真核生物转录的分子基础——2006年诺贝尔化学奖介绍

10月4日,瑞典皇家科学院秘书长奥奎斯特教授宣布,今年诺贝尔化学奖授予1959年诺贝尔生物或医学奖获得者ArthurKornberg之子、美国斯坦福大学化学家罗杰·科恩博格(RogerD.Kornberg),以表彰他在真核生物转录的分子基础研究中的杰出贡献。现编辑部把诺贝尔基金委员会网站上公布的、由Thelander教授撰写的获奖项目详细介绍译成中文转载,以飨读者。     

hG-CSF cDNA 5′端序列修饰对其在原核细胞中表达的影响

本文设计并构建了人粒细胞集落刺激因子(hG-CSF)三种cDNA突变体表达质粒,对影响hG-CSF cDNA在大肠杆菌中表达效率的因素进行了探讨。指出cDNA 5′端起始密码子ATG的上、下游序列对其表达有显著影响。不同因素影响hG-CSF cDNA在大肠杆菌中表达效率的主要调控环节在转录水平;翻译水平的差别亦可能与其表达效率的不同有一定关系。     

纳米金标记电化学检测DNA特异性结合蛋白

将单分子发夹寡核苷酸固相延伸形成双链寡核苷酸, 以纳米金颗粒标记NF-κB并银染放大, 采用阳极溶出电位法对NF-κB进行检测. 结果表明, 本法检测序列特异性蛋白质具有高度特异性、高灵敏度和快速等特点, 为转录因子调控机制、开放阅读框识别和功能基因检测等的研究提供了有利工具.     

单细胞与空间转录组分析研究进展

单细胞的异质性在胚胎发育、神经系统发育、癌症病变等生物学过程中具有重要的研究意义。单细胞转录组测序利用测序技术解析细胞内转录本序列,为细胞异质性研究提供可靠、准确的研究手段及观测视野,为揭示生物发育规律、疾病发生发展机制等提供了重要的技术手段。该文围绕单细胞与空间组学分析,综述了近年来发展的各类单细胞转录组测序、单细胞多组学测序及空间转录组分析方法,分析了其优缺点。同时展望了单细胞与空间转录组分析领域的发展趋势,即开发低成本、全方位、高通量、高分辨的单细胞空间多组学分析方法以实现对单个细胞更为细致、全面及准确的描述和精准单细胞图谱构建。     

基于sc RNA-seq数据的单细胞非线性降维方法

单细胞转录组测序数据中蕴含着丰富的细胞异质性表达信息,但也包含大量的冗余信息.降维不仅可以提取单细胞转录组测序数据内部的本质结构,减少冗余和噪声造成的误差,还可以为细胞聚类、基因富集分析、细胞发育轨迹推断等提供重要依据.本文介绍了基于流形学习、非负矩阵分解以及深度学习的非线性降维方法及其在单细胞转录组测序数据中的应用.     

硫酸铈铵对三角褐指藻岩藻黄素含量的影响及转录差异研究

利用血球计数法测定藻密度,研究不同浓度硫酸铈铵诱导子对三角褐指藻细胞生长的影响。采用高效液相色谱(HPLC)测定经不同浓度诱导子处理后三角褐指藻岩藻黄素的含量。通过荧光定量PCR研究岩藻黄素生物合成途径中相关基因转录差异,并利用SAS9.0统计软件对荧光定量PCR结果做主成分分析。结果显示:在一定浓度范围内硫酸铈铵(0.2~1.6 mg·L-1)抑制三角褐指藻细胞的生长。HPLC结果表明:随着硫酸铈铵浓度的增加,岩藻黄素含量呈先上升后下降的趋势,当硫酸铈铵浓度为0.2 mg·L-1时,岩藻黄素含量最高,达1.28 mg·g-1DW,比对照组提高了60%。定量PCR分析结果表明,硫酸铈铵浓度在0.2 mg·L-1时,岩藻黄素生物合成相关基因玉米黄素环氧酶基因(zep)、八氢番茄红素合成酶基因(pys)、ζ-胡萝卜素脱氢酶基因(zds)、番茄红素β-环化酶基因(lcyb)、胡萝卜素异构酶基因(rtiso)和八氢番茄红素脱氢酶基因(pds)转录水平与对照组相比极显著提高(P<0.01),与岩藻黄素含量变化相一致。主成分分析(PCA)结果表明:这些基因与岩藻黄素生物合成显著相关,其中,lcyb基因和pds基因对岩藻黄素生物合成贡献率最大。     

17-β-雌二醇对心肌缺氧/复氧NF-κB及ICAM-1和VCAM-1表达的影响

利用乳鼠原代培养心肌细胞建立缺氧/复氧模型,采用流式细胞术、Western blot、RT-PCR及Elisa等方法,研究了17-β-雌二醇对缺氧/复氧诱导的ICAM-1和VCAM-1表达的影响,分析雌激素在心肌缺氧/复氧损伤中的抗炎作用.结果表明,心肌缺氧/复氧使NF-κB p65活化,雌激素对NF-κB活化有明显的抑制作用.雌激素对NF-κB途径和对非NF-κB途径ICAM-1和VCAM-1的mRNA和蛋白表达都有抑制作用.以上结果说明雌激素在心肌缺氧/复氧过程中的抗炎作用是通过多途径实现的.     

形貌转录法制备Ag-P(AM-co-MAA)复合微球

以反相悬浮聚合技术合成的丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)共聚高分子微凝胶P(AM-co-MAA)为模板,结合反胶束法制备得到Ag3PO4-P(AM-co-MAA)复合微球,并将其分散于乙醇溶剂中通过化学还原Ag3PO4-P(AM-co-MAA)复合微球制备得到粒径为几十微米,具有表面图案,且结构为核-壳型的Ag-P(AM-co-MAA)复合微球材料.能量散射X射线(EDX)谱表明壳化学组成以金属银为主,核以高分子模板为主;扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明银-高分子复合微球的表面形貌与其前驱体类似,且可以通过选择模板、改变模板组成、调整金属难溶银盐沉积量等因素加以调控;X射线衍射(XRD)分析表明前驱体复合微球表面Ag3PO4全部转化为单质银.生物抗菌实验表明该类微球材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均具有较强的抑制作用.     

DNA中的数据挖掘和启动子识别

直接从序列水平识别启动子（Promoter）有重要的学术价值和可观的经济价值。但是一直没有一个第一、二类错误都小于30％的识别软件。在统计基础上，本文指出了简单利用权重矩阵或保守序列识别启动子的传统方法效果不佳的原因，提出了以转录因子结合位点（Transfactor Binding Sites,TFBSs)的相互作用的信息为基础的启动子识别模型；本文首次指出了7－tuple在启动子识别中的重要作用，提出了无需TFBSs数据库的自学习方法。本文给出了基于上述思想进行的一些统计，并设计了一套启动子识别方法。其在多个检测集上的平均识别结构为：第一类错误小于24％，第二类错误小于21％；最差识别结果为：第一类错误26％，第二类错误24％。     

甜菜黄脉坏死病毒RNA3和RNA4有生物活性体外转录产物及功能研究

甜菜黄脉坏死病毒RNA3和RNA4全长cDNA的合成是分别以Oligo-d(T)_(15)为引物合成第一链cDNA,cDNA的第二链的合成则分别应用RNA3和RNA4特异引物完成。全长双链cDNA分别克隆在pGEM3Zf(+)载体中,置于噬菌体Sp6启动子控制下。在体外以质粒DNA为模板应用“run off”系统及Sp6RNA Polymerase成功地合成了大量的具有高度生物活性的转录产物RNA3和RNA4。在两种转录反应系统中,以第一种方法即转录与加帽(capping)分步进行转录效率高,第二种方法(转录与加帽同时进行)转录效率较低,但转录产物侵染性更高。虽然在RNA3和RNA4转录产物的5′末端和3′末端分别含数目不同的非病毒核酸序列,但转录产物的活性并未受到显著的影响。应用这种具有高度生物活性的体外转录产物与该病毒Rg1分离物机械接种甜菜幼苗根毛,首次阐明了RNA3是导致甜菜丛根病的主要因素。