胞周期有关,表明PC-1蛋白可能在G2／M期发挥作用。