植物逆境响应的表观遗传调控研究进展

由发育和胁迫条件所导致的基因表达的变化通常依赖于DNA的甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质结构以及小RNA等表观修饰。大量研究表明,这种表观修饰在胁迫条件下植物基因的表达中起非常重要的作用。大部分这种由胁迫诱导产生的修饰变化在胁迫条件被解除后能重新回到原来的水平,也有一些修饰的变化十分稳定,这些修饰变化作为胁迫记忆可以通过有丝分裂和减数分裂被遗传。表观遗传的应激记忆可能帮助植物更有效地应对以后的胁迫。     

表观遗传调控滇重楼内生真菌活性物质的合成

提出化学表观筛选——分子遗传平台策略,利用表观遗传理论调控滇重楼内生真菌抗菌活性物质的合成。化学表观遗传筛选是对真菌进行高通量化学表观抑制剂的筛选,旨在经济快捷地获得抗菌活性物质合成受到表观调控的菌株;建立分子遗传平台是根据同源基因克隆真菌的相关表观遗传酶类基因,靶向改变表观遗传酶类的表达,旨在获得遗传稳定性高的改良菌株。     

肿瘤发生的表观遗传机制和表观治疗方法

表观遗传包括通过DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和RNA干扰等,通过这些机制干扰了正常基因的功能。越来越多的研究表明,DNA甲基化和组蛋白修饰异常,在多种肿瘤的发生中起重要作用。本文对表观遗传的分子机制,和同肿瘤发生的关系,以及肿瘤的表观治疗策略作了详细的综述。     

人横纹肌肉瘤细胞中RGS4基因表达受表观遗传调控的研究

RGS蛋白是G蛋白信号途径的关键调节分子之一,RGS蛋白的异常表达与多种恶性肿瘤的发展相关,其中RGS4蛋白的作用鲜有报道。横纹肌肉瘤是儿童最常见的起源于原始间叶组织的恶性肿瘤,临床病例中比较常见。以培养不同代数的横纹肌肉瘤RD细胞系为材料,分别利用RT-PCR技术及Western blot技术分析了5-Aza和TSA处理下的RGS4基因mRNA水平及蛋白质水平的表达量。同时利用ChIP试验明确了RGS4基因启动子区域结合的调控蛋白。试验结果显示RGS4基因的表达存在着表观遗传调控机理,受到甲基化和乙酰化的调控,MeCP2和HDAC2分别参与RGS4基因的DNA甲基化和组蛋白乙酰化调控,研究结果表明RGS4基因的表达与横纹肌肉瘤的产生相关,本试验为进一步研究横纹肌肉瘤的产生机理奠定了基础。     

花药绒毡层发育的转录调控机制研究进展

绒毡层是花药药室最内部的一层体细胞结构,在花粉的形成、发育和成熟方面发挥重要的作用.研究表明绒毡层的发育是一个短暂而复杂的过程,受到很多基因的精密调控.本文总结了调控绒毡层发育的关键转录因子及其主要调控网络,并对关键转录因子在绒毡层发育过程中发挥的调控作用进行了综述.     

原核DNA甲基化的表观调控作用的研究进展

自从2009年第三代DNA测序技术平台商业化以来,测序、绘制原核DNA甲基化组飞速发展,10余年来已完成甲基化组测序的细菌超过4 000种,极大推动了原核表观遗传学的研究.越来越多的研究表明,DNA甲基化修饰不仅仅局限于宿主的防御功能,而且广泛参与各种细胞过程及基因的表达调控,在染色体的复制起始、细胞周期、致病性、抗生素抗性等方面起到了重要的作用.在简要回顾原核DNA甲基转移酶及其甲基化修饰的相关研究的基础上,着重对近期原核甲基化修饰的调控作用的研究进展进行综述,以期推动原核甲基化修饰表观遗传的研究.     

紫心甘薯转录因子bHLH的基因克隆及功能研究

通过对紫心甘薯中bHLH类转录因子的基因进行分子克隆,对其结构、表达模式及功能进行研究,明确了其结构特征和生物学功能.通过采用RACE克隆方法,获得了编码bHLH基因且长度分别为2 516 bp和2 304 bp的cDNA全序列.基于DNA序列的分子进化树分析结果表明:两者分别属于植物bHLH1和b HLH2基因家族的成员,分别将其命名为IbbHLH1(Gen Bank登录号:KC708871)和IbbHLH2 (Gen Bank登录号:JF508437); IbbHLH1和IbbHLH2蛋白均定位于细胞核;在3个甘薯品种(系)的块根中,IbbHLH2基因与花色素苷合成途径中的酶基因(CHS、CHI、F3H、DFR、ANS和3GT)的表达量变化趋势相一致,初步推测转录因子IbbHLH2可能参与了紫心甘薯花色素苷合成途径一系列酶基因的表达与调控.     

哺乳动物细胞线粒体基因组的转录及调控机制研究进展

目的:系统的归纳和总结近年来哺乳动物线粒体基因组转录及调控机制研究的进展,以期为哺乳动物和人类线粒体疾病及相关医学领域的研究提供参考依据。方法:从哺乳动物线粒体DNA(mtDNA)的结构和转录过程,转录基本元件和转录机制等方面,检索和整理近年来关于哺乳动物细胞线粒体基因组的转录及调控机制的文献并进行总结。结果:线粒体是哺乳动物细胞中普遍存在的具有独立基因组的半自主性细胞器,其主要功能是通过氧化磷酸化为细胞提供ATP,同时对于物质代谢、细胞周期调控、细胞分化和凋亡、细胞信号传递等生理过程发挥着重要作用。近年来对线粒体基因组的转录及其调控机制的研究已取得了一些突破和成果。结论:哺乳动物线粒体基因组的转录与调控机制的研究不仅有助于深入阐明和理解线粒体基因组的表达调控机制,而且也助于揭示临床线粒体病的发病机制。     

自身免疫疾病的表观遗传学

通过对几种多细胞动物的基因组研究,人们发现个体所有细胞里的DNA序列顺序实际上没有区别。这一结果意味着基因信息本身不能完全调控细胞分化或器官发育时不同细胞的基因表达差异。类似的研究也揭示了调控基因转录的一种复杂而重要的机制,它通过染色体进行表观遗传修饰影响其构型,从而达到调控转录的作用。免疫系统的表观遗传调控是一个新兴的学科,     

基因表达的钙离子调控机制研究

基于基因调节系统的动力学模型,利用数值模拟方法研究了Ca2+振荡对基因表达活性的影响.结果表明:细胞内Ca2+振荡能降低活化转录因子的有效钙阈值;转录因子的活性随Ca2+浓度平均水平增高而增大,但随着细胞内Ca2+振荡周期的增大而减小.     

研究查明植物耐高温逆向调控机制

植物在高温胁迫下会产生应激防御反应,启动体内大量热激转录因子（HSF）和热激蛋白（HSP）基因的转录,从而维护细胞和叶绿体的稳定性,但对于启动这些热激响应基因表达的信号来源并不清楚。最近,中科院上海生命科学研究院植物生理生态所的科研人员开展了植物高温胁迫响应蛋白的鉴定工作。     

G9a对TMS1基因表观调控作用的研究

为探究组蛋白H3K9me2催化酶G9a对甲基化诱导静止基因1(Target of Methylation induced gene Silencing 1, TMS1)的表观调控作用, 通过染色质免疫共沉淀实验检测G9a在TMS1基因启动子区域的结合情况, 然后构建shRNA表达载体转入细胞敲低G9a, 检测TMS1启动子区域组蛋白H3K9me2修饰程度与TMS1 mRNA表达水平.研究结果显示G9a在TMS1基因启动子区域有结合, 敲低G9a后, TMS1基因启动子区域H3K9me2抑制性修饰程度降低, TMS1 mRNA表达水平上升.此结果表明G9a可能通过在TMS1基因启动子区域产生H3K9me2抑制性修饰的方式参与了TMS1基因的表观调控.     

表观遗传试剂诱导滇重楼内生真菌 Hypomyces sp.CLG4次生代谢产物的研究

采用高效液相色谱(HPLC)分析添加HDACI,500μM恩提诺特的H.sp.CLG4.培养萃取物与对照的差异,硅胶柱层析、反相柱层析、半制备高效液相等色谱方法对添加表观遗传试剂的Hypomyces sp.CLG4.次级代谢产物进行分离纯化,并利用现代波谱分析方法对化合物进行结构鉴定.研究组蛋白去乙酰化酶抑制剂(his...     

真核生物的热击反应及转录调控的研究现状

真核生物受热击及其他应激作用后能诱导产生ＨＳＰ。ＨＳＰ在生物体内起着重要的生理功能。研究热击反应有助于搞清植物基因表达调控的机理，这也是科学家们近几年来研究的热点。随着植物基因工程技术的完善和发展，这一研究进展很快。ＨＳＥ、ＨＳＦ和ＨＳＰ在热击基因转录和调控过程中起着非常重要的作用。     

基于GEO数据库和转录因子调控网络的结核病药物作用靶点筛选及其作用机制

目的 基于GEO数据库和转录因子调控网络筛选抗结核病药物及药物作用靶点。方法 通过NCBI的GEO数据库,筛选结核病患者和健康者之间差异表达的基因;通过AnimalTFDB 3.0数据库预测差异表达基因中的转录因子,并构建转录因子调控网络;通过调控网络中的关键基因筛选相关miRNA,并筛选关键节点,初步阐明结核病致病的分子机制。结果 通过GEO数据库检索,筛选出的差异表达基因为784个;通过AnimalTFDB 3.0数据库筛选出23个转录因子和对应的790个靶基因,构建了转录因子-靶基因的调控网络;通过TargetScanHuman 7.2查询到关键节点对应的miRNA,构建“转录因子-靶基因-miRNA”调控网络,筛选出4个结核病药物靶点(EP300,CREBBP,ELAVL1,HSP90AA1),阐明了其与转录因子和miRNA之间的调控机制。结论 通过构建结核“转录因子-靶基因-miRNA”网络,筛选出结核病新的潜在药物作用靶点——EP300、CREBBP、ELAVL1、HSP90AA1;同时发现,EP300、CREBBP、HSP90AA1通过激活转录因子STAT2,导致机体内炎...     

人类基因组中L1元件及其5′UTR的研究

讨论了L1在人类染色体中的分布密度与染色体长度以及L1的密度与基因密度之间的关系.发现在大多数染色体上L1的密度和染色体的长度表现为正相关,而L1的密度和染色体中基因的密度表现为负相关;对人类L1的5′UTR进行了详细的研究后,发现在L1元件的5′UTR部分含有许多转录因子结合位点.对基因的转录起始位点上游进行统计分析,发现其中含有大量的L1序列.通过对人类的EST数据库进行BLAST分析,新发现了51条和人类L1 5′UTR相似性较高的EST片断,根据它们分布的组织特异性,说明L1元件可能调控与发育过程有关的基因的表达;最后应用多样性增量的方法对人类和大鼠的L1 5′UTR进行了区分,得到了较好的预测结果,说明大部分L1的5′UTR的调控作用是人类特有的.     

厚叶旋蒴苣苔BcWRKY2基因5''端调控区的克隆及功能元件分析

在克隆厚叶悬蒴苣苔干旱诱导表达转录因子BcWRKY2基因的基础上,利用接头介导的PCR(LM-PCR)技术,从基因组DNA中克隆了908bp的BcWRKY2基因的上游调控区序列.序列分析显示,该启动子中存在多种非生物胁迫反应元件,如ABA反应元件ABRE、干旱反应元件DRE/C-repeat以及MYB结合位点MBS(MYB binding site involvedin drought-inducibility)等.     

耐辐射奇球菌全局调控蛋白IrrE作为抗逆元件的机制及应用

细胞对不良环境的耐受性属于复杂表型,往往由多个基因控制,且有着严格的调控机制,难以通过操作单个基因来提升耐受性。利用全局转录调控因子来提升细胞对不良环境耐受性成为一种重要的策略。耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)的全局转录调控蛋白IrrE(或PprI),其分子大小为3.5×10⁴,对重组修复系统具有去阻遏和激活作用,与细胞的耐辐射性能直接相关。此后,在多项研究中发现,IrrE可以作为极端应激反应的全局调控因子,提高了外源宿主的应激能力。irrE在大肠杆菌、酿酒酵母、运动单胞菌等菌株中的异源表达可以导致宿主的转录组发生显著变化,激发宿主菌对抗抑制物、高渗透压、高温、溶剂等不良环境胁迫。IrrE及其突变体作为抗逆元件,已经在燃料乙醇、有机酸、生物聚合物、微生物燃料电池以及生物修复等领域进行了应用研究,取得了较好的效果。     

长链非编码RNA:与植物发育和胁迫响应相关的新型调控因子

长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是指在基因组序列中长度大于200 nt,没有明显的开放阅读框,并且不具备蛋白编码能力的转录本.早期阶段,lncRNA一度被认为是遗传物质中的“转录噪声”.然而,随着越来越多的研究在不同物种中被报道,以及对lncRNA的功能研究逐渐深入,lncRNA已经逐渐成为基因组学领域的研究热点.该文系统地介绍了lncRNA的分类方法,总结了lncRNA参与调控植物发育与逆境胁迫响应的特征和机制,分析了lncRNA的主要研究技术和策略,并讨论了当前存在的主要问题以及未来的研究方向,旨在为后续的植物lncRNA研究及其在育种领域中的实际运用提供一定的指导依据.     

茎瘤芥BjMYB1基因的克隆、表达与遗传转化研究

MYB转录因子广泛地参与了植物细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答等过程。本研究根据茎瘤芥转录组测序筛选获得了一个MYB基因片段。通过RACE的方法,克隆得到了两条长度分别为975bp和864bp的全长序列,分析发现可能为茎瘤芥MYB基因的两种不同选择性拼接形式,并命名为BjMYB1-3和BjMYB1-4。对BjMYB1-3和BjMYB1-4做组织表达分析,发现这两个转录本在茎中特异表达。针对BjMYB1-3和BjMYB1-4的亚细胞定位分析,显示BjMYB1-4定位于细胞核,BjMYB1-3部分定位于细胞核。构建BjMYB-3和BjMYB1-4的超表达载体转化拟南芥,结果显示超表达转化的植株会使拟南芥提前抽薹和开花,说明BjMYB1-3和BjMYB1-4在植株的生长发育过程中起着一定作用,为进一步阐明茎瘤芥BjMYB1基因的功能奠定了基础。