发现DNA中的新秘密

贮存在DNA分子的螺旋链中的是制约着生命的遗传密码。缠绕于DNA双螺旋结构内的命运之绳使得每个人都是独一无二的。它还可以决定一个人是否会被遗传或染上多种多样的疾病。为了揭开DNA的秘密,科学家正在深入窥探这个双螺旋结构。他们所用的最有效的一个工具就是“基因探针”,即能结合在DNA分子的具体部位之上的带状化学物质。研究人员     

基因的偏迫

DNA可谓是生物的图书馆,其资料的编撰便能创造一个新个体.DNA的表现形式便是基因,基因编码蛋白质,加上其他种种零件,它们相互作用即构成了一只猫,或是一个磨菇,或是一棵棕榈树,也可以是一个人.假如一个基本的基因是有缺陷的,使得生物死去或不能繁殖,这个"有过失的"基因也会消亡.那样的基因要得以扩散,它必得要强化"它的"机体的繁殖的前景.一般人总会认为,基因毕竟不能直接面对自然选择,只能通过它们机体的增殖得以扩散.但实际情况并非如此.在细胞的"书库"中,基因不仅是些被动的"书本".正如生物体是环境舞台上的演员一样,基因     

HMG1/2和HMG14/17与人ε-珠蛋白基因启动子DNA的相互作用

HMG (high mobility group)蛋白质是真核细胞核内一类含量丰富的非组蛋白, 它们在染色质的结构与功能及基因表达调控中起着重要作用. 应用凝胶电泳阻滞法和体外核小体重组技术, 分析了HMG1/2和HMG14/17与人ε-珠蛋白基因启动子(ε-promoter,-177 ～ + 1 bp) DNA的结合模式. 实验结果表明, HMG1/2能与ε-珠蛋白基因启动子DNA相结合, 而HMG14/17不能与它结合. 将ε-珠蛋白基因启动子DNA在体外组装成核小体后, HMG1/2则不能与组装成核小体的ε-珠蛋白基因启动子 DNA结合, 而HMG14/17却能与之结合. 结果提示, 当 ε-珠蛋白基因启动子DNA处于不同的状态时, 它所结合的HMG蛋白是不同的, 推测它们可能就是通过这种选择性的结合模式而积极参与了人体 ε-珠蛋白基因的表达调控.     

发育时期专一性相关的调控因子与人体ε-珠蛋白基因5′旁侧调控元件DNA的结合

人体ε-珠蛋白基因是人体β-类珠蛋白基因簇中胚胎型结构基因,在胚胎发育过程中,它最先在卵黄囊血岛中表达,也最先关闭,呈现出严格红系组织特异性和发育时期专一性特点.最近有人报道,人ε-珠蛋白基因5’旁侧DNA序列对人ε-珠蛋白基因时空表达和调控起着很重要的作用.已鉴定出位于该基因5’旁侧DNA序列内,从-535bp到-453bp为一个正调控元件(PRE),从-392bp到-177bp为一个沉默子(Silenecer)(图1).但目前尚不清楚它们作用的分子机制.     

表观遗传学前沿述评

正表观遗传学是细胞调控基因表达的众多方式之一,它研究基因在不改变其遗传密码或DNA序列的情况下开启或关闭的机制。表观遗传学帮助科学家更好地理解复杂多样的生物过程,如细胞分化、基因组印记和X染色体失活,并通过两个机制过程进行操作:组蛋白修饰(如甲基化、乙酰化、泛素化和磷酸化)以及胞嘧啶碱基对的直接甲基化。作为表观遗传学评估和干预的两种新方法,APOBEC偶联表观遗传测序(ACE-seq)和CRISPR具有显著增强表观遗传学研究及其临床应用的潜力。     

福兮?祸兮?转基因植物

近来,常常听到欧洲某国的人们拒绝接受转基因产品,并为此向政府提出抗议,要求禁止这类产品生产的消息。转基因到底是什么?它为什么会让人如此情绪激昂呢?下面就和大家谈一谈植物转基因技术。 植物体内的“异己分子” 转基因技术就是将外源基因(不是受体细胞本身具有的基因)设法导入受体细胞,使受体细胞获得外源基因所表征的特性。那么如何将外源基因转入植物细胞中呢?早先人们发现在土壤中的一种植物病原菌——土壤农杆菌能侵入植物的受伤部位,使植物产生瘤,而瘤的组织基因组中插入了农杆菌的基因。进一步研究发现,这种菌中有Ti质粒,它是一个闭合环状的双链DNA分子,该质粒上的一段DNA,称为T—DNA,它能转移并整合进植物基     

与人β-珠蛋白基因5＇旁侧序列内负调控元件(NCR2)相结合的调控因子

人体β类-珠蛋白基因簇是研究真核基因表达时空秩序性的一个理想模型,在胚胎发育过程中,它的几个结构基因(ε,~Cγ,~Aγ,δ和β-珠蛋白基因)分别在不同的时期和部位开启和关闭。基因的激活与关闭在细胞分化和胚胎发育过程中都具有十分重要的意义,但有关它们的分子机制目前仍不很清楚。成年型的β-珠蛋白基因在胚胎期不表达,出生后主要在人的骨髓中表达,这一事实说明在胚胎期与胎儿期存在某种调控机制抑制了β-珠蛋白基因的开启。     

多重靶向纳米递送系统为CRISPR/Cas9体内编辑提供输运工具

<正>CRISPR/Cas9系统是近年来发展起来的一组强大的基因编辑工具.CRISPR/Cas9系统可以对哺乳动物细胞进行基因编辑~([1]).CRISPR/Cas9由两部分构成,一部分是可以对DNA序列进行酶切的Cas9内切核酸酶,它可以引起靶标DNA的双链断裂;另一部分为引导RNA(guide RNA,gRNA),它可以特异性识别并结合DNA靶序列.在gRNA     

重组DNA的研究新进展

本世纪70年代初,美国科学家S. Cohen和H. Boyer等首次在体外成功地组建了具有生物功能的重组质粒,1974年,Morrow等将第一个真核基因即瓜蟾rRNA基因导入大肠杆菌,获得克隆,标志着重组DNA(rDNA)研究的开始。rDNA技术,是在试管内用酶及其他物质使不同物种间的DNA分子彼此结合,然后导入细胞内令其行使功能的技术。它涉及五个方面:1)DNA特异的剪切技术——获取目的基因;2)核酸分子杂交技术——鉴定未知核酸分子;3)DNA的分子克隆——目的基因的扩增;4)DNA顺序测定——确立基因的精细结构和功能的关系;5)目的基因的表达——产     

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.     

“它带来的变化是基本的和颠覆性的”

●60年前,DNA双螺旋结构的阐明对于分子生物学的诞生具有里程碑意义,并由此促发了生命科学领域一系列革命性的变化。DNA的遗传信息得以完整地传递到下一代是因为DNA分子自身复制的一种半保留机制。DNA双螺旋结构是由两条方向相反的多聚核苷酸链相互缠绕构成的,这两条链所携带的遗传信息相当于镜像关系,不管保留哪一半,它都能复制出另一半。这     

基因革命百年回眸

基因革命解读生命天书 从确定DNA的化学成分并首次使用"基因"一词,到绘制完成人类第一个基因组框架图,历经了一个世纪."基因"一词来源于希腊语中的"Genos",意为出生或起源--正如其字的含义一样.基因虽然仅占人体DNA2～4%的比例,但却决定了人体蛋白质的组合,并由此掌管了人从生到死的全部过程.     

DNA在未来50年里……

组蛋白登上中央舞台 问题的答案似乎是另一种编码,而且这种编码比DNA基因链要微妙和复杂得多。它甚至没有记录在DNA里,而是编写在名为组蛋白一类的蛋白质的结构中。几年前,组蛋白还仅被看作DNA的乏味包装而备受忽视。现在这些蛋白质及其隐含的编码已被视     

体细胞核移植牛肺脏中H19和Xist基因的DNA甲基化状态

在体细胞核移植中, 体细胞的供体核要经过表观遗传修饰的重编程才能获得发育的全能性, 目前认为不完全的表观重编程是导致克隆效率低的主要原因. DNA甲基化是基因组主要的表观遗传修饰方式, 是调节基因组功能的重要手段. 为了探求核移植过程中DNA甲基化的表观重编程是否充分, 利用亚硫酸氢盐测序法分析了印记基因H19和Xist在出生48 h内死亡的体细胞核移植牛和正常对照牛肺脏中的DNA甲基化状态. 结果发现, 体细胞核移植牛中H19基因甲基化程度较低, 与正常对照组相比差异显著(P < 0.05), 并且 9C3个体有3个CpG (第1, 2, 3位)表现出完全非甲基化; Xist基因甲基化程度在体细胞核移植牛和正常对照牛中都较高, 且没有显著差异.     

足迹测序——一种快速精确测定被蛋白保护的DNA序列的方法

测定被调控蛋白保护的DNA顺序是阐明基因调控机制的必不可少的环节.为此,通常先将被保护的DNA片段克隆到合适的质粒上,再用化学法测定被调控蛋白保护的DNA序列.但此法操作步骤繁多,又要求多量的DNA,测定的灵敏度也较低.我们设计了“足迹测序”法,它能直接、快速测定已克隆的被蛋白保护的DNA序列.已用此法测定了和结瘤调控蛋白专一性结合的DNA序列.     

肥胖原是基因惹的祸?

肥胖竟是基因惹的祸?原来"FTO"基因能让吃的食物增加能量;"FTO"基因变异的孩子更喜欢吃脂肪、油、甜点类的食品;肥胖儿体内的"多巴胺受体基因"偏少……让我们一起来解读肥胖的基因密码吧!身胖由"基因"做主基因是什么?俗话常说,龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会掏洞。种瓜得瓜,种豆得豆。这是说遗传因素对人的影响,而遗传物质就是DNA(脱氧核糖核酸)。基因就是DNA的一个片段,是遗传的物质基     

硫代磷酸型DNA片段的合成及其抗病毒作用初报

硫代磷酸型寡聚脱氧核苷酸(S-ODN)是一类DNA类似物.它除具有天然DNA的一些生物学性质(如杂交、水溶性、激活RNaseH和让细胞吞饮吸收)之外,还抗核酸内、外切酶的水解,是近年来颇受注意的反义DNA类似物.     

荧光蛋白开启健康奥秘之门

最近,韩国研究人员培育出一只小猎犬.这条狗看上去与一般的小狗没有两样,那么科学家为什么花那么大的心思去培育呢?把这条狗放在黑暗中,就可以看出它的与众不同之处:它的爪子居然在黑暗中能发出绿光.该研究项目负责人李秉春表示,我们的最终研究目的不是仅仅让狗发光,接下来将让一些致病基因与荧光基因绑定,移人实验狗体内.如果成功,研究人员就可以更准确地追踪这些致病基因的活动过程.由于人和狗拥有268种共同疾病,对荧光狗的研究将有助于寻找治疗人类疾病的方法.目前,科学家已经培育出多种荧光动物.究竟是什么东西让动物发光?这些荧光物质对人类健康究竟有什么帮助?     

揭示细胞命运之谜

细胞命运的调控,是一个十分复杂而又被了解不多的过程.这一过程主要是由基因表达的表观调控指导的,即改变基因的功能而不改变内在的DNA序列.     

蛋白质核酸分子在固体介质中能形成专一结合的复合物

为阐明生命活动的一些基本过程,如DNA复制、重组及基因调控等,归根结蒂,需要对蛋白质核酸的相互作用有详尽的了解。近年来用凝胶电泳定量研究蛋白质核酸的相互作用已有重大突破,所用方法非常灵敏,蛋白质和核酸的浓度只需10~(-12)—10~(-14)mol/L。其基本原理如下:一般先将有关的DNA片段用放射性同位素标记,然后用它与细胞抽提物混合,细胞抽提物中能与DNA专一结合的蛋白质就与DNA形成蛋白质核酸复合物,它在凝胶电泳中