“绿色革命”新进展:赤霉素与氮营养双重调控的表观修饰助力水稻高产高效育种

以半矮秆育种为代表的“绿色革命”极大地提高了作物产量,但也带来氮营养利用效率降低的严重问题。“绿色革命”主要基于调控赤霉素的代谢和信号转导而实现。前期的研究发现,赤霉素信号转导关键因子DELLA蛋白通过调控GRF4而负调控氮素的吸收利用,为半矮秆品系氮利用效率低的问题提供了解决方案。最近的一项研究进一步揭示了GA信号途径与氮响应交叉互作的新机制。该研究发现水稻(Oryza sativa)NGR5是氮素调控分蘖数目的一个关键基因,其表达受氮诱导。通过招募PRC2,NGR5对D14和OsSPL14等分蘖抑制基因所在位点进行H3K27me3甲基化修饰,从而抑制其表达。而在半矮秆背景下超表达NGR5可以提高低氮水平下的水稻产量。NGR5同时也被发现为赤霉素受体GID1的一个新靶标,受到其负调控。该研究发现了调控赤霉素信号通路的新机制,并对高产高效的新一代“绿色革命”育种实践具有重要启示。     

非组蛋白巴豆酰化修饰的生物学功能研究进展

赖氨酸巴豆酰化是一种新近发现的蛋白质翻译后修饰类型,在基因表达、细胞代谢及疾病治疗等许多病理生理过程中都具有重要的调节意义,可能是潜在的药物新靶标。目前研究多关注于组蛋白巴豆酰化修饰,而非组蛋白巴豆酰化修饰的研究逐渐被重视。本文简要介绍非组蛋白巴豆酰化修饰的生物学功能及其在疾病中的作用,将有助于了解非组蛋白巴豆酰化修饰的功能和机制。     

DNA甲基化与基因表达的后成调控

ＤＮＡ甲基化与基因表达的后成调控钟自力,沈岩（中国医学科学院基础医学研究所医学分子生物学国家重点实验室,北京１００００５）关键词甲基化,后成调控最近的一些研究进展使我们对真核生物ＤＮＡ甲基化有了进一步的了解。ＤＮＡ甲基化与基因表达的后成调节（ｅｐｉｇ...     

对果蝇S期细胞内组蛋白基因的原位定量分析

利用微型计算机控制的荧光显微镜、荧光强度检测仪和图像记录装置并结合荧光原位杂交法对果蝇细胞核内组蛋白基因的复制时期进行了研究,从而建立了一套细胞内直接定量分析的方法。根据果蝇胚胎原代培养细胞核的ＤＡＰＩＩ杂色强度确定处于Ｓ期的细胞。用杂交信号的荧光强度与细胞核荧光强度的相关关系来反映组蛋白基因的复制时期。结果表明果蝇组蛋白基因的复制是在ＤＮＡ合成早期进行的。这套方法至少可直接在细胞上对每套基因组１     

小麦中期染色体银染蛋白的分析

对小麦中期染色体中银染蛋白的大小、形状和分布频率进行图像分析,看到：染色体顺的银染蛋白以颗粒状的形式存在,其大小不同,分布不均匀,数量差异也较大;从形状来看,大的银粒为点状,小的银粒有的为点状,有的实际为短纤维状,结果表明：染色体骨架在小麦中是真实存在的,骨架蛋白以颗粒和纤维状的形式分布于整个染色体中。     

大肠杆菌甲基转移酶dcm基因的表达对变铅青链霉菌的多效性影响

【目的】大肠杆菌的dcm基因编码的DNA甲基转移酶可以特异性地将5′CCWGG3′(W=A/T)序列中第二个胞嘧啶变成5-甲基胞嘧啶。Dcm甲基转移酶发现已有37年了,但其确切的功能不明,本篇主要研究其对变铅青链霉菌的影响。【方法】通过构建克隆、接合转移、异源表达及HPLC、酶切、Southern杂交等方法研究dcm基因的表达对变铅青链霉菌的多效性影响。【结果】首次发现变铅青链霉菌基因组中不含5-甲基胞嘧啶修饰,将dcm基因导入变铅青链霉菌后,接合子菌落比正常菌落小很多,并有放线紫红素产生。【结论】基因组的表观遗传修饰能激活沉默放线紫红素基因簇的表达这一现象,为基因组挖掘隐藏的活性天然产物提供了一条新途径。     

5-Aza-CdR对胶质瘤细胞生长及LRRC4基因异常甲基化的影响

LRRC4是一个新发现的胶质瘤抑瘤基因,它在多种胶质瘤细胞系和胶质瘤组织表达缺失或下调,前期研究结果表明胶质瘤细胞和组织中LRRC4的编码区未发生突变、缺失或重排．为了获得LRRC4作为胶质瘤抑瘤基因的进一步证据,采用去甲基化制剂5-Aza-CdR处理LRRC4表达缺失的SF126和SF767胶质瘤细胞,MSP和RT-PCR检测表明,LRRC4的启动子在表达缺失的SF126和SF767细胞存在完全的甲基化,而5-Aza-CdR能逆转LRRC4启动子的甲基化状态,恢复LRRC4的表达．MTT法测定显示,5-Aza-CdR使SF126和SF767胶质瘤细胞增殖受到明显抑制,并呈时间和剂量的依赖性．同时流式细胞仪检测显示,5-Aza-CdR使SF126和SF767胶质瘤细胞周期阻滞于G0/G1期．因此,5-Aza-CdR能抑制胶质瘤细胞SF126和SF767增殖并干扰其细胞周期,LRRC4启动子异常甲基化是其在胶质瘤细胞中表达缺失的重要机制,5-Aza-CdR能逆转LRRC4基因的甲基化,恢复LRRC4的表达,为LRRC4作为胶质瘤去甲基化治疗的靶标提供了科学依据．     

蛋白质的甲基化研究进展

蛋白质翻译后修饰是调控蛋白质生物学功能的重要步骤之一。甲基化修饰作为蛋白质翻译后修饰的一种重要形式,参与了真核生物和原核生物的多种细胞进程。本文综述了目前蛋白质甲基化的研究进展,包括真核生物、原核生物,组蛋白和非组蛋白,以及多种氨基酸位点的甲基化修饰。这些发现丰富了人们对蛋白质甲基化修饰的认识,对深入了解蛋白质翻译后修饰的功能具有重要意义。     

DNA甲基化在动植物遗传育种中的研究进展

DNA甲基化是真核生物表观遗传学重要的机制之一,对基因转录水平的表达具有重要的调控作用。近年来,DNA甲基化在动植物遗传育种领域的研究引起了人们广泛的关注。我们从DNA甲基化与基因的表达调控、动植物基因组的甲基化状态、甲基敏感扩增片段多态性方法、DNA甲基化与杂种优势,以及DNA甲基化与分子标记等方面,简要综述了国内外有关DNA甲基化在动植物遗传育种研究中的进展,着重于全基因组DNA甲基化模式在动植物遗传育种中的相关研究和应用。     

DNA甲基化抑制鼻咽癌细胞系膜联蛋白A1基因表达

为了研究不同分化程度和转移潜能鼻咽癌(NPC)细胞系膜联蛋白A1(ANXA1)mRNA和蛋白质表达情况及其与基因甲基化的关系．培养NPC细胞系CNE1、CNE2、5-8F、6-10B和永生化非癌性人鼻咽黏膜上皮细胞NP69细胞用于实验,用甲基化特异性聚合酶链反应(MSP)方法检测ANXA1基因甲基化状态,同时利用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测ANXA1基因的mRNA表达水平．然后用不同浓度的5-杂氮-2′-脱氧胞苷(5-aza-2dC)对NPC细胞进行去甲基化处理,MSP和RT-PCR方法检测处理组和对照组细胞ANXA1基因甲基化状况和mRNA表达水平,并用Western-blotting方法检测ANXA1基因蛋白质表达水平．结果发现,NP69细胞ANXA1基因无甲基化,4株NPC细胞系ANXA1基因都存在不同程度的甲基化,甲基化程度与细胞的分化程度和转移潜能相关．NPC细胞ANXA1基因mRNA表达水平降低,低于NP69细胞,其降低的程度与基因的甲基化程度相关．5-aza-2dC能够剂量依赖性地引起ANXA1基因去甲基化,经去甲基化处理后,NPC细胞系ANXA1基因的mRNA和蛋白质的表达水平相应提高．研究证明,NPC细胞系ANXA1基因的mRNA和蛋白质表达水平出现下调,甲基化是导致表达下调的主要原因,5-aza-2dC去甲基化处理能够恢复ANXA1基因的表达水平．