热激蛋白的分子进化研究

热激蛋白是细胞内含量最丰富的蛋白质之一,在各种生物体内广泛分布.近年来对热激蛋白的研究已深入到结构、性质、功能等各面,其研究主要集中在:1)作为分子伴侣协助细胞内肽链的折叠;2)参与MHCⅠ类的分子呈递;3)使抗原通过内吞作用进入靶细胞;4)肿瘤免疫和分子疫苗开发.然而,虽然热激蛋白的研究已成为医学、生物学上的热点,其在分子进化上的研究也日渐增多,但这方面的报道仍然较少,本文主要从热激蛋白分子进化方面作一综述,这对理论研究、生物进化分析上都有着重要的意义.     

海洋污染进化生态学初探——从行为、适应到进化

海洋环境污染已成为全球环境问题。大量证据表明，海洋生物个体、种群与群落会对污染胁迫产生从分子到整个生态系统的复杂响应，其最终要么适应污染或与污染共存，要么退化或死亡，生物和污染之间存在动态的相互作用过程与多变的演化结局。研究表明，生物适应不断变化的污染环境可以通过3种机制：短期暴露下的行为改变、长期暴露下的表型可塑性调整及遗传进化。但迄今为止，有关海洋生物受海洋污染物影响后的行为、适应和进化机制仍未获得系统的整理，已有的理论是否适用以及是否存在新现象或理论的空白有待明确。该文在文献调研的基础上，基于污染进化生态学观点，针对污染胁迫下海洋生物的短期响应和长期适应，提出“海洋污染进化生态学”。从行为、适应到进化的角度初步探讨海洋污染进化生态学的内涵和研究内容，尝试归纳和探索海洋污染与海洋生物之间的作用和联系，以期为海洋环境保护和海洋学科发展提供新的见解和理论基础。     

热激蛋白的研究进展及应用前景

热激蛋白(Heat shock proteins, Hsps)是一类在生物体遭受环境胁迫时大量表达的蛋白质，有利于生物体抵御不良环境.文章对国内外学者在Hsps上的研究进展进行了综述.主要以Hsps的分类及生物学特性为基础，分析影响Hsps表达的因素(理化因素、病理因素、生物个体因素),总结Hsps的功能(作为分子伴侣、提高抗逆性、与肿瘤相关、参与免疫协同以及与衰老相关)和应用(提高养殖动物抗逆性、癌症治疗、促进机体免疫、应对衰老性疾病、应对病虫害、环境监测和研究生物起源与进化).这些研究进展能够为Hsps在更多领域的应用提供理论依据.     

昆虫对环境温度胁迫的适应与种群分化

大量研究报道了变温动物在温度胁迫下生存的适应策略,探讨了物种对温度胁迫耐受性的地理和季节分化及其与气候适应甚至异域物种形成之间的关系.昆虫温度胁迫耐受性的分化模式将直接提供生物自然选择下的进化方向,并预测种群的起源、分布和动态规律.在全球变暖背景下该研究显得愈加重要.文中对昆虫在环境温度胁迫下的适应过程和适应特征分化机制等重要生态学问题进行了分析和评价.     

胁迫相关蛋白(SAP)与植物的抗逆性

植物在非生物逆境胁迫下会产生多种诱导蛋白以适应胁迫环境,其中SAP蛋白(Stress Associated Protein)因其抗非生物胁迫的能力受到广泛关注.该文介绍SAP家族基因和蛋白的特性、分类以及SAP基因的表达调控、转基因研究的进展,结合课题组对高粱SAP的研究,对该蛋白的应用前景进行了展望.     

SAP蛋白与植物的抗逆性

植物在非生物逆境胁迫下会产生多种诱导蛋白以适应胁迫环境,其中SAP蛋白(Stress Associated Protein) 因其抗非生物胁迫的能力逐渐受到广泛关注.该文介绍SAP家族基因和蛋白的特性、分类以及SAP基因的表达调控、转基因研究的进展,并对该蛋白的应用前景进行了展望.     

利用大麦寡核苷酸芯片进行小麦苗期叶片热胁迫基因表达谱分析

植物感受热胁迫时基因表达发生变化，而这些差异表达的基因对植物耐热性起着至关重要的作用.为揭示小麦热胁迫响应的分子机理，以38℃热胁迫的小麦幼苗为处理组(HS)，同期未经处理的小麦幼苗为对照组(CK)，分别提取叶片RNA与Affymetrix Barley1基因芯片杂交.杂交结果显示，在总共22840个探针中，对照组(CK)和热胁迫组(HS)共检测到8486个阳性探针，占总探针数的37.15%.利用半定量RT-PCR技术对11个差异表达基因的表达模式进行验证，发现10个基因与芯片的表达类型完全一致. 利用Gene Ontology的GO information对差异表达的基因进行了分类，表明差异表达的基因涉及逆境胁迫、信号转导、物质运输、光合作用、蛋白代谢、脂肪代谢、碳水化合物代谢等多个方面.其中有大量热激蛋白和分子伴侣相关基因上调表达.上调表达的热激蛋白包含热激蛋白各个家族，且上调表达的平均倍数明显高于其他基因的上调倍数.另外泛素—蛋白酶体通路中的多个关键酶的基因也发生了差异表达，预示着负责蛋白质选择性降解的泛素—蛋白酶体通路也参与了植物对热胁迫的应答机制.     

全球化污染下的生物命运

<正>问题的提出联合国环境规划署1995年研究报告指出,环境污染在全球范围内的扩展,不仅形成很多生物生存的胁迫环境,而且也形成了所有生物进化发展的全新环境。在这种情况下,现有的生物能否适应污染4如何适应4以污染为主导生态因子的适应性进化发生的速度如何4这种进化响应对现有物种的“自然性”进化产生怎样的影响4这     

生物耐热性研究的应用前景

当人们在近百度高温的火山口不可思议地分离到存活生物时,生物耐热性研究就激起了众多科学家的兴趣.后来,人们又发现另一奇怪现象,即在生物体遭受适度高温刺激后,就可获得一定的耐热性,相对未经刺激的同类可以忍受更高温度(甚至是致死温度)的伤害,这就是所谓的“热休克应答现象”,这无疑又把耐热性研究推向了一个新的高潮.目前,研究者已基本确定生物耐热性与一类被称为热激蛋白(Heat Shock Protein)的物质有关.热激蛋白就是在高温或其它不良环境刺激下产生或积累的,用以抵抗和减弱其不良影响的一类蛋白质的总称,主要起着稳定细胞结构,帮助胞内蛋白实现折叠、组装、解离、降解等作用.虽然热休克应答的整个过程和本质机理多年来仍不甚明了,但是有一点大家都是深信不疑的,那就是生物耐热性研究在现实中有着无比深远的应用前景.     

植物热激蛋白研究进展

热激蛋白是一类在有机体受到高温等逆境刺激后大量表达的蛋白,主要参与生物体内新生肽的运输、折叠、组装、定位以及变性蛋白的复性和降解,是细胞内含量最丰富的蛋白质之一,已成为当今分子生物学、蛋白质生物化学和植物抗逆生理学的一个重要研究内容.论述了植物热激蛋白的研究概况、合成及分布、生物学功能、基因表达调控,提出植物热激蛋白今后的研究方向。     

研究查明植物耐高温逆向调控机制

植物在高温胁迫下会产生应激防御反应,启动体内大量热激转录因子（HSF）和热激蛋白（HSP）基因的转录,从而维护细胞和叶绿体的稳定性,但对于启动这些热激响应基因表达的信号来源并不清楚。最近,中科院上海生命科学研究院植物生理生态所的科研人员开展了植物高温胁迫响应蛋白的鉴定工作。     

低分子量热激蛋白在种子中的表达特征

选用了包括顽拗性和正常性种子在内的４种种子为实验材料，运用ＷｅｓｔｅｒｎＢｌｏｔ方法，检测了低分子量热激蛋白，发现被检的４种种子都含有低分子量热激蛋白．认为低分子量热激蛋白在种子中表达的起因是组织特异性，而不是脱水胁迫所至     

拟南芥DnaJ蛋白的过量表达对细菌耐盐性的影响

热激蛋白是植物在各种环境胁迫下产生的一种蛋白,其表达与多种胁迫的抗性有一定关系。从野生型拟南芥cDNA中克隆获得了编码442个氨基酸序列的DnaJ基因,其与大肠杆菌DnaJ基因含有相同的J区和半胱氨酸富集区。将DnaJ基因构建到pET32a的原核表达载体,过量表达DnaJ基因的细菌在含有0.5 mol/LNaCl的培养基中仍然可以生长,初步推断DnaJ的表达与耐盐性有关。     

过表达内质网小分子热激蛋白提高拟南芥的衣霉素抗性

内质网小分子热激蛋白是热激蛋白家族成员,具有分子伴侣活性.当植物受到内质网胁迫(ER-stress)时,内质网小分子热激蛋白具有缓解内质网胁迫的功能.我们将CaMV35S启动子驱动的内质网小分子热激蛋白基因AtHSP22.0导入拟南芥,Northern-blotting印迹分析表明,内质网小分子热激蛋白在转基因拟南芥中呈现组成型表达.转基因株系衣霉素抗性强于对照,说明AtHSP22.0的过量表达增强了拟南芥的衣霉素抗性,缓解了ER-stress.     

木本植物响应干旱胁迫的研究现状

为深入了解木本植物响应干旱胁迫的分子机理，本文系统的从木本植物对干旱信号的感知、信号转导到转录调控、生理生化反应以及表型变化等方面总结了木本植物对干旱胁迫可能的响应过程.认为木本植物由于其固着根生的特点，不得不进化出相应的机制来应对不断变化的环境.当遭受干旱胁迫时，木本植物根系细胞膜上的感受器首先感知到土壤水分状态的变化，细胞内的蛋白质和激素调控系统触发相应的干旱适应反应.干旱信号通过细胞间的信号传导路径传递到植物体内的各个部位，主要的信号传导途径包括Ca²⁺信号、激素信号和转录因子调控等.一些关键基因和信号通路，如脱落酸(ABA)信号通路、DREB蛋白家族等也参与调控植物的干旱适应性.木本植物也会发生形态和解剖上的变化来减少水分蒸发和增强根系的吸水能力.本文可为抗旱型木本植物选育提供见解.     

生态适应与生存策略分析

从生物适应入手，以生态适应为视角，讨论生物的适应意义及生存策略的选择.生态适应总是指对某组环境条件的适应组合，即生物个体在与已变化的环境因子相互作用情况下获得的对该物种的有益结果.如果物种对其环境适应得好，它就能在该环境中生存，而且能有效繁殖；就进化而言，繁殖上的成功才是衡量生物适应好坏的主要标准.生物对环境的适应并非完美无缺，存在适应代价；由于物理环境和生物环境从来就是变化不定的，所以适应也不断地受制于自然选择的精细调节.在自然界，生物的适应变化主要为量变；在改变的环境条件下，往往表现为生理学过程的强度和速度及个体形态学数量、性状方面的指标发生变化.对外部环境的适应是物种内部变异的基础，在新的环境因子参与新陈代谢和环境因子半致死的选择条件下，生物适应的量变才能发展为质变，才能改变物种的属性并产生在性质上完全不同的新适应.生物进化必然沿着生态适应的线索前进；生物的适应意义就是最大限度地有利于生物的生存和繁殖.     

热激蛋白60的研究进展

热激蛋白60(heat shock protein 60,HSP60)是热激蛋白家族中的重要成员之一,是一种高度保守且广泛表达的应激蛋白.除了参与热激反应外,HSP60还有许多生物学功能,如可以帮助蛋白质的折叠和运输等.最新研究表明,其在免疫过程中也发挥了重要的作用.简要介绍了HSP60的发现和结构,并对其功能进行了综述,着重论述了其在免疫过程中的作用,旨在为今后深入研究HSP60功能提供理论基础.     

植物对重金属耐性机理的研究进展

从两方面综述了植物对重金属胁迫的耐性机理.（1）植物生理生化代谢途径对重金属胁迫的适应性反应,包括与重金属解毒螯合相关的硫代谢途径;与植物抗氧化相关的活性氧代谢途径;与酚类物质生成及植物木质化形成相关的次生代谢途径.（2）植物对重金属耐性的分子机理研究,包括对与重金属胁迫相关代谢途径中关键酶基因克隆和功能鉴定;金属硫蛋白（MT）和膜金属转运蛋白基因表达和调控;与重金属胁迫相关的植物逆境信号传导的研究.随着基因组学的发展,通过进化各异的模式生物基因组比较及通过使用一些如基因差异表达技术、表达序列高通量分析技术和功能获得或突变体互补等技术在植物重金属耐性机理的研究中也取得了一些进展.     

美国山核桃不定根形成过程中相关蛋白质 的鉴定及功能分析

美国山核桃是扦插后极难生根的树种,为研究其不定根生根机制,利用MALDI-TOF-MS技术对美国山核桃不定根发育关键时期的差异蛋白进行鉴定分析,发现了48个表达相对差异的蛋白点,选择其中18个差异蛋白进行肽质谱指纹分析并进行同源性比较。结果表明,美国山核桃不定根形成的生理过程中产生了差异蛋白质,其中包括了能量代谢相关蛋白、逆境胁迫相关蛋白和信号传递相关蛋白等差异蛋白。分析可知:能量代谢相关蛋白有ATP合成相关酶类、光合作用相关蛋白及烯醇化酶等; 逆境胁迫相关蛋白与热激蛋白同源; 信号传递相关蛋白主要为细胞色素酶类和血红结合蛋白。     

重金属污染环境来源的玉米POD对Pb^2＋的协迫反应

为了探讨植物对重金属污染环境的适应是否产生体内酶系统的耐性机制及其遗传性，以重金属污染环境来源的玉米（Zea mays L.）及其易地栽种子一代（F1）为实验材料，通过酶活性测定与同工酶电泳研究了玉米过氧化物酶对重金属Pb^2 的胁迫反应，结果发现，重金属污染环境来源的玉米种群材料在重金属Pb^2 的胁迫条件下，与非污染环境来源的玉米种群材料相比，其过氧化物酶具有相对较高的活性，其F1保护相同的趋势，不同玉米种群材料F1过氧化物酶同工酶酶带对重金属Pb^2 的胁迫反应在材料间也出现了明显的分化，同时区分两条对重金属Pb^2 胁迫反应的敏感酶带，称之为标志性酶带。