HIF-1调控小鼠bace1基因的转录表达

阿尔茨海默症的一个关键致病原因是大脑中淀粉样蛋白（A13）的过度产生或堆积．Aβ是由其前体蛋白APP经β-和γ-分泌酶依次水解而生成的，但对于这些分泌酶基因表达的转录调控的了解还很少．由于大脑发生缺氧／缺血会造成Aβ的产量增加，而缺氧时所激活的转录因子HIF-1（Hypoxia-Inducible Factor 1）会调控下游多种基因的表达，我们对HIF-1是否参与调控β-分泌酶的表达进行了研究．对小鼠β-分泌酶基因bace1的调控序列进行分析，发现其中含有一个缺氧应答元件（Hypoxia-Responsive Element，HRE）．我们的数据显示，HRE突变片段启动报告基因荧光素酶表达的活性比正常序列片段的启动活性明显降低．电泳迁移率的变动分析（EMSA）实验进一步证实，HIF-1可以与小鼠bace1中HRE元件相互作用．当在哺乳动物细胞中过度表达HIF-1时，BACE1的mRNA水平和蛋白质水平均有明显的增高．这些结果表明小鼠bace1基因的表达受转录因子HIF-1的调控．鉴于目前阿尔茨海默症研究领域都把抑制BACE1作为首选治疗靶位，HIF-1因而有可能成为治疗AD的一种药物靶点．     

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。     

生命的低氧适应——2019年度诺贝尔生理学或医学奖成果解析

 氧的利用和调节是高等生命赖以生存的基本条件，威廉·凯林、彼得·拉特克利夫和格雷格·塞门扎3位科学家因发现细胞感知和适应氧气供应的相关机制而获得了2019年度诺贝尔生理学或医学奖。他们发现低氧诱导因子1（hypoxia-inducible factors 1，HIF-1）广泛存在于急、慢性缺氧细胞中，是细胞适应低氧的重要转录因子。HIF-1水平受氧气含量的调节。高氧条件下，HIF-1被修饰进而降解；低氧条件下，HIF-1不被降解，并通过转录调节引起促红细胞生成素等低氧相关基因的表达。本文通过介绍HIF-1的发现和基本分子机制，探讨其在临床中的应用价值。     

ICAM-1在NF-κB通路中表达的研究进展

细胞间黏附分子(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1),属于免疫球蛋白超家族中的一员,其主要功能是参与白细胞的迁移,来作为T淋巴细胞活化信号和调节炎性因子的表达.因此,ICAM-1表达量的变化与机体多种疾病相关.ICAM-1启动子区域含有大量能与转录因子及协同刺激物结合的基因位点,因而多种信号通路及转录因子参与调节ICAM-1的转录表达.NF-κB通路作为重要的炎症信号通路,同样也是调控ICAM-1表达的一条关键性转录通路.在炎症、病毒及肿瘤等疾病条件下,多种细胞因子能够通过激活NF-κB通路,从而改变ICAM-1的基因及蛋白表达水平.同时,ICAM-1作为疾病治疗中重要的靶点,为疾病的治疗开辟了新的道路.     

p53基因调控网络研究进展

肿瘤抑制基因p53表达的p53蛋白是一个通用转录因子,与其上、下游功能相关基因组成了一个复杂的基因调控网络,在这个基因网络中p53基因起着关键作用;DNA损伤、缺氧、原癌基因的激活等均能刺激p53基因表达;p53表达升高后,可通过p53-MDM2反馈环路与泛素系统等对p53表达水平进行精确调节;p53通过调控多种下游/靶基因表达完成多种生物学功能,主要包括阻滞细胞周期、促进细胞凋亡、维持基因组稳定性等;认识p53基因调控网络的功能有助于理解p53及其下游/靶基因间的具体作用机制。     

筛选与拟南芥绒毡层发育过程中重要的转录因子DYT1相互作用的调控蛋白因子

DYT1是拟南芥绒毡层发育过程中重要的转录因子.DYT1的缺失会导致绒毡层相关功能的缺陷.然而,DYT1并不是使绒毡层功能化的充分因素,暗示了DYT1蛋白需要和其他转录因子形成复合物才能发挥功能.利用酵母双杂交技术以DYT1蛋白为诱饵在拟南芥cDNA文库中筛选与DYT1相互作用的蛋白.通过筛选从文库中得到20个阳性克隆,通过BLAST序列比对得到8个候选基因序列,从中鉴定出6种候选基因编码可能的转录因子或者其他调控转录的蛋白因子.其中5个编码调控因子的基因都被证实在花药中表达.更进一步,发现另一个对花药发育所必需的转录因子AMS能与DYT1在酵母体内形成转录复合物.表明这2个蛋白可能形成异源复合物在花药中共同调节下游基因的表达.     

SPL转录因子调控植物花发育及其分子机制研究进展

SPL(squamosa promoter-binding protein-like)转录因子是植物所特有的一类基因家族,广泛存在于绿色植物中,在植物生长发育中具有重要作用。花发育是植物生殖发育中最为重要的一个过程,涉及不同发育方式的转变,即开花决定、花的发端和花器官发生与发育。简要综述了SPL基因的结构与功能并着重阐述了SPL基因在植物花发育过程中的分子机制及生物学功能。最后总结出: SPL转录因子可直接或间接通过参与光周期途径,赤霉素途径及年龄途径来调控植物的开花时间; SPL基因可通过直接激活下游花分生组织特异基因,如LEAFY(LFY),从而调控植物的成花转变; SPL基因可通过与下游花器官特征基因相互作用来调控花器官及其育性的发育,如调控花序、花柄的长度与外形及花器官的大小; SPL基因可调控植物大小孢子发生及雌雄配子体发育。据拟南芥的相关研究结果,初步构绘出拟南芥开花调控中的分子机制。     

Bcl-6对滤泡辅助性T细胞的调控作用及机制进展

Bcl-6是滤泡辅助性T细胞(Tfh)的亚群决定转录因子，在Tfh细胞分化和功能调节过程中发挥关键作用.Bcl-6调控Tfh细胞的分子机制及其受到的精密分子调控受到广泛研究，近年来已取得了一定的进展.该文回顾了Bcl-6被鉴定为Tfh细胞亚群转录决定因子的研究历程，总结Bcl-6在Tfh细胞中的功能，综述Tfh细胞调控Bcl-6表达机制的研究进展，并对Bcl-6研究中的潜在问题和未来研究方向进行了展望.     

即刻早基因ZENK的基因功能及其应用进展

即刻早基因ZENK是核基因组内编码转录因子的单拷贝基因,它受多种胞外信号,如血清、生长因子、细胞因子和激素的作用在不同类型细胞内迅速、大量表达.ZENK蛋白通过C2H2型锌指识别靶基因启动子中的GC丰富序列并发生作用,从而调控靶基因的转录.ZENK基因参与细胞生长、分化、发育的调控,而且其在大脑的诱导表达与动物的学习、记忆密切关联.另有研究显示,ZENK具有很高的进化保守性,可以作为新的分子标记运用于分子系统学研究.     

基于生物信息学构建前列腺癌单细胞层面lncRNA-miRNA-mRNA调控网络

利用生物信息学筛选差异表达基因（Differentially Expressed Genes,DEGs）,构建前列腺癌（Prostate Cancer,PCa）单细胞层面lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,在分子水平上研究前列腺癌的发生发展过程及预后指标。首先从基因表达综合数据库（GEO）和癌症基因组图谱（TCGA）数据库分别下载单细胞RNA测序数据GSE157703和转录组测序数据TCGA-PRAD,通过R语言筛选差异表达信使RNA （DEmRNA）和差异表达长非编码RNA （DElncRNA）,利用相关软件预测并构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络;然后使用R语言进行基因本体论（Gene Ontology,GO）和京都基因与基因百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）分析,运用STRING数据库、Cytoscape软件建立蛋白相互作用网络,同时对单细胞RNA测序数据进行质控、降维、聚类和分群,构建单细胞层面的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络;最后进行生存分析,通过人类蛋白质图谱进行验证。结果显示,共得到3 013个DEmRNA和1 101个DElncRNA,筛选出51个lncRNA、27个miRNA和97个mRNA构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络。GO分析揭示靶基因在腺状细胞迁移、化学突触传递的调节等生物学过程富集,KEGG分析揭示miRNA在癌症、轴突导向和胞间的黏附等信号通路富集。通过PPI得到Top 10基因,据此整合单细胞水平上PCa单细胞转录组测序数据,得到包括肿瘤细胞在内的9个细胞群的多条精确的lncRNA-miRNA-mRNA调控轴。生存分析结果显示,ITGA2、PDLIM5H和PRRG4低表达组的无病生存期显著高于高表达组（P<0.05）,免疫组织化学验证了上述基因在肿瘤组织中均有不同程度的表达。本研究成功构建了PCa单细胞水平的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,并发现其不仅参与PCa的发生和发展,同时在临床预后预测方面也有重要意义。     

一种带有表型标记基因的诱导型抗旱植物表达载体的构建

为了克服组成型表达转录因子基因影响转基因植物性状的缺点,并构建一种具有级联放大作用并带有表型标记的诱导型植物双价表达载体。研究采用PCR方法从拟南芥克隆获得冷诱导转录因子CBF3基因,蜡质合成相关WIN1基因,干旱诱导RD29A基因启动子和冷诱导的LEA14基因启动子,并用CBF3转录因子所调控的下游RD29A基因启动子和LEA14基因启动子分别驱动CBF3基因和W1N1基因表达,构建了双价植物表达载体RD29AP-CBF3／LEA14P—WIN1／pcAMBIA2201。我们预测在转基因植物中,该表达系统可在干旱等逆境信号存在条件下,通过级联放大的方式诱导表达,在增加植物抗逆性的同时,增加叶片表层蜡质的积累,从而易于表型识别。本研究为利用花粉管通道法转化棉花,提高抗逆转基因棉花田间筛选的效率奠定了基础。