miR396基因家族的进化及功能分析

MicroRNA(miRNA)是由约22个核苷酸组成的内源性非编码小分子RNA,广泛存在于真核细胞中,通过与靶基因的互补配对在转录后水平对基因表达进行调控,导致mRNA的降解或翻译抑制。本文通过对目前miRBase中收录的miR396家族进行生物信息学分析发现,该家族在植物界中高度保守,它们可能起源于较为古老的物种,经历长期复杂的进化过程而保留了下来;靶基因预测结果显示生长调控因子GRF为其主要靶标;启动子分析表明, miR396编码基因的上游存在光、温度、激素、厌氧、干旱及病害等胁迫响应相关的顺式作用元件,它们可与转录因子结合,参与多种胁迫应答反应。本文可为全面深入研究miRNA的作用机制奠定基础。     

CO2浓度倍增与干旱胁迫对油松（Pinus tabulaeformis）相对分枝级水力结构的影响

在密闭式生长箱内经过13个月高CO2浓度培养的5年生油松(Pinus tabulaeformis)为实验对象,采用改良冲洗法研究了CO2浓度倍增(720μmolmol-1)与干旱胁迫交互作用对油松相对分枝级水力结构参数的影响.通过测定油松不同分枝级的水力结构参数分别在720μmolmol-1 CO2和380μmolmol-1 CO2(大气现有CO2浓度)浓度下随着干旱胁迫的变化,得出不同分枝级的导水率(Kh)、比导率(Ks)和胡伯尔值(Hv)在2个CO2浓度下均随着干旱胁迫的增加而逐渐下降,叶比导率(Lsc)在720μmolmol-1CO2浓度下随着干旱胁迫的增加非线性变化(0级>2级>1级)不同于380μmolmol-1 CO2(0级>1级>2级).同期干旱胁迫条件下,720μmolmol-1CO2浓度下的Kh、Ks、Lsc 和Hv均大于380μmolmol-1 CO2且差异显著.根据整株苗木的水势将苗木的水分状况分为4个梯度,在正常水分(-0.45～-0.65MPa)、轻度干旱(-1.15～-0.75MPa)和中度干旱(-1.95～-1.35MPa)胁迫时,3个分枝级均在720μmolmol-1CO2条件下的Kh和Ks较380μmolmol-1 CO2增加,说明交互作用能提高导水能力,同时加快水分运输效率.在重度干旱(＜-2.80MPa)胁迫时Kh比380μmolmol-1 CO2增加,而Ks比380μmolmol-1 CO2减小,即交互作用提高了水分运输的安全性,却减少了有效性.     

细胞休眠在肿瘤耐药和复发中的作用

目前对于肿瘤的药物治疗已经取得了一定的进展,然而,治疗后残存肿瘤细胞的复发仍然是导致肿瘤治疗失败的主要原因．肿瘤细胞休眠在肿瘤复发及耐药中发挥着重要的作用．近年来,研究发现上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的肿瘤细胞,肿瘤干细胞(cancer stem cells,CSCs)以及循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)都显示出细胞周期阻滞的状态．因此,对于休眠阶段肿瘤细胞的研究将可能促进肿瘤的治疗及预防肿瘤的复发．本文总结了药物治疗诱导肿瘤细胞发生休眠的具体过程,同时认为休眠是肿瘤细胞面对药物治疗所采取的主动防御措施,而非被动逃避过程．探究药物诱导性肿瘤细胞的休眠机制对于靶向休眠肿瘤细胞治疗及提高临床治疗效果都具有非常重要的意义．     

以结核分枝杆菌丙氨酸消旋酶为靶点的抗结核药物筛选及其与D-环丝氨酸的共结晶

【目的】阐释结核分枝杆菌丙氨酸消旋酶原有抑制剂D-环丝氨酸的作用机制,建立丙氨酸消旋酶抑制剂的高通量筛选模型,并用此模型筛选到新的抑制剂分子。【方法】将结核分枝杆菌中丙氨酸消旋酶基因克隆到pET-28a表达载体中,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中得到可溶性的大量表达。表达后的蛋白质通过镍离子亲和层析和阴离子交换层析得到纯化,一方面将纯化后的蛋白和D-环丝氨酸共结晶以解析其抑制剂作用的分子机制。另一方面建立并优化丙氨酸消旋酶抑制剂的高通量筛选体系,用D-环丝氨酸验证体系的可行性并用该体系筛选本实验室药物库中的384种小分子片段、792种化合物及2 200种中药样品。【结果】得到的共晶晶体衍射能力2.50?,晶体空间群为P41212,晶胞参数a=b=163.92?,c=57.44?。结构分析表明,D-环丝氨酸进入活性位点之后与磷酸吡哆醛相互作用形成磷酸吡哆胺,使得磷酸吡哆醛的C4?原子与K42之间的相互作用被破坏,从而改变了结核分枝杆菌丙氨酸消旋酶的活性中心氢键网络。同时经D-环丝氨酸验证建立的抑制剂筛选体系可行,获得阳性化合物分子2个。【结论】依据我们所建立的高通量筛选体系可以有效地为结核分枝杆菌丙氨酸消旋酶筛选到可信的抑制剂分子。     

二斑叶螨抗螺螨酯品系GST基因的克隆与表达分析

【目的】揭示二斑叶螨Tetranychus urticae对螺螨酯的分子抗性机理。【方法】利用RT-PCR克隆了二斑叶螨的谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione S-transferase, GST)基因 cDNA 全长序列, 采用生物信息学软件分析了克隆基因的编码蛋白特性; 利用实时荧光定量PCR 方法分析GST基因在二斑叶螨的螺螨酯抗性与敏感品系中的表达差异。【结果】克隆获得的谷胱甘肽-S-转移酶2个基因分别被命名为TuGSTd1和TuGSTd2 (GenBank登录号分别为： KC445659和KC445660)。序列分析发现, TuGSTd1的开放阅读框长度为648 bp, 编码215个氨基酸, 分子量约为24.47 kDa, 理论等电点为5.49; TuGSTd2的开放阅读框为648 bp, 编码215个氨基酸, 分子量约为24.57 kDa, 理论等电点为6.33。系统发育分析表明这两个基因与桔全爪螨Panonychus citri Delta家族的GST基因的氨基酸序列一致性为93%。实时荧光定量PCR 结果表明, TuGSTd1和TuGSTd2在二斑叶螨抗螺螨酯品系中的相对表达量分别为敏感品系的5.60和3.75 倍。【结论】 GST基因在二斑叶螨抗螺螨酯品系中的相对表达量均显著高于敏感品系, 据此推测GST基因的过量表达可能与其对螺螨酯的抗性形成有关。     

Toxoplasma gondii Protein Disulfide Isomerase (TgPDI) Is a Novel Vaccine Candidate against Toxoplasmosis

Toxoplasma gondii is a ubiquitous protozoan parasite that can infect all warm-blooded animals, including both mammals and birds. Protein disulfide isomerase (PDI) localises to the surface of T. gondii tachyzoites and modulates the interactions between parasite and host cells. In this study, the protective efficacy of recombinant T. gondii PDI (rTgPDI) as a vaccine candidate against T. gondii infection in BALB/c mice was evaluated. rTgPDI was expressed and purified from Escherichia coli. Five groups of animals (10 animals/group) were immunised with 10, 20, 30, 40 μg of rTgPDI per mouse or with PBS as a control group. All immunisations were performed via the nasal route at 1, 14 and 21 days. Two weeks after the last immunisation, the immune responses were evaluated by lymphoproliferative assays and by cytokine and antibody measurements. The immunised mice were challenged with tachyzoites of the virulent T. gondii RH strain on the 14th day after the last immunisation. Following the challenge, the tachyzoite loads in tissues were assessed, and animal survival time was recorded. Our results showed that the group immunised with 30 μg rTgPDI showed significantly higher levels of specific antibodies against the recombinant protein, a strong lymphoproliferative response and significantly higher levels of IgG2a, IFN-gamma (IFN-γ), IL-2 and IL-4 production compared with other doses and control groups. While no changes in IL-10 levels were detected. After being challenged with T. gondii tachyzoites, the numbers of tachyzoites in brain and liver tissues from the rTgPDI group were significantly reduced compared with those of the control group, and the survival time of the mice in the rTgPDI group was longer than that of mice in the control group. Our results showed that immunisation with rTgPDI elicited a protective immune reaction and suggested that rTgPDI might represent a promising vaccine candidate for combating toxoplasmosis.     

应用基因表达数量性状基因座定位（eQTL）研究PINK1表达调控

Pink 1基因编码定位于线粒体上的丝/苏氨酸激酶（即PARK6）,为常染色体隐性遗传性帕金森病（Parkinsons disease, PD）连锁的基因．该基因在遗传性和散发性PD的发病中起重要作用,但其发病机理尚未明确．本研究以近交系C57BL/6J (B6) 和DBA/2J (D2)小鼠制作MPTP诱导的PD鼠为模型,借助基因表达数量性状基因座(eQTL),结合分子生物学方法,分析Pink1的表达调控．结果显示,Pink 1基因在PD模型组中表达显著升高．区间连锁分析检测显示,引起Pink 1基因表达水平差异的染色体区域,定位于4号染色体上,距Pink 1基因自身5 Mb范围之类,属于顺式调节eQTL．Pearson相关分析表明,在BXD 基因重组近交系（recombinant inbred,RI）小鼠脑中,Camk2n等30个基因的表达与Pink 1基因高度相关,相互间可能存在一定的协同作用．Pink 1基因在行使特定生物学功能时,很可能协同这些基因一起发挥相应的作用,这部分基因是深入研究Pink 1基因在PD发病中分子机制的重要靶点．     

胞外ATP对壳聚糖诱导的ROS和PAL活性变化的影响

以烟草BY-2悬浮细胞为材料,探讨了胞外ATP对壳聚糖引起的活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)活性变化的影响。结果表明,5~20μg·mL^-1壳聚糖处理导致了烟草悬浮细胞细胞内ROS水平逐渐增加;壳聚糖也导致了PAL活性的增加,其活性在15μg·mL^-1壳聚糖处理下达到峰值,此后有所降低。10~40μmol·L^-1外源ATP处理未引起烟草悬浮细胞内ROS水平和PAL活性的显著变化。细胞外ATP水平则随壳聚糖浓度的增加而逐渐下降。本文进一步分析了细胞外ATP对壳聚糖引起的ROS水平和PAL活性变化的影响。结果显示,外源施加20μmol·L^-1ATP可以有效降低壳聚糖诱导的烟草悬浮细胞ROS水平上升,同时外源ATP也明显减缓了壳聚糖所诱导的PAL活性的上升。上述结果表明,细胞外ATP水平能够影响壳聚糖引起的ROS水平和PAL活性的变化。     

In situ alkylation of 4,4′-bipyridine in hydrothermal synthesis of one-dimensional copper(I) bromide compounds

Hydrothermal reaction of CuBr₂, 4,4′-bipyridine and ethanol/methanol generated two copper (I) bromide complexes with in situ alkylated 4,4′-bipyridium, namely [C₁₄H₁₈N₂][Cu₅Br₇] (1) and [C₁₂H₁₄N₂][Cu₄Br₆] (2). The structure of 1 consists of chains and N,N′-diethyl-4,4′-bipyridinium. The underlying structural motif in of 1 is the Cu₅Br capped square pyramid, which is different from the Cu₅Br₂ pentagonal bipyramidal structural motif in various documented anions. The in 1 contains untypical μ₅-bromide, with which five copper atoms forms a capped square pyramid rather than a pentagonal pyramid as predicted by Subramanian and Hoffmann. Compound 2 is isostructural with [C₁₂H₁₄N₂][Cu₄Cl₆] reported by Willett, and consists of chains and N,N′-dimethyl-4,4′-bipyridinium. The chain is composed of alternating Cu₆Br₆ and Cu₂Br₆ units.