一个编码含VQ 模序蛋白的基因AtARVQ1 参与拟南芥对砷酸盐的响应调控

砷酸盐(As^Ⅴ)是一种对包括人类和植物在内大部分生物具有剧毒的重金属. 结果显示, 编码含植物特有VQ 模序蛋白基因AtARVQ1 (arsenate-repressed VQ motif-containing protein 1)参与拟南芥对As^Ⅴ应答和抗性调控. 结果表明, 砷酸盐胁迫强烈抑制AtARVQ1 基因在拟南芥中的转录表达.进一步利用组成型启动子CaMV 35S 驱动AtARVQ1 基因在拟南芥中的表达, 获得在砷酸盐处理条件下增强AtARVQ1 基因转录的超表达植株, 发现超表达AtARVQ1 可以明显提高拟南芥对砷酸盐的抗性水平. 系统进化分析发现, 含VQ 模序结构的AtARVQ1 同源基因为植物特有, 并进化出两大分支4 个子分支, 这类同源基因在双子叶植物和苔藓中分布于两大分支上, 而在单子叶植物中仅分布在同一子分支上. 这些结果表明, AtARVQ1 基因在拟南芥对砷酸盐的抗性应答上有着重要作用, 而其同源基因也可能在其他植物对砷胁迫应答中发挥作用.     

Ras类原癌基因产物Ran GTPase在细胞增殖调控中的作用

Ran是一种大量分布于细胞核内的GTP酶, 是Ras类原癌基因大家族中的一员. Ran的功能多种多样, 有许多证据表明Ran及其结合蛋白参与调控细胞周期中的多个过程. 目前比较确认的功能主要包括: 通过调节核质物质转运而调控细胞周期调控因子的定位、调控核膜装配、调控DNA复制、调控纺锤体组装等. 此外, 还有资料显示Ran参与细胞核结构的维持、mRNA转录和剪接、RNA由核内向胞质中转运等. 本文主要对Ran调控核膜装配、DNA复制、纺锤体组装等机理进行评述.     

经ibeB基因转染的鼠胚胎干细胞分化的研究

ibeB是一个致脑膜炎大肠杆菌K1株中参与大肠杆菌侵袭人脑微血管内皮细胞的基因. 以ibeB基因转染鼠胚胎干细胞, 结果表明, 大肠杆菌脑微血管内皮细胞侵袭蛋白IbeB不但具有“侵袭”功能, 而且可诱导真核细胞向神经样细胞分化, 经ibeB基因稳定转染的鼠胚胎干细胞能特异性表达神经前体细胞标志分子——nestin. GFP标记的活细胞观察显示外源性IbeB蛋白定位于细胞核. 上述结果提示ibeB基因可能在调控nestin表达过程中发挥功能, 这为研究nestin基因的表达调控提供了资料.     

耐辐射奇球菌RadA蛋白参与DNA损伤修复过程

RadA是一个高度保守的蛋白. 在古细菌中, RadA蛋白具有RecA类似的功能并在同源重组过程中起关键作用. 在大肠杆菌中, RadA蛋白也参与了同源重组和DNA损伤修复过程, 但远没有在古细菌中的功能那么重要. PSI-BLAST结果表明, 与古细菌以及真核细胞中RadA蛋白相比, 耐辐射奇球菌RadA蛋白和细菌中的RadA的相似性更高. 研究发现, 耐辐射奇球菌radA基因的突变增加了耐辐射奇球菌对γ射线和紫外线照射的敏感性, 但对过氧化氢氧化胁迫的抗性没有影响. 耐辐射奇球菌和大肠杆菌radA基因均能完全补偿突变体对γ射线和紫外线辐照的抗性. 进一步的结构域功能分析表明, 与radA突变体的抗性相比, 锌指结构域的缺失导致耐辐射奇球菌对γ射线和紫外线辐照更加敏感; 仅仅缺失Lon蛋白酶结构域的耐辐射奇球菌表现为比radA突变体略微更抗γ射线和紫外线辐照处理. 这些实验结果表明, 耐辐射奇球菌RadA蛋白的确参与了DNA损伤修复过程, 而且不同的结构域具有不同的功能.     

利用正义和反义技术研究着丝粒/动粒复合体蛋白CENP-B在细胞周期调控中的作用

为研究着丝粒/动粒复合体蛋白(centromere/kinetochore complex protein-B, CENP-B)高表达和低表达在细胞周期调控中的作用, 将全长CENP-B cDNA基因(cenpb)构建到pBI-EGFP真核表达载体上, 获得正义和反义cenpb真核表达重组质粒, 并转染HeLa-Tet-Off细胞. 结果表明, 正义质粒转染导致细胞产生巨型着丝粒/动粒复合体, 细胞分裂几次后发生凋亡; 转染反义质粒至HeLa-Tet-Off细胞, 克隆筛选获得稳定表达反义cenpb的细胞株HACPB. HACPB细胞着丝粒/动粒复合体小、数量多, CENP-B表达量低; 细胞周期延长, 恶性表型降低, 裸鼠致瘤能力降低, G2/M期向下一周期的G1期过渡发生延迟. 细胞周期蛋白相关激酶(cyclin-dependent kinases, CDKs)、细胞周期蛋白、细胞周期蛋白相关激酶抑制剂(CDK inhibitors, CKIs)等的表达在某时相发生特异的变化. 这些结果说明, CENP-B是维持着丝粒/动粒复合体正常结构和功能的必需组分, 并参与细胞周期调控.     

植物ABCG转运蛋白功能的研究进展

高等植物中细胞器及细胞之间是由生物膜分隔开来,但在植物的生理代谢及应对逆境胁迫的过程中,细胞器及细胞之间需要大量的信号与物质的交流.多数情况下,这些跨膜交流由膜上的转运蛋白来执行,其中以ABCG亚家族为代表的ABC转运蛋白家族是一类介导多种不同类型物质的跨膜转运以完成相应功能的转运蛋白.植物比其他真核生物拥有数量更多的ABCG转运蛋白,表明植物中ABCG转运蛋白具有多样且重要的功能. ABCG转运蛋白不仅参与植物正常生长发育过程中许多物质的转运,执行诸多重要的生理功能,还广泛参与植物对干旱、重金属、温度、渗透和抗生素等非生物胁迫,以及病原菌、害虫和植物化感作用造成的生物胁迫响应过程中的信号与物质转运,说明ABCG既与植物的正常生长发育相关,也在植物抵抗逆境胁迫中发挥重要作用.本文对植物ABCG转运蛋白的结构、分类、生理功能及在抗生物与非生物逆境胁迫的功能进行系统总结,为深入了解植物ABCG转运蛋白多样化功能、研究趋势和利用植物分子育种技术对ABCG基因进行表达调控以获得具有优良特性的植物新种质提供重要借鉴和参考.     

长白山不同功能群植物碳同位素及其对水分利用效率的指示

由于植物碳同位素综合反映了植物光合作用过程中C, H₂O交换的信息, 因此从理论上讲它们可以作为植物功能特征的潜在指标. 尽管前人的调查已经对这一假设进行了验证, 但相关的证据还较少, 我们需要进行更多、更广泛的调查来证实这一假设. 本文通过对湿润的寒温带气候区中国长白山不同功能群植物叶片(乔木、灌木与草本; 常绿植物与落叶植物; 一年生草本、二年生草本与多年生草本)的碳同位素测定, 发现不同生活型植物的碳同位素组成有显著差别, 从而进一步证实了植物δ¹³C值可以作为划分植物功能群潜在指标的假设. 另外, 我们的结果还指示不同生活型植物的水分利用效率也存在明显差别. 不同功能群植物的δ¹³C值以及碳同位素指示的水分利用效率呈以下趋势: 草本<灌木<乔木. 同一生活型中, 常绿灌木的δ¹³C值和以及它指示的水分利用效率显著大于落叶灌木. 不同寿命的草本植物δ¹³C值也具有显著的差异, 一年生草本>二年生草本>多年生草本, 与前人在沙漠地区研究的结果(一年生植物的δ¹³C值低于多年生植物)不一致, 这表明不同寿命草本植物之间的δ¹³C值和水分利用效率的变化趋势可能与当地水分条件有关.     

大蒜金属硫蛋白家族新成员AsMT2b在镉离子胁迫下的功能分析

利用RACE方法, 从大蒜(Allium sativum)幼苗中克隆到一个MT基因家族的新成员, 命名为AsMT2b. AsMT2b全长520 bp, 编码80个氨基酸, 具有type 2 MT蛋白的结构特征, 但其Cys的位置和排列方式与其他type 2 MT蛋白具有明显差异. RT-PCR结果表明, 该基因与其他 type 2 MT的表达模式不同, 只有在CdCl₂的胁迫强度增加到一定程度时才增强表达. 将AsMT2b在酵母细胞中表达后可以提高转化子对Cd的抗性. 同时AsMT2b在拟南芥中过表达后, 转基因植株对Cd抗性显著增强, 同时Cd的积累量也增加. AsMT2b在镉离子胁迫下的特性表明, 其在Cd污染土壤的植物修复中具有应用前景.     

Ras蛋白在组蛋白乙酰化修饰介导的多头绒泡菌(Physarum polycephalum)细胞周期调控中的作用

在天然同步化的多头绒泡菌(Physarum polycephalum)细胞中, 组蛋白去乙酰化酶抑制剂Trichostatin A (TSA) 阻断了细胞周期S/G2, G2/M以及走出有丝分裂期的转换, 同时影响了2种ras基因(Ppras1 和Pprap1)的转录以及Ras蛋白的表达水平. 抗Ras蛋白的抗体中和实验结果表明, Ras蛋白通过调节Cyclin B1的表达水平在细胞周期转换点的调控中起重要作用. 以上结果表明, 在多头绒泡菌细胞中Ras蛋白可能是参与组蛋白乙酰化修饰介导的细胞周期调控过程的一个关键因子.     

大丽轮枝菌毒素对棉花悬浮细胞NO和H2O2的产生和GST基因表达的影响

一氧化氮(NO)和过氧化氢(H₂O₂)是重要的信号分子, 参与调控植物的各种生理过程, 特别是在诱导植物防卫基因表达中有重要作用. 本文主要研究NO和H₂O₂是否参与棉花抗大丽轮枝菌毒素(VD-toxins)的抗性反应以及其对GST基因表达的调控作用. 结果表明, NO和H₂O₂信号参与棉花细胞抗大丽轮枝菌毒素的信号途径, 从而诱导抗性反应. NO和H₂O₂信号可能协同作用, 但不相互依赖. GST基因在棉花悬浮细胞抗大丽轮枝菌毒素抗性反应中起重要作用. NO对GST基因表达的调控不依赖H₂O₂, H₂O₂对GST基因表达的诱导作用更强.     

植物B染色体起源途径的探讨

本文根据Ｂ染色体的特性，提出了植物Ｂ染色体的细胞融合起源的假设。此假设是以两个细胞的融合为前提。它认为：两个异周期的花粉母细胞进行染色质的穿壁和切割，切割出的带着丝粒的染色质片段经过长期的结构变化，适应形成现在的Ｂ染色体。并提出了此假设的验证方法和Ｂ染色体起源的研究意义     

“山水林田湖草沙”的形成、功能及保护

“山水林田湖草沙”是对我国多样化生态系统的简要概括和通俗表达。它们在外观和结构上存在明显差异,但又相互联系、相互影响,共同构成生命共同体,为人类社会延续发展提供物质基础和必要条件。当前,“山水林田湖草沙”的一体化治理、保护和修复,已成为推动我国生态文明建设的重要抓手。文章较为系统地总结了我国“山水林田湖草沙”的本底情况,简要介绍它们形成的条件和原因,并从生产、生态、文化与景观等三个方面阐述各自的主要功能。在此基础上,文章基于生态学视角,对生态文明建设中应如何开展“山水林田湖草沙”的治理、保护和利用进行了讨论,回顾国内外若干对生态环境产生负面影响的案例,并简要阐述生态文明建设的生态学途径。     

炎症微环境与肝癌转移

肝癌形成以及肿瘤侵袭和转移过程中癌细胞和癌旁基质之间的相互调节作为一个动态系统已被广泛研究。肝 肿瘤微环境一般分为细胞成分和非细胞成分,细胞成分包括肝实质细胞、肝星状细胞、成纤维细胞、免疫细胞、内 皮细胞、间充质干细胞;非细胞成分包括生长因子、细胞因子、细胞外基质、激素和病毒等。目前研究认为肝脏细 胞成分在经历外界不同刺激后,通过促进细胞坏死、凋亡以及分泌多种蛋白形成炎症微环境,从而参与肝肿瘤的发 生和发展。由于肝细胞癌引起死亡的主要原因是肿瘤的进展和转移,因此深入研究肿瘤转移过程中肝细胞与炎症微 环境之间的相互作用将有助于系统性阐述肝癌转移的分子机理。     

聚集体自噬研究进展

错误折叠蛋白在细胞内大量堆积后会形成蛋白聚集体，干扰细胞正常生理活动，以至引发各种人类疾病，尤其是神经退行性疾病。因此，研究聚集体的形成和清除过程对治疗神经退行性疾病具有重要意义。蛋白聚集体在形成过程中会受到相分离的调控，在液相、固相等多种状态间转变，这影响了聚集体的性质及其清除方式。尽管细胞内多种蛋白质量监测系统均可参与错误折叠蛋白的清除，但是一旦聚集体形成，通常需要通过自噬途径清除，即聚集体自噬过程。在聚集体自噬中，p62、NBR1、TAX1BP1、Tollip、CCT2等自噬受体能够帮助自噬系统识别蛋白聚集体，在聚集体的清除中发挥重要作用。文章主要介绍聚集体的形成以及通过自噬清除的过程，并聚焦于聚集体自噬领域的最新研究进展。     

花粉壁发育研究进展

在被子植物中,花粉壁是雄性配子体表面包裹的一层致密物质,在抵御各种环境压力或微生物的侵袭,以及授粉时细胞的识别等方面具有重要作用。花粉壁由花粉内壁和花粉外壁所组成,其中外壁又分为外壁外层和外壁内层。花粉外壁的物质直接来源于绒毡层细胞,外壁的沉积模式是由初生外壁决定,而花粉内壁由小孢子自身控制。近年来在模式植物拟南芥中,人们克隆了许多与花粉外壁形成相关的基因,这些基因的突变往往会导致植株雄性不育的表型。这些基因涉及到绒毡层发育的调控,孢粉素的生物合成与运输,以及胼胝质壁和初生外壁的形成。笔者对这些基因的功能与花粉壁发育的关系进行介绍。     

Transitions between mesenchymal and epithelial states and the concomitant gene expression changes

Epithelial-mesenchymal transition(EMT),mesenchymal-epithelial transition(MET),and even the sequential EMT-MET can be observed during multiple cell fate conversions including cancer progression and embryonic development.In the current review,we first focused on the existence and beneficial roles of the sequential EMT-MET during three typical cell fate conversions,differentiation from pluripotent stem cells(PSCs)to neurons,de-differentiation from mouse embryonic fibroblasts(MEFs)to PSCs,and trans-differentiation from MEFs to neurons.We tried to provide some preliminary hypotheses to connect EMT-MET and cell fate conversions,like the possible contributions of the intermediate mesenchymal state to iPSCs generation and neurontrans-differentiation.The intermediate mesenchymal state during sequential EMT-MET was further discussed by exploring the conserved signatures on gene expression during a variety of EMT.Discussion on the interaction among vitamin C,DNA methylation,and EMT/MET was also provided.     

细胞骨架和高等植物的向重力性

地球上的生物,在漫长的进化过程中,逐渐适应了地球上普遍存在的重力场环境,并利用重力场作为调控生长发育的一个重要环境因子。人们对植物向重力性反应的研究已经有一个多世纪,但是它的细胞学与分子生物学机制至今仍然不清楚。细胞骨架被认为在调控向重力性反应的早期的信号感受和传导的过程中起着重要的作用。大量的研究证据表明,微丝在生长素极性运输中起调控作用,并最终引起植物表现出向重力性的不对称生长。在植物向重力性生长过程中微管排列发生重组,但是微管重组在调控不对称生长中的作用仍不清楚。当前的细胞、分子和生物化学技术的发展为研究这一困难问题提供了可能,同时大量的最新发现的植物细胞骨架结合蛋白为我们分析植物向重力性过程中信号传导的调控因子提供了丰富的信息。本文着重介绍植物细胞骨架的功能及其在植物向重力性反应在作用,以及空间植物生物学研究的最新进展。     

Current understanding of the mechanisms of stem cell aging

Remarkable progress has taken place in the research of stem cells during the past 30 years.General perceptions,experimental and clinical evidences pinpoint the fact that functional decline of tissue often coincides with aging-related diseases.Stem cell aging plays a fundamental role in the dysregulation of tissue function,maintenance,and repairing.This review specifically focuses on the current findings and emerging concepts of hematopoietic stem cell aging and its mechanisms.