龟鳖类线粒体全基因组的比较研究

在基因组水平上,比较分析了已登录GenBank的19种龟鳖类线粒体全基因组的结构特征．结果表明：1）除平胸龟、扁陆龟外,其余17种龟鳖类线粒体基因组结构、基因排列顺序均与典型的脊椎动物相似,显示龟鳖类线粒体基因组在进化上十分保守：2）19种龟鳖类线粒体全基因组和各部分的碱基组成均表现出高AT、低G含量的偏向,在控制区中表现尤为明显：3）除中华鳖和白腹摄龟外,其余种类的某些蛋白编码基因中都存在一个或多个额外插入的核苷酸：4）除侧颈龟亚目的非洲侧颈龟外,其余18种曲颈龟线粒体DNA的“WANCY”区中都存在轻链复制起始点（OL）,且它们的二级结构、核苷酸组成高度保守,推测该结构可能是曲颈龟亚目的一个共同特征：5）部分龟鳖类线粒体基因组控制区3’端存在大片段（200～450bp）的重复序列,某些龟鳖类中有由（AT）构成的微卫星序列,并且这些拷贝序列在种间表现出一定的差异,其可作为特异的分子标记,对于龟鳖类动物系统学的研究、亲缘关系的鉴定、物种多样性的保护和研究等方面具有重要的参考价值．     

中华攀雀线粒体基因组全序列测定与分析

该研究使用长PCR扩增和引物步移法测定了中华攀雀(Remiz consobrinus)线粒体基因组全序列,在对序列进行拼接和注释的基础上,分析了其结构、序列组成及蛋白编码基因密码子使用情况等,并对22个tRNA和2个rRNA的二级结构以及控制区结构进行了预测及系统发育分析,为雀形目鸟类的系统发育研究提供了新信息。中华攀雀线粒体基因组全长16737bp,GenBank登录号KC463856,碱基A、T、C、G的含量分别为27.8%、21.5%、35.4%及15.3%,37个基因排列顺序与已报道的其他鸟类基本一致,包含13个蛋白编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因及1个非编码的控制区(D-loop),有18对基因间共存在77bp的间隔,7对基因间共存在30bp的重叠。除ND3基因的起始密码子为ATT外,其余均为标准的ATG,11个蛋白编码基因的终止密码子为TAA、TAG、AGA或AGG,2个为不完全终止密码子T(COⅢ、ND4)。除tRNASer-AGNDHU臂缺失外,其余21个tRNA均可形成典型的三叶草结构,在出现的27处碱基错配中有19处为常见的G-U错配。SrRNA和LrRNA二级结构分别包含3个结构域47个茎环结构和6个结构域60个茎环结构,与所发表的其他鸟类rRNA二级结构大体一致。中华攀雀控制区发现了同样存在于其他鸟类控制区的保守框F-box、D-box、C-box、B-box、Bird similarity-box和CSB1-box。该研究支持将攀雀科作为独立的科,同时,支持莺总科与攀雀科的单系性。     

基因印记与lncRNA

基因印记是一种表观遗传调控机制,在二倍体哺乳动物的发育过程中,基因印记可以调控来自亲代的等位基因差异表达。非编码RNA是不编码蛋白质的RNA,它在RNA水平调控基因表达。研究表明大多数印记基因中存在长非编码RNA（长度>200nt的非编码RNA）的转录,长非编码RNA主要通过顺式的转录干扰作用来实现基因印记。同时基因印记及其相关的长非编码RNA异常表达与许多先天疾病相关,迄今已发现数十种人类遗传疾病与基因印记有关,而lncRNA引起的基因印记在疾病的发生和治疗中起着重要作用。     

表观遗传学与人类疾病的研究进展

在过去的几年里,人们对表观遗传疾病的机理有了新的认识,这些疾病与染色质重塑、基因组印记、X染色体失活以及非编码RNA调控这4个表观遗传过程相关。这4个过程通过调节染色质结构,在染色体或基因簇水平上对基因表达进行调控;异常调控导致复杂的突变且表现为出生前后生长发育和神经功能的异常。对这些疾病的探讨为表观遗传机制的研究提供了很好的模型,进而有助于生物医学的研究。文章就表观遗传学和表观遗传疾病机制的研究进展做一综述。     

基于核小体位置预测的酵母进化印迹研究

在利用核小体定位实验数据训练支持向量机(SVM)对任意酵母DNA序列的核小体形成能力进行预测的过程中,发现染色质结构对基因组DNA分子进化过程有着显著影响。我们观察到核小体DNA比连接DNA的平均预测准确率低15%,这种普遍存在的局部预测准确率差异性代表了酵母核小体定位的进化印迹(Evolutionary footprint),它揭示了核小体组织在基因组的整个进化过程中所具有的保守性。     

从分子水平探讨中国东北狍的分类地位

国内外对中国狍的分类地位意见不一。本测定了来自中国东北完达山、小兴安岭、大兴安岭、三江和吉林向海等5个地区的15只野生狍的线粒体DNA Cyt 6基因(415 bp)和来自完达山、三江和吉林向海等3个地区的6只野生狍的线粒体控制区部分序列(764 bp),分析了中国东北狍与西伯利亚狍、欧洲狍的系统进化关系,得出中国东北狍与欧洲狍之间mtDNA Cyt 6和mtDNA控制区序列差异平均值分别为4．12%,和4．89％,达到了鹿类动物的种间差异水平;而与西伯利亚狍的mtDNA Cyt 6和mtDNA控制区序列差异平均值仅为1.61％和2．44％,只达到亚种水平。结合形态学的差异,本认为中国东北的狍与欧洲狍为两个独立的物种,与西伯利亚狍为同种。并提出中国东北狍与欧洲狍的分歧时间约在200万年前,与西伯利亚狍的分歧时间约在80万年前。     

四川地区猕猴线粒体DNA 控制区遗传多样性及其种群遗传结构

猕猴是最理想的医学实验灵长类动物,并且是国家二级保护动物。四川地区的猕猴数量多、分布广,全面了解其遗传背景对于该地区猕猴资源的保护与合理利用具有重要的意义。本研究对来自四川8 个地理种群的231个不同猕猴个体的线粒体DNA 控制区部分序列进行了测定和群体分析,发现了110 个变异位点(22. 49% ),定义了56 种单倍型,其单倍型多样性(h)平均值为0. 686、核苷酸多样性(π)平均值为0. 01483,种群总体遗传多样性较高;进一步分析表明,8 个地理种群间存在着明显的遗传分化(F_st = 0. 70412,P < 0. 05),种群间基因交流较低(N_m < 1);系统发育树显示,四川猕猴8 个地理种群的单倍型基本上成簇分布在系统树上,与地理位置呈现一定的对应关系,说明四川猕猴具有明显的系统地理分布格局。地理隔离和人类活动可能是促使四川猕猴种群分化的主要因素。     

一种从雉类孵化卵壳中提取DNA的方法

从鸟类已孵化的卵壳中提取DNA属于一种非损伤性取样技术,在鸟类分子生态学研究中具有广阔的应用前景。本实验以河南董寨自然保护区白冠长尾雉(Syrmaticus reevesii)和环颈雉(Phasianuscolchicus)已孵化的卵壳为材料,利用红细胞破碎液、蛋白酶K及RNA酶等试剂,对卵壳膜内的总DNA进行了提取,建立了一种提取高质量DNA的新方法。琼脂糖凝胶电泳检测显示,采用新改进的方法提取出的DNA条带清晰。同时,利用聚合酶链式反应(PCR)技术成功地从总DNA中扩增出两种雉类的线粒体DNA控制区(CR)片段,测序后与GenBank中同一物种的CR序列进行比对,结果证实了PCR产物的真实性。文中利用卵壳膜提取出的DNA,对一窝环颈雉的雏鸟进行了性别鉴定,其结果与根据形态特征进行鉴定的结果完全一致,均为3雄4雌,从而证实了从卵壳膜中提取DNA的真实性。该种DNA提取方法在雉类研究中将具有广泛的应用。     

母源效应蛋白在基因组印记维持中的作用

基因组印记是指生殖细胞发生过程中双亲基因组发生差异表观修饰,使带有亲代印记的等位基因出现父源或母源单等位基因表达。在配子发生和早期胚胎发育过程中,基因组印记甲基化经历一个去除、重建和维持的复杂过程。这个过程中的任何环节被干扰都将导致印记紊乱,造成胚胎发生、胎盘形成及出生后发育异常。近来研究表明,早期胚胎发育过程中一些母源效应蛋白在印记基因表观调控中起重要作用。为了更好地理解这些母源因子对印记基因建立及维持的作用与机制,文章综述了DPPA3、ZFP57、TRIM28和DNMT1等母源效应因子近年来的相关研究进展,并探讨了这些因子对基因组印记的表观调控机制。     

中国柽柳沙鼠线粒体DNA 的地理变异及其亚种分化

柽柳沙鼠广泛分布于中亚荒漠地区,在我国分布于蒙新干旱区西部。本研究采用线粒体Cyt b 基因和D-loop控制区两个片段共1 569 bp作为分子标记,对我国蒙新区西部45 个柽柳沙鼠的核苷酸多样性、单倍型多样性及系统发生进行分析,并探讨其亚种分化。45 个柽柳沙鼠线粒体DNA 共定义33 个单倍型,包含142 个核苷酸变异位点(占全序列的9.05% ),其中单态位点34 个,简约信息位点108 个,未发现碱基插入或缺失的现象。基于单倍型的系统发生树和网络关系图显示,柽柳沙鼠的谱系分为两大支:伊犁盆地的种群聚为独立的一支,准噶尔盆地和额济纳地区的种群聚为一支,两大支的分歧时间为0.24 Ma年前,大约在庐山冰期。通过Beast 模拟,柽柳沙鼠在近15 000年有一次快速的种群衰退,表明柽柳沙鼠种群受到了末次盛冰期的影响。基于Cyt b 基和D-loop 序列的证据,我们认为分布于新疆伊犁盆地的柽柳沙鼠为哈萨克亚种(M. t. jaxartensis),分布于我国新疆准噶尔盆地以及甘肃、内蒙地区的为敦煌亚种(M. t. satchouensis)。