抑制COMT与CCoAOMT调控植物木质素的生物合成

咖啡酸-3-O-甲基转移酶（COMT）与咖啡酰辅酶A-3-O-甲基转移酶（CCoAOMT）基因分别编码植物木质素生物合成中不同底物水平的甲基化酶,构建了它们的单价与双价反义表达载体,并用农杆茵介导转化烟草.PCR-Southern检测表明外源基因已整合到烟草基因组DNA中;Northern点杂交结果表明外源基因在烟草中以转录水平表达.对表达单个及两个甲基化酶反义基因的成熟转基因植株的木质素含量测定结果表明,反义抑制COMT与CCoAOMT的表达均使转基因植株的木质素含量下降,但单独抑制CCoAOMT表达引起的下降幅度明显大于COMT,并且两个基因同时被抑制时,降低幅度更大,说明它们具有协同效应.组织化学染色结果说明COMT被抑制引起紫丁香基（S）木质素显著减少.上述结果表明,抑制植物内源CCoAOMT表达是反向调控转基因植物木质素生物合成及改良造纸资源植物的有效途径.     

反义性：进展和前景

在各种细胞系及组织中,利用DNA和RNA序列抑制基因活性近来已引起人们相当浓厚的兴趣,该方法将使人们更好地理解抑制基因在特殊生物学进程中的作用,不管怎样,有些研究的目标已瞄准了癌症病因学或病毒基因组中的关键基因(致癌基因),例如,人类免疫缺陷病毒的继发性感染。随后,该技术可能成为新的治疗方法,它的原理为:DNA或信使RNA的碱基序列,即有意义链,被互补的反义链作为目标结合,由此形成的杂交链不论在DNA水平,还是在RNA水平,均将抑制基因的活性,根据遗传密码的碱基配对原则(腺嘌呤配胸腺嘧啶,鸟嘌呤配胞嘧啶),在序列中选择正确的碱基,然后形成唯一的一条杂交链。类似这样的过程在原核生物中似乎天然存在,在真核生物中可能也发生,如有的细菌基因利用反义信息来调节基因表达。     

花药特异性表达的类查尔酮合酶基因D5与水稻花粉发育相关

采用ＲＮＡ原位杂交技术对水稻类查尔酮合酶基因Ｄ２进行细胞定位,结果表明Ｄ５基因特异地在水稻花药的绒毡层及维管束周围细胞中大量表达。为了进一步研究其功能,将水稻 劝蛋白基因（Ａｃｔｉｏｎｌ）启动子驱动的Ｄ５正义及反义基因分别转入水稻中,对转基因水稻花粉不同发育时进行观察,发现表达反义Ｄ５义及反义基因分别转入水稻中,对转基因水稻花粉不同发育时期进行观察,发现表达了反义Ｄ５基因的花粉其形态表现明显不正常     

反义核酸对小鼠腹水瘤病毒的抑制作用 Ⅱ.寡聚脱氧核苷酸对小鼠腹水瘤病毒感染整体动物的治疗作用

反义核酸(Antisense RNA and DNA)对病毒引起疾病(包括AIDS)作用的研究发展迅速,并取得了较好结果,现已成为一门独特的新领域——抗病毒化学治疗(antiviralchemotherapy)。文献[1]报道了反义寡聚核苷酸,互补于反转录病毒RNA基因 5′端引物tRNA区序列的片段,和均聚体寡聚脱氧胞嘧啶核苷酸(homooligo dC_(14) )对小鼠腹水瘤病毒SRS(M-MuLV反转录病毒之一种)的抑制效果很好,病毒感染后宿主细胞(3T3)的生长抑制达到90％。本文报道进一步用均聚体寡聚脱氧胞嘧啶核苷酸研究对反转录病毒感染后的整体动物(小鼠)的治疗作用。实验结果表明所用核酸量到较适浓度时其抗病毒疗效达到80％,此时所     

反义基因治疗

除了反义核酸和核酶外,最近又发展了一种新型的反义药物:反义肽核酸(PNA).反义治疗的经典策略是阻断致病基因的表达.随着研究的深入,又发现反义核酸能够纠正RNA剪接错误,可以用来调整基因表达比例.本文对反义治疗的策略、反义药物的设计及反义寡核苷酸的大规模合成等作了概括介绍.     

抑制COM与CCoAOMT调控植物木质素的生物合成

咖啡酸－3－O－甲基转移酶（COMT）与咖啡酰辅酶A－3－O－甲基转移酶（CCoAOMT）基因分别编码植物木质素生物合成中不同底物水平的甲基化酶，构建了它们的单价与双价反义表达载体，并用农杆菌介导转化烟草。PCR－Southern检测表明外源基因已整合到烟草基因组DNA中；Northern点杂交结果表明外源基因在烟草中以转录水平表达。对表达单个及两个甲基化反义基因的成熟转基因植株的木质素含量测定结果表明，反义抑制COMT与CCoAOMT的表达均使转基因植株的木质素含量下降，但单独抑制CCoAOMT表达引起的下降幅度明显大于COMT，并且两个基因同时被抑制时，降低幅度更大，说明它们具有协同效应，组织化学染色结果表明COMT被抑制引起紫丁香基（S）木质素显著减少。上述结果表明，抑制植物内源CCoAOMT表达是反向调控转基因植物木质素生物合成及改良造纸资源植物的有效途径。     

非编码RNA在肿瘤发生中的不同作用

哺乳动物中大部分基因通过转录产生大量的非编码RNA.过去的10余年间,microRNA和siRNA2种小分子非编码RNA以及其他各种类型非编码RNA的发现,极大地促进了生物学发展.非编码RNA研究领域也不断被拓展.最近不少文献报道了miRNA和其他ncRNA的各种功能,如H19RNA、HOTAIR、超保守区域转录子、天然反义RNA、转运RNA和线粒体的非编码RNA等非编码RNA参与多种细胞活动,并与一些疾病及肿瘤相关.本文将介绍一些非编码RNA与肿瘤相关的最新研究进展,并着重讨论除microRNA以外其他ncRNA与肿瘤的关系.     

MRP反义RNA对肺癌细胞耐药的逆转作用

肿瘤耐药是临床肿瘤治疗的普遍现象,大多数肺癌病人一般对化疗没有反应,而肺癌是最常见的恶性肿瘤之一,死亡率很高,目前仍无良好的治疗方法,因此研究其耐药生物学对治疗至关重要.肺癌中非小细胞性肺癌(NSCLC)的化疗敏感率较低.除MDRI基因和GST-π基因作用以外,最近发现另一个基因MRP也与肺癌耐药密切相关.我们在研究阿霉素诱导肺腺癌细胞系的耐药株(GAOK)时发现MDRI基因反义RNA不能完全抑制其耐药表型,进一步研究发现GAOK细胞MRP基因也表达增高,为了研究MRP基因在GAOK细胞耐药中的作用大小,并探讨逆转其耐药的可能性,用逆转病毒载体将MRP基因反义RNA导入耐药GAOK细胞中,观察其对MRP表达及其介导的耐药性变化.     

粟酒裂殖酵母中3个新的box H/ACA snoRNA的鉴定及意义

真核生物rRNA和snRNA中特定位点的假尿嘧啶化修饰是由box H/ACA snoRNA指导的, 这些RNA通常具有保守的H和ACA元件以及“发夹-铰链-发夹-尾”的二级结构. 通过筛选cDNA文库, 从粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)中鉴定了3个新的box H/ACA snoRNA, 分别命名为SP12, SP16和SP20. 这些小分子RNA 3′末端都具有ACA类元件, 其二级结构中包含2或3个较大的类似发夹的结构. 尽管SP20 的H元件并不典型, 但能折叠成典型box H/ACA snoRNA的二级结构, 推测其具有指导18S rRNA上U1208和U1053两个位点的假尿嘧啶化修饰的功能. 相反, SP12和SP16的二级结构不同于SP20, 并且也没有与rRNA或snRNA互补的反义元件, 所以被称为“功能未知的向导snoRNA(orphan guide RNA”, 其功能尚有待阐明. SP12和SP16的基因都位于2个编码蛋白质基因的间隔区, SP16 snoRNA是从一个较大的RNA前体剪切加工而来. 有趣的是, SP20基因位于一个预测的蛋白质基因的编码区中, 但转录方向相反. Northern杂交和RT-PCR分析都无法检测到该蛋白质基因的mRNA, 表明该基因在细胞中的表达是不存在的. 这是粟酒裂殖酵母中一个推测编码蛋白质的基因位点反向编码一个小分子RNA的首次报道.     

金鱼β-catenin以细胞自主性方式抑制神经发育早期调节基因vsx1的表达

β-catenin基因是脊椎动物背部中轴结构形成的必需基因. 近年的研究发现, 在斑马鱼和爪蟾中, β-catenin还具有抑制神经外胚层形成的作用. 为深入了解β-catenin是如何抑制神经外胚层形成以及这种抑制在正常发育过程中的功能, 我们研究了金鱼胚胎发育过程中β-catenin对神经外胚层发育早期调节基因vsx1表达的抑制作用. 实验结果表明, 用反义morpholino oligonuc- leotides (MO)抑制内源β-catenin的功能可导致胚胎发育早期vsx1的广泛表达; β-catenin可抑制vsx1基因启动子所控制的绿色荧光蛋白(GFP)报告基因的表达. 进一步的分析证明, β-catenin所直接启动的下游靶基因boz可以通过vsx1基因启动子中的特定结合位点抑制vsx1基因启动子所控制的GFP报告基因的表达. 这些结果表明, β-catenin在脊索中胚层前体细胞中启动与脊索中胚层发育调节相关基因表达的同时, 还能以细胞自主性方式抑制神经发育早期调节基因vsx1在这些细胞中表达, 提示β-catenin在脊索中胚层前体细胞中抑制vsx1基因的异位表达与启动脊索中胚层调节基因的表达都是保障脊索正常发育所必需的     

寻找癌肿新克星

正[本刊讯]我国科学家丁侃和肖斐等人通过实验证实.一种微RNA(miRNA-885-3p)能通过抑制微血管生成来阻止恶性瘤的增生。该研究为从微RNA分子作用机理中开发抗癌新药提供了一定的线索和理论基础。微RNA(micro RNA)是一类非编码RNA.能通过序列互补而在后转录水平上使某些基因的表达沉默。有些微RNA分子能影响血管生成,     

水稻瘤矮病毒基因组第11片段编码一个RNA沉默抑制子

水稻瘤矮病毒(Rice gall dwarf virus, RGDV)是中国及东南亚国家水稻上的一个重要病原, 但有关RGDV与植物细胞互作的分子机制仍不清楚. 本研究利用农杆菌共渗透的方法鉴定了RGDV基因组S11片段编码蛋白Pns11在转GFP (green fluorescent protein)基因本生烟纯合系(Nicotiana benthamiana line 16c)中的抑制子活性. 在该系统中, Pns11 能抑制由GFP正义RNA介导的局部和系统沉默, 并能灭活RNA沉默信号或阻断沉默信号的移动. 体外表达Pns11能增强马铃薯X病毒(Potato virus X, PVX)在本生烟上的致病性. 该抑制子在局部和系统沉默抑制实验中能降低siRNA 的累积, 但不能完全消除其存在. 结果表明, Pns11干扰了RNA沉默途径的起始阶段.     

水稻赤霉素20-氧化酶基因(rga5)的正、反义转化对水稻生物学性状的影响

通过PCR方法从水稻"矮子占"和"南特号"的基因组DNA中分离出赤霉素20-氧化酶基因rga5, 其编码区含1119 bp. 其编码蛋白与已报道的水稻赤霉素20-氧化酶基因OsGA20ox相比有11个氨基酸不同, 其中9个氨基酸为移码差异. 通过基因枪法将该基因的正、反义表达质粒pSrga5和pArga5转化水稻"中花8号", 获得了生物学性状有明显变异的转基因植株. 正义转化表现出植株增高、叶片和穗变长、穗粒数增加等特征, 但花期未受明显的影响; 而反义植株表现出明显的"矮化"和"早花", 且出现植株细弱、叶色加深、叶片和穗变短等特征. 转基因水稻的分析结果表明, rga5正、反义外源基因已分别整合到水稻基因组中, 并有效表达; 正义植株体内的GA1平均增加约50%, 反义则降低至对照组的约10%. 结果表明, rga5是水稻赤霉素合成代谢途径中起关键作用的赤霉素20-氧化酶基因, 该序列中11个氨基酸的变异并不影响其功能. 正义表达可增强体内GA的合成, 促使植株生长, 增加株高; 反义转化则抑制了内源GA的合成及植株生长, 导致植株明显的矮化.     

MDR1 ribozyme逆转耐药人肺癌细胞耐药性

恶性肿瘤是严重危害人类健康的疾病,死亡率极高。50％病人可以手术和放疗,另外50％病人因不能手术和放疗而需化疗。然而这些病人常化疗失败,其主要原因是肿瘤产生耐药性。人恶性肿瘤中MDR1基因及其产物P-糖蛋白(Pgp)表达非常普遍,约50％的肿瘤在治疗前即有MDR1基因表达,治疗后MDR1基因表达的百分比更高,同时肿瘤细胞对原先敏感的抗癌药物也不敏感,即产生了耐药性。ribozyme是一类具有RNA限制性内酶活性的RNA分子,可以识别RNA序列中的GUX(X为A,C,U)序列并进行有效切割,其中一种具有锤头结构(hammerhead)模型特征,根据此原理人工设计的ribozyme可以特异地定点切割靶RNA分子,阻断蛋白质表达。我们曾发现MDR1反义RNA可以明显抑制Pgp表达,但没有完全抑制。本研究利用逆转病毒介导的MDR1基因特异ribozyme,抑制人肺癌耐药细胞Pgp表达,探讨逆转其耐药性的可能性。     

肿瘤治疗的新靶点——端粒酶

端粒酶是迄今发现的一个最为广泛的脚瘤标志,在细胞永生化和肿瘤发生发展过程中重要作用.自从1995年Feng等研究发现反义人端酶基因能抑制HeLa细胞端粒酶活性并导致其死亡以来.针对端粒酶开发新的抗肿瘤药物已成为近年来的新热点.     

microRNA对植物生长发育和病毒侵染的调控

microRNA (miRNA)是一类在真核生物中广泛存在的大小约22 nt的非编码小分子单链RNA, 它可以通过对靶标RNA的剪切或抑制靶标RNA的翻译调控靶标基因的表达. miRNA不仅参与了植物器官的形态建成, 还参与调控植物的信号转导系统等与生长发育相关的基因表达调控过程. 与植物抗病毒RNA沉默途径一样, miRNA途径也受到病毒沉默抑制子的干扰. 本文简述了miRNA介导的RNA调控途径和siRNA介导的RNA沉默路径的异同, 并对近几年miRNA在植物生长发育调控以及与病毒相互作用的研究进展进行了综述, 以求进一步理解真核生物基因表达调控的多层次性及复杂性.     

CRISPR/Cas工具的开发和应用

CRISPR/Cas系统是细菌、古菌抵抗外源DNA或RNA入侵的免疫系统,细菌和古菌通过crRNA和Cas蛋白识别靶标DNA或RNA,并切割这些外源入侵核酸.目前, CRISPR/Cas系统已广泛应用于基因编辑领域,多种Cas蛋白的发现扩宽了CRISPR/Cas编辑基因的范围.如Cas9和Cas12可在基因组上靶向插入或删除DNA序列; Cas13和RCas9可靶向切割RNA.另外,多种Cas衍生工具的开发让CRISPR/Cas系统发挥更多的功能.如基因编辑方面,通过base editor可进行DNA单碱基编辑,通过prime editor可进行DNA单碱基编辑和小片段插入缺失;如基因表达调控方面,通过CRISPRa和CRISPRi可以激活或抑制基因RNA表达.同时, CRISPR/Cas系统还广泛应用于功能基因遗传筛选、基因检测、活体成像、细胞谱系示踪等多个领域.随着CRISPR/Cas基因编辑工具的不断开发,将不断促进科学研究进展,并有望通过CRISPR/Cas介导的基因治疗为患者带来福音.     

RNA研发简史：从微不足道到无比重要

核糖核酸(RNA)是一类具有重要生物学功能和临床价值的生物大分子，其基本组成元件是核糖、碱基和磷酸。早在1869年米歇尔就发现了RNA，但直到20世纪50年代科学家才开始对其进行系统研究。功能方面，RNA参与蛋白质合成、作为遗传物质、催化生物反应、调节基因表达等；应用方面，多种RNA药物已研发成功，包括反义RNA、小干扰RNA、适配体、RNA指导的基因编辑和mRNA疫苗等。文章回顾了RNA发现、发展和应用过程，以期能对RNA生物重要性有一个较为全面的理解。     

水稻赤霉素20-氧化酶基因(rga5)的正、反义转化对水稻生物学性状的影响

通过PCR方法从水稻“矮子占”和“南特号”的基因组DNA中分离出赤霉素20-氧化酶基因(rga5, 其编码区含1119 bp. 其编码蛋白与已报道的水稻赤霉素20-氧化酶基因OsGA20ox相比有11个氨基酸不同, 其中9个氨基酸为移码差异. 通过基因枪法将该基因的正、反义表达质粒pSrga5和pArga5转化水稻“中花8号”, 获得了生物学性状有明显变异的转基因植株. 正义转化表现出植株增高、叶片和穗变长、穗粒数增加等特征, 但花期未受明显的影响; 而反义植株表现出明显的“矮化”和“早花”, 且出现植株细弱、叶色加深、叶片和穗变短等特征. 转基因水稻的分析结果表明, (rga5正、反义外源基因已分别整合到水稻基因组中, 并有效表达; 正义植株体内的GA₁平均增加约50%, 反义则降低至对照组的约10%. 结果表明, rga5是水稻赤霉素合成代谢途径中起关键作用的赤霉素20-氧化酶基因, 该序列中11个氨基酸的变异并不影响其功能. 正义表达可增强体内GA的合成, 促使植株生长, 增加株高; 反义转化则抑制了内源GA的合成及植株生长, 导致植株明显的矮化.     

MDR1 ribozyme逆转耐药人肺癌细胞耐药性

<正>恶性肿瘤是严重危害人类健康的疾病,死亡率极高。50％病人可以手术和放疗,另外50％病人因不能手术和放疗而需化疗。然而这些病人常化疗失败,其主要原因是肿瘤产生耐药性。人恶性肿瘤中MDR1基因及其产物P-糖蛋白(Pgp)表达非常普遍,约50％的肿瘤在治疗前即有MDR1基因表达,治疗后MDR1基因表达的百分比更高,同时肿瘤细胞对原先敏感的抗癌药物也不敏感,即产生了耐药性。ribozyme是一类具有RNA限制性内酶活性的RNA分子,可以识别RNA序列中的GUX(X为A,C,U)序列并进行有效切割,其中一种具有锤头结构(hammerhead)模型特征,根据此原理人工设计的ribozyme可以特异地定点切割靶RNA分子,阻断蛋白质表达。我们曾发现MDR1反义RNA可以明显抑制Pgp表达,但没有完全抑制。本研究利用逆转病毒介导的MDR1基因特异ribozyme,抑制人肺癌耐药细胞Pgp表达,探讨逆转其耐药性的可能性。