粟酒裂殖酵母一个新的box C/D snoRNA的鉴定、功能分析及进化意义

通过筛选粟酒裂殖酵母核内小分子RNA的cDNA文库，获得了一个新的小分子RNA序列。该RNA具有典型的box C/D snoRNA的保守元件和结构特征，并具有一段与25S rRNA互补的、长度为10个核苷酸的反义序列，推测其可指导25S rRNA G940 位点2’-O-核糖甲基化修饰。经dNTP浓度依赖性引物延伸实验验证，G940确实为2’-O-核糖甲基化修饰位点。功能元件比较分析揭示该snoRNA的上游反义序列与酿酒酵母snR60 的下游反义序列同源，故命名为snR60-Ⅱ。snR60-Ⅱ基因位于一个非编码RNA基因的内含子中，其产物由宿主基因转录后的RNA前体加工而来。这是酵母snoRNA由非编码RNA基因内含子编码的首次报道。通过计算机分析，本研究还从真菌和果蝇中分别发现了一批酵母snR60功能同源分子。在不同生物中，snR60存在独立基因编码、内含子编码和多顺反子转录等多种基因组织形式，表明snR60在进化过程中具有高度的移动性。     

BRCAA1基因克隆、染色体定位与特征性分析

本介绍了一个克隆新的乳腺癌相关抗原基因BRCAAl．它定位于lq^42．1-q^43，它的基因组长度为93．857kb，包含18个外显子与17个内含子．它编码的蛋白由1214个氨基酸组成，相对分子质量为136．8kd，包括10个糖基化位点，含有一个Rb结合蛋白1的抗原表位IKPSLGSKK，潜在的抗原表位可能位于580～620，640-700氨基酸位点之间．它可能是Rb结合蛋白1家族的成员，可能具有调节细胞增殖的功能．     

水稻线粒体tRNATrp的种属特异性氨酰化

为了研究原核生物和真核生物（细胞质）色氨酰tRNA合成酶（TrpRS）对线粒体tRNA^Trp识别的种属特异性，构建了7个水稻线粒体tRNA^Trp三位点（G73，U72，A68）的单点或多点突变的突变体．这些突变基因，经体外转录后分别用枯草杆菌（B．subtilis）和人色氨酰tRNA合成酶（TrpRS）进行氨酰化反应，并测定它们的动力学常数．结果表明，与野生型水稻线粒体tRNA^Trp相比，7个突变体的转录产物被B．subtilis TrpRS氨酰化的活力分别降低了53．33％-99．79％，被人TrpRS氨酰化的活力却分别提高了4～330倍，其中以MPH7（水稻线粒体tRNA^Trp的三碱基（G73，U72和C68）全部突变为人tRNA^Trp的三碱基序列）的氨酰化活力改变最大．实验结果证明，与真核生物和原核生物细胞质tRNATrp的种族特异性类似，水稻线粒体tRNA^Trp的种属特异性元件也主要处于氨基酸接受茎的识别位碱基、第一和第五对碱基对，亦即识别位碱基G73，氨基酸接受茎上的两个碱基对G1／U72和U5／A68．本研究为线粒体tRNA^Trp起源于真细菌的推论提供了实验依据．     

茎瘤芥胞质雄性不育性与线粒体T基因选择性剪接有关

本研究从茎瘤芥胞质雄性不育（cytoplasmic male sterile, CMS）系线粒体cDNA中扩增获得了CMS相关T基因的两个不同转录本，分别命名为T1170和T1243．序列分析表明其中T1243是一个保留了内含子的转录本，该内含子具备Ⅱ型内含子基本特征．这两个转录本是T基因选择性剪接的产物．RT-PCR分析表明，在苗期，T基因转录水平的表达以T1170转录本为主；随着发育时期变化，该转录本表达逐渐减少，而另一个转录本T1243表达丰度增加；到盛花期，该基因的表达以后者为主．Northern杂交验证了这一结果．推断茎瘤芥胞质雄性不育性和T基因转录后选择性剪接有关．     

两个东亚钳蝎毒素非编码转录本: 蝎毒腺细胞存在NMD途径的证据

从中国东亚钳蝎（Buthus martensii Karsch,BmK)毒腺组织cDNA文库中分离到两个毒素基因的非编码转录本，命名为BaαTX15-SP和BmTXKβ-SP。核苷酸序列分析表明它们的5’端序列分别与BmαTX15和BmTXKβ毒素cDNA的5’UTR和上游ORF序列一致，下游则缺乏任何同源性。两个非编码转录本含有多个短的ORF（≤34aa),3‘端含有一个AATAAA加尾信号，距poly(A)尾14－18nt。基因组织结构分析表明，两个非编码转录本并非错误剪接的产物。研究结果为蝎毒腺细胞可能存在类似于哺乳动物和酵母的无义介导的mRNA降解途径提供了证据。     

紫云英参与共生固氮的2个新结瘤素基因的分离与鉴定

通过抑制差减杂交, 比较了接种华癸中生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii) 7653R的紫云英(Astragalus sinicus)的根与未接种根瘤菌的对照根在转录水平上的差异, 建立了紫云英共生结瘤过程中的差异表达基因文库, 并在此基础上证实了2个结瘤特异性基因AsⅡC259和AsG2511. 其可读框显示, AsⅡC259和AsG2511编码的多肽链长度分别为134和58个氨基酸, 其氨基端均含有一个信号肽. 结构域查询结果揭示, AsⅡC259编码的多肽链包含了2个N-糖基化位点、一个依赖于cAMP的蛋白激酶(PKA)和cGMP依赖的蛋白激酶(PKG)磷酸化位点以及一个酪蛋白激酶Ⅱ(CK2)磷酸化位点. BlastP同源搜索表明, AsⅡC259多肽链仅与一个来自羽扇豆(Lupinus luteus)根瘤的新结瘤素蛋白表现出较低的同源性. 对于AsG2511多肽链, 没有发现任何明显的同源序列. Virtual Northern blot和半定量RT-PCR分析表明, AsⅡC259和 AsG2511均只在接种根中表达, 说明它们确为结瘤特异性基因; 另外, 这2个基因的表达比豆血红蛋白基因晚2~4 d, 应为晚期结瘤素基因.     

“垃圾”DNA的奥秘

依据DNA双螺旋和遗传信息的中心法则,只有编码蛋白的DNA才被认为是有功能的.然而人类基因组大小与蛋白质数量矛盾以及生物体进化与基因组大小的不相关性(即C值悖论),导致科学家对非编码DNA概念的提出,戏称这些DNA为"垃圾"DNA.随着第二代测序技术发展以及数据分析能力的提升,大量研究表明,这些"垃圾"DNA很多都可以在生理与疾病状态下特异性转录.同时,疾病全基因组相关联研究显示,大量与疾病相关单核苷酸多态性位点位于非编码区,这共同证明了它们是有功能的.进一步研究表明,人类基因组中至少75%的序列是转录的,并将这些转录且不编码蛋白质的产物称为非编码RNA.本研究组系统总结了3大类非编码RNA包括微小RNA、长链非编码RNA和环状RNA的定义和分类以及在疾病中的功能,对这些的非编码RNA的研究将会为疾病的治疗以及诊断方法开启新纪元.     

miRNA基因和编码基因启动子区核小体定位分析

研究了把基因启动子区的核小体定位对于分析基因的转录调控具有重要意义.利用核小体定位的预测技术——弯曲度谱,分析了编码基因和miRNA基因启动子周围核小体定位的特征.基因的转录起始位点处,有一个核小体缺失区域,且在下游约200bp处,有较强的核小体定位信号.独立转录的内含子miRNA基因与基因间区miRNA基因,在启动子区具有相似的核小体定位特征,在上游0～-400bp间,有一个较宽的核小体缺失区域,在该区域分布有较多的转录因子结合位点;而依赖编码基因转录的内含子miRNA基因,其启动子与蛋白编码基因启动子具有相似的核小体定位特征,在转录起始位点上游-200～-400bp和-400～-600bp处,各有一个较强的核小体定位.这些结果表明,独立转录的miRNA基因(包括基因间区miRNA和独立转录内含子miRNA)和蛋白编码基因,在启动子区可能具有不同的核小体定位特征.核小体定位不仅参与编码基因的转录调节,也影响miRNA基因的转录.     

荧光假单胞菌G2-EPSP合酶的拆分和intein介导的活性恢复

利用GPS-LS接点扫描系统, 在荧光假单胞菌G2的5-磷酸烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶编码基因aroA中随机插入15 bp (即编码5个氨基酸短肽)的外源片段, 建立含一系列不同插入位点的aroA突变体库. 利用内源aroA基因缺失的大肠杆菌突变株ER2799对突变体库进行功能互补筛选, 测序后确定了12个可以忍受5个氨基酸插入的位点, 其中位点F295/T296经Ssp DnaE内含肽(intein)介导的蛋白互补技术鉴定为可拆分和蛋白重建的位点. 从位点F295/T296将G2-EPSPS基因一分而二, N-端和C-端片段分别连接在携带Ssp DnaE 内含子元件的原核表达双质粒上, 获得共转化质粒pMEPSN295IN和pKEPSC296IC. 将质粒pMEPSN295IN和pKEPSC296IC分别或共转化内源aroA基因缺失的大肠杆菌突变株ER2799中, 携带共转化质粒的重组子能够在M9限制性培养基生长, 而携带单一质粒的不能生长, 表明从位点F295/T296拆分的aroA基因在内含肽介导下实现了蛋白重建, 在突变株ER2799中恢复了5-磷酸烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶活性, 酶活水平达到野生型的62.92%,为4.48 U/mg.     

小鼠RTN3基因mRNA和蛋白在小鼠中枢神经系统的分布模式

根据与人RTN3基因同源的小鼠EST AA237377设计筛库引物, 克隆得到小鼠RTN3 cDNA, 该cDNA长2814 bp, 含1个714 bp的可读框, 编码1个具237个氨基酸的蛋白. Northern杂交检测该基因在小鼠不同组织中的表达谱, 发现它有3个转录本, 分别为1.8, 2.8和4.2 kb, 其中1.8和2.8 kb的转录本存在于多种组织中, 2.8 kb的转录本在脑中的表达量最高, 4.2 kb的转录本仅在脑中存在. 用成年小鼠脑和脊髓切片进行原位杂交和免疫组织化学反应, 发现该基因在中枢神经系统的非胶质细胞中广泛表达, 且在某些区域表达较高, 如海马、大脑皮层、下丘脑及一些神经核团.     

水稻线粒体tRNATrp的种属特异性氨酰化

为了研究原核生物和真核生物(细胞质)色氨酰tRNA合成酶(TrpRS)对线粒体tRNA^Trp识别的种属特异性, 构建了7个水稻线粒体tRNA^Trp三位点(G73, U72, A68)的单点或多点突变的突变体. 这些突变基因, 经体外转录后分别用枯草杆菌(B. subtilis)和人色氨酰tRNA合成酶(TrpRS)进行氨酰化反应, 并测定它们的动力学常数. 结果表明, 与野生型水稻线粒体tRNATrp相比, 7个突变体的转录产物被B. subtilis TrpRS氨酰化的活力分别降低了53.33%~99.79%, 被人TrpRS氨酰化的活力却分别提高了4~330倍, 其中以MPH7(水稻线粒体tRNATrp的三碱基(G73, U72 和C68)全部突变为人tRNA^Trp的三碱基序列)的氨酰化活力改变最大. 实验结果证明, 与真核生物和原核生物细胞质tRNA^Trp的种族特异性类似, 水稻线粒体 tRNA^Trp的种属特异性元件也主要处于氨基酸接受茎的识别位碱基、第一和第五对碱基对, 亦即识别位碱基G73, 氨基酸接受茎上的两个碱基对G1/U72和U5/A68. 本研究为线粒体 tRNATrp起源于真细菌的推论提供了实验依据.     

棉纤维相关cDNA的克隆及其在4个纤维突变体中的结构变异

用ＲＴ－ＰＣＲ方法从陆地棉遗传标准系“ＴＭ－１”的纤维细胞ＲＮＡ中克隆了一种纤维细胞优势表达的ｍＲＮＡ（ｃＤＮＡ，记为ＴＭ－Ｅ６基因），该基因不含内含子，可读框长为７７１ｂｐ，可编码２４６个氨基酸的多肽。从４个纤维突变体中分别克隆同源性基因，并与野生型“ＴＭ－１”的ＴＭ－Ｅ６基因进行了同源性分析，发现纤维突变体不但在基因结构而且在密码组成上有明显变异。在距转录起始位点的第２７９碱基对处有ＧＧＣＴＣ     

A至I RNA编辑: 遗传信息修饰的新机制

A至I RNA编辑(A-to-I RNA editing)是一种遗传信息修饰机制, 是基因调控在转录后水平发生的另一重要事件, 也是对分子生物学理论的重要补充. A至I RNA编辑酶可催化转录初产物RNA前体(pre-RNA)中特定部位的腺苷转变成肌苷, 从而产生新的遗传密码, 是蛋白质分子多样性发生的重要机制之一. 研究发现, 哺乳动物体内已知的几种A至I RNA编辑底物均编码具有重要功能的蛋白质, 其编辑变化可引发相应疾病, 提示A至I RNA编辑缺陷可能与多种疾病的发生相关. 由于目前明确的A至I RNA编辑的底物较少且均局限于中枢神经系统, 寻找更多新的受ADARs调控的下游基因, 并对其功能进行研究, 将有助于阐明A至I RNA编辑的生理和病理意义, 并将对分子生物学理论作出重要补充     

内毒素对小鼠多种组织中A至I RNA编辑酶活性和mRNA中肌苷的诱导

A至I RNA编辑是近年来发现的一种遗传信息修饰新机制，它对于维持生物体的生命活动必不可少，某些转录后的前mRNA必须经过A至I RNA编辑才能生成结构和功能正确的蛋白质。研究发现在内毒素刺激下小鼠肺、脾、胸腺和淋巴结等器官中RNA编辑酶活性呈现时间依赖性增强，编辑酶活性在4－6h到达峰值，其增高活性的维持可以达16h。内毒素刺激后，自小鼠肺脏和脾脏分离出的mRNA中肌苷的数量呈现时间依赖性增多，经过校正计算后的结果显示，与对照时间点的结果相比，内毒素刺激使pI增加达4．5倍。由于黑色素瘤细胞中内源性RNA编辑酶活性极低，由该细胞核失控转录出的RNA中的A几乎未受到编辑，然而将该RNA与小鼠胸腺提取物共同反应后，RNA中发生A至I编辑反应，这一编辑反应在内毒素刺激后的胸腺提取物中明显增强。结果表明，在内毒素刺激条件下，众多基因受到A至I RNA编辑的调控，并且提示RNA编辑酶可能在急性炎症时的调控免疫系统功能和调控基因产物多样性方面发挥重要作用。     

小鼠RTN3基因mRNA和蛋白在小鼠

根据与人RTN3基因同源的小鼠EST AA237377设计筛库引物, 克隆得到小鼠RTN3 cDNA, 该cDNA长2814 bp, 含1个714 bp的可读框, 编码1个具237个氨基酸的蛋白. Northern杂交检测该基因在小鼠不同组织中的表达谱, 发现它有3个转录本, 分别为1.8, 2.8和4.2 kb, 其中1.8和2.8 kb的转录本存在于多种组织中, 2.8 kb的转录本在脑中的表达量最高, 4.2 kb的转录本仅在脑中存在. 用成年小鼠脑和脊髓切片进行原位杂交和免疫组织化学反应, 发现该基因在中枢神经系统的非胶质细胞中广泛表达, 且在某些区域表达较高, 如海马、大脑皮层、下丘脑及一些神经核团.     

红莲型细胞质雄性不育的发现利用研究及展望

自杂交水稻研究50年来,红莲型杂交水稻采取基础研究、应用研究、产业化相结合的模式为杂交水稻事业的发展做出重要贡献.红莲型细胞质雄性不育基因orf H79位于线粒体基因atp6下游,编码79个氨基酸,具细胞毒性,与电子传递链复合体Ⅲ的蛋白亚基互作,机理研究结果表明这种互作可能引起ROS的上升而导致花粉败育.对两个育性恢复基因Rf5,Rf6的研究结果表明,这两个PPR基因均不能与不育基因转录本直接互作,其中RF5与GRP162及RFC3等蛋白互作,以蛋白复合体的形式加工不育基因转录本,而RF6与HXK6互作,形成新的蛋白复合体,二者育性恢复通路各自独立.以不育基因orf H79为分子标记,创制出一批新的红莲型细胞质不育系;以恢复基因Rf5,Rf6为分子标记,筛选出一批双恢复基因强恢复系,选育出高产优质多抗广适红莲型杂交水稻新组合红莲优6,粤优938和珞优8号等.红莲型杂交稻在中国长江流域、华南稻区大面积推广种植,同时在越南、印度尼西亚、马来西亚、孟加拉和菲律宾等东南亚国家引种推广并表现优异,展现出广阔的应用前景.     

白芷细胞外ECBP21全长cDNA克隆

ECBP21是从白芷悬浮培养细胞外检测并纯化的一种依赖钙的钙调素结合蛋白。利用RT－PCR和5‘-RACE方法，获得其cDNA全长。ECBP21 cDNA全长947bp，编码216个氨基酸，其中N端1－25氨基酸为信号肽，26－216氨基酸为成熟蛋白肽段，而且26－45氨基酸序列与纯化ECBP21N末端测序结果完全一致。将此cDNA成熟蛋白编码区核苷酸片段导入pET-28b( )表达载体中，并在大肠杆菌表达系统中诱导表达，经CaM-Gel overlay检测证实表达蛋白具有Ca^2 依赖的钙调素结合特征，从而进一步证实了cDNA克隆的正确性。这为进一步用分子生物学方法研究植物细胞外多肽ECBP21的生物学功能奠定了基础。     

酵母线粒体细胞色素b基因突变的定位和内含子的功能

酵母线粒体DNA(mt-DNA)的细胞色素b(cob)基因是由6个编码区(外显子)和5个非编码区(间隔顺序或内含子)组成的镶嵌结构。长约6.5kb,但成熟的mRNA只有2.1kb,包括全部6个外显子而无内含子。间隔顺序不仅是真核基因的普遍特点,最近发现,原核基因也有内含子。其功能容易被忽视,因此研究内含子的功能具有普遍意义。许多研究者指出,cob基因的内含子突变,不仅使酵母失去了表达细胞色素b的能力,细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ基因(OXi 3)也不能转录。这种既影响cob基因,又影响OXi 3     

人 reticulon 4c(RTN4c)的cDNA克隆与组织表达谱分析

ＲＴＮｓ（ｒｅｔｉｃｕｌｏｎｓ）是一个与神经内分泌细胞生长，分化有关联的基因家族，迄今发现了ＲＴＮ１，ＲＴＮ２和ＲＴＮ３等３个成员，其中ＲＴＮ１和ＲＴＮ２已被证明分别具有３种不同长度的转录本，以一个与小细胞肺癌发病机制有关的ＲＴＮ１ｃ ｃＤＮＡ为信息探针。它含有一个编码１９９个氨基酸残基的完整开放阅读框。它的推导蛋白质序列与ＲＴＮ１ｃ ＲＴＮ２ｃ和ＲＴＮ３高度同源。同源度分别为６４．４％，４５．８     

HIV-1跨膜蛋白gp41的生物学功能——潜在的gp41细胞受体的研究

几年来 ,HIV 1跨膜蛋白 gp41的生物学功能研究又取得了重大进展 .几个研究小组提供的实验证据证实gp41有一个潜在的细胞受体 .一个重组的gp41胞外区多肽 (aa5 39～ 6 84)以及gp41的免疫抑制多肽 (aa5 83～ 5 99)能够连接人B淋巴细胞和单核细胞 ,仅能较弱的连接T淋巴细胞 .我们发现gp41有 2个细胞结合位点 (aa5 83～ 5 99和aa6 4 1～ 6 75 ) .gp41能够选择性地抑制人T ,B淋巴细胞和单核细胞的增殖 ,选择性地增强人MHCⅠ和Ⅱ类分子以及ICAM Ⅰ分子在细胞表面的表达 .针对第一结合位点的单克隆抗体和 gp41结合蛋白能抑制这种调节作用 .gp41和Ⅰ型干扰素之间存在氨基酸序列的同源性 ,同源区正位于gp41的第一结合位点和Ⅰ型干扰素的受体结合位点 .一些研究结果表明 ,gp41的 2个结合位点与HIV病毒感染细胞相关联 .含有 2个结合位点的多肽分别能够抑制HIV病毒感染细胞 .一个识别第二位点的单抗能广泛中和HIV_1的实验室病毒株和最新分离的病毒株 .此外 ,针对猴免疫缺陷病毒 (SIV)跨膜蛋白 gp32分子上 2个同源区的抗体能保护猴免受SIV的感染 .这些研究结果提示 :gp41细胞结合位点和细胞受体的研究定会对HIV病毒感染机理的研究和疫苗以及抗感染药物的研制产生重大影响 .