microRNA-260在秀丽隐杆线虫衰老进程中的作用研究

本文以秀丽隐杆线虫(C. elegans)为模式生物,通过测定microRNA-260(miR-260)编码基因敲除后(Deletion)突变株与野生株(N2)线虫寿命、生殖能力、进食能力和热刺激条件下的生存能力,研究miR-260在衰老进程中发挥的作用.利用线虫体内衰老相关关键基因表达量的分析,探讨miR-260干预衰老的可能分子机制.实验结果显示：miR-260突变株系相对于野生型线虫寿命缩短,子代数目减少,进食能力的衰弱速度减慢,热刺激条件下的生存条件能力降低.结论：miR-260敲除后总体上加快秀丽隐杆线虫突变体衰老的进程.其可能的分子机理为,miR-260主要通过影响饮食限制通路和TOR信号通路中共同关键基因eat-2以及JNK信号通路中的jnk-1基因等的表达来调控线虫的衰老进程.     

秀丽线虫基因敲除突变库中sec-10突变种系的筛选

从秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的基因突变库中筛选出目的基因的突变种系,并对其进行分子机制的研究,是研究不同基因及其蛋白产物作用机制的一项基本技术.以sec-10突变种系的成功筛选为例,详细描述如何通过PCR检测方法从笔者实验室所构建的国内第一个秀丽线虫基因敲除突变库(可进行多达几百次的筛选量)中筛选出目的基因的突变种系,同时证明突变库的可用性.根据sec-10基因序列设计多套针对不同靶点的含干扰引物的巢式引物,通过凝胶电泳正确判断扩增产物的特异性和干扰引物对长片段产物的抑制特性,以选择有效的检测引物.简化了线虫复苏后的饲养方法,以取代恒温恒湿培养箱的使用.通过纯和致死平衡子的引入,克服了sec-10基因突变致死所导致的无法稳定传代的问题.总结了从秀丽线虫基因突变库中筛选突变种系的注意要点,为国内其它线虫基因突变库的筛选提供重要的参考意见.     

溶酶体活性影响秀丽隐杆线虫脂肪沉积的作用

文章通过在秀丽隐杆线虫的生长培养基(nematode growth medium, NGM)中补充1 mmol/L葡萄糖或0.02 mmol/L棕榈酸诱导线虫的脂肪沉积，结果发现，随着线虫脂肪沉积的增加，其溶酶体数量和酸化水平显著提升，说明溶酶体可能参与了营养物诱导的线虫脂肪沉积；用溶酶体抑制剂氯喹和溶酶体生物合成关键转录因子hlh-30的突变体抑制线虫溶酶体活性，结果发现线虫脂肪沉积水平显著降低；利用线虫溶酶体营养感应和脂代谢相关信号关键分子aak-2、daf-15和rsks-1的突变体，发现mTORC1信号通路在上述溶酶体影响的线虫脂肪沉积中发挥关键作用，结果表明，溶酶体通过mTORC1信号通路影响线虫能量营养过剩所导致的脂肪沉积。     

薄荷提取物对提高秀丽线虫应激抵抗能力的影响

以秀丽线虫为模型， 研究药食同源植物薄荷提取物对其应激抵抗能力的影响， 并以紫外辐射为应激条件， 进一步研究薄荷提取物抵抗紫外辐射的作用机制.  结果表明： 薄荷提取物可明显提高线虫抵抗紫外辐射、 绿脓杆菌感染、 35 ℃热应激和胡桃醌氧化的应激能力； 薄荷提取物可明显降低紫外辐射后线虫体内活性氧（ROS）水平、提高超氧化物歧化酶（SOD）活性，并可通过胰岛素/IGF-1样信号通路发挥作用，  提高通路下游转录因子sod-3,hsp-12.6,hsp-16.1和hsp-16.49的mRNA水平表达量以及转录因子daf-16的细胞核定位数量;  薄荷提取物可提高线虫的运动能力和吞咽能力， 但不影响其寿命和生育能力.     

拟南芥RING finger结构域AtHHR1基因的功能初步研究

为了研究拟南芥基因AtHHR1(编码一个含有RING finger结构域的E3连接酶)是否参与热胁迫响应,构建了athhr1/AtHHR1互补转基因株系.对突变体、互补株系及野生型进行热胁迫处理,发现突变体的萌发率、叶绿素及脯氨酸含量高于野生型,而互补株系均低于野生型.通过real-time PCR定量检测发现,热诱导后拟南芥热信号通路中相关热激蛋白基因在突变体中表达比野生型中高.研究结果初步表明AtHHR1基因在拟南芥的热胁迫响应中起负调控作用.     

ATR-Chk1-Cdc25信号通路参与盘基网柄菌G2/M转变期的调控

显微镜观察盘基网柄菌野生型KAx--3细胞和突变型RNAi-allC细胞,计数结果表明后者的单细胞繁殖速度约为前者的8倍.为探究该突变型盘基网柄菌细胞周期缩短的原因,用荧光定量PCR和western blot研究了ATR-Chk1Cdc25信号通路在其中的可能作用.实验结果表明:RNAi-allC细胞中cdc25基因相对表达量约为KAx-3细胞的8倍,而其Chk1与ATR基因的相对表达量却明显低于KAx-3细胞.突变细胞中Cdc25蛋白含量高于KAx-3细胞,但其Chk1蛋白含量却显著低于KAx-3细胞.这些数据表明,两种类型细胞之间的ATR、Chk1、Cdc25在mRNA水平和蛋白表达上均存在差异,特别是ATR基因表达量的不同明显影响ChK1和Cdc25的表达量,提示ATR-Chk1-Cdc25信号通路应该在一定程度上参与了盘基网柄菌细胞周期G2/M期的调控.     

检测AKT1基因E17K突变的高分辨率熔解曲线法（HRM）的建立及应用

建立并优化HRM方法检测AKT1基因的E17K(49G>A)突变,并在85例非小细胞肺癌中应用该法检测AKT1基因的E17K突变.设计、合成针对AKT1基因的E17K突变的引物、探针,优化不对称PCR条件及高分辨率熔解曲线(HRM)基因突变分析方法.对85例非小细胞肺癌标本提取的基因组DNA,应用HRM基因突变分析方法和直接测序的方法检测了AKT1基因的E17K突变情况.经优化后,设计的引物在不对称PCR反应条件下可扩增出良好的条带.检测探针与野生型模板的扩增产物杂交后,其解链温度要高于与突变型产物杂交的解链温度.野生型和突变型的质粒模板所产生的熔解曲线可见显著差异,相应的Tm值相差约 3.5℃.经HRM基因突变分析方法和直接测序法检测,在85例非小细胞肺癌标本检测到1例AKT1基因的E17K位点为杂合突变型,其余均为野生型.本研究建立的对AKT1 E47K突变检测的HRM方法是一种灵敏、准确、快速的方法.另外,本研究仅在非小细胞肺癌患者中发现频率极低的AKT1 E47K突变.     

葱蝇PDK1基因的克隆及生物信息学分析

3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase1,PDK1)是磷脂酰肌醇3-激酶(Phos-phatidylinositol-3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(PKB/Akt)信号通路中一个关键的激酶。该通路在人(Homo sapiens)、黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)、秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)中是一条保守的通路,通过激活下游的因子对代谢、细胞分化、寿命等产生重要调节作用。本研究基于葱蝇(Delia antiqua)转录组数据通过生物信息学分析从其中鉴定出PDK1基因4条Unigene序列,并通过PCR技术克隆了PDK1基因的全长cDNA,命名为DaPDK1,其全长为3215bp,开放阅读框长2730bp,编码909个氨基酸。采用生物信息学的方法,推测该基因编码的蛋白质相对分子质量为100.3kD,等电点为8.53。该蛋白第87~109氨基酸是跨膜区,第284~627和744~833氨基酸是两个保守结构域STKc和PH。同源性分析表明DaPDK1蛋白与地中海实蝇(Ceratitis capitata)PDK1蛋白氨基酸序列相似性最高(一致率为53.1%,相似率为63.2%)。本研究结果有望为进一步研究葱蝇PI3K/Akt信号通路中PDK1基因的特性及功能奠定基础。
     

番茄SlWRKY1转录因子在植物生物和非生物胁迫中的调控

克隆番茄SlWRKY1基因,构建植物过量表达载体pBI121-35S∷SlWRKY1并通过农杆菌介导的遗传转化法转化番茄,成功获得3株过量表达的转基因植株.研究发现:转基因植株对丁香假单胞菌番茄变种(Pst DC3000)的感染表现出敏感性,表明SlWRKY1基因可以减弱由Pst DC3000引起的植物防御反应,在相关信号通路中起到负调控作用.同时SlWRKY1转基因植株对盐胁迫表现出抗逆性,在胁迫条件下转基因植物中积累了大量的脯氨酸.推测SlWRKY1基因可能参与番茄脯氨酸代谢调控.     

双酚A暴露致神经细胞凋亡和炎症性死亡的研究进展

双酚A(BPA)是生产聚碳酸酯和环氧树脂塑料的添加剂,具有内分泌干扰物效应。由于大量研究发现BPA具有神经毒性,其暴露对大脑神经功能及行为变化的影响受到越来越多的关注.研究发现,氧化应激常伴随着BPA诱导的神经细胞凋亡和炎症性死亡(焦亡)反应的发生,导致神经细胞形态和功能改变,是BPA暴露与神经系统疾病相关性的重要连接纽带.研究聚焦BPA暴露诱导神经细胞凋亡和炎症性死亡这一生理现象,对BPA暴露通过线粒体、内质网以及死亡受体通路信号上的细胞凋亡的分子作用机制的详细介绍,探讨了细胞凋亡、细胞焦亡之间的关系以及他们与神经系统疾病的潜在关系,指出BPA暴露诱导的神经细胞凋亡与炎性反应的分子机制尚需要大量的动物、靶向敲除实验以及人群实验加以验证.同时,应关注低剂量BPA暴露参与毒性通路或与其他毒性通路相互作用而加重复合污染物暴露的健康效应,为深入研究BPA暴露的神经毒性机制及其毒性干预提供参考.     

DhHP-6延长秀丽线虫寿命的作用机制

考察次血红素六肽(DhHP-6)对秀丽线虫寿命的影响及其与DAF-16(abnormal dauer -formation-16)的关系. [JP2]实验结果表明: DhHP-6给药可提高野生秀丽线虫的平均寿命约20%, 未影响DAF-16表达缺失型秀丽线虫的平均寿命; DhHP-6可促进DAF-16入核, 启动下游基因表达; DhHP-6给药可增强DAF-16的转录活性, 提高sod-3表达量, 降低线虫体内的自由基含量.     

A cytosolic catalase is needed to extend adult lifespan in C. elegans daf-C and clk-1 mutants.

The dauer larva is an alternative larval stage in Caenorhabditis elegans which allows animals to survive through periods of low food availability. Well-fed worms live for about three weeks, but dauer larvae can live for at least two months without affecting post-dauer lifespan. Mutations in daf-2 and age-1, which produce a dauer constitutive (Daf-C) phenotype, and in clk-1, which are believed to slow metabolism, markedly increase adult lifespan. Here we show that a ctl-1 mutation reduces adult lifespan in otherwise wild-type animals and eliminates the daf-c and clk-1-mediated extension of adult lifespan. ctl-1 encodes an unusual cytosolic catalase; a second gene, ctl-2, encodes a peroxisomal catalase. ctl-1 messenger RNA is increased in dauer larvae and adults with the daf-c mutations. We suggest that the ctl-1 catalase is needed during periods of starvation, as in the dauer larva, and that its misexpression in daf-c and clk-1 adults extends lifespan. Cytosolic catalase may have evolved to protect nematodes from oxidative damage produced during prolonged dormancy before reproductive maturity, or it may represent a general mechanism for permitting organisms to cope with the metabolic changes that accompany starvation.     

杀线虫活性菌的筛选、分离与初步鉴定

从河南南阳宝天曼森林土壤样品中分离纯化细菌,以对线虫Caenorhabditis elegans的杀灭作用为筛选模型,从128株细菌中共筛选到3株杀线虫活性较高的细菌,编号分别为B、C、D。当作用于线虫24h后,它们对线虫的致死率分别为20％、25％、97％。然而发现当B和C共同作用于线虫时,致死率大为提高（约为90％）,说明二者在杀线虫方面有协同作用。通过培养观察菌落形态,革兰氏染色;提取各菌种基因组,扩增16SrDNA测序,系统发育分析,确定这三株菌的鉴定结果为：菌株B与Bacillus subtilis strain xfchu2的同源性较高,为96．46％,菌株C与Stenotrophomonas maltophilia strain QT24的同源性较高,为92．75％。菌株D与荧光假单胞菌属的同源性较高。     

以线虫为模型考察中国芦荟提取物的降脂作用

将鲜芦荟去皮研磨、 过滤, 先用磷酸盐缓冲液(PBS)进行提取、 稀释, 再配制含不同质量浓度D-葡萄糖的线虫生长培养基(NGM)喂食培养线虫. 以线虫寿命及运动能力等生理指标确定脂肪堆积模型的最佳糖诱导质量浓度; 通过油红O染色法及Image J软件分析评估芦荟提取物的降脂作用. 实验结果表明： 100 mL NGM中含    2 g D-葡萄糖为最佳糖诱导质量浓度, 可用于构建线虫脂肪堆积模型的脂肪评价; 芦荟提取物对线虫脂肪堆积模型有良好的降脂作用.     

以秀丽隐杆线虫为模型的玛咖功效评价

先对玛咖进行脱油、水提、冻干,再将所得水提物冻干品与Escherichia coli OP50菌液进行混合,稀释至终质量浓度为1,2mg/mL.以秀丽隐杆线虫(简称线虫)为模型,考察玛咖水提物对线虫的抗氧化作用:经寿命、产卵、吞咽、运动能力实验表明,玛咖水提物对线虫无明显毒性作用,且1,2mg/mL玛咖水提物均能显著延长线虫寿命;由玛咖水提物对线虫热激氧化压力诱导表明,玛咖水提物对线虫体外热激氧化压力有保护作用;通过油红O对脂肪染色表明,玛咖水提物具有一定降脂功效.     

Absence of effects of Sir2 overexpression on lifespan in C. elegans and Drosophila

Overexpression of sirtuins (NAD(+)-dependent protein deacetylases) has been reported to increase lifespan in budding yeast (Saccharomyces cerevisiae), Caenorhabditis elegans and Drosophila melanogaster. Studies of the effects of genes on ageing are vulnerable to confounding effects of genetic background. Here we re-examined the reported effects of sirtuin overexpression on ageing and found that standardization of genetic background and the use of appropriate controls abolished the apparent effects in both C. elegans and Drosophila. In C. elegans, outcrossing of a line with high-level sir-2.1 overexpression abrogated the longevity increase, but did not abrogate sir-2.1 overexpression. Instead, longevity co-segregated with a second-site mutation affecting sensory neurons. Outcrossing of a line with low-copy-number sir-2.1 overexpression also abrogated longevity. A Drosophila strain with ubiquitous overexpression of dSir2 using the UAS-GAL4 system was long-lived relative to wild-type controls, as previously reported, but was not long-lived relative to the appropriate transgenic controls, and nor was a new line with stronger overexpression of dSir2. These findings underscore the importance of controlling for genetic background and for the mutagenic effects of transgene insertions in studies of genetic effects on lifespan. The life-extending effect of dietary restriction on ageing in Drosophila has also been reported to be dSir2 dependent. We found that dietary restriction increased fly lifespan independently of dSir2. Our findings do not rule out a role for sirtuins in determination of metazoan lifespan, but they do cast doubt on the robustness of the previously reported effects of sirtuins on lifespan in C. elegans and Drosophila.     

秀丽隐杆线虫胆固醇7,8-脱氢酶在大肠杆菌中的表达

胆固醇7,8–脱氢酶是参与胆固醇代谢的还原酶,可以将胆固醇转化为7–脱氢胆固醇(合成维生素D3的重要中间体).合成秀丽隐杆线虫的胆固醇7,8-脱氢酶基因daf-36,与具有T7强启动子的载体pET32a(+)连接后,成功构建pET32a-daf-36表达质粒,转入大肠杆菌表达系统E.coli BL21(DE3)和E.coli Rosetta(DE3),经过IPTG诱导培养,蛋白质电泳图谱及质谱结果表明此酶得到了高效表达.