着丝粒生物学

着丝粒的关键作用是保证细胞减数分裂和有丝分裂的顺利进行，保证生物的遗传．近年来随着对多个物种的着丝粒测序之后对着丝粒的功能提出了很多相互矛盾的假说．本文阐述了低等真核生物的着丝粒没有重复序列而高等真核生物的着丝粒具有大量的重复序列，并且简述了各物种着丝粒的组成和各类与组蛋白H3、核仁、着丝粒DNA序列及DNA的高级结构相关的着丝粒功能模型．     

CENP-A在肝细胞癌中的预后意义和作用机制

目的:研究着丝粒蛋白A(CENP-A)在肝癌(HCC)患者中的预后意义和作用机制.方法:从癌症基因组图谱(TCGA)和Oncomine深入挖掘并整合了HCC相关的RNA测序数据集和已发表的研究,评估CENP-A的表达与其在HCC患者中的临床学意义和预后价值之间的关联.使用R语言对TCGA的HCC患者进行总体生存期(OS)和无复发生存期(RFS)的单因素和多因素Cox回归分析,并对CENP-A进行GO功能、KEGG通路的富集分析及蛋白互作网络分析.最后通过c Bio Portal分析CENP-A遗传改变相关的潜在机制及对预后的影响.结果:与正常肝组织相比,肝细胞癌(LIHC)中的CENP-A表达显著上调.在LIHC患者中,高CENP-A表达患者的OS(P=2. 66E-07)和RFS(P=5. 5E-05)显著劣于低表达者.单变量和多变量分析显示高CENP-A表达是LIHC患者OS(HR:2. 266,95%CI:1. 542-3. 330,P=3. 14E-05)和RFS(HR:1. 605,95%CI:1. 118-2. 305,P=0. 010)差的独立预后因素.CENP-A的功能分析提示:通过与BUB1,AURKA,AURKB,KIF2C,CDK1,TOP2A,HJURP等多种基因联合作用,CENP-A在DNA复制、错配修复、同源重组、基础切除修复和细胞周期等通路上影响动粒对染色体的移动及调节,进而干扰有丝分裂的细胞周期.在9%的LIHC病例中观察到CENP-A改变,扩增和mRNA上调是主要的改变类型,CENP-A改变的LIHC患者的OS(P 0. 0001)明显更差.结论:这些发现证实CENP-A可能是HCC中独立的预后生物标志物,并可能促进靶向精确肿瘤学的发展.     

CENPF在有丝分裂及肿瘤发生中的研究进展

对于有丝分裂和减数分裂而言,着丝粒是不可或缺的重要功能元件。近几年的研究表明,着丝粒蛋白F(Centromere Protein F,CENPF)是细胞周期调控的关键蛋白。CENPF是一种分子量为367kDa的核定位蛋白,它在有丝分裂前期开始增加,在有丝分裂期定位于动粒,末期开始迅速降解。CENPF缺失会造成有丝分裂缺陷,包括纺锤体无法正常组装、染色体非正常排列和分离,甚至细胞死亡。同时,CENPF可能与纺锤体组装检验点(Spindle Assembly Checkpoint,SAC)的活性有关。CENPF功能的发挥取决于法尼基化修饰,CENPF的过表达则可能导致肿瘤的发生,通过法尼基转移酶抑制剂(Farnesyltransferase Inhibitor,FTI)处理细胞则会抑制肿瘤细胞的增殖。同时,CENPF对小鼠早期胚胎的发育也具有重要的调控作用。对近些年CENPF的研究进展进行了综述,并提出了尚待解决的关键问题,希望可以为后续的研究提供一些思路。     

盐透析体外组装核小体及检测方法

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构核小体结构是研究与核小体及染色质结构相关课题的一种重要的方法手段.实验将ES1,CS1以及601DNA序列克隆到载体中,通过PCR大量扩增回收得到目的DNA条带,表达纯化了4种组蛋白且装配成组蛋白八聚体,在盐透析的条件下组装形成核小体结构,利用EB染色以及Biotin标记的方法分析检测了形成核小体的效率.结果显示,在盐透析的条件下,可以有效的组装形成核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA的比例增加,核小体的形成效率显著提高.本实验为核小体定位、染色质重塑及组蛋白变体等表观遗传学以及结构生物学领域的研究奠定一定的基础.     

盐透析体外组装核小体及检测方法

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构核小体结构是研究与核小体及染色质结构相关课题的一种重要的方法手段.实验将ES1,CS1以及601DNA序列克隆到载体中,通过PCR大量扩增回收得到目的DNA条带,表达纯化了4种组蛋白且装配成组蛋白八聚体,在盐透析的条件下组装形成核小体结构,利用EB染色以及Biotin标记的方法分析检测了形成核小体的效率.结果显示,在盐透析的条件下,可以有效的组装形成核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA的比例增加,核小体的形成效率显著提高.本实验为核小体定位、染色质重塑及组蛋白变体等表观遗传学以及结构生物学领域的研究奠定一定的基础.     

植物组蛋白分子伴侣研究进展

染色质作为真核生物遗传信息的载体,其基本结构与功能单位是核小体．细胞核内与DNA相关的生理反应如DNA复制,需要核小体的去组装以利于各类细胞因子与DNA结合,再进行核小体的重新组装以重建有功能的染色质结构,这些过程需要组蛋白分子伴侣的介导．目前的研究结果显示,组蛋白分子伴侣对于染色质结构稳定和基因表达调控非常重要．文中对植物组蛋白分子伴侣的研究进展,及其在植物生长发育过程中所发挥的作用进行综述．     

野生－粒小麦着丝粒RCS1相关序列的克隆鉴定

用水稻着丝粒重复序列RCS1为探针，与3072个克隆进行菌落杂交，得到了32个阳性克隆，用RCS1与拟斯卑尔脱山羊草着丝粒重复序列Tcs250为探针进一步筛选，在32个RCS1相关的阳性克隆中任选10个克隆进行点杂交，分别有6个和5个阳性克隆．为了克隆RCS1相关片段，依据RCS1的序列设计了三对引物，将引物3从上述阳性克隆中扩增的一个543bp的片段克隆测序，发现与水稻RCS1部分片段达到约83％的同源，与大麦的反转座子(Ty3／gypsy)部分序列同源性达到了92％，与节节麦中着丝粒的整合酶基因部分序列同源性达到了96％，命名为TBRCS1．TBRCS1可能是野生一粒小麦着丝粒区的组成部分．     

野生一粒小麦着丝粒RCS1相关序列的克隆鉴定

用水稻着丝粒重复序列RCS1为探针 ,与 30 72个克隆进行菌落杂交 ,得到了 32个阳性克隆 ,用RCS1与拟斯卑尔脱山羊草着丝粒重复序列Tcs2 5 0为探针进一步筛选 ,在 32个RCS1相关的阳性克隆中任选 10个克隆进行点杂交 ,分别有 6个和 5个阳性克隆 .为了克隆RCS1相关片段 ,依据RCS1的序列设计了三对引物 ,将引物 3从上述阳性克隆中扩增的一个 5 4 3bp的片段克隆测序 ,发现与水稻RCS1部分片段达到约 83%的同源 ,与大麦的反转座子 (Ty3 gypsy)部分序列同源性达到了 92 % ,与节节麦中着丝粒的整合酶基因部分序列同源性达到了 96 % ,命名为TBRCS1.TBRCS1可能是野生一粒小麦着丝粒区的组成部分     

人类DNA序列TSS区域序列特征及±1核小体的位置分布

基于包含人类基因转录起始位点附近的58989条DNA序列,运用核小体特征量对序列做分类分析,发现±1核小体位于TSS区域两侧的第一类基因约占28%,TSS区域有核小体占据的第二类基因约占30%.用二阶信息冗余特征量分析了DNA序列的碱基关联分布,发现没有占据TSS区域的核小体对应的序列具有强碱基关联,占据TSS区域的核小体对应的序列具有弱碱基关联,弱关联是TSS区域的普适特征.表明占据TSS区域的核小体具有很强的序列适应性和位置的可变性.通常定义的含TSS的核小体缺失区域仅对第一类基因成立.推测第一类基因具有较高的转录效率.     

中华涡蛛（Octonoba sinensis）的核型

报道了中华涡蛛的染色体数目，形态结构和性染色体组成，实验材料采自石家庄郊区交园。细胞学数据主要来自对胚胎细胞有丝分裂中期的观察。实验结果表明：中华涡蛛的染色体数目是；雄性体细胞为１７，雌性体细胞为１８。性别决定机制是ＸＯ型，Ｘ染色体是全部染色体中最长的一个，并且是唯一的亚中着丝粒染以体，其常染色体均为端或亚端着丝粒染色体。     

原核生物大肠杆菌基因组序列形成核小体能力的预测

以大肠杆菌基因组为研究对象,基于体外组装的核小体序列中k-mers频数信息,采用多样性增量结合二次判别算法对核心DNA和连接DNA进行分类预测,整体准确率和相关系数分别达到83.08%和0.619.对大肠杆菌、酵母和人类基因组中核小体定位序列与缺失序列中偏好的k-mers进行了比较,结果表明核小体缺失序列更为保守.     

超微结构显示拟南芥花粉壁孢粉素沉积模式及外壁内层的形成

花粉壁由外壁和内壁组成,外壁又分为外壁外层和外壁内层.外壁由绒毡层控制,而内壁由小孢子自身控制.自从有了电子显微镜,就了解到花粉壁有三层结构.花粉外壁内层是高度保守的结构,只有在电镜下才能观察到,但是对其如何形成并不清楚.最近报道了模式植物拟南芥中TEK基因特异调控外壁内层的形成,在该突变体中外壁内层特异缺失而外壁外层能正常形成(Nature communications 5:3855).本文在该项工作的基础上,对模式植物拟南芥花粉壁形成过程进行全面深入分析.发现在四分体的细胞周质中存在的深灰色物质可能是外壁内层成分的前体,其组成成分可能与孢粉素有所不同,当小孢子从四分体中释放时,这些前体物质能够迅速组装成外壁内层.在此基础上,提出了一个拟南芥花粉外壁的发育模型:在减数分裂形成的四分体中,胼胝质壁和小孢子质膜间形成初生外壁.随后小孢子质膜显示出波浪型结构,绒毡层分泌的孢粉素沉积在波浪型质膜顶端发育成外壁外层结构,而绒毡层分泌的外壁内层物质积累在小孢子质膜表面发育成外壁内层结构.四分体胼胝质壁完全降解释放小孢子后,在外壁内层和小孢子质膜间形成内壁.这一包含花粉壁三层结构的模型不仅有助于其他植物物种花粉壁结构和形成过程的了解,也有助于花粉壁分子机理的深入研究.     

不同组蛋白修饰以及修饰与修饰酶之间的关系

核小体是染色质的基本结构单位,核小体组蛋白尾部可以发生甲基化、乙酰化等多种共价修饰.以含有组蛋白修饰酶的修饰数据库为基础,借助网络研究了一些修饰之间以及与修饰酶之间的关联关系,同时从相关修饰酶及其复合物的角度分析了这些关联.结果显示部分修饰之间或与相关修饰酶之间存在直接的关联关系.包含修饰酶的酶复合物可以通过自身的蛋白结构域与甲基化或者乙酰化修饰结合,进一步利用自身的修饰酶亚基催化其它组蛋白修饰,从而使得两种组蛋白修饰之间建立关联.     

多金属氧簇复合物体系的可逆动态组装、可控光致变色及超分子催化研究报告

分子自组装是分子自发形成特定有序聚集结构的过程。为了建立新的功能自组装体系,实现分子聚集体由单组分到多组分、由静态到动态,并通过环境变化进而实现从聚集体结构可控发展到功能可控,在过去一年里,我们从无机金属氧簇和与之匹配的有机组分构筑基元设计入手,通过组分间结构匹配和作用方式、组装性质、刺激响应及功能特性调节,合成了一系列新的以无机簇阴离子为核、以修饰的有机阳离子为壳的双组分通过静电相互作用形成的、具有刺激响应性和适应不同功能需要的、结构形态可变的两亲性超分子复合物预组装体。我们以研究复合物自组装形成的多级聚集结构为基础,通过揭示响应基团与组装结构间的联动关系,获得了具有可逆转变特性的分子组装体并阐明了动态转变过程和机理。在此基础上,我们利用溶液中组装结构的动态可调控特性,通过光照和温度变化调控分子间相互作用,实现了水相中分子聚集体的组装与解组装、极性相和非极性相之间的可逆相转移、可逆氧化还原和相转移催化氧化功能。该年度的工作实现了将有机和无机组分通过多种相互作用整合到同一个组装体系中,揭示了多金属氧簇超分子复合物的手性转移和可逆光致变色、手性组装结构与非手性组装结构的动态结构可逆转变和机理,同时实现了同时含有主体和客体基团的超分子复合物自识别、手性转移和手性放大的光调控。这些工作将为实现该研究的下一步目标提供很好的基础。     

基于DNA局域结构和统计物理模型识别核小体定位

核小体是真核生物染色质的基本单位。核小体的精确定位影响了基因组序列对结合蛋白的可及性、转录、遗传复制和重组。了解核小体在基因组的准确位置对理解真核生物的生命活动过程有重要作用。本文基于核小体的序列和结构特征及统计物理理论，用统计物理模型预测了核小体的定位。利用统计物理和信息论原理计算了酿酒酵母(S.cerevisiae)、人类(H.sapiens)、秀丽隐杆线虫(C.elegans)和黑腹果蝇(D.melanogaster)数据集中序列片段的DNA局部结构的总能量，基于核小体序列与非核小体序列的总能量差异进行分类，通过10倍交叉验证进行了性能评估。结果显示该模型具有较好的识别效能。     

蓼属蔓蓼组花粉外壁超微结构的研究

花粉壁的构造提供了若干在系统发育上有用的特征 ,其中外壁的层次、结构以及纹饰是基本的。为此 ,本文以花粉壁的内部结构为重点 ,用透射电镜的薄切片技术 ,对广义蓼属蔓蓼组的 4种植物花粉外壁构造的特点进行了观察和研究。结果表明 :外壁结构分化成两个明显的层次 ,即外面的外壁外层以及内面的外壁内层 ,其外壁外层由覆盖层、柱状层和底层组成的。然而由于每一部分发育状况的不同 ,而导致每一种植物花粉的外壁结构具有各自的鉴别特征     

烟草拟核小体组装蛋白cDNA的克隆、表达及其蛋白产物的纯化

从烟草BY2细胞cDNA文库中筛选到核小体组装蛋白1(Nucleosome assembly protein1,NAP1)的cDNA，序列分析发现该NAPI的cDNA编码374个氨基酸，与巳知植物来源的NAP1同源蛋白相比具有80%，以上的同源性，而且一些具有重要功能的结构域是相当保守的，如核定位信号，核输出信号，酸性结构域及异戊烯化修饰位点，重要功能结构域的存在预示了NAP1蛋白潜在多种功能，为了深入研究MAP1的功能，应用大肠杆菌表达体系高效表达了烟草NAP1蛋白，并以表达产物进行了分离纯化。     

织物保水性研究

通过建立导湿干爽织物结构模型，研究织物内层液态水流量、外层液态水储水量，提出了汗水不倒流到织物里层的条件，为解决这一难题提供了理论依据，可用于指导织物设计，解决汗水在织物表面流淌和汗水从织物外层流回织物里层的难题。     

一种具有身份认证功能的USB IP核设计与实现

针对USB存储设备身份认证机制容易被旁路,数据安全得不到有效保证的问题,文章给出了安全USB IP核结构,设计了USB系统的身份认证协议,实现了在硬件接口层响应主机端身份认证请求的安全USB IP核。结果表明,该安全USB IP核能够为USB设备上层功能层提供统一的身份认证服务,安全性高。     

对于核小体定位检测方法的比较研究

在真核细胞中,核小体是组成染色质的基本结构单位,是由DNA紧密缠绕在组蛋白八聚体上所形成的一个复合体结构。而DNA与组蛋白的结合并不是固定不变的,没有核小体结合的DNA区域易于各种调节蛋白的接近与结合。因此人们怀疑核小体的定位与基因的转录调节之间存在某种内在联系。对现行的核小体定位的检测方法进行了归类,并对其优缺点进行了分析整理。对更深入的探索核小体定位检测方法的应用有一定意义。