Identification and categorization of horizontally transferred genes in prokaryotic genomes

Horizontal gene transfer （HGT）, a process through which genomes acquire genetic materials from distantly related organisms, is believed to be one of the major forces in prokaryotic genome evolution.However, systematic investigation is still scarce to clarify two basic issues about HGT： （1） what types of genes are transferred; and （2） what influence HGT events over the organization and evolution of biological pathways. Genome-scale investigations of these two issues will advance the systematical understanding of HGT in the context of prokaryotic genome evolution. Having investigated 82 genomes, we constructed an HGT database across broad evolutionary timescales. We identified four function categories containing a high proportion of horizontally transferred genes： cell envelope, energy metabolism, regulatory functions, and transport/binding proteins. Such biased function distribution indicates that HGT is not completely random;instead, it is under high selective pressure, required by function restraints in organisms. Furthermore, we mapped the transferred genes onto the connectivity structure map of organism-specific pathways listed in Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG）. Our results suggest that recruitment of transferred genes into pathways is also selectively constrained because of the tuned interaction between original pathway members. Pathway organization structures still conserve well through evolution even with the recruitment of horizontally transferred genes. Interestingly, in pathways whose organization were significantly affected by HGT events, the operon-like arrangement of transferred genes was found to be prevalent. Such results suggest that operon plays an essential and directional role in the integration of alien genes into pathways.     

进入分子水平的古生物研究——评述《分子古生物学原理与方法》

DNA双螺旋结构模型的建立是2 0世纪自然科学三大成就之一,其重大意义及影响可见诸多种媒体。《分子古生物学原理与方法》(杨群主编,科学出版社,2 0 0 3)的第1章首先简要地回顾DNA双螺旋结构模型的建立及其后分子生物学的重大进展,接着介绍了分子生物学、分子进化和分子系统学的基本概念,最后对古DNA这个狭义分子化石做出明确界定(因为古DNA是分子古生物学研究的一个热点、难点)。而在该章附录中包含了从古DNA标本的采集到分子古生物实验室设置的颇为详细的介绍。第3章进一步描述了古DNA的研究方法和应用。由于DNA序列不稳定,容易降…     

董铺水库水质及营养水平生物学评价

2003年7月到2004年6月对董铺水库的浮游生物进行了调查,对其种类组成、生物量、种群数量、污染指标种等相关指数进行了初步分析,得出结果是综合指数为1.46,种群数量为2.256×105个/升(浮游植物),多样性指数的值在3.01~3.22之间。这些指数表明:目前董铺水库的水质仍属清洁水体,从营养水平来看处于贫营养与中营养之间,并向中营养水平演化,水质存在着向轻度污染转化的趋势。     

体内跟踪单个冲经细胞及其突触分布

近日,科学家开发了一项能够在成体水平小鼠脑区的复杂神经网络系统中特异性标记单个神经元细胞及其神经突触分布形式的技术。该项技术利用转基因方法在小鼠不同脑区的神经元细胞可控地表达不同的荧光蛋白和突触囊泡蛋白,应用不同分子标记对神经元细胞及其突触进行特异性标记,能够在单个神经元细胞水平上提供详尽的三维神经突触分布信息,     

蜜蜂春季增长阶段饲料适宜蛋白质水平的研究

早春将群势、蜂王年龄和质量基本一致的30群意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica Spinola,随机分为5个处理组和1个对照组。处理组分别饲喂蛋白质水平为20%、25%、30%、35%和40%的5种代用花粉饲料,对照组饲喂油菜花粉,观测饲料蛋白质水平对蜂群群势、取食量、初生重以及蜂体组织蛋白含量的影响。结果表明对照组中蜜蜂对油菜花粉的取食量最高,但仅显著高于蛋白质水平为40%的饲料(P<0.05);蛋白质水平为25%、30%、35%的处理组群势增长差异不显著(P>0.05),但均显著高于对照组(P<0.05);随着饲料蛋白质水平升高,工蜂初生重逐渐升高,在35%到达最高值,随后又下降;饲喂蛋白质水平为20%、25%、30%饲料的蜂体组织蛋白含量与对照组差异不显著(P>0.05),饲喂蛋白质水平为35%、40%饲料的蜜蜂体组织蛋白含量显著高于对照组(P<0.05)。     

内源ABA信号水平动态调控的分子机制

从逆境信号感知、ABA合成的触发到ABA水平的动态调控,是细胞内重要的逆境信号传导途径,相对于应答ABA的下游信号事件,该领域研究滞后。研究显示,根系中ZEP、限速酶NCED、AtRGS1等合成酶基因及ABA2基因响应胁迫反应上调ABA信号水平。而7′-,8′-,9′-hydroxylase和糖基转移酶基因受逆境诱导激活,负调节ABA的积累。同时,提高的内源ABA信号水平能激活合成酶基因和代谢酶基因的表达。此外,基因表达和源库动力学分析显示,叶片ABA动态库的维持依赖根源ABA的持续供应。值得一提的是,miRNA与ABA信号起源及动态水平维持有关。进一步的代谢动力学分析揭示,ABA信号水平受合成酶基因和代谢酶基因表达的协同控制,多因素共同参与内源ABA信号水平的动态调控。     

血红蛋白水平对慢性阻塞性肺疾病患者院内死亡的临床预测价值

目的:在明确贫血对慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者产生不良预后的前提下,进一步探讨贫血时的血红蛋白水平对COPD患者器官和功能的影响,以利于对COPD合并贫血的患者进行干预提供临床数据。方法:我们回顾性的研究了北京地区三个三级甲等医院4960例住院COPD患者血红蛋白水平对COPD患者的存活的预测价值。结果:①在4960例COPD患者中,血红蛋白<110 g/L的COPD患者为1009例,1009/4960,占20.34%;②肺栓塞、充血性心力衰竭和慢性肾功能衰竭的患病比例在Hb水平<110 g/L和≥110 g/L的COPD患者组有显著差异(P<0.05),其它临床基线特征无显著性差异(P>0.05);③年龄、吸烟、呼吸衰竭、缺血性心脏病、肺原性心脏病、充血性心力衰竭、房颤、肺栓塞、急性肾功能不全、慢性肾功能不全、PaCO2、PaO2和Hb水平在存活与死亡两组之间均有显著性差异(P<0.01);④逐步筛选变量法多因素非条件Logistic回归结果显示,除肺栓塞、PaCO2和房颤与死亡的相关性无统计学差异外(P>0.05),年龄、吸烟史、Hb水平、PaO2、呼吸衰竭、慢性肾功能衰竭、急性肾功能衰竭、肺源性心脏病、充血性心力衰竭和缺血性心脏病均与死亡密切相关(均P<0.05);⑤血红蛋白水平与死亡密切相关(P<0.01)。结论:低血红蛋白水平(<110 g/L)与死亡密切相关,可以作为预测院内死亡的危险因子之一。     

饮酒小鼠动物模型建立及其对雌性激素的影响

目的建立模拟人类饮酒的小鼠动物模型,并以此动物模型进一步研究酒精对小鼠雌激素水平及乳腺癌的影响。方法 SPF级C57BL/6雌性小鼠,随机分对照组和酒精组两组,酒精组20:00到次日8:00给予含有一定浓度酒精的饮用水,其他时间给予常规饮用水,对照组全天给予常规饮用水。观察两组小鼠的饮水量及体重变化;用ANALOX AM1酒精分析仪检测小鼠凌晨2∶00和8∶00血液的酒精浓度(BEC);酶联免疫法(ELASA)检测两组小鼠血清中雌激素水平的差异。结果饮酒组小鼠血液BEC明显增高,类似人类饮酒水平,饮酒组小鼠的饮水量及体重无明显变化;饮酒组小鼠体内雌激素的水平明显高于对照组。结论成功的建立模拟人类饮酒的动物模型,并通过此动物模型初步证实酒精刺激可以增加小鼠体内血清雌激素的水平。     

糖尿病不同发展阶段胰岛功能的变化趋势*

目的:研究糖尿病不同发展阶段胰岛素敏感性及胰岛素分泌功能的改变,指导2型糖尿病的早期诊断。方法:57例行OGTT体检者,分为NGT、IGT、IFG+IGT、新诊断T2DM四组,并行IVGTT,采用HOMA-IR评估胰岛素敏感性,采用葡萄糖处置指数[DI1=HOMA-β/HOMA-IR,DI2=ΔI30/ΔG30/HOMA-IR,DI3=MBCI×IAI,DI4=AIR0-10/HOMA-IR]及AUCINS/HOMA-IR评估胰岛素分泌功能。结果:IGT、IFG+IGT、新诊断T2DM组HOMA-IR无统计学差异(P>0.05),均显著高于NGT组(P<0.05)。IGT、IFG+IGT、新诊断T2DM组DI1逐步降低(P<0.05);NGT、IGT组DI1无统计学差异(P>0.05)。NGT、IGT、IFG+IGT、新诊断T2DM组DI2、DI3、DI4逐步降低(P<0.05)。IFG+IGT、新诊断T2DM组OGTTAUCINS/HOMA-IR逐步降低(P<0.05),且显著低于NGT组(P<0.05);NGT、IGT组OGTTAUCINS/HOMA-IR无统计学差异(P>0.05)。结论:(1)IGT阶段胰岛素抵抗及胰岛素1相、早期相分泌功能的下降同时存在。IFG+IGT阶段胰岛素1相、早期相分泌进一步下降,并出现基础相、2相分泌的减少,胰岛素抵抗加重不明显。新诊断T2DM阶段胰岛素各相分泌进一步减少,胰岛素抵抗加重不明显。(2)在T2DM发生过程中,胰岛素分泌功能下降较胰岛素敏感性下降更为明显。(3)胰岛素抵抗及胰岛素1相、早期相分泌功能的下降是T2DM的预测因子。(4)IFG+IGT阶段应积极干预。     

《现代生物医学进展》投稿指南

办刊宗旨:生物医学是本世纪生命科学的研究热点和前沿,可以说生物医学的发展代表着一个时期生命科学发展的主流和方向,起着带动性和变革性的重大作用,并对人类社会发展和科学本身产生革命性影响。当前,生物医学的发展异常迅猛,不断出现新的研究领域,而且有的正处于取得重大突破的边缘。本刊将一如既往的秉承着做好学术传媒的职责;为广大科研人员提供一个快捷、高效的学术交流平台;希望为提高国内生物医学的研究水平添砖加瓦。本刊变更刊名的目的和任务就是顺应当前生物学、生物工程学和生物医学等生命科学发展形势的需要,及时报道国内外生