我国科学家提出生物进化动力新假说

[本刊讯]复旦大学生命科学学院的谷迅、苏志熙、黄伟提出生物进化动力新假说，认为在后生动物进化过程中，基因的偏向性突变是导致酪氨酸丢失和复杂酪氨酸激酶调控网络形成的主要原因。对目前的“后生动物进化过程中酪氨酸丢失是自然选择作用的结果”的权威观点进行了修正。该成果于2011年5月20日发表在Scielice上。     

STK11 基因在Peutz-Jeghers综合征家系中的突变分析

黑斑息肉综合征（Peutz-Jeghers syndrome，PJS）是一种常染色体显性遗传性疾病。最近，在19p13.3克隆出了PJS致病基因STK11(丝氨酸苏氨酸激酶)。为了进一步研究中国人PJS患者STK11基因的突变情况，应用变性高效液相色谱（DHPLC）和DNA测序方法，对3个多代PJS和3个散发性PJS家系中15例患者和20例正常成员的STK11基因的9个外显子进行了分析，在6个家系中共发现10个由碱基替代导致的点突变。有7个突变可使基因产物发生改变，包括1个无义突变、5个错义突变和1个移码点突变。分别发生在STK11基因的第37（CAG→TAG），123（CAG→CAT），161(ATT→AGT)，194（GAC→GAG）,245(CTC→TTC)和354位密码子（TTC→TTG）及第4内含子3′末端煎接位点部位（AG→AA）。在3个散发PJS家系中，有1个家系的患者，在第5外显子内存在错义突变，其余2个家系的患者，在内含子1（ 36）和内含子3（-51）均存在点突变。研究还发现，有3个多态位点，分别发生在内含子1（ 36），内含子3（-5）和内含子5（ 27）部位。以上结果表明，在PJS患者中存在较高频率STK11基因点突变，突变位点可分散在整个编码区。两代以上发病的家系突变频率较散发病例突变率高，提示STK11基因的改变与PJS的发病密切相关。     

端粒酶基因突变与癌症发生

端粒是染色体末端一段特殊的重复核苷酸结构,可防止染色体降解或融合.端粒功能异常可导致衰老和癌症等多种疾病.端粒酶逆转录酶(TERT)是端粒酶的催化亚基,可有效保持端粒结构完整性.在黑色素瘤、神经胶质瘤、膀胱癌和肝癌等多种癌症中鉴定出存在高频TERT基因启动子区-124 CT和-146 CT突变,并且这种突变可导致TERT的m RNA、蛋白和酶活性增加,从而增加端粒长度.TERT基因启动子突变可增加转录因子GABP结合而激活基因转录.这些发现将为癌症诊断和治疗提供新的靶点.     

一种简单易行的重组方法——三引物PCR法

报道了一种不需要限制性内切酶和连接酶的重组DNA方法－三引物PCR法（TP－PCR），TP－PCR反应体系中有2种模板和3种引物，从而在同一个反应体系中产生一个重组DNA分子，这种方法的主要优点是快速，高效且不依赖连接片段的限制酶位点，用这种方法已成功构建了融合蛋白基因－sck基因。     

鸡生长激素基因单核苷酸多态与生长及屠体性状的相关性

以鸡生长激素(GH)基因作为控制鸡生长和屠体性状主基因的候选基因, 以明星肉鸡和丝毛乌骨鸡杂交产生的F₂代鸡群为实验材料, 通过PCR-RFLP方法对GH基因进行多态性检测. 在该基因内含子3中发现1处碱基突变: G →A, 由内切酶EcoR Ⅴ酶切证实; 在内含子4中发现1处碱基突变: C→T, 由内切酶MspⅠ酶切证实, 并由此对F₂代鸡群个体进行基因型鉴定. 方差分析结果显示, 在内含子3中的碱基突变与腹脂性状显著相关; 内含子4中的碱基突变与腹脂、胸肉屠体性状显著相关, 但两处突变与其他大部分生长和屠体性状相关不显著, 结果表明鸡GH基因可能是控制某些屠体性状的主基因, 或与控制这些性状的主基因紧密连锁.     

染色体重排引起转基因双价抗虫棉变异

在我国自己培育的转Ｂｔ＋ＣｐＴＩ双价抗虫棉Ｔ４纯合后代中获得了一株畸形突变株，它的株型小，雌雄不育，减数分裂也不正常，细胞学研究表明抗虫突变株发生染色体变异导致形态变异，抗虫性分析和ＰＣＲ检测结果均揭示出，该突变的发生不影响希虫蛋白基因的正常表达，Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分析结果进一步证明，该突变株可能发生了染色体缺失或外源基因插入位点转移，在纯合的转基因后代中，染色体结构再发生重排的现象还不多见。     

转导GST-pi基因表达抑制甲基丙烯酸环氧丙酯的致癌作用

环境中的化学致癌物是引发癌症的主要原因，谷胱甘肽Ｓ－转移酶（ＧＳＴ）ｐｉ在防止各种内、外源的对细胞的损害方面起关键性作用，ＧＳＴ－ｐｉ基因与反转录病毒载体（ｐＸＴ１）重组后转染３Ｔ３细胞，使该基因在３Ｔ３细胞中整合和表达，研究发现：ＧＳＴ－ｐｉ的表达可以防止化学致癌物甲基丙烯酸环氧丙酯（ＧＭＡ）诱导的细胞恶性转化，此结果为进一步探讨ＧＳＴ－ｐｉ在癌症预防领域的作用提供了科学依据。     

表皮生长因子受体体外测活的非同位素方法

建立了一种表皮生长因子受体体外测活的非同位素方法。通过克隆表皮生长因子受体主要磷酸化位点Ｔｙｒｌ１７３周围２０肽的基因片段与谷胱甘肽Ｓ－转移酶（ＧＳＴ）的融合蛋白作为底物，用抗磷酸化酪氨酸的单克隆抗体ＰＹ９９来检测其磷酸化的程度。此方法在专一性及灵敏度上都比已有方法有显著提高。融合蛋白的Ｋｍ值（１０μｍｏｌ／Ｌ）比合成多肽底物的Ｋｍ值（１１０μｍｏｌ／Ｌ）要低一个数量级。此方法还可用于测定ｃ－ｅｒ     

小鼠BRI3基因的克隆及其诱导细胞死亡的作用

为了阐明TNFα作用的分子机制，用抑制消减杂交（SSH）技术和反转录PCR（RT-PCR),从hTNFα处理过的小鼠脑血管内皮细胞（bEnd．3）总RNA中扩增并克隆BRI3的cDNA，构建了BRI3基因与绿色荧光蛋白（EGFP）基因融合的表达载体pEGFP/I3，转染L929细胞后，发现EGFP／I3融合蛋白位于细胞质里，通过TUNEL法检测或流式细胞仪分析初步表明，该融合蛋白在L929细胞中的表达能够导致细胞死亡，而且这种细胞死亡能被L929细胞中表达的Bcl－2蛋白所抑制，提示BRI3基因的功能可能与TNFα的细胞毒作用有一定的相关性。     

人类有望攻克癌症

最近美国马塞诸塞州学院罗伯特·韦伯格博士通过对基因的研究,找到了细胞突变的“钥匙”,并在实验室里第一次将一个正常的人类细胞转变成了癌细胞。同行们称韦伯格博士的这一研究成果是人类战胜癌症的一个里程碑。因为这一实践上的突破,可使人类深入了解基因和细胞深层次奥秘,有助于开发治疗癌症的药物,彻底消除癌症。研究人员知道,癌症是由于基因突变引起的,所以人们尝试发明一种药物来制止基因突变。但在长时间里,人们只是在黑暗中摸索,不知道哪一种突变引起哪一种癌症,也不知道哪一种药物可以修补受损害的基因。现在有了基因技术,科学家…     

对基因组研究转向战胜疾病的不同声音——人口遗传学家戴维·B·戈尔斯坦谈基因的自然选择

花费30亿美元破译人类基因组的主要目的，是基于能够发现使人们易患的一些常见疾病（如癌症和老年性痴呆症）的基因变体。研究人员普遍有这样一个期望：这些基因变体并没有被自然选择消除掉，因为它们只是在人们生育期结束后的生命晚期才危害人们，因而它们也是普通的基因。     

遗传学:相对风险

正出生在1940年之前的女性,相比她们的女儿,发生乳腺癌的风险要低得多。1990年,遗传学家玛丽-克莱尔·金(Mary-Claire King)发现了肿瘤抑制基因的突变与增加乳腺癌、卵巢癌风险之间的关系,并将这种基因突变命名为BRCA1。该发现改变了人们关于基因对癌症影响的认识。BRCA1基因编码了一种在DNA修复中非常重要的蛋白。该基因的突变增加了乳腺癌、卵巢癌发生的风险。在金的研究中,乳腺癌发生的终生风险增加至80%以上,而卵巢癌的风险则高达40%~65%。     

酪氨酸磷酸酶引起生物学家的兴趣

随着研究人员对于在细胞生长控制和癌变中起关键作用的一类酶的研究,酪氨酸磷酸酶的数量在迅速增加。在过去2年里,一个使生物学家感到惊讶的新研究领域得到迅速发展,这就是对以前并未预料到的蛋白酪氨酸磷酸衡的研究。它使人们非常兴奋,因为它可能就是长期寻找的,对抗一类人们所熟知的所谓酪氮酸激酶的酶。     

伪狂犬病毒胸苷激酶基因变异引起的病毒致弱作用

为揭示PRV tk基因结构与毒力的相互关系，tk基因结构变异对病毒生物学特性的影响和探讨病毒的致弱机理，以伪狂犬病毒湖北株（PRV HB）为材料，用BUdB诱变选择，分离出BUdR抗性的PRV TK^-突变株。在对野毒株和TK^-突变株tk基因克隆和测序的基础上，分析比较了两种毒株tk基因的一级结构。测定的PRV HB野毒株tk基因片段长1587bp，GC含量为72．7％。包含一个1098bp的ORF。编码366个氨基酸残基组成的蛋白。ORF内有2个137bp核苷酸的重复序列，两者以一个A连接。测定的TK^-突变株tk基因片段长1458bp，野毒株中137bp重复序列之一和连接A被自然删除，另有一个8核苷酸（GCGCGCCC）重复片段的插入，其他所有核苷酸与野毒株一致。在TK^-突变株中因核苷酸片段的缺失和插入，tk基因发生移框突变，导致转译提前终止，不能产生有功能的TK蛋白。氨基酸序列分析显示，PRV HB TK具有疱疹病毒TK共有的保守功能区并多出一个保守的DRH功能位点。实验还证实，TK^-突变株具有生物学遗传稳定性。与野毒株比较，其毒力显著降低。用TK^-突变株种小鼠，能诱导小鼠产生针对PRV强毒株致死攻击的有效保护。     

植物NAD-IDH基因克隆及体外表达酶活力分析

植物NAD⁺-依赖型异柠檬酸脱氢酶(NAD-IDH)是一多功能酶. 以拟南芥生态型“Columbia gl1”及甘蓝型油菜三系“陕2A”, “陕2B”和“垦C1”的叶片为材料, 采用RT-PCR方法成功地从每种植物材料中分别克隆了3种NAD-IDH不同亚基基因. 同源性搜索发现, 来源于油菜的克隆基因是新基因. 将克隆基因的功能蛋白编码区整合到pMID1多克隆位点, 构建表达重组体, 均能在体外翻译系统中高效地表达出特异目的蛋白. 亚基0, 亚基1和亚基2基因转录本加入到含终浓度为36 μg/mL的二硫键异构酶的体外翻译系统, 体外表达产物中检测到NAD-IDH酶活力. 不同基因种类及转录本分子比的体外表达产物的酶比活力比较表明, NAD-IDH由3种亚基组成, 缺一不可, 缺少亚基0是致命的, 缺少亚基1或2中的任何一个对酶活力的损伤是严重的. 同时发现, 来源于陕2A和陕2B的亚基1基因转录本中存在碱基缺失现象, 从而发生移框突变或无义突变, 使突变亚基不表现正常亚基1功能, 导致油菜品系间叶片NAD-IDH酶比活力存在差异.     

山羊 β-酪蛋白基因启动区指导人血清白蛋白在转基因小鼠乳汁中的高效表达

构建了包含山羊β－酪蛋白基因启动区５′端上游调控序列和外显子１，２及内含子１在内的乳腺表达载体，并与人血清白蛋白（ｈＡＬＢ）小基因（含全长ｃＤＮＡ序列及其内含子１）构建成融合基因，鼠尾静脉注射实验表明，该融合基因能在小鼠乳腺中特异表达，应用显微注射方法交该融合基因导入小鼠受精卵，并将受精卵移植于假孕母鼠，共获得３３只Ｆ０代小鼠，经ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹杂交证实，有８只小鼠基因组中整合有ｈＡＬ     

胃癌组织mtDNA突变与癌变关系的探讨

为了进一步明确mtDNA突变与胃癌发生、发展的关系，利用变性高效液相色谱（DHPLC）和DNA测序技术，对30例胃癌组织和对应的正常组织mtDNA基因组全序列进行了筛查，研究结果确定胃癌中mtDNA存在高频率的突变，突变频率为66.7%（20/30），其中56.7%（17/30）的突变仅见于癌组织，突变频率较高的基因为ND4，ND5和D-loop，分别为36.7%，26.7%和30%，与组成电子传递链复合体Ⅲ，Ⅳ，V的基因相比，复合体I基因在被检测的癌组织mtDNA中的突变频率最高（43.3%），突变类型以碱基替代为主（85.4%），研究结果提示，复合体I基因，特别是ND4，ND5和ND3基因突变在胃癌的发生，发展中起重要作用。     

水稻Bowman-Birk蛋白酶抑制剂基因OsWIP1-2的诱导表达及其抑制活性

克隆了水稻的WIP1基因, 该基因属于Bowman-Birk蛋白酶抑制剂(BBI)家族. RNA杂交实验结果显示该基因的表达受伤害和茉莉酮酸的诱导, 表明它在植物防御反应中起着重要的作用. 将此基因克隆到表达载体pET28a, 并在大肠杆菌中表达融合蛋白. 分别用胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶为底物检测纯化的融合蛋白的抑制活性, 发现融合蛋白具有胰凝乳蛋白酶的抑制活性, 但没有对胰蛋白酶的抑制活性; 同时发现融合蛋白C端的融合残基对蛋白酶抑制活性有重大影响, 具有C端(His)₆纯化标签的融合蛋白不具有胰凝乳蛋白酶的抑制活性, 而有天然C端序列的融合蛋白具有胰凝乳蛋白酶的抑制活性, 这暗示了过长的C末端序列可能会影响WIP1蛋白的正确折叠. 蛋白酶抑制活性分析表明水稻Bowman-Birk抑制剂家族的成员可能在结构和功能上均发生了分化.     

在小鼠进行基因打靶的研究进展

基因打靶是在生物活体研究基因功能的有效手段，通过基因打靶可以对小鼠染色体组进行特异性的遗传修饰，包括简单的基因剔除、点突变的引入、染色体组大片段的删除和重排以及外源基因的定位整合等。近年来的研究表明，对基因打靶进行时间和空间上的调控已成为可能。     

合成致死在精准肿瘤学中的应用

合成致死是指两个非致死性基因同时失活从而导致细胞死亡的现象.近来,合成致死原理已经成功用于癌症精准治疗.癌症在其发生、发展和恶化过程中,积累了大量不能靶向的驱动突变,我们可以用药物精准抑制这些突变的合成致死搭档,从而特异性杀死癌细胞,不危害健康细胞.本文详细介绍了癌症的驱动突变,探讨了合成致死原理及其在癌症精准治疗中的应用;进一步探讨了基于DNA修复机制的BRCA1/2缺陷,激活RAS突变,MYC突变,肿瘤抑制基因TP53以及功能性缺失PTEN的合成致死性研究进展;最后展望了这种策略在无法靶向的驱动突变应用前景,为实现更有效、毒性更低的精准治疗提供方向,是抗癌药物研究的新热点.