靶向RNA的CRISPR-Cas系统研究进展

CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas(CRISPR associated proteins)系统是细菌和古细菌抵抗噬菌体、质粒等外源遗传物质的一种适应性免疫系统,该系统利用一种特殊的RNA(CRISPR RNA,crRNA)指导的内切酶来切割与crRNA相互补的外源遗传物质,从而阻碍外源核酸的侵染。根据效应复合物组成形式的不同,CRISPR-Cas系统分为1类(Ⅰ型、Ⅳ型和Ⅲ型)和2类(Ⅱ型、Ⅴ型和Ⅵ型)两大类。目前已发现多个CRISPR-Cas系统具有非常强的特异靶向RNA编辑能力,如Ⅵ型CRISPR-Cas13系统和Ⅲ型CRISPR-Cas7-11系统。随着研究的深入,相关系统在RNA编辑领域应用日渐广泛,使其成为基因编辑的有力工具。本文介绍了靶向RNA的CRISPR-Cas系统的组成、结构、分子机制以及其潜在应用,这为更好地研究该类系统的作用机制奠定基础,也为后期开发为稳定的基因编辑工具提供新的思路。     

胶质母细胞瘤外泌体的作用机制研究进展

胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)因组织学异质性、侵袭能力强、术后复发快等问题,致使患者经手术治疗、化疗和放疗后的预后差,总体生存期短。GBM细胞来源外泌体(GBM cell-derived exosome,GBM-exo)能够通过其携带的细胞因子、miRNA、DNA和蛋白质等调节GBM细胞的增殖和迁移,通过血管生成蛋白和非编码RNA促进肿瘤血管生成,通过调节因子、蛋白质和药物靶向免疫检查点等介导肿瘤免疫逃逸,以及通过非编码RNA对抗GBM细胞的耐药性,有望成为个性化治疗GBM的重要靶标,且可以作为GBM的诊断和预后标志物。本文阐述了GBM-exo的制备方法和生物学特征,及其在GBM细胞增殖、血管生成、免疫逃逸和耐药性方面的作用和分子机制,为研发诊治GBM的新策略提供参考。     

非洲猪瘟病毒I226R蛋白抑制cGAS-STING通路介导的天然免疫应答

本研究旨在探究非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV) I226R蛋白(I226R protein, pI226R)抑制cGAS-STING信号通路的作用机制。利用双荧光素酶报告系统和实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR, qPCR)证明pI226R显著抑制cGAS-STING通路介导的I型干扰素及干扰素刺激相关基因的产生。免疫共沉淀及激光共聚焦显微镜试验发现pI226R与cGAS蛋白相互作用。免疫印迹分析证明pI226R通过自噬-溶酶体途径促进cGAS蛋白的降解。同时,pI226R阻碍了cGAS与E3泛素连接酶三基序蛋白56 (tripartite motif protein 56, TRIM56)的结合,导致cGAS的单泛素化减弱,从而抑制了cGAS的活化和cGAS-STING通路的激活。总之,本研究证明ASFV pI226R通过拮抗cGAS进而抑制宿主的抗病毒天然免疫反应,进一步增加了对研究ASFV免疫逃逸机制的理解,为疫苗的研发提供了理论基础。     

盐磷胁迫对木麻黄和台湾相思种子萌发及幼苗生长的影响

恶劣环境下,人工海防林因面临养分胁迫而经营困难。为探讨盐、磷胁迫对主要海防林树种木麻黄和台湾相思种子萌发及生长的影响,该研究分别用不同浓度的NaCl(盐)和KH₂PO₄(磷)溶液处理种子和浇灌幼苗,测定种子萌发和幼苗生长指标。结果表明：(1)高盐胁迫显著抑制种子萌发,对幼苗生长有一定影响,但两种植物影响程度不同;台湾相思种子萌发耐盐性高于木麻黄,前者相对盐害率最大值为23.03%,后者为89.15%;随着盐浓度增加,木麻黄和台湾相思种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均降低,对应最大值分别为38.70%、34.67%、18.70、0.055和76.67%、62.22%、48.46、6.11。(2)两种植物的株高和根长随盐浓度增加而降低,木麻黄和台湾相思株高分别为12.29～6.01 mm和48.27～17.33 mm,根长分别为8.57～1.45 mm和33.41～5.88 mm;台湾相思根、茎、叶生物量及根冠比均随盐浓度的增加逐渐减小,木麻黄各处理差异较小。(3)台湾相思的种子和幼苗较木麻黄更耐低磷环境,二者最适磷浓度存在差异;木麻黄种...     

急性髓系白血病mRNA与非编码RNA差异表达谱及CeRNA调控网络分析

利用GEO数据库(gene expression omnibus database)通过生物信息学分析方法探讨急性髓系白血病(acute myelogenous leukemia,AML)的发病机制。检索GEO数据库中AML相关芯片数据集GSE142698、GSE142699和GSE96535。利用GEO2R分析得到差异mRNAs、miRNAs以及差异lncRNAs。利用在线生物信息学分析工具DAVID对差异mRNAs进行GO富集分析和KEGG通路分析。利用miRWalk数据库预测AML相关miRNAs的靶向mRNAs,利用Spongescan数据库预测AML相关miRNAs的靶向lncRNAs,构建lncRNA-miRNA-mRNA竞争性内源RNA （competing endogenous RNA,ceRNA）调控网络。共筛选出29个显著差异mRNAs、70个显著差异miRNAs和20 005个显著差异lncRNAs。GO富集分析和KEGG通路分析显示,差异表达基因主要涉及蛋白磷酸化、细胞分裂、细胞增殖的负调控、基因表达的正向调节、周期蛋白依赖的丝氨酸/苏氨酸激酶活性的调节等生物过程以及细胞周期、细胞衰老、癌症通路、PI3K-Akt通路等信号通路。将miRWalk数据库预测的靶向mRNAs与差异mRNAs取交集,Spongescan数据库预测的靶向lncRNAs与差异lncRNAs取交集,分别确定了25个mRNAs、6个lncRNAs参与AML相关ceRNA调控网络的构建。结果表明,lncRNAs可能作为关键的ceRNA,通过调控miRNA和相关靶基因参与AML的发生与发展,研究结果为AML诊断和治疗的分子生物学研究提供了新的依据。     

草菇子实体多肽提取工艺及其抗氧化活性

为了优化草菇子实体多肽的提取工艺和探究其抗氧化活性,以草菇子实体为原料,采用酶解法提取草菇子实体多肽,通过单因素试验得出最佳的酶解工艺,并使用Box-Behnken设计试验组合。结果表明：草菇子实体提取多肽的最佳工艺为料液比1:52 (g/mL)、加酶量7 200 U/g、酶解温度43 ℃,此工艺条件下的多肽得率为67.76%。从1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力、铁离子还原能力、超氧阴离子自由基清除能力和羟自由基清除能力4个方面研究其体外抗氧化能力,结果表明,草菇子实体多肽对DPPH自由基清除率为74.11%,超氧阴离子自由基和羟自由基清除率分别在69.64%和91.83%达到稳定,草菇子实体多肽还具有一定的还原力,说明草菇子实体多肽可以作为优质抗氧化肽的良好来源。该研究为草菇多肽的高效制备和抗氧化肽等高附加值产品的研发提供理论依据。     

内源脱落酸和赤霉素对番茄发育果实和种子水分关系的影响

利用热偶湿度计（ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｐｓｙｃｈｒｏｍｅｔｅｒ）研究了野生型、ＧＡ－缺陷型和ＡＢＡ－缺陷型番茄发育过程中果实种子的水分关系,发现除ＡＢＡ－缺陷型种子胶囊和果肉水势变化特殊外,３种类型果实水分状况变化基本一致;在整个发育时期内．前期种子胶囊和果肉水分流向种子,中期种子水分流向种子胶囊和果肉,后期种子和果实间的水势达到平衡。鉴于种胚脱水是一种主动过程,种胚水势一直低于整个种子、种子胶囊和果肉。内源赤霉素可明显增加果实和种子的重量,但对增加种胚溶质的作用不大。由于内源脱落酸可以促使果实成熟和衰老,促进果实细胞解体,大大降低种子胶囊和果肉水势,因而抑制成熟种子在果实内萌发。     

海甘蓝种子成熟过程中脂肪酸含量以及脱落酸和山梨醇的效应

海甘蓝种子在成熟过程中,棕榈酸、硬脂酸和亚麻酸的含量不断下降,而二十碳烯酸和芥酸的含量呈上升趋势。选用开花后２５～２７ｄ的海甘蓝幼胚分别在含不同浓度的ＡＢＡ或高渗透剂的培养基中培养１～３ｄ,发现其各种脂肪酸的变化趋势和种子自然成熟过程中脂肪酸的变化相似,说明ＡＢＡ或高渗透剂可能是种子成熟过程中各种脂肪酸合成和相互转化所需的条件。     

从吸收光谱的变化看H2O2对豆血红蛋白的定位损伤

豆血红蛋白（Ｌｂ）是一种含铁的蛋白质,在大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ）的根瘤中含量很。从新鲜根瘤中提取制备的氧合豆血红蛋白（ＬｂＯ２,含二价铁的蛋白质）是Ｌｂ的活性形式。ＬｂＯ２在可见光区５７７ｎｍ和５４０ｎｍ有吸收峰,这两个峰与ＬｂＯ２中血红素（铁卟啉）的结构密切相关;另外,ＬｂＯ２在紫外区２８０ｎｍ处还有一个吸收峰,此峰与珠蛋白（ＬｂＯ２的蛋白质部分）的构象有关．ＬｂＯ２在一定浓度的Ｈ２Ｏ２作用下,可见光的特异吸收变化迅速,而紫外吸收相对稳定,因而推测Ｈ２Ｏ２对ＬｂＯ２的损伤是有着固定的位点,这个位点是在含二价铁的卟啉环上,而不在珠蛋白中．     

四膜虫(Tetrahymena shanghaiensis)大核核仁与去膜大核能诱导非细胞体系核重建

外源DNA或染色质在非洲爪蟾卵提取物中可以诱导细胞核样结构的重建。重建核除不具有核仁样结构外,在其它形态结构上与真核细胞核十分相似。前人的工作表明在重建核中具有核仁前体结构。但可能是由于缺少活性核仁组织者的缘故,这些核仁前体不能相互融合形成新生核仁。那么活性核仁组织者在重建核中是否能发挥其功能呢?为了研究这一问题,我们提取纯化了四膜虫的大核与大核的周边核仁。进一步去除大核的核被膜,并将去除核被膜的大核与大核核仁分别加入非洲爪赡卵非细胞体系中。通过电镜超薄切片观察,我们发现无论是与大核染色质相连的周边核仁还是分离纯化的核仁结构在非洲爪赡卵非细胞体系中都不能保持其原有结构特征,而是发生了典型核重建变化,并且在诱导形成的重建核中也看不到核仁样结构。这些结果说明具有活性的核仁组织者在加入非洲爪蟾卵提取物后既不能继续保持其原有的RNA转录功能也不能诱导新的核仁的出现。