脊椎动物线粒体DNA的基因重排

将GenBank上已公布的321种脊椎动物mtDNA全序列,按纲整理归类,绘制基因排布图并进行比对。比对结果表明：81个物种的mtDNA中观察到基因重排现象,涉及脊椎动物各纲,其中9个物种同时存在基因顺序变化和基因倒置现象,所有的基因重排都涉及tRNA的变化。脊椎动物mtDNA基因顺序变化可分为3类：1)邻接的基因或片段的位置交换;2)接近于控制序列或轻链起始位点的基因或片段的位置变化,有时还伴随着控制序列的倍增;3)I-Q-M区域的变化。所有鸟类、蛇类、鳄类和有袋类的mtDNA具有各自独特的基因排列顺序。基因倒置现象常见于鱼类和哺乳类,且多表现为tRNA从轻链往重链上迁移。本文就这些基因重排现象、发生重排的机制和mtDNA基因重排在系统发生研究中的应用做一简要概述。     

文昌鱼Hedgehog基因敲除和突变体表型分析

文昌鱼隶属脊索动物门头索动物亚门,是无脊椎动物到脊椎动物的过渡类群,其躯体结构简单,是研究胚胎发育的理想材料。本文以文昌鱼为实验对象,利用TALEN敲除技术对Hedgehog(Hh)基因在胚胎发育中的功能进行了研究。在文昌鱼Hh基因翻译起始位点下游附近选取TALEN目标位点,根据此序列组装相应TALEN重组质粒,体外合成mRNA,向未受精卵注射mRNA后,经体外受精获得F₀代胚胎。效率分析显示,靶向该基因的TALEN mRNA可导致F₀代胚胎在相应基因组区域发生突变的比例为34%。对部分F₀个体所产配子筛查发现,TALEN引起的突变可进入配子,将其中1尾突变类型为8 bp缺失的雄性个体与野生型雌性配对获得F₁群体,对F₁群体逐尾筛查,从中获得多尾携带8 bp缺失的杂合子;这些杂合子相互配对所产的F₂代胚胎,其中约有1/4个体在幼体早期出现躯体前端和尾向下弯曲、脊索前端腹侧的中胚层组织发育不全,不能开口等;随着幼体生长发育,躯体前端和尾部进一步卷曲,口部仍未形成,左右各形成一个口前窝,内柱和鳃裂位于躯体腹侧,最终因无口摄食而死亡。基因型分析发现,上述畸形胚胎均为Hh纯合突变体,其与杂合子及野生型比例分布符合孟德尔遗传定律,表明这些发育畸型的特征与Hh基因功能缺失有关。     

基因选择性剪接的生物信息学研究概况

基因选择性剪接现象是真核生物基本而又重要的调控机制。由于基因的选择性剪接在形成生物复杂性和多样性上具有极其重要的作用,同时选择性剪接与许多人类疾病也密切相关。因此,研究基因选择性剪接是一项十分重要的工作。生物信息学作为一门新兴的学科在研究基因选择性剪接上起关键的作用,尤其在研究基因表达调控机制、选择性剪接基因预测以及选择性剪接基因进化上。本文综述了这方面的最新研究进展,为更深入了解真核生物基因的表达调控机理提供依据。     

中国蝮属蛇类的RAPD分析

用ＲＡＰＤ技术研究了我国５种蝮属蛇类（中介蝮，蛇岛蝮，短尾蝮，高原蝮，乌苏里蝮）的系统发生关系，研究中使用了３３个蝮蛇标本和２个草原蝰标本，用１１个引物对样品分别作ＲＡＰＤ扩增，获得７２个扩增片段。     

几种鳄分子系统发生的探讨

百年来关于扬子鳄的分类学位置存在着很多争议,本测得扬子鳄、暹罗鳄和湾鳄的mtDNA ND4和Cytb基因,并从GenBank中获得密西西比鳄和海龟的DN4基因和Cytb基因相应片段。用Clustal X1.8进行对位排列,以海龟为外群构建分子进化系统树。结果显示,在鳄类动物中,扬子鳄与密西西比鳄的亲缘关系最近,两ND4基因序列碱基差异的20．68％,而Cytb基因序列碱基差异为14．43％,但扬子鳄与密西西相比与鳄的分类问题仍将有待进一步探讨。     

建议开展扬子鳄保护遗传学和开发利用研究

扬子鳄是一种人工饲养繁殖成功的濒危野生动物。１９９２年获ＣＩＴＥＳ成员大会批准,允许子二代鳄的商业性开发利用。作者分析了我国扬鳄保护、养殖现状和扬子鳄群体的跗特征,认为一方面扬子鳄野生资源仍受到威胁,另一方面随着饲养各群数量的增加,养殖费用不断增长,扬子鳄在潜在经济价值也示能实现。鉴于此,提出加强动用现代生物技术对扬鳄保护遗传学和开发利用研究的建议。     

文昌鱼特异的基因倍增

进化生物学和发育生物学的结合产生了一门新兴学科——进化发育生物学,近年来该领域研究取得了丰硕的成果。头索动物文昌鱼是现存生物中最近似于脊椎动物直接祖先的生物,在与脊椎动物分化后形态改变很小,其基因组未曾经历大规模的基因组倍增,在一定程度上反映了脊椎动物祖先型基因组的特征,但在漫长的独立进化历程中基因组自身还是经历了一些变化。本文介绍了在几例在文昌鱼支系中独立发生的基因倍增事件(Hox; Evx; HNF-3; Calmodulin-like),有力地揭示了文昌鱼虽然与脊椎动物直接祖先极其接近,但其基因组有其自身特性,不能简单地将之等同于脊椎动物直接祖先。Abstract: The union of the two complementary disciplines, developmental biology and evolutionary biology resulted in a new division of evolutionary developmental biology, namely “Evo-Devo”. Recently, the research on this field has been fruitful in understanding the origin and development of vertebrates. The cephalochordate amphioxus, which remains in relatively invariant morphology since the divergence from the vertebrate lineage, is the closest living relative to vertebrates. The vertebrate-like simple body plan and preduplicative genome provide amphioxus genes the privilege to serve as key landmark to understand morphological evolution. However, the amphioxus genome has not escaped evolution. In this paper several examples of independent gene (Hox; Evx; HNF-3 and Calmodulin-like) duplications in the cephalochordate lineage were summarized. These particularities and oddities remind the fact that amphioxus is not an immediate ancestor of the vertebrates but ‘only’ the closest living relative to the ancestor, with a mix of prototypical and amphioxus-specific features in its genome.     

α-银环蛇毒素同工毒素基因的克隆和表达

α-银环蛇毒素是存在于银环蛇蛇毒中的一种长链神经毒素,能与神经递质受体特异性结合,因此它不仅是神经信号传导机制研究的重要分子探针,更具有开发治疗某些神经性疾病新型药物的可能性。用SMART技术,反转录合成银环蛇毒腺cDNA,克隆并测定了α-银环蛇毒素基因,得到14种mRNA序列;进而将其中一种新的α-银环蛇毒素基因亚克隆到原核表达载体pQE30a和pGEX-4T-1中,在大肠杆菌中通过IPTG诱导表达,其中带有GST融合蛋白的重组质粒α-BgTX(P22-A31)／pGEX-4T-1在BL21菌株中得到高效表达,表达量占菌总蛋白的30％,可溶形式存在的融合蛋白大于25％。     

白氏文昌鱼单个体基因组BAC文库的构建

隶属于头索动物亚门的文昌鱼是现存生物中最近似于脊椎动物亚门直接祖先的一个类群, 具有重要的进化地位, 是研究脊椎动物原始祖先的重要材料和模式动物。随着文昌鱼实验室连续繁殖的成功, 全基因组测序成为中国文昌鱼模式化急需完成的工作之一。文章从单条雄性白氏文昌鱼精巢组织中提取高质量的基因组DNA, 经EcoRⅠ限制性内切酶和EcoRⅠ甲基化酶酶切, 脉冲场电泳选择合适酶切DNA片段, 连接线性磷酸化的载体pCC1BAC, 转化大肠杆菌EPI300 E. coli, 构建了含有44 706个克隆的全基因组BAC( Bacterial artificial chromosome)文库, 该文库平均插入片段80 kb,具有9倍的基因组覆盖率, 基本能够满足功能基因等研究需要, 为中国文昌鱼全基因组测序打下基础。