AFM观察小鼠心肌核DNA片段的基因组合形成"基因系"的系统性和垃圾DNA的相互作用

用原子力显微镜(AFM)直接观察、小白鼠心肌等组织的核DNA片段的基因体外转录等多种实验技术组合,通过AFM观察到心肌核DNA片段上的基因,处于垃圾DNA的“转录平台”上,在体外转录过程中,由n(n=3、4等)个活性基因节,对应的n-1个“基因间隔”,依特定的排列组合分别形成n(n=3、4等)种大小不同的“基因系”,各“基因系”中的基因节同时转录,分别形成对应nRNA(n=9、12等)链状复合体,nRMA链状复合体分别与对应基因系的单链DNA两边的“接口”相联。核内对应nmRNA数量减少,形成负反馈效应后,使nRNA从对应“基因系”上迅速解离下来,核内经“转录后修饰”形成对应nmRNA链状复合体。该复合体主要在核内,处于垃圾DNA的“翻译平台”上进行蛋白质翻译,并在核内加工修饰形成有活性蛋白质。本工作展示了未来运用AFM观察生物学反应、研究核基因转录与调控的分子机理、基因组合形成基因系的系统性和垃圾DNA的相互作用的前景。     

AFM观察小白鼠心肌和肝核DNA片段的基因移位

用原子力显微镜(简称AFM)直接观察、体外表达和体外转录等实验技术组合,观察到了心肌和肝的核DNA片段的基因;用磷酸缓冲液稀释,并用开关蛋白质等活性因子使其部分解离,促使核基因在核DNA片段内或核DNA片段间静态或动态移位,得到了对应核DNA片段中的相关基因,如LDH/DNA体外表达活性变化的LDH同功酶酶谱图。基因静态或动态移位均表达活性降低,且基因移位程度与其对应基因活性降低程度呈正相关性。展示了未来运用AFM和体外表达等实验技术组合研究核DNA片段的基因移位和对应基因突变机制的前景。     

用AFM观察小白鼠心肌核DNA片段的基因体外转录和垃圾DNA的相互作用

用AFM直接观察、体外转录等实验技术组合,发现小白鼠(Balb/C)心肌体外转录状态的核DNA片段上的各种基因,处于垃圾DNA的特定的“转录平台”上。“转录平台”上的各种核活性基因的两端的调控序列,分别与特定开关蛋白质复合体结合(即可解离的开关蛋白质),中间的编码序列分别以非共价键特异结合可完全解离的转录活性因子等多种蛋白质;这些与核基因转录相关的蛋白质均由垃圾DNA的专一性蛋白质通路分别进行特异性正负反馈调控。     

杂交捕获抑制聚腺苷二磷酸核糖聚合酶基因的体外翻译

体外转录载体ｐＳＰ７２—Ｃ１２和ｐＳＰ７２—Ｃ１．４分别经ＸｂａⅠ和ＸｈｏⅠ酶切线性化后，用ＳＰ６ＲＮＡ聚合酶与Ｔ７ＲＮＡ聚合酶进行体外转录得到编码人聚腺苷二磷酸核糖聚合酶基因的ｍＲＮＡ全序列（３．７ｋｂ）及与其５’端编码区的起始密码子ＡＵＧ上游区域互补的反义ＲＮＡ片段（１．４ｋｂ）。等摩尔数的正、反义ＲＮＡ通过酚相乳浊杂交技术进行分子杂交。在网织红细胞裂解物体外翻译系统中，正义ＲＮＡ能正常地翻译出蛋白质；而反义ＲＮＡ与正义ＲＮＡ杂交可阻断翻译的进行。     

具有时滞的P53调控网络的动力学分析

肿瘤抑制蛋白P53的动力学在细胞受到压力后对细胞命运起到重要作用。P53动力学与DNA损伤强度和P53信号通路中蛋白质表达水平密切相关。最近的研究考虑了蛋白质PDCD5调控P53信号通路并分析了对P53动力学的影响,却忽略了通路中基因转录和mRNA翻译时滞的作用。在本文,针对PDCD5调控具有时滞的P53信号通路模型,分别考虑有无时滞的情况,分析了DNA损伤强度和PDCD5表达水平对P53动力学的影响。分岔分析显示,在没有时滞时,P53表达水平随着PDCD5表达的升高呈现出单稳态,振荡和高稳态的动力学,而时滞会扩大P53振荡的范围。同时通过能量面分析了P53动力学的稳定性。本文所获得的结果对DNA损伤后P53动力学的调控起到一定的指导作用。     

5S rRNA互作蛋白组研究揭示5S rRNA参与mRNA剪接调控

为系统揭示5S rRNA调控细胞进程的新功能和分子机制,合成了生物素标记探针,利用分子杂交技术特异捕获5S rRBP,并结合高灵敏度质谱技术和生物信息学分析共鉴定出162个5S rRNA互作蛋白。基于ConsensusPathDB和STRING数据库获取蛋白复合体富集信息和构建蛋白与蛋白互作网络,利用GO数据库获取互作蛋白的功能注释,利用KEGG数据库进行通路富集分析。分析结果显示5S rRNA除了与翻译相关蛋白发生互作外,还与大量来自microRNA加工通路、mRNA剪接通路和细胞信号调控通路蛋白有互作。这说明5S rRNA除了具有蛋白质翻译调控功能外,还参与mRNA剪接等过程的调控,为5S rRNA功能和调控机制研究指明了一个新的方向。     

克隆基因的表达

外源基因在新的遗传背景中要成功地表达,取决于基因在新的宿主细胞内能有效地转录正确地翻译及异源蛋白质不被酶水解。基因转录水平的高低决定于克隆基因使用的启动子和基因拷贝数。基因在新宿主内表达效率的高低取决于mRNA的有效翻译、翻译后的蛋白质在细胞内的稳定性、mRNA的SD顺序与翻译起始密码AUG间的间距及附近的核苷酸结构、顺序和mRNA简并密码子选用频率等因素。因此在基因操作中要精密设计合适的载体DNA顺序,组装入最理想的基因调控元件、保持克隆基因原有的读码框架,以获得所需要的功能蛋白质。     

RNA对基因表达调控作用的研究进展

RNA可以单独或者通过与其它蛋白因子的相互作用参与基因表达的调控。在转录前水平,RNA分子可以通过介导DNA的甲基化或异染色质的形成来调控基因表达;在转录水平,RNA分子通过直接与转录因子或RNA聚合酶相互作用来调控基因表达;在转录后水平,RNA利用由siRNA和microRNA介导的RNA干扰机制,通过降解目标mRNA或阻碍目标基因的翻译来沉默基因的表达。此外,mRNA还可以通过感知环境中代谢物的浓度,通过形成核糖开关（riboswitch）来调控基因的表达;反义RNA可以从复制、转录和翻译3个水平上调控基因的表达。     

DNA元素百科全书计划：将垃圾DNA的想法丢进垃圾堆

事情曾经很简单,由 DNA 产生 RNA,RNA 产生蛋白质。后来对调控基因、RNA 的加工以及其他细节有了更深入的了解。再后来是第一条 DNA 的序列使研究人员大吃一惊,因为真正编码蛋白质的基因是像散落在很呆板、明显无所事事的 DNA 布丁上的葡萄干一样分散的序列。这些无所事事的 DNA 是什么?是垃圾。     

TOP mRNA及其5＇TOP序列的基因表达调控作用

TOP mRNA是以胞嘧啶为起始,紧接5～15个聚嘧啶序列的一类mRNA。它在脊椎动物细胞mRNA中占很大比重,是一类与编码核糖体蛋白、翻译延伸因子和起始因子等翻译元件相关的mRNA,其5＇TOP序列对细胞生长、分化、发育具有重要作用。目前的研究发现此类mRNA的表达受到mTOR信号转导路径的调控。并且它们可能通过与La或CNBP等反式作用因子的作用调控基因表达。     

Observation and Analysis of in vitro Expression of Mouse Heart Nuclear DNA Fragments by AFM

Using AFM,we observed linear chain-like complexes formed by some specific proteins and the multi-mRNAs during the in vitro expression of some active genes on the DNA fragments. The LDH mRNA in the multi-mRNA complex can in vitro translate LDH. Via AFM, we also discovered that nmRNA prepared from heart muscles, along with some specific proteins can form linear chain-like nmRNA complexes in which LDH mRNA can also translate LDH in vitro. Our work shows the prospective application of AFM in the research of the biological reaction of the active genes on the DNA fragments.     

A Study on the Molecular Switch of Gene Expression of the Mouse Heart Nuclear DNA Fragments

It is observed by in situ stain that LDH(1-5)…nNAD+ can probably enter the nucleopore and can be bound bound specifically with the genes that encode them. During the in vitro expression, the dilution of heart nuclear DNA fragments could enhance the expression activity of LDH/DNA and the amount of expressed LDH(1-5) is in proportion to the amount of dissociable LDH(1-5) on the LDH/DNA. With the integration of 14CLeu to the proteins, it is also observed that the addition of LDH(1-5)…nNAD+ can suppress the in vitro expression activity of LDH/DNA. AFM bservation shows that the regulation sequence at the both ends of active genes may be bound with such active factors as proteins encoded by the genes which probably is the main molecular switch of gene expression and regulation we have been always searching for. Our work shows the prospective application of the combination of AFM and isotope labeling in the research of biological reaction.     

高浓度c—Myc羧基端的体外自身二聚体化活性

将编码人c-myc羧基端bHLH／LZ结构域的92个氨基酸的cDNA片段（c-myc-c92）对框插入pGEX－2T原核表达载体中,使之与谷胱甘肽转移酶（GST）编码基因融合,并将重质粒导入大肠杆菌BL21（DE3）中,由IPTG诱导融合基因高效表达,并用Glutathione Sepharose4B亲和柱纯化融合蛋白GST－c-Myc-c92,凝胶阻滞（EMSA）分析显示该纯化蛋白能与CACGTG序列特异结合,并且只有高浓度的GST－c-Myc-c92才能与探针结合,结果表明在体上情况下高浓度c-Myc羟基端能自身二聚体化,此发现丰富了Myc-Max-Mad的调控网络,并为进一步研究c-myc的功能和调控提供了一定的线索。