衰老的神经生物学机制研究

衰老是有机体各项生理机能随着时间发生变化的过程.在衰老过程中神经系统功能下降是造成感觉、运动和认知等行为退化的重要原因.本文介绍我国衰老的神经生物学领域取得的重要研究成果,并就神经系统信号和机体寿命调控、神经系统衰老和行为退化、神经系统衰老的生物学机制和延缓神经系统衰老的相关研究进行总结和展望.     

卵巢衰老的机制研究及抗卵巢衰老策略

雌性生殖衰老(卵巢衰老)相比其他机体器官衰老发生更早,卵巢衰老不仅使女性丧失生殖能力,还会引发与生殖衰老相关的慢性疾病,严重影响女性身心健康.阐明卵巢衰老的调控机制对于延缓卵巢衰老、治疗卵巢早衰至关重要.本文结合其他实验室有关重要发现,主要总结卵子数量下降(如成年卵巢无新生卵子)和卵子质量下降(包括端粒、氧化应激、表观...     

DNA损伤应答相关蛋白质机器维持基因组稳定性与细胞稳态的机制

基因组不稳定性和细胞稳态失衡是衰老及肿瘤、糖尿病、神经退行性疾病等老年重大疾病的重要诱因,但其中的分子机制尚不清晰,因此缺乏有效的治疗靶标和手段。DNA损伤应答(DNA damage response,DDR)是维持基因组稳定性的关键,其过程包括损伤感应、信号激活和传导、效应等不同阶段,涉及分子识别和靶向募集、信号激活和传导、损伤修复和基因转录、细胞凋亡、转化与衰老等生物学过程。DDR依赖诸多损伤修复因子的直接参与,也需要染色质重塑(chromatin remodeling)及关键蛋白质机器的可逆性翻译后修饰的精细调控作用。国家重点研发计划蛋白质机器与生命过程调控重点专项项目"参与DNA损伤应答的新型蛋白质机器维持基因组稳定性的机制研究"针对DNA损伤应答的动态过程,聚焦染色质重塑(chromatin remodeling)与蛋白质翻译后修饰(post-translational modification,PTM),筛选、鉴定新型调控染色质重塑的蛋白质机器及新型蛋白质翻译后修饰,阐明其对DNA损伤应答的时空调控机制,阐明其结构特性,揭示其结构或功能异常所致DNA损伤应答缺陷,诱发基因组不稳定性、细胞稳态失衡和肿瘤发生发展的关联机制,筛选靶向先导化合物并探讨其在肿瘤治疗中的作用机制及应用,为药物研发、临床诊治提供新的理论依据。     

器官衰老与退行性病变研究

衰老是伴随增龄而出现的机体功能衰退的过程,涉及器官、组织、细胞和分子等多个层面,呈现基因组不稳定、干细胞耗竭、细胞间通信改变等特征.全身系统性组织器官的再生能力下降易诱发机体衰老及衰老相关疾病的发生.本文揭示器官退行性变化的机制,解析衰老对器官稳态的影响,构建衡量器官健康状态的指标体系,研究干预器官衰老,以推动人类衰老...     

免疫细胞多样性产生中蛋白质机器调控基因组稳定性的机制

基因组编码的遗传信息是生命活动的基础,生物体进化出多套DNA损伤应答通路维持基因组稳定性。而"祸兮福之所倚",特定体细胞基因组的程序性异变又能赋予这些细胞新功能。获得性免疫系统中受体基因多样化是免疫细胞识别各类病原体的分子基础。在免疫T和B细胞发育中,重排酶RAG及脱氨酶AID在受体基因簇起始DNA损伤,这些程序性DNA损伤被易错修复解读为多样化的序列,最终造成受体分子多样化。免疫细胞受体基因多样化过程中,DNA损伤应答蛋白质机器维持基因组稳定性的分子机制是目前的研究热点也是相关免疫疾病诊疗的迫切需求。本项目将聚焦于免疫受体基因簇上程序性DNA损伤的应答通路抉择、空间调控机制以及淋巴瘤发生中基因组不稳定性产生的病理机制,发展癌症基因组染色体易位测序方法,探索在体外培养细胞中重现B细胞受体即抗体多样化的新技术。     

端粒酶及靶向端粒酶抗衰老和肿瘤药物的研究进展

端粒是由重复性DNA序列和特殊蛋白质组成的真核染色体末端的保护性结构.由于末端复制问题,端粒在细胞复制增殖过程中逐渐缩短,而过短的端粒导致基因组不稳定,引起细胞衰老和机体老化.端粒酶是具有催化端粒DNA合成能力的逆转录酶,能够维持细胞内端粒的长度或延缓细胞增殖过程中端粒的缩短.因此,端粒酶和机体衰老及端粒相关疾病具有重...     

8个转录因子促干细胞变身"类卵细胞"

人类可以在实验室中"制造"卵子吗?根据英国《自然》杂志12月16日发表的一项干细胞最新研究成果,日本科学家团队证明:一组8个转录因子,可以在实验室中将小鼠干细胞转化为类卵细胞.这些发现进一步加深了人类对卵子发育的理解,在应用角度上. 卵母细胞(未成熟的卵细胞)的发育分为多个阶段,但参与这一过程的基因调控网络尚不清楚.     

生物基因组非蛋白质编码转录组学及研究进展

RNA转录组学和功能组学的研究是目前生命科学领域的重要研究方向。生命的中心法则（由DNA转录RNA,再由后者翻译成行使各种功能的蛋白质）因调控RNA分子的发现而进一步得到扩展。最近的大量研究发现,自基因组中非蛋白质编码区转录的RNA分子具有重要的调控功能,即转录后的调控功能。在这些RNA分子中,内源性小干扰RNA分子、microRNA及piwi-RNA等的功能逐渐被揭示。本文对目前有关RNA转录组学研究进展做一简要综述。     

遗传学部分新名词的译名和解释

基因组 genomeGenome这个名词于1922年第一次出现在遗传学文献中。中文译名为染色体组,后又译为基因组。随着遗传学研究的进展对基因组的涵义不断地赋以新的内容。一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组,或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。可是基因组测序的结果发现基因编码序列只占整个基因组序列的很小一部分。比如,人基因组中编码序列只占5%左右,换言之,人基因组中的非编码序列占95%以上。因此,基因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。说得更确切些,核基因组是单倍体细胞核内的全部DNA分子;线粒体基因组则是一个线粒体所包含的全部DNA分子;叶绿体基因组则是一个叶绿体所包含的全部DNA分子。当然,也有人指出基因组应定义为一个细胞中所携带的全部遗传学指令。这是从基因组的功能着眼,因为基因组中的基因携带着编码产生蛋白质或RNA的遗传指令,同时基因组中的非编码序列携带着启动和调控基因活动的遗传指令。但是,基因组如果定义为全部遗传指令,那么,基因组的测序、作图和基因识别等就不易被人理解,遗传指令又怎么测序和作图呢？人类基因组计划 human genome project,HGP一般是指于1990年美国政府资助启动的研究人类基因组的计划。它被认为是生命科学研究领域中有史以来的第一个“大科学”项目,其意义和影响被誉为不亚于研究原子弹的“曼哈顿计划”和载人飞船登月的“阿波罗计划”。以后世界各国也都有各自的研究人类基因组的计划。HGP的主要内容是美国计划从1990至2005年间,历时15年,资助30亿美元,测定人类基因组的30亿对核苷酸的排列次序。由于实验操作上的考虑,必须把基因组DNA分子先打断成无数个小片段,然后测定每个小片段的核苷酸序列,最后把小片段连接回复到整个基因组。因此在测序前要先作图(mapping),即把每个小片段在整个基因组上的位置确定下来,以便今后可以有序地把小片段连接起来。HGP的工作内容除了作图和测序外,还有基因识别,模式生物(如大肠杆菌、酵母、果蝇、线虫和小鼠等)基因组的测序,发展生物信息学(bioinformatics)和研究HGP对伦理、法律和社会带来的冲击和影响等。在HGP实施过程中,特别是基因识别和基因克隆的成果,显现出巨大的商机。于是一些大跨国公司特别是医药行业的大财团纷纷斥巨资介入人类基因组研究领域。1998年5月美国的塞莱拉基因组学公司(Celera Genomics Inc.)宣布将于2001年完成人类基因组的工作草图(working draft),并于2003年最终完成人类基因组测序,在此态势下,美国政府也于1998年10月宣布调整HGP的工作进度,提前于2003年底前完成基因组测序。2000年6月26日,有美、英、德、日、法和中国参加的国际人类基因组测序联合体与美国塞莱拉公司联合宣布各自分别完成了人类基因组的“工作草图”。中国承担并完成了人类基因组1%的测序,即测定3000万对核苷酸序列。人类基因组工作草图 human genome “working draft”人类基因组的作图和测序是一个由粗到精的过程,是先把整个基因组打断成小片段,然后再把小片段连接复原。工作草图又称框架图,是一幅粗线条地绘制成的基因组图,它的特点有三：①应包含人体绝大多数基因的序列;②由于作图是由小片段连缀而成,所以会因丢失小片段而在图上留下空档(gap),工作草图可以留下空档,但对整个基因组的覆盖率应在90%以上;③草图中核苷酸序列的差错率可以高于最终所要求的万分之一,但不能超过百分之一。作图 mapping基因组研究中,确定遗传标记如基因、酶切位点、特定的DNA序列等在染色体上的位置,并计算它们之间的距离,称为作图。图可以分为遗传图(或遗传连锁图)、物理图两种。遗传图是根据两个遗传标记之间发生重组的频率来确定彼此在染色体上的位置和距离。两者相距远,发生重组的频率高;两者相距近,则连锁很紧密,不易发生重组。如果两个遗传标记分别位于两条染色体上也就不会发生重组。重组发生在细胞减数分裂期间,因此要分析上下代的染色体上的遗传标记出现的频率方能计算出两个标记在染色体上的相对距离。物理图则是把遗传标记直接定位在染色体DNA分子上,彼此间的距离也可用碱基对的多少来标定。基因组DNA测序后的全序列图是最精密的物理图,因为这幅图表明了几十亿个核苷酸的排列次序,标记物就是单个核苷酸。叠连群 contig一组克隆载体中插入的DNA片段,可通过末端的重叠序列相互连接成为一个连续的DNA长片段,这一组DNA片段即构成了一个叠连群。叠连群主要用于DNA测序和基因组作图。因为DNA的测序和作图时,一个很长的DNA分子在实验时是无法操作的,必须把它先切割成为小片段,然后把小片段连接起来,就是通过两个小片段末端共有的序列,相互叠加而连成长片段。因此,叠连群中小片段之间叠加的相同序列越短,研究工作效率则越高。表达序列标签 EST,expressed sequence tag在人类基因组研究中,有一个区别于“全基因组战略”的“cDNA战略”,即只测定转录的DNA序列,也就是测定基因转录产物mRNA反转录产生的互补DNA——cDNA。cDNA代表了基因中编码蛋白质的序列。EST则是cDNA的一个片段,一般长200～400个核苷酸对。一个全长的cDNA分子可以有许多个EST,但特定的EST有时可以代表某个特定的cDNA分子。两端有重叠的共有序列的EST可以组装成一个叠连群(contig),直到装配成全长的cDNA序列,这样就等于是克隆了一个基因的编码序列。将EST定位在基因组,也可作为基因组作图时的一种标记序列。互补DNA cDNA,complementary DNA信使RNA(mRNA)分子的双链DNA拷贝。构成基因的双链DNA分子用一条单链作为模板,转录产生与其序列互补的信使RNA分子,然后在反转录酶的作用下,以mRNA分子为模板,合成一条与mRNA序列互补的单链DNA,最后再以单链DNA为模板合成另一条与其互补的单链DNA,两条互补的单链DNA分子组成一个双链cDNA分子。因此,双链cDNA分子的序列同转录产生的mRNA分子的基因是相同的。所以一个cDNA分子就代表一个基因。但是cDNA仍不同于基因,因为基因在转录产生mRNA时,一些不编码的序列即内含子被删除了,保留的只是编码序列,即外显子。所以cDNA序列都比基因序列要短得多,因为cDNA中不包括基因的非编码序列——内含子。克隆 clone用作名词时,克隆是指由遗传组成完全相同的分子、细胞或个体所组成的一个群体。例如,核苷酸序列完全相同的DNA片段或基因的众多份拷贝,就称为DNA分子克隆或基因克隆。来源同一个祖细胞的基因型完全相同的众多子细胞,就构成了一个细胞克隆。抗原分子刺激后会产生抗体分子,如果是一种抗原分子刺激后产生的是单克隆抗体;如果是多种抗原分子刺激后产生的则是多克隆抗体。通过无性繁殖获得相同基因型的生物体,这是个体克隆,也称为无性繁殖系。用作动词时,克隆是指运用DNA重组技术将某一特定基因或DNA序列,插入一个载体分子,然后将这个重组分子转入宿主细胞中复制增殖,使被插入的基因或DNA分子形成众多的拷贝。克隆也指分离出单个分子或单个细胞的操作过程。例如,克隆基因是指从基因组或DNA大片段中分离出某个基因或某种DNA序列;克隆细胞则是从许多类型的细胞群体中分离出某种特定类型的细胞。用作动名词(cloning)时,指分离出某一特定的基因、DNA分子或细胞后,用一些实验方法使在数量上增多以形成由许多份拷贝构成的一个群体,有时将这一过程称为克隆化。模式生物 model organism在人类基因组研究中十分注重模式生物的研究,这是由于要认识人体基因的功能,无法直接用人体作为实验对象。但是,生物是从共同祖先演化而来的,所以对生命活动有重要功能的基因在进化上是保守的,也就是说,这些基因的结构和功能,在低等生物和高等生物中是相似的。因此,可以用比较容易研究的生物作为模型来研究其基因的结构和生物学功能,由此获得的信息可以使用于其他比较难以研究的生物,特别是推测相似的人体基因的功能。例如,果蝇、小鼠甚至酵母等基因组都有与癌症发生相关的癌基因和抗癌基因,与细胞死亡、衰老有关的基因,以及与引起人类某些遗传病的相关基因。染色体 chromosome指经染料染色后用显微镜可以观察到的一种细胞器。在细菌中,染色体是一个裸露的环状双链DNA分子。在真核生物中,当细胞进行分裂期间染色体呈棒状结构。染色体的数目是随物种而异,但对每一物种而言,染色体的数目是固定的。比如人的染色体在二倍体细胞里是46条,在生殖细胞里则是23条。染色体是由线性双链DNA分子同蛋白质形成的复合物,真核生物的核基因就分藏在每条染色体中,所以,染色体是基因的载体,也就是遗传信息的载体。一个细胞里的全部染色体也就包含了这个生物体的全部遗传信息。序列 sequenceDNA分子是由4种核苷酸(A,T,G,C)排列组成,DNA序列就是组成某一DNA分子的核苷酸的排列次序。蛋白质的一级结构是由20种氨基酸线性排列构成。蛋白质序列就是构成某种蛋白质如氨基酸线性排列次序。因此,测序(sequencing)就是用实验方法,测定DNA分子中核苷酸的种类及其排列次序,或者测定蛋白质分子中氨基酸的种类及其排列次序。人基因组测序是指测定构成人基因组的约30亿个核苷酸的种类及其排列次序。基因组中的DNA序列可以分为两大类：一类是单一序列,即在基因组中这种核苷酸的排列次序只出现一次或只有一份拷贝;另一类是重复序列。指某种核苷酸排列次序在基因组出现的次数或其拷贝数少则几份,十几份,多的可达几万份甚至几十万份。构成基因的极大多数是单一序列。重复序列则基本上全是非编码序列,它们的生物学功能是一个尚未解开的谜团。遗传密码 genetic code这是支配信使RNA(mRNA)分子中4种核苷酸的线性序列,同由它编码的蛋白质中20种氨基酸的线性序列之间关系的法则。基因是DNA分子。DNA分子由4种核苷酸(A,T,G,C)排列组成。不同的基因所携带的不同的遗传信息,编码在不同的核苷酸序列中。遗传信息要翻译成另一种语言即蛋白质的氨基酸序列,才能实现其生物学功能。可是,DNA并不是直接把遗传信息传递给蛋白质,而是先转录成mRNA,然后以mRNA为中介来决定蛋白质中的氨基酸序列。一个线性mRNA分子的核苷酸序列,决定一个线性的蛋白质分子的氨基酸序列。mRNA同DNA一样,也是由4种核苷酸组成,所不同的只是mRNA用U代替了T,即A,U,G,C4种核苷酸。蛋白质由20种氨基酸组成。mRNA分子中的核苷酸以三个为一组,如AAA,AUA,AUG……构成了一个密码子;一个密码子决定一种氨基酸。mRNA的4种核苷酸组成的密码子可以有4³=64种。64种密码子决定20种氨基酸。因此密码子是冗余的或简并的,即一种氨基酸可以有不止一个密码子。比如编码甘氨酸的密码子就有4个：GGU,GGC,GGA和GGG,编码精氨基酸的密码子则有6个：CGU,CGC,CGA,CGG,AGA和AGG。不同的基因有不同的核苷酸序列,决定不同的氨基酸序列,产生不同的蛋白质,行使不同的生物学功能,最后使生物体出现不同的性状。这种遗传密码是在20世纪60年代早期破译的。基因库 gene pool有性生殖生物的一个群体中,能进行生殖的个体所携带的全部基因,或全部遗传信息,或者是一个群体中所有个体的基因型的汇总。对二倍体生物而言,有N个个体的一个群体的基因库,由2N个单倍体基因组所组成。基因文库 gene library一个生物体的基因组DNA用限制性内切酶部分酶切后,将酶切片段克隆在载体DNA分子中,所有这些插入了基因组DNA片段的载体分子的集合体,将包含了这个生物体的整个基因组,也就是构成了这个生物体的基因文库。基因型分型 genotyping这是确定一条染色体上一些基因,DNA序列或遗传标记的连锁组合,实际上就是确定一条染色体上某个区段的单体型(haplotype)。现在有的译为基因分型是不够确切的,因为分型的不止有基因,而主要是遗传标记。共线性 synteny一个物种的基因组中相互连锁的基因,在另一物种的基因组中也是连锁关系,而且在两个物种的遗传图上的位置也是相似的。例如,人和小鼠之间就有一百多个共线区。在进化过程中一些基因始终保持着连锁关系,这意味着这种连锁可能在一定条件下具有选择上的某种优势。这对研究基因功能之间的相互关系提供了有用的线索。种间同源基因 ortholog不同物种中起源于一个共同的祖先基因的一些同源基因。这些基因通常保持着相同的或相似的功能。种内同源基因 paralog在进化过程中的一个基因通过重复而生成许多个基因,这些基因逐步分化成为不同的基因,这些不同的基因称为种内同源基因。例如,在脊椎动物进化过程中,祖先珠蛋白基因位置重复而后逐步分化成α珠蛋白基因、β珠蛋白基因和肌球蛋白基因等。混编 shufflingShuffling的原意是扑克牌的洗牌,54张牌在洗牌后可以有无数种的排列组合。在新基因的生成和基因进化研究中,借用shuffling这个词,提出了“外显子混编(exon shuffling)”和“结构域混编(domain shuffling)”等假说。即新的基因是由原来的基因打断后的断片混编而成的,或者是由编码蛋白质结构域的基因片段混编而成。这种基因片段可能就是外显子,因此称为外显子混编。表观遗传学 epigenetics研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达出现了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多,已知的有DNA甲基化,基因组印记(genomic imprinting)和RNA编辑(RNA editing)等。朊粒 prion蛋白质性质的感染颗粒的简称。(我注意到对这个译名有不同的意见,已提出的有“朊病毒”,“感染朊”或干脆音译为“普立昂”。朊病毒有点牵强附会,prion并不具有病毒的特征。感染朊是可以考虑的,但不如朊粒简明。)酶性核酸 ribozyme具有酶一样催化活性的核酸分子,有的译为“核酶”似不大贴切。* 赵寿元教授是全国科学技术名词审定委员会第四届委员会委员;遗传学名词审定委员会主任(第二届)。(注：“小词典”栏中的词目并不都是经审定过的规范词。)     

"人类基因组计划"给我们带来什么

对于基因的科学研究,是自科学家在本世纪初从新发现基因的传递规律开始的.1965年,一位奥地利的神父--孟德尔--发现并发表了有关基因传递的规律,遗憾的是,他的贡献被历史埋没了35年.20世纪中叶,科学家发现了基因--遗传物质的基本结构,并提出了模型,即我们在中学教科书里读过的"DNA双螺旋模型".70年代,人类破天荒第一次真正能够拿出基因来做试验,即建立了可以称之为"遗传工程"或"分子克隆"的技术,并第一次用拼凑基因的方法建立了人为的生物,尽管还不完全,还很简单,科学家却用一些基因生产出了"遗传工程"的产品--基因产品.     

日本血吸虫全基因组测序完成

血吸虫是一种可引起人类血吸虫病的寄生虫,在中国乃至世界造成了极大的危害,其种类主要包括流行于亚洲的日本血吸虫和流行于非洲、南美洲的曼氏血吸虫。我们所在的日本血吸虫基因组测序和功能分析协作组完成了对日本血吸虫的全基因组测序。结果显示,日本血吸虫基因组序列由近4亿个碱基组成,含有大量的重复序列(占基因组41%)。我们从中共识别出编码基因13469个,其中有首次发现的与血吸虫感染宿主密切相关的弹力蛋白酶(elastase)基因。在与具有同等大小基因组的非寄生生物比较中,我们发现虽然基因数量相似,但其功能基因的组成却有较大差别:日本血吸虫一方面丢失了很多与营养代谢相关的基因,如脂肪酸、氨基酸、胆固醇和性激素合成基因等,这些营养物质必须从哺乳动物宿主获得;另一方面,扩充了许多有利于蛋白消化的酶类基因家族的成员。这一变化充分体现了血吸虫适应寄生生活,与宿主协同进化的重要特性。血吸虫基因组学研究成果加深了我们对血吸虫生物学特点、分子寄生虫学、分子进化以及与宿主的相互作用等方面的认识。同时,也为血吸虫病的诊断、疫苗研制和新药研究奠定了重要基础。     

水稻基因组中"隐藏"变异被发现

四川农业大学水稻研究所教授李仕贵与钦鹏团队联合中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员梁承志团队采用第三代基因测序技术,揭示了水稻基因组中的"隐藏"变异.相关论文近日在线发表于《细胞》. 该团队选取了具有高度代表性的33个水稻材料,采用最新的第三代基因测序技术,对其中31份材料进行了长片段测序、高质量基因组组装及基因注释,结合已报道的日本晴和蜀恢498两个材料的参考基因组,经过系统的比较分析,共鉴定171072个结构性变异和22549个基因拷贝数变异.     

低氧适应相关基因及其研究策略的思考

低氧适应基因是指一类低氧诱导表达并参与低氧适应反应的基因群.目前已发现低氧适应基因30余个,其主要通过对机体红细胞生成、血管生长和舒缩、糖代谢和应激反应等生理功能的调节,提高机体的氧摄取和氧利用能力.HIF-1作为重要转录因子在这类基因的表达调控方面具有关键作用.系统认识低氧适应基因及其生物学功能,对于探索低氧损伤防护和促进低氧适应的医学策略和相关医药措施具有重要的科学意义.现阶段我国开展低氧适应相关基因的研究策略应考虑(1)重视生物性低氧适应相关基因的研究;(2)重点开展生理性低氧适应相关基因的研究;(3)以低氧应激为导向进行低氧适应相关基因的研究;(4)注重低氧适应相关基因多态性的研究;(5)应用现代生物技术研究低氧适应相关基因.     

"抗糖化"延衰老怎么做不踩坑

近些年,"抗糖化"这个概念逐渐深入人心,尤其是常被一些爱美人士挂在嘴边.听起来,这像是继"抗氧化""补充胶原蛋白""抑制黑色素生成"等护肤秘笈之后,出现的某种延缓衰老的高科技方法.为了迎合这种需求,市场上的商家顺势推出各式各样号称能抗糖化的产品,既有口服的保健品,也有外用的洗面奶、乳液、面膜等化妆品.甚至,还有人把抗糖...     

糖尿病、痴呆和前列腺癌的早期检测技术的研究

据我们在“九五”攻关期间，对老年期疾病的研究表明，大多数老年人都患有1种或数种疾病。常见疾病中有：2型糖尿病（5.89%），痴呆（4.6%）和前列腺癌（3.6/万）等，在60岁以后，伴随着身体衰老和退行变的进展，这些疾病呈现增龄性增加。如糖尿病患病率从60岁起，每增加10岁，递增3%～5%。这些宏观数据强烈提示着老年常见慢性疾病早期发现、早期干预的重要性。但是临床实践中，一直缺少基因组基础上的分子检测技术，原因是这些疾病的因果关系不明，因此，联结衰老和老年期疾病易感基因进行研究，立足于现有的对糖尿病、痴呆和前列腺癌病因学的知识的理解，探索和中国人糖尿病、痴呆和前列腺癌关联的易感基因，初步建立相应的检测技术和方法，可使人们加深对这些疾病发生本质的认识，提供潜在临床应用的依据。     

超级杂交水稻LYP9及其亲本的转录组学研究

水稻既是重要的粮食作物和基础研究的模式植物,也是杂种优势利用的成功典范。尽管杂种优势的利用在解决世界粮食安全问题上已做出重大的贡献,但杂种优势的分子机制在生物学和农学的基础研究中依然是一个有待阐明的重要课题。本研究利用水稻全基因组芯片,系统考察了超级杂交稻"两优培九"及其双亲——"培矮64s"(母本)和"93-11"(父本)在7个不同发育时期的组织中的基因表达谱,旨在揭示杂种一代(F1)与亲本的基因表达差异,并从中发现可能与杂种优势相关的基因。实验结果表明,从转录谱来看,杂种F1与亲本间的相似性大于亲本之间的相似性;在发现的3000多个杂种和亲本间差异表达的基因中,有各种不同的差异表达类型,多数是偏于单亲的显性表达,但也有只在杂种中出现的超亲表达。对差异表达基因的功能分类表明,虽然差异表达基因涉及诸多功能类群,但在少数功能类群(如能量代谢、碳水化合物代谢、转运等)中有明显的富集。对差异表达基因的基因组位置与产量相关的QTL(数量性状位点)进行关联分析的结果表明,差异表达基因在水稻基因组中的分布与QTL、尤其是与小区间的QTL有密切的关联;值得注意的是,部分落在QTL上的差异表达基因的功能注释有助于解释与QTL对应的体现杂种优势的农艺性状。     

调控染色质高级结构的蛋白质机器的系统鉴定与机制研究

染色质高级结构及功能研究是当前生命科学领域的国际前沿热点。染色质高级结构决定了基因的正确表达,其异常通常伴随着发育畸形和癌症发生。迄今为止,染色质高级结构如何建立和维持、如何行使功能、其动态变化及其与基因、细胞功能的关系尚不清楚。本项目整合团队在染色质高级结构蛋白质机器的功能基因组学、染色质高级结构蛋白质机器的功能动态调控以及染色质高级结构蛋白质机器的结构与组装方面的优势,围绕"染色质高级结构的调控及功能"这一关键科学问题,从3个角度深入研究拓扑相关结构域的形成与功能相关的蛋白质机器,包括调控染色质高级结构蛋白质机器的系统鉴定、单细胞和全基因组水平上染色质高级结构动态调控的机理研究、染色质高级结构对基因和细胞功能调控的结构基础和分子机制。     

睡莲为何能散发迷人香味

正福建农林大学日前宣布,国际顶级学术刊物《自然》在线发表该校张亮生教授团队的研究成果"睡莲基因组和早期开花植物进化"。该研究在世界上首次解析了睡莲基因组,并发现了调控睡莲花色花香合成的关键基因。通过比较自然变异的白色花瓣蓝星睡莲与蓝色花瓣的转录组,张亮生团队发现蓝色花瓣合成途径中的两个重要     

水平基因转移对陆地植物群落具有普遍的影响

对于复杂的多细胞真核生物如动物和植物,水平基因转移一般被认为非常罕见,因而在进化上意义非常有限。中国科学院昆明植物研究所孙航研究小组与美国东卡罗莱纳大学黄锦岭(通讯作者)等合作研究显示,水平基因转移在陆地植物早期演化中频繁发生。他们通过对小立碗藓基因组进行分析,鉴别出了57个核基因家族,它们来源于原核生物,如真菌或病毒。这些基因家族中有很多转移到绿色或陆地植物的祖先基因组中。这些很早就获得的基因在一些基本的植物特异的功能中发挥了作用,如木质部形成、植物防御、氮循环以及淀粉、多胺、植物激素和谷胱甘肽等的生物合成等。这些发现显示,水平转移基因在植     

基因组稳定性与衰老发生及其干预

基因组DNA携带着控制细胞生长、分化的重要生命信息,其结构及功能的相对稳定是物种得以生存延续的前提与保障.越来越多的研究表明,DNA损伤修复能力的下降将导致基因组不稳定性的增加,最终成为诱导衰老及其相关疾病发生的关键因素之一.本文在综述基因组稳定性与衰老之间关系的基础上,探讨通过靶向DNA修复来干预衰老的发展趋势及其发...