鱼类线粒体DNA控制区的结构和进化:以鳑鱼类为例

以鳑鱼类为例,研究了鱼类线粒体DNA控制区的结构和进化规律.识别了终止序列区、中央保守区和保守序列区3个区域.指出扩展终止相关序列(ETAS)的主体是TACAT和它的反向互补序列ATGTA形成的发夹结构.给出了鱼类中若干重要保守序列的普遍形式.研究结果表明,一般情况下,只有一个行使功能的ETAS,但可能会有多个复制的、不行使功能的ETAS存在.鱼类的保守序列CSB2最为保守.线粒体DNA控制区被认为是由各功能单位形成主体框架,主体框架复制产生重复序列,重复序列产生快速变异,这样造成不同类群间线粒体DNA控制区巨大差异.易突变点和二级结构的存在均可能与变异的发生相关.     

鱼类线粒体DNA控制区的结构和进化：以BangPi鱼类为例

以Bang Pi鱼类为例，研究了鱼类线粒体DNA控制区的结构和进化规律。识别了终止序列区、中央保守区和保守序列区3个区域。指出扩展终止相关序列（ETAS）的主体是TACAT和它的反向互补序列ATGTA形成的发夹结构。给出了鱼类中若干重要保守序列的普遍形式。研究结果表明，一般情况下，只有一个行使功能的ETAS，但可能会有多个复制的、不行使功能的ETAS存在。鱼类的保守序列CSB2最为保守。线粒体DNA控制区被认为是由各功能单位形成主体框架，主体框架复制产生重复序列，重复序列产生快速变异，这样造成不同类群间线粒体DNA控制区巨大差异。易突变点和二级结构的存在均可能与变异的发生相关。     

从线粒体DNA控制区基因探讨红腹锦鸡和白腹锦鸡的分类关系

用聚合链式反应(PCR)和直接测序的方法测定红腹锦鸡(Chrysolophus pictus)和白腹锦鸡(C.amherstiae)各5个样本线粒体DNA控制区的468 bp的序列,共发现26个变异位点.红腹锦鸡的序列变异率为0.90%,白腹锦鸡的序列变异率是0.17%,两者差异极显著.红腹锦鸡和白腹锦鸡的3种碱基(A,T,C)含量差异显著.根据Kumar双参数法计算两种锦鸡的遗传距离为0.035±0.008,按线粒体DNA控制区的进化速率2%/Myr计算,它们的分歧进化的时间大约是(1.75±0.40)Myr,结果支持它们是两个独立的种.红腹锦鸡和白腹锦鸡可能分别起源于秦岭以南地区和横断山脉.     

应用DHPLC检测多巴胺D2受体基因在中国人群中的多态性

通过变性高效液相色谱 (DHPLC)和DNA测序在 4 1个中国汉族人DNA样本中检测DRD2基因编码区和拼接区的单核苷酸多态性 (SNP) ,结果发现 3个SNP :Intron5的 2 77G/A、Exon7的 4 2C/T和Exon7的 1 2 9T/C .Intron5 2 77G/A是在中国汉族人群中发现的新SNP ,Exon7 4 2C/T和 1 2 9T/C在NCBIdbSNP中已有相应记录 (分别为rs4 986 92 1和rs6 2 75) ,它们均导致DRD2基因的同义突变 ,其中Exon7 1 2 9C等位基因频率在研究样本中高达 4 3.9% .这些结果为在中国汉族人群中开展DRD2基因相关的群体遗传学研究提供了遗传标记 .另外 ,还探讨了DHPLC检测突变的干扰因素及控制措施 ,为国内同行开展类似工作提供参考     

数学解译核酸多样性

以离散数学理论和方法与生命科学原理，讨论mRNA的转录和DNA的复制及其基因信息的传输这一异常复杂的高序化特异反应过程。其信息符号(mRNA：U、C、A、G，DNA：T、C、A、G)对基因信息的传入与传出、保留与变异起着最主要的作用。例证核苷酸、脱氧核苷酸的4种信息符号的排序变化是mRNA、DNA分子结构多样性的基本原因，尤其DNA模板链上的4种信息符号排序变化是自然界生命现象复杂多样的最根本原因。     

伴随中国番茄黄化曲叶病毒的卫星DNAβ在本氏烟中的种群变异

采用根癌土壤杆菌介导接种和分子克隆技术,分析中国番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellowleaf curl China virus,TYLCCNV)Y10分离物(Y10)的伴随卫星DNAβ(Y10β)在本氏烟中的种群变异.结果显示表明:本氏烟中Y10β种群所有克隆均发生不同程度的变异,在接种60 d及120 d后其种群突变频率分别为2.48×10-3和2.54×10-3,表明该卫星DNAβ在同一寄主体内的侵染时间对其种群变异水平没有明显影响;Y10β种群的碱基突变位点主要分布于DNAβ的富A(A-rich)区,在卫星共同区(SCR)内碱基突变位点最少;其碱基突变类型以A→G,G→A,T→C突变及碱基G缺失等突变类型的比例较高,并且在A-rich区内出现多个克隆在同一核苷酸位点发生相同突变的现象.     

小鼠线粒体DNA中一个新的R-loop结构的发现

哺乳动物线粒体DNA的D-loop区是其复制和转录的起始区域,其中D-loop重链RNA(DH-RNA)与复制和转录功能密切相关.但轻链RNA(DL-RNA)被认为没有重要的功能,因此几乎没有有关D-loop区的轻链RNA的研究.文中研究发现一个DL-RNA存在于小鼠线粒体D-loop区.研究表明这个DL-RNA跨越了几乎整个D-loop区,并且能够耐受RNase A和RNase T1酶的切割,但对RNase H酶敏感.在这种RNA存在的情况下,D-loop的DNA不能被HaeⅢ酶切割.这些结果意味着新发现的DL-RNA能同D-loop区的DNA形成三链结构,并且能使其对应区域的DNA不被限制性内切酶消化.在以细胞色素b基因为对照的实验中没有发现类似的结构,证明这一结构不是RNA转录过程中形成的临时结构.考虑到D-loop区是线粒体DNA复制和转录的重要调控区,这个新奇的三链RNA-DNA复合物可能在线粒体DNA复制和转录中扮演了重要角色.     

DNA拓扑异构酶Ⅱβ结合蛋白1（TopBP1）磷酸化功能位点推测及功能分析

为阐明DNA拓扑异构酶Ⅱβ结合蛋白1(TopBP1)参与DNA损伤修复应答的分子机制，本研究通过生物信息学分析，发现多个潜在的TopBP1磷酸化位点T860，S887，T1104及T1167，利用分子生物学手段从人cDNA文库中扩增并获得TopBP1克隆质粒，将上述磷酸化位点突变为丙氨酸，观察突变质粒转染细胞对DNA损伤修复的应答反应. 结果显示，在粒子射线照射或化疗药物处理细胞后，第1104丙氨酸突变（T1104A） 的TopBP1蛋白导致pRPA32-S33的磷酸化水平大幅降低，同时细胞周期检验点失活，严重阻滞了DNA应激反应，证实T1104是TopBP1参与DNA损伤修复的关键活性位点.     

中国汉族人群线粒体DNA单倍群与尿酸水平的关联研究

尿酸(UA)是人体内嘌呤核苷酸代谢的最终产物，与多种慢性疾病相关。因线粒体处于人体代谢的核心位置，线粒体DNA变异可能影响血液中尿酸水平。本研究对来自广西南宁、江苏泰州和河南郑州的3个中国汉族人群共计2 837例样本(其中男性样本1 112例、女性样本1 725例)进行分析，对样本初始的UA值矫正了性别和年龄因素。本研究根据线粒体DNA的变异将受试者分为16种基础单倍群，通过比较每个单倍群样本和其他样本的UA水平差异，探索线粒体单倍群和UA的相关性。在总体3个汉族人群中，M8单倍群的UA矫正值((310.5±87.2)μmol/L)显著低于其他单倍群((326.1±80.6)μmol/L,P=0.02),B5单倍群的UA矫正值((338.8±72.5)μmol/L)显著高于其他单倍群((324.9±81.2)μmol/L,P=0.01)。本研究结合后续分析发现，在总人群、南宁人群和泰州人群女性数据中，M8单倍群均与低UA水平显著相关；在总人群和女性数据中，B5单倍群与高UA水平显著相关。综上所述，本研究在中国汉族人群中发现了与UA水平显著相关的线粒体单倍群，为后续线粒体DNA变异在尿酸...     

Mn2+驱动的不同长度DNA片段PCR随机突变研究

针对倾向错误的PCR技术中不同目的、不同长度基因的诱变种类一直缺乏准确参考的问题，以酵母spt15基因为研究对象，在标准的PCR反应体系中加入不同Mn2+摩尔浓度（0.125，0.250 和0.500 mmol·L-1）进行倾向错误的PCR，扩增spt15不同长度（分别约为200, 500和700 bp）的DNA片段，研究其突变频率，突变碱基数目及突变类型，以分析不同种类的突变所需的最佳条件.研究结果表明：长片段DNA的PCR突变率对Mn2+摩尔浓度更敏感；模板的长度对DNA PCR突变碱基个数也有较为明显的影响，低Mn2+摩尔浓度有利于单突变；Mn2+驱动的突变有明显的倾向性，其中A→G和T→C的突变居多.     

RECQL4与肿瘤发生的关系

RECQL4属于人类RECQ解旋酶家族,广泛参与DNA的复制和损伤修复.早期研究证实,RECQL4突变会导致RTS,BGS和RAPA 3种综合症,其中RTS和BGS患者都有很高的骨肉瘤和淋巴瘤发生倾向,此外,RECQL4还可通过维持线粒体和端粒的基因稳定避免多种肿瘤发生,RECQL4也被认为与血液恶性肿瘤爆发相关.最新实验结果提示,RECQL4缺陷的大部分骨肉瘤患者9号外显子缺失,RECQL4维持线粒体稳定的重要结合蛋白是p53,RECQL4是与生存素结合在一起避免乳腺癌细胞凋亡的,RECQL4过量表达通过增强MCM复制起始复合物活性而促进宫颈癌细胞等的增殖.但目前有关RECQL4与肿瘤关系的机制仍有许多不明之处,需进一步深入探讨.本文对RECQL4与肿瘤发生的关系作一综述,以期为癌症研究和治疗提供思路.     

郑州地区线粒体基因突变与2型糖尿病相关性分析

探讨线粒体t RNALeu(UUR)基因3243位点和NADH脱氢酶亚单位1(ND1)3394位点突变在河南省郑州地区2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)人群中的发生率及其临床特征。随机抽取无血缘关系的T2DM患者295例及正常对照250名,采用聚合酶链反应—限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术进行线粒体t RNALeu(UUR)基因3243位点及3394位点突变检测,比较线粒体基因突变在两组间分布的差异,并对样本的相关生化指标进行测定,从而得出河南省郑州地区2型糖尿病与线粒体基因点突变的相关性。2型糖尿病组中mt DNA 3243突变率为0.68%,mt DNA 3394突变率1.36%,在正常对照组未检出mt DNA 3243位点突变,mt DNA 3394突变率0.80%,组间基因型差异用χ2检验,各位点突变率差异均无统计学意义(p0.05)。胰岛素水平和线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ活性指标在有无突变组之间有明显差别(p0.05)。线粒体t RNALeu(UUR)基因3243和ND1区3394位点突变不是河南省郑州地区2型糖尿病的主要病因,仅为人群中线粒体DNA的基因多态性。但此位点突变能引起空腹胰岛素水平和线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ活性的下降,推测其对2型糖尿病的发生的其他因素有协同作用。     

一母系遗传非综合征耳聋家系的线粒体DNA突变分析

在问卷调查及家系随访的基础上,在安徽省淮北市收集到一母系遗传非综合征耳聋家系,利用聚合酶链式反应-限制片段长度多态性分析(PCR-RFLP)和测序技术,检测了该家系成员线粒体DNA(mtDNA)上可导致非综合征耳聋的两个突变热点处(12S rRNA基因上的1 555位点和tRNASer(UCN)基因上的7 445位点)的碱基变化,发现该家系所有母系成员的mtDNA上都有A1555G同质型突变,但7 445位点无异常;进而对该家系两个表型明显不同母系成员(一例具有先天性耳聋表型,另一例听力正常)的mtDNA进行全长测序,结果未在mtDNA上发现除A1555G以外的其他位点突变,只发现了27处多态性序列变化,且两成员的mtDNA无序列差异.说明mtDNA上的A1555G同质型突变是该家系部分母系成员致聋的分子生物学基础之一;推测该家系A1555G突变携带者临床表型的差异可能与mtDNA多态性无关,而更可能是核修饰基因与A1555G突变协同作用的结果.     

真菌中DNA重复序列诱导点突变的研究进展

1987年,由Selker等在粗糙脉孢菌中首次发现重复序列诱导点突变(repeat-induced point mutation,RIP).在重复序列诱导点突变过程中,搜寻前减数分裂组织单倍体核中DNA的重复序列,然后发生众多的碱基C到T的突变,产生富碱基T+A片段,从而使重复序列中的G-C碱基对发生转换突变成为A-T碱基对.此外,发生RIP的序列多集中在着丝粒区域,主要是转座子甲基化后的遗迹.移动转座子是真核生物基因组进化的主要驱动力.对于真菌,重复序列诱导点突变(RIP)在减数分裂过程中通过突变多拷贝DNA,能最大限度地减少转座子的影响,因此对RIP的研究在一定程度上能有助于了解基因组进化的真谛.综述了重复序列诱导点突变的产生机制,以及真菌中重复序列诱导点突变的研究进展.     

新疆山普拉古代居民线粒体DNA研究

山普拉墓地位于新疆维吾尔自治区和田地区洛浦县城西南14km处,14C测定该墓地年代为公元前217至公元283年,属于古代新疆的于阗国遗存.实验通过4对套叠引物对山普拉古代居民线粒体基因组的高可变一区(364bp)进行扩增和测序,同时选择编码区6个位点做限制性片段长度分析(RFLP,Restriction Fragment Length Polymorphism).从16例山普拉个体中得到了13个真实可靠的线粒体DNA数据.对线粒体DNA单倍型类群分析结果表明,山普拉古代居民同时具有西部欧亚大陆和东部欧亚大陆特有的单倍性类群,是一混合人群.多维尺度分析以及U3亚型的中介网络图分析表明,山普拉古代人群与伊朗人群及奥塞梯人群有一定母系遗传联系.     

MTHFR基因C677T点突变的PCR-TGGE检测技术的建立

目的 :建立检测MTHFRC6 77T点突变的PCR -TGGE技术 .方法 :以中国人群外周血基因组DNA为模板 ,用聚合酶链反应扩增该基因外显子 4 ,用温度梯度凝胶电泳 (TGGE)分析检测PCR产物 ,对电泳结果异常者进行DNA测序 .结果 :垂直型TGGE与平行型TGGE均发现该外显子存在杂合性突变 ,经DNA测序证实为C6 77T点突变 .结论 :该技术具有快速、分辨能力高和重复性好的特点 ,是一种有效的检测核酸序列变异和点突变的技术 .     

基于线粒体DNA控制区的新疆北鲵种群遗传多样性分析

以线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)控制区为分子标记,对分布于新疆温泉县6处自然栖息地的新疆北鲵(Ranodon sibiricus)遗传多样性进行研究.共采集新疆北鲵尾端肌肉组织样本60份,通过PCR扩增获得853bp的mtDNA序列,含D-loop序列747bp、tRNA-Pro序列72bp及部分tRNA-Thr和tRNA-Pro之间基因间隔区(ISR)序列34bp,其中D-loop序列中A、T、G和C 4种核苷酸所占百分比分别为31.92%,35.04%,15.02%和18.02%,A+T所占百分比为66.96%.经MEGA软件比对发现,所得60个样品的扩增序列(853bp)完全一致,共享一个单倍型,所有扩增序列仅在控制区的第449位碱基(均为A)与GenBank(AJ419960)中新疆北鲵线粒体该位点碱基(为G)不一致.结果表明,国内现存6处自然栖息地内的新疆北鲵遗传多样性极低,在近缘同属种及脊椎动物中都极为罕见,显示该种近期经历过严重的瓶颈效应,可能由一个单倍型扩散至目前的分布格局.研究结果可为该物种保护提供分子遗传学依据.     

新疆维吾尔族宫颈鳞癌组织人乳头瘤病毒16型E6、E7基因变异分析

为探讨新疆维吾尔族宫颈鳞癌组织人乳头瘤病毒16型(HPV16)E6、E7基因序列的变异分布情况。采用43例维吾尔族妇女宫颈鳞癌组织中提取DNA作为模板,PCR扩增E6和E7全长基因,PCR产物直接测序。以欧洲标准株为原型,进行序列分析,并对HPV16 E6、E7进行进化树分析。结果显示,测序结果分析共发现6个突变位点(4个错义突变,2个无义突变),其中有34例E6基因350位核苷酸发生突变(T350G),突变频率为79.1%,对应氨基酸改变为Leucine→valine(L83V);6例E6基因295位核苷酸发生突变(T295G),突变频率为(14.0%),相应氨基酸改变为aspartic→glutamic(D64E),值得注意的是,这6例HPV16 E6基因T295G突变均伴随着E6基因T350G突变。E7基因仅在1例样本647位点发生常见的核苷酸A→G突变(A647G),且伴随着E6基因178位点T→G突变(T178G)。进化树分析表明,8例为HPV16欧洲型(Ep),34例为欧洲变异型(E),仅1例为亚洲型(As),没有发现非洲株(Af)和亚洲美洲株(AA)。由此可知:(1)新疆维吾尔族妇女主要以感染HPV16欧洲型(E)为主;(2)E6基因T295G-T350G共突变为特点的HPV16病毒,可能做为新疆维吾尔族妇女特有的HPV16欧洲型新疆株还需要进一步确认。     

绵羊（Ovis aries）线粒体DNA的遗传变异类型研究

通过PCR－RFLP和DNA序列测定发现绵羊线粒体基因组内存在的HinfⅠ酶切多态是COⅠ基因第234位的T－C碱基替换的结果。DNA序列分析表明该位点碱基的替换不导酸的改变，为一同义突变。依据这一单核苷酸多态可直接进行绵羊线粒体基因组的分型鉴定，并可作为绵羊核质基因互作研究、核外基因效应分析及转基因、动物克隆研究中胚胎及个体识别的分子标记。     

河南董寨国家级自然保护区赤腹鹰种群遗传多样性的研究

遗传多样性是评判物种能否长期生存的依据之一,与物种的适应能力、生存能力和进化潜力密切相关.为了了解河南董寨保护区赤腹鹰种群的遗传多样性水平,对该种群48个样本线粒体DNA控制区429bp序列进行了对比分析.结果显示:T、C、A、G的平均含量分别为27.0%、17.5%、32.1%、23.4%,其中A含量最高,C含量最低,A+T含量(59.1%)明显高于C+G(40.9%);共发现变异位点8个,其中单变异位点7个,简约信息位点1个;检测到8个单倍型,平均遗传距离0.005,系统发生树未表现出单倍型之间有明显的遗传分化;种群的单倍型多样性、核苷酸多样性、平均核苷酸差异数分别为(0.620±0.046)SD、(0.001 84±0.001 51)SD、(0.788±0.582)SD,在猛禽中处于中等水平,且明显低于常见鸟类;错配分布及中性检验结果表明该种群符合急速扩张模型,历史上可能发生过一定程度的扩张事件.