5-溴脱氧尿嘧啶核苷标记酵母基因组DNA的方法

胸腺嘧啶类似物5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记技术是一种研究DNA复制、修复等生命过程的有效手段。由于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中缺少胸腺嘧啶核苷酸补救途径,胞外BrdU不能有效的渗入到基因组中,使该技术在酿酒酵母中的应用受到极大制约。通过在基因组中引入单纯疱疹病毒胞苷激酶(HSV-TK)和人类平衡核苷转运蛋白(hENT1)基因,工作建立了BrdU标记酵母基因组DNA的方法。在生长对数中期加入0.2mg/ml BrdU,离体检测法检测发现,标记3h的荧光信号较1h、5h时强;胞内检测法结果显示,标记3h时55.3%的基因组DNA中能够渗入BrdU。该工作为酿酒酵母DNA复制、修复等方面提供了直接有效的研究方法。     

化学药物导致的与Friedreich共济失调相关的GAA重复序列不稳定性的研究

Friedreich共济失调是由位于FRDA基因上的GAA重复序列动态突变扩增所引起的,目前其不稳定性机制还不清楚。为了探索化学药物对GAA重复序列的作用,本实验构建了含有(GAA)42的重组质粒,转入大肠杆菌中,分别经过丝裂霉素C和甲基磺酸乙酯连续多次处理后,检测其长度变化发现,两种化学药物在不同程度上都可以促使(GAA)42发生删除,且删除后长度多数处于体内的正常范围。试验结果表明,化学药物可以促进与Friedreich共济失调相关的GAA重复序列发生删除。本工作为研究Friedreich共济失调的致病机理及治疗方案奠定了一定的基础。     

技术与方法体外组装含有组蛋白变体H2A.Z及H3.3的核小体

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,组蛋白变体H2A.Z及H3.3对染色质结构及基因转录过程发挥着重要的调控作用。体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构含有H2A.Z及H3.3的核小体结构是研究与组蛋白变体相关基因表达调控的重要方法之一。实验表达纯化了6种组蛋白,在复性的过程中装配了含有H2A.Z和H3.3的组蛋白八聚体。基于DNA序列10bp周期性及序列模体设计了3条易于形成核小体的DNA序列,通过PCR大量扩增的方法,回收了标记Cy3荧光分子的目的DNA序列。采用盐透析法体外组装了含有H2A.Z和H3.3的核小体结构,利用荧光标记、EB染色及考马斯亮蓝染色检测了含有组蛋白变体的核小体形成效率及形成过程的吉布斯自由能变化。结果发现,设计的3条DNA序列可以有效地组装形成含有组蛋白电梯的核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA比例的增加,核小体的形成效率显著提高;采用Cy3荧光标记可以灵敏且定量地计算组装过程的吉布斯自由能。该方法的建立对研究组蛋白变体相关的结构生物学及转录调控等具有一定的意义。     

水生植物对草型富营养化湖泊气态氮排放及沉积物氮去除的影响

由人类活动导致的淡水湖泊富营养化以及温室气体排放量增加,已成为当前相关领域的热点问题。本文基于实验室模拟,探讨水生植物光合呼吸作用引起的昼夜溶氧(DO)波动对富营养化草型湖泊沉积物氧化亚氮(N_2O)和氮气(N2)产生及活性氮去除的影响。结果表明,水生植物能够显著增强水体和沉积物表层含氧量的昼夜波动幅度,提高系统DO水平。N_2O和N2排放通量随着DO波动而出现明显的昼夜变化趋势。随着水生植物的种植,参与硝化和反硝化过程的微生物酶活性显著增强,沉积物TN和NH4+-N含量则显著降低。沉积物氮迁移途径分析表明,水生植物吸收固定和N2排放是实验系统脱氮的主要途径。本研究为富营养化湖泊生态修复及温室气体控制管理提供科学依据。     

酿酒酵母YPH499 Ⅲ号染色体上ARS形成核小体能力的比较

核小体定位是复制起始调控的重要因素,但是核小体定位是如何调控真核生物的复制起始,目前还不是很清楚。研究酵母Ⅲ号染色体上的不同活性复制起始序列形成核小体能力对探究真核生物DNA复制起始机制有着重要的生物学意义。酿酒酵母Ⅲ号染色体上的10个复制起始序列分为高活性和低活性两组复制起始序列,利用核小体体外组装技术,将回收纯化的高活性和低活性复制起始序列分别与组蛋白八聚体在体外进行梯度盐透析组装形成核小体,并进行Biotin标记检测,然后用Image J软件分析不同复制起始序列组装形成核小体能力的强弱。结果表明,用Image J软件对核小体组装能力强弱进行分析:ARS304ARS303ARS313ARS302ARS306ARS314,ARS305,ARS307,ARS309,ARS315。低活性复制起始序列较高活性复制起始序列更易形成核小体;复制起始位点偏好出现于核小体缺乏区。     

凡纳对虾SWD抗菌肽基因的克隆与性质研究

目的:为了进一步探索抗菌肽分子的作用机制,我们以凡纳对虾具有单个WAP结构域的抗菌肽基因作为研究对象,进行分子生物学方面的分析。方法:通过cDNA全长序列的扩增,以及氨基酸序列的比较分析、系统进化树的分析以及分子结构的初步预测,我们对凡纳对虾SWD分子的结构进行了详细分析。结果:Lv-SWD的cDNA序列全长为434bp,编码92个氨基酸;Lv-SWD存在由24个氨基酸残基形成的信号肽序列,以及由8个保守存在的半胱氨酸残基形成的WAP结构域和一段富含脯氨酸的结构基序。结论:通过这些分子结构的研究,以及与其他SWD分子的比较,作者推测Lv-SWD分子是一种具有抑菌活性的抗菌肽分子,它在凡纳对虾的先天免疫系统中应该发挥着重要的免疫功能。     

GGPPS及其抑制剂在肿瘤中的研究进展

香叶基香叶基焦磷酸合酶(geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPPS)是甲羟戊酸途径中的一种分支酶,参与蛋白质异戊二烯化。GGPPS通过介导多条细胞信号通路,在细胞的生物学功能和疾病的发生机制中发挥关键作用,调节各种疾病的病理进展。GGPPS在肿瘤中表达异常,而表达水平与预后密切相关,故有望成为肿瘤早期诊治的一种新兴的生物指标。本文主要对GGPPS的生物学功能、在肿瘤中的作用及其抑制剂在肿瘤中的应用进行总结,寻求其在未来肿瘤疾病防治中的潜在价值。     

基于机器学习方法对人类基因组DNA双链断裂位点进行识别

DNA双链断裂(double-strand break, DSB)是细胞中一种严重的DNA损伤形式，与包括癌症、重组异常、神经元发育异常在内的多种基因组不稳定性疾病密切相关。由于成本和技术门槛的限制，高通量测序技术绘制的高分辨率DSB图谱十分有限，这阻碍了我们对不同物种基因组中DSB情况的认知。据此，我们建立了以随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和逻辑回归(LR)三种分类器为基础算法的分类预测模型，对人类上皮细胞基因组DSB位点进行预测。除了之前预测研究中常用到的表观特征和DNA形状特征外，我们发现DNA序列特征(k-mer频数、GC含量、GC-偏移和互信息)也能表征DSB位点。同时，在考虑DNA物理性质、化学位移和自相关信息后，预测结果得到有效提高。将上述所有特征合并后进行预测，得到了较好的分类预测结果，其中逻辑回归(LR)的分类预测性能是最佳(AUC=0.97),与以往的预测结果相当(AUC=0.964)。另外，通过特征递增搜索方法，得到由294个特征组成的最优特征集，对应的AUC值达到0.974。