非编码DNA序列的功能及其鉴定

非编码DNA序列是指基因组中不编码蛋白质的DNA序列。这些序列可以结合调节因子、转录为功能性RNA、单独或协同地调节生理活动和病理过程。文章围绕基因表达调控作用, 总结了近几年非编码DNA序列的研究成果, 对其结构、功能和可能的作用机制进行了初步阐述, 介绍了目前鉴定非编码DNA序列中功能元件的计算方法和实验技术, 并对非编码DNA未来的研究进行了展望。     

印度疟疾媒介库态按蚊卵黄蛋白原基因的克隆与生物信息学分析（英文）

卵黄蛋白原（vitellogenin, Vg)是主要的卵黄蛋白前体, 在雌虫血餐之后在脂肪体内大量合成。卵黄蛋白原的调节元件已经被用于驱动蚊子（与寄生虫发生最大相互作用的场所）中抗寄生基因的组织特异性表达。不过, 迄今为止, 对在印度引起60%~70%疟疾发生的库态按蚊Anopheles culicifacies中的内源启动子尚未进行过分析。本研究通过PCR扩增了包括5′端上游调节区在内的库态按蚊A. culicifacies卵黄蛋白原基因, 并命名为AncuVg (GenBank登录号为JN113091)。它含有一个大约6.2 kb的开放阅读框, 编码2 052个氨基酸, 具有一个16个氨基酸残基的推断的信号肽。也含有一个N_Vitellogenin区和一个VWF型D区, 这两个区在其他昆虫卵黄蛋白原中也保守。估计多肽分子量为238.0 kDa, 含有4个共有的(RXXR/S)切割位点, C端附近有一个GL/ICG基序, 其后是9个半胱氨酸残基和1个位于GL/ICCG基序上游第18个氨基酸残基处的DGXR 基序。在推断的氨基酸序列上发现3个聚丝氨酸区, 其中2个位于氨基端, 1个位于羧基端。根据同义密码子相对使用概率值, 通过有效密码子数, 测定了蚊子卵黄蛋白原基因密码子的偏倚性程度。也预测了库态按蚊A. culicifacies Vg的三维结构。分析了AncuVg基因, 以理解Vg基因的转录调节。对Vg基因5′端上游区进行的系统发育分析表明, 它们聚类于蚊子的3大分枝。也用各种生物信息学工具分析分析了Vg的同源性和特征。     

山西省辛安泉泉域三种泉溪大型藻类植物附生藻类的研究

对三种泉溪大型藻类(脆弱刚毛藻, 弧形串珠藻和普生轮藻)藻体上附生藻类的种类、分布及环境因子与寄主本身对其的影响进行了研究。2004 年7 月至2005 年4 月在山西省辛安泉泉域采集三种大型藻类植物(每个季节采集一次)。研究结果表明, 三种大型藻类藻体上的附生藻类种类数不同, 普生轮藻上的附生藻类有49 种, 脆弱刚毛藻上37 种, 弧形串珠藻上6 种, 其中硅藻门种类数最多。这说明寄主本身结构的复杂程度在一定意义上会影响附生藻类的种类数及多样性。就季节变化而言, 三种大型藻类藻体上的附生藻类也表现出了明显的季节性,大致趋势为: 春季>秋季>夏季>冬季, 同时, 灰关联分析结果也表明, 环境因子在一定程度上对附生藻类也有影响, 最关键的影响因子是流速、水深和电导。这说明影响大型藻类植物藻体上附生藻类的影响因素是多方面的, 不仅有寄主本身, 同时流速、水深和电导这三种环境因子也起到了很关键的作用。       

棉花Trihelix转录因子GhGT29基因的克隆及功能分析

Trihelix转录因子在植物抵御各种逆境胁迫中扮演重要作用,克隆棉花Trihelix转录因子基因并分析其表达特性和功能,为最终利用转基因手段改良棉花抗逆性奠定基础。本文依据生物信息学分析,采用RT-PCR方法从陆地棉中克隆了一个Trihelix转录因子基因,命名为GhGT29(GenBank登录号：JQ013097)。该基因最大开放阅读框(ORF)为1092 bp,编码363个氨基酸,预测分子量为40.9 kDa,等电点为5.45。SMART蛋白结构预测发现,该蛋白含有1个Trihelix家族典型的SANT结构域。系统进化树分析表明,GhGT29属于Trihelix转录因子SH4亚家族,与拟南芥AtSH4-like1、AtSH4-like2亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果表明,GhGT29受高盐、干旱、低温胁迫和ABA诱导表达;GhGT29在陆地棉的根、茎、叶、花、开花后当天胚珠以及开花后12 d(12 DPA)纤维中均有表达,其中在花中表达量最高,在茎中表达量最低。利用拟南芥原生质体系统进行分析,结果显示GhGT29主要定位于细胞核中,并且具有转录激活活性。以上结果表明GhGT29基因可能参与棉花逆境信号通路中对抗逆功能基因表达的调控。     

棉铃虫转录因子c-Myc基因在滞育和非滞育蛹脑中的表达分析及多克隆抗体制备

【目的】c-Myc是近年来研究较多的转录因子,也是受Wnt/β-catenin信号通路调节的重要靶标。本研究旨在克隆棉铃虫 Helicoverpa armigera c-Myc基因,从核酸水平初步调查 c-myc 在滞育和非滞育蛹脑中的表达情况,同时制备其蛋白的多克隆抗体。【方法】通过RACE方法克隆棉铃虫 c-myc 基因的cDNA,运用RT-PCR方法比较滞育和非滞育蛹脑中Har-c-myc基因的表达情况。根据获取的序列构建原核表达载体,在大肠杆菌 Escherichia coli 中进行表达,纯化后免疫新西兰兔,制备了多克隆抗体。【结果】克隆了棉铃虫 c-myc 基因,核酸水平的研究表明滞育蛹脑中 c-myc 表达水平明显低于非滞育蛹脑。成功地在大肠杆菌中表达了c-Myc部分肽段并通过镍柱纯化获得了较纯的重组蛋白。制备的c-Myc抗体效价达到了1:125 000。【结论】滞育蛹脑中 Har-c-myc 的表达下调。获得了抗棉铃虫c-Myc的多克隆抗体。本研究的成果为后续进一步深入研究棉铃虫Wnt/β-catenin信号通路在棉铃虫发育中的作用奠定了基础。     

气候假说对内蒙古草原群落物种多样性格局的解释

物种丰富度的地理格局是宏观生态学和生物地理学的中心议题之一。本文基于内蒙古草原192个野外样地的调查数据, 结合各样地年平均气温、年降水量等9个气候因子, 探讨内蒙古草原物种丰富度格局及其主导因素, 以确定气候假说在该区的适用性。结果表明: (1)内蒙古草原物种丰富度经度格局显著, 呈现沿经度升高而增加的趋势, 同时由于经纬度的共线性, 也呈现出沿纬度升高而增加的趋势。(2)方差分解显示, 能量单独解释率为2.7%, 水分单独解释率为11.4%, 水分和能量共同解释率为46.3%, 未解释部分为39.6%, 可见能量与水分的共同作用在物种丰富度格局形成中占主导地位, 支持水热动态假说。这说明水热动态假说适用于解释内蒙古草原物种丰富度 格局。     

过表达核糖核酸酶抑制因子通过调节ILK/PI3K/AKT信号途径抑制小鼠黑色素瘤B16-F10细胞体内外生长

核糖核酸酶抑制因子（ribonuclease inhibitor,RI）是胞浆内的一种酸性蛋白质.已有研究证明,RI与核糖核酸酶A（RNaseA）和血管生成素（angiogenin,ANG）结合可抑制其活性.本室前期实验证实,RI可有效抑制某些肿瘤的生长和转移. 然而,RI抑制肿瘤的分子机制尚不清楚. 本研究探讨RI对小鼠黑色素瘤B16-F10细胞生长和凋亡的影响及其机制. MTT法结合流式细胞术分析结果证明,RI基因稳定转染导致B16+F10黑色素瘤细胞S期阻滞,抑制B16-F10黑色素瘤细胞增殖. Annexin V/PI结合流式细胞术结果显示,RI过表达引起细胞凋亡.与此相一致,蛋白质印迹分析显示,过表达RI引起抗凋亡分子Bcl-2表达下调,而Bax上调,同时伴有Pro-casepase 3激活. C57BL/ 6小鼠移植成瘤实验显示,与对照相比,转染RI的B16-F10细胞形成的肿瘤重量显著减少,同时伴有肿瘤组织微血管密度降低.提示RI过表达能抑制微血管生成. 此外,体内外组织/细胞免疫化学和蛋白质印迹结果揭示,过表达RI可显著抑制整合素连接激酶(integrin-linked kinase,ILK)下游靶分子Akt和GSK-3β的磷酸化,并降低β-联蛋白的表达.研究结果证明,过表达RI可通过抑制ILK/ PI3K/AKT信号通路,促进细胞凋亡,引起S期阻滞,并抑制血管生成,从而显著抑制小鼠黑色素瘤B16-F10细胞在体内、外的生长.上述结果提示,RI可能是治疗黑色素瘤的有效分子靶点.     

低分化胃腺癌组织AUF1与p16表达的负相关

RNA结合蛋白AUF1（AU-富含元件结合/降解因子）通过结合并促进抑癌基因p16 mRNA降解来抑制p16表达.然而,AUF1-p16调控过程在肿瘤发生发展过程中的意义有待探讨.本研究用Western印迹与RT-PCR技术分别检测临床50例患者低分化胃腺癌组织和癌旁组织细胞中AUF1和p16蛋白、p16 mRNA的表达情况,并分析其关联性;用RNA Pull-down技术检测其AUF1与p16 mRNA的结合情况.结果显示,低分化胃腺癌组织AUF1蛋白表达水平明显增高,且与p16蛋白和p16 mRNA相对表达水平呈负相关;RNA pull-down分析结果显示,癌组织AUF1与p16-3′UTR的结合活性明显强于癌旁组织. 提示AUF1-p16调控过程可能是低分化胃腺癌组织p16水平降低的重要机制.     

一种新的人CNA1基因转录本的克隆和功能鉴定

钙调神经磷酸酶（calcineurin,CN）是唯一依赖于Ca2+和钙调蛋白（calmodulin,CaM）的丝氨酸/苏氨酸型蛋白磷酸酶,由1个催化亚基CNA和1个调节亚基CNB组成. CNA 有3种亚型,最常见的是由CNA1基因编码的α亚型（CNAα）. 在克隆CNA1基因cDNA的过程中,发现了1种新的人CNA1转录本-CNAα4. 与CNA1基因的其它转录本相比,CNAα4缺失第2外显子,其编码蛋白质由454个氨基酸组成,具有比其它3种CNAα亚型更短的磷酸酶催化结构域. CNAα4具有与CNAα1相似的CaM亲和力,但是其激活活化T细胞核因子（nuclear factor of activated T cells,NFAT）的活性明显强于CNAα1,提示CNAα4所缺失的氨基酸序列（Ala20 Thr86）并非CNA催化结构域所必需,相反,Ala²⁰-Thr⁸⁶缺失可能有助于其酶活性中心与NFAT的结合并发挥作用.     

大壁虎色斑特征和疣粒的地理变异

动物形态特征的地理变异是动物对不同环境条件下长期适应的结果。大壁虎是我国名贵动物药材, 被列为国家Ⅱ级重点保护动物, 具有分布范围广、分布地区不连续以及分布区内环境条件变化剧烈等特点。通过对广西、云南和越南的大壁虎进行深入调查, 采集大量样品分析后发现, 大壁虎随着分布区环境条件的不同, 其色斑特征和疣粒存在明显的差异: 分布在石山环境, 其体表光泽度较好, 斑点较小, 颜色较素净, 疣粒均为钝圆凸起; 而分布在土山(或橡胶林)环境,其体表光泽度较差或无光泽, 斑点较大, 颜色鲜艳醒目, 疣粒为锥状凸起或者钝圆凸起和锥状凸起两种。钝圆凸起的疣粒为白色, 而锥状凸起为桔黄色。这些结果表明可能是当地环境因子选择作用对大壁虎的色斑和疣粒变化产生了重要影响。