基于分子瓦自组装的DNA纳米管的制备与表征

利用DNA分子自组装技术可以构建从一维到三维不同形状的纳米结构,并且这些结构在微纳米电子学、纳米生物学等众多领域有许多潜在的用途.本文利用DNA分子瓦(tile)自组装技术,采用双交叉(DX)DNA分子瓦成功组装了一维DNA纳米管结构,聚丙烯酰胺凝胶电泳(native-PAGE)、透射电子显微镜(TEM)、荧光显微镜和原子力显微镜(AFM)对制得的DNA纳米管结构进行了表征,结果表明,组装成功的DNA纳米管直径在7～20nm之间,长度最长可以达到50μm以上.为了结构更加稳定,对分子瓦中每条DNA单链的5′末端进行磷酸化处理,自组装完成后利用T4DNA连接酶连接磷酸化修饰的DNA纳米管的缺口.AFM结果显示,使用T4DNA连接酶处理后的DNA纳米管更能保持完好的管状结构,表明连接处理后的DNA纳米管更加坚固,促进了DNA纳米管应用于微纳米领域的研究.     

利用纳米金颗粒增强DNA探针在传感器上的固定程度和识别能力

近年来，纳米颗粒已广泛应用于生物体系的研究，利用双硫醇分子作为连接剂，将纳米金颗粒固定于金片上，利用石英晶体微天平（QCM）技术研究了DNA探针在金片上的固定，并对DNA的识别能力进行了初步的探讨。在实验条件下，经过纳米颗粒修饰的金片对HS－DNA探针的吸附量比未经修饰的金片可提高3－5倍，并将传感器的灵敏度提高约3倍至0．35μg/mL。     

用单分子荧光显微术与光学作图法构建水稻BAC克隆DNA的限制性物理图谱

报道一种用于荧光显微镜探测的研究DNA分子与限制性内切酶相互作用的方法。DNA分子经过改进的“分子梳”技术铺展并吸附于化学修饰过的盖玻片表现，然后运用限制性内切酶EcoRⅠ进行原位酶切反应，使DNA分子在固着状态下的反应结果与液相反应相对应，通过单分子荧光显微术直接观测并记录单个DNA分子的酶切反应结果，成功地构建了水稻BAC克隆DNA的限制性物理图谱，为单分子的动态荧光显微镜实施研究和基因组光学作图打下基础。     

枯草杆菌TrpRS与小螺旋DNA的紫外光定点交联

为研究枯草杆菌色氨酰－tRNA合成酶（TrpRS）与小螺旋DAN的相互识别及其结构与功能的关系，人工合成了4种小螺旋DNA（其中3种在不同位点带有光化学交联试剂s^4T），纯化了枯草杆菌TrpRS，设计制作紫外交联仪，进行了TrpRS与小螺旋DNA的紫外光定点交联实验，优化了紫外交联条件，实验结果表明，小螺旋DNA分子中对应于tRNAT^rp73，72位的碱基与TrpRS有直接的相互作用，而对应于tRNA^Trp55位的碱基与TrpRS无直接的相互作用，紫外交联产物的量与紫外光照射剂量、TrpRS浓度、小螺旋DNA浓度呈正相关。     

显微分离黄鳝单条染色体用于基因定位

在倒置显微镜下显微分离了黄鳝56条单染色体，以兼并寡核苷酸为引物进行PCR扩增，并将其DOP－PCR产物作为探针进行染色体反向描绘，描绘结果表明，已对黄鳝1，3，5，6，7，10和12号染色体获得了成功的分离。随后，把这些染色体DNA的DOP－PCR产物列阵点于尼龙膜上，作为“特定染色体DNA池”（specifical chromosomal DNA pool0用于黄鳝基因定位，定位结果显示：Zfα基因位于1号染色体，rDNA基因位于3号和7号染色体，GH和PDEGγ基因位于10号染色体，HSL基因位于5号染色体，并在1，3，6和10号染色体上同时检测到Hox基因杂交信号，据此还初步推测了部分保守同线群，为鱼类基因定位和杂色体进化研究提供了一种新的可行方法，也为鱼类核型研究中以分子标记确认每条染色体提供了新思路。     

染色体分带技术和基因图

基因位于染色体上,染色体存在于细胞核中,通常只有在细胞分裂时才能够清楚地看到。凡是能分裂的细胞都可以制作染色体标本,即使在体内不能分裂的细胞,如淋巴细胞,在体外培养时,加入刺激细胞分裂的植物凝血素(Phytohemagglutinin PHA)后,同样可以制得染色体标本。在显微镜下看到的人类染色体,长度相差很大,最长的染色体大约是7μ,约为最短染色体的5倍。根据染色体的相对长度和着丝粒(Centromere)的位置,     

退火时间对二维DNA晶体自组装的影响

DNA自组装的过程,不仅需要合适的缓冲液,还需要适当的退火时间.本文利用DNA自组装技术,以反向平行双交叉(double-crossover,DX)DNA分子瓦(DNAtile)作为建筑模块,带有互补黏性末端(sticky-ends)的分子瓦依据Watson-Crick碱基互补配对原则配对连接,成功制备出二维晶体结构.比较不同退火时间下形成的DNA分子瓦结构,采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(non-denaturing PAGE)表征.结果表明,退火时间为2.5h时形成的分子瓦的结构较稳定.等量混合此条件下形成的不同分子瓦,分别从50,37和25℃退火至室温,利用原子力显微镜(AFM)对退火后的结构进行表征,结果表明,起始退火温度为37℃时得到的DNA二维晶体较平整.     

人类基因组和白血病

一、人类基因组计划的 提出及意义 人类基因的现代定义为:合成有功能的人体蛋白质多肽链或RNA所必需的全部DNA顺序。DNA是遗传信息的载体,其长度用碱基对(bp)或千碱基(kb)或兆碱基(Mb)表示。人类基因组则是指人的24条染色体(22条常染色体和X、Y 2条性染色体)上全部DNA所携带的遗传信息的总和,总长度为3x10~9bp,约合8～10万个基因。 人类基因组计划(HumanGenome Project,简称HGP)是美国科学家Renato Dulbecco于1986年在Science杂志上发表的题为《癌症研究的转折点——测定人类基因组序列》的短文中率先提出的,旨在阐明人类基因组的全部序列,从整体上破译人类遗传信息,使得人类第一次在分子水平全面地认识自我。美国于1990年正式启动人类基因组     

与水稻光敏核不育性相关的cDNA片段的鉴定和染色体定位

对利用ｃＤＮＡ－ＲＡＰＤ技术获得的光敏核不育水稻可育和不育幼穗ｍＲＮＡ差异表达的ｃＤＮＡ片段进行Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交鉴定，获得１个与光敏核不育性相关的阳性片段ＲＰＧ４３。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交及相应的ＲＡＰＤ分析表明，ＲＰＧ４３为单拷贝序列，是转录后的加工产物。序列分析表明，ＲＰＧ４３长度为７４４ｂｐ，其中第１２６～１８５的６０个碱基与人类１１号染色体的ｐａｃ ｐＤＪ３５６ｄ６ ＤＮＡ序列有７２％的     

Bt杀虫基因在转基因双价抗虫棉中的整合与遗传稳定性

Bt抗虫棉中Bt杀虫基因的表达与遗传稳定性对抗虫棉的品种培育和商品化生产至关重要，利用转基因双价抗虫棉R3，R4及R5材料基因组DNA，然后采用GFMCryIA基因的PstI酶切片段做探针，进行Southern杂交分析，研究Bt杀虫基因在双抗抗虫棉虫棉所19材料基因中的整合、拷贝数及遗传稳定性，结果表明，转基因抗虫棉和阳性对照经HindⅢ酶切，Southernblot均出现了约4．7kb的杀虫基因阳性带，从而在分子水平上证实了杀虫基因在棉花基因组中的整合及其完整性，利用在杀早基因中只有一个酶切位点的XhoI酶切后，阳性对照出现了预期大小的17．7kb的阳性带，而双价转基因抗虫棉R3，R4及R5材料均出现了分别为约17．7，8．0，5．5和4．7kb的4条阳性带，初步认为，外源Bt杀虫基因在双价抗虫棉中棉所19材料基因组中至少有4个拷贝，这4个拷贝中很可能有一个以上能够稳定遗传和表达，该研究结果为以后的双价抗虫棉品种培育及商品化生产提供了依据。     

《水稻基因组工程》序言

与美国启动人类基因组计划时的情形相仿，水稻基因组计划在我国启动的时候，也经历了曲折。“花了很多钱，将基因组的ＤＮＡ顺序全测出来了，也是一本不为人所看得懂的天书。”这是反对者的主要理由。纯粹的学术上争论是科学发展的一种动力，是件好事。当然，ＤＮＡ顺序本身不是天书。关于这一点，现在已是国际科学界的共识了。１９９６年，在众多国家实验室的共同努力下，完成了酿酒酵母１２０６．８万个核苷酸的全序列测定。从中确定了约５８８５个蛋白质基因，１４０个ｒＲＮＡ，４０个ＳｎＲＮＡ和２７５个ｔＲＮＡ基因。人们从此第一次…     

电位控制DNA在金电极上的分子自组装

采用氨基乙硫醇在金电极上自组装得到自组装单分子层（SAM），再利用水溶性1－乙基－3（3－二甲氨丙基）－碳化二亚胺（EDC）和N－羟基琥珀酰亚胺（NHS）活化SAM，用电位控制的方法制备了DNA共价键合修饰电极。研究了控制电位与DNA组装量的关系，并采用循环伏安、交流阻抗、俄歇电子能谱、和原子力显微镜等手段对电位控制DNA修饰电极进行了表征。结果表明，用电位控制的方法得到了共价组装的DNA修饰电极，而且在不同的电位控制条件下，DNA的自组装存在着一定的规律，即负电位对DNA的自组装产生了抑制作用，而正电位对DNA的自组装起到了促进作用，研究结果将对DNA的可控制组装具有较重要的意义，并为DNA纳米器件的研制提供了技术基础。     

设计及自组装六边形网格状DNA二维阵列

根据Watson-Crick DNA碱基互补配对原则,设计了不同黏性末端DNA序列,以两种三点星状为模块(three-point-star motif),运用DNA自组装技术,成功制备了六边形网格状DNA二维阵列.研究不同单链DNA的摩尔比例对三点星状模块结构组装的影响,以及不同起始退火温度对二维阵列自组装的影响,用凝胶电泳及原子力显微镜(AFM)对结构进行了表征.结果表明,当构成三点星状模块的3条单链摩尔比例为1:3:3时得到的模块结构更稳定,从50℃开始退火时得到的二维阵列更完整.自组装得到的二维阵列厚度约2nm,六边形边长约20nm.本研究为进一步探究三点星模块组装二维阵列的机理提供了新的思路.     

一个猪免疫球蛋白 IgG H 链基因的克隆、序列分析及表达

用ＲＴ－ＰＣＲ方法从猪脾脏中分离到于段１４２５ｂｐ的ＤＮＡ片段，该片段编码免疫球蛋白基因。经全序列分析证明此片段与前人报道的序列有较高同源性，其Ｃ区属于猪Ｉｇγ链基因亚类３。用ＥｃｏＲＩ和ＮｓｉＩ切点将该片段切焉插入ｐＥＴ－３ｂ（ＮＳＥＢ）（－＿中，表达出约５２ｋｕ的蛋白质，表达量约为２１％。     

与烟草曲叶病毒伴随的新型DNA分子鉴定

根据已报道的两种粉虱传双生病毒DNAβ分子的保守序列设计引物，利用PCR技术从烟草曲叶病毒Y5和Y8分离物扩增到一类环状DNAβ分子，其全长分别为1333和1338nt，序列分析表明，Y5DNAβ可能编码8个可读框（ORFs），病毒链和互补链各含有4个ORFs；Y8DNAβ可编码7个ORFs，病毒链含有4个ORFs，互补链含有3个ORFs，除茎环结构TAATATTAC外，DNAβ与烟草曲叶病毒Y5和Y8基因组DNA－A序列几乎无同源性，Y5和Y8的DNAβ全长核苷酸序列同源性较高，为85％，而与已报道的胜红蓟黄脉病毒（AYVV）DNAβ及棉花曲叶病毒（CLCuV）的两个DNAβ的同源性为51％－65％，免疫捕获PCR及粉虱传毒实验表明，DNAβ分子包裹在双生病毒粒子中，并伴随病毒由烟粉虱传播。     

水稻含隐性抗白叶枯病基因xa5的24kb片段的鉴定与基因预测

水稻xa5基因是具有重要研究和育种价值的隐性广谱抗白叶枯病基因.利用水稻品系IR24及其近等基因系IRBB5(含xa5基因)杂交组合,构建了含4892个单株的F2定位群体.同时,利用与xa5连锁的RFLP标记筛查含xa5基因的水稻抗性品系IRBB56的BAC文库,构建了一个覆盖目标基因位点的长约213kb的跨叠克隆群.根据国际水稻基因组和中国超级杂交稻基因组序列,以及跨叠克隆群的部分亚克隆测序,设计了一系列SSLP和CAPS标记对目标基因进行精细遗传定位.xa5基因定位在2个CAPS标记K5和T4之间且与T2共分离,标记K5和T4之间的遗传距离为0.3 cM,物理距离约为24 kb.对xa5基因所在的24 kb片段DNA序列进行基因预测,揭示出可能编码ABC转运蛋白和转录因子TFIIA小亚基的2个基因.对这一区段及其编码基因的功能研究将阐明xa5抗白叶枯病的分子机制.     

代谢型谷氨酸受体mGluR7的基因组结构及其家族蛋白胞外区的基因组结构比较

L－谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中的神经递质，其代谢型丙氨酸受体mGluR7在正常中枢神经功能和多种神经退行性疾病的病理发生中起着重要作用。为了研究mGluR7基因相关疾病的生物和遗传基础，通过从BAC文库中筛选种子克隆和对酶切指纹图谱数据库查询等方法，构建了 覆盖mGluR7全长基因的基因组物理图谱，并采用鸟枪法策略对图中BAC克隆进行测序与拼接组装，最终得到准确度为万分之一的完整的基因组序列。序列分析表明：mGluR7基因是长达880kb的超大基因；其基因组GC含量为38％，重复序列含量为37．5％，由11个外显子和10个内含子组成，其中5个内含子长度超过100kb，内含子1长达285kb； 存在2个替换剪接转录本mGluR7α和mGluR7b。通过比较mGluR7基因家族3组8个亚型受体蛋白胞外区的基因组结构，发现它们对应的基因组结构分为3组，组内各成员的基因组结构较为保守，而组间各成员的基因组结构保守性较差，这种基因组水平的组内保守和组间差异是和蛋白质水平上的保守和差异一致的，提示这些受体的基本功能在进化的过程中有明显的分化。在含mGluR7的组内，尽管组内各成员的基因组结构趋于保守，但大部分含子长度变化幅度很大，揭示基因组结构变化的程度高于蛋白质水平的变化，这种变化预期是在基因表达的调控上体现其生物属性的。     

缺铁诱导玉米根cDNA文库的构建及铁胁迫基因(fdr3)的筛选和鉴定

为了分离铁缺乏相关基因，构建了一个滴度为４．５ｘ１０~５ｐｆｕ／μｇ的λＺＡＰ表达型缺铁胁迫玉米根 ｃＤＮＡ文库．通过差异筛选得到 ６个阳性克隆．经 Ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ和 Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ验证在缺铁条件下加强表达的有ｆｄｒ３（Ｆｅ－ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ－ｒｅｌａｔｅｄ） ｃＤＮＡ ｃｌｏｎｅ。     

光谱法研究聚酰胺-胺型树枝状高分子与DNA的相互作用

应用溴化乙锭(EB)为探针, 通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱, 并结合红外显微镜技术以及圆二色谱等方法研究了以乙二胺为核的聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状高分子与鱼精DNA的相互作用. 结果表明, PAMAM树枝状高分子能够与鱼精DNA形成结构稳定的复合物, 而且这种复合物的形成能够诱导DNA二级结构发生变化, 从而降低EB与DNA的结合程度. 由Scatchard模型研究G5 PAMAM树枝状高分子与鱼精DNA的相互作用, 我们得到二者的结合常数为2.53 ´ 10⁴ mol/L^-1.     

纯化组蛋白引起的DNA凝聚

利用磁镊装置研究了纯化组蛋白对单根DNA的凝聚. 当组蛋白浓度从0.002 mmol/L提高到0.2 mmol/L时, DNA的凝聚速率迅速提高, 大于0.2 mmol/L时, 基本达到饱和. 组蛋白在低浓度时, DNA的凝聚曲线呈指数下降形状, 而在高浓度时, 则转化为S形状. 组蛋白在结合DNA过程中的协同被用来解释这种转变. 低浓度时组蛋白在DNA上随机结合, 而在高浓度时, 由于已结合上的蛋白对DNA产生的形变会帮助蛋白结合, 这种协同作用导致了S形状的产生. 在较大的力的作用下, DNA/组蛋白复合体的解离曲线呈阶跃形, 台阶的高度约60 nm. 同时DNA/组蛋白复合体的拉伸曲线相变平台较DNA的相变平台低, 说明组蛋白并不能从DNA上完全解离.