真核基因选择性剪接机理的初步研究

真核基因表达调控是生命科学研究的前沿、热点。RNA的选择性剪接在真核基因表达调控中起着十分重要的作用。该文从已有数据出发 ,对真核基因的剪接机制以及选择性剪接的机制进行了初步的研究。结果表明 ,在真核基因的剪接过程中 ,可能存在一种“粗定位—细定位”的过程 ,即在剪接过程中首先有一粗略的定位过程 ,根据序列的嘌呤、嘧啶浓度特征寻找出剪接位点的大致位置 ;然后在这一基础上 ,根据几个保守碱基所提供的信息找到准确的剪接位点。这一结果对于进一步研究真核基因的剪接机制 ,特别是选择性剪接发生的机理有很大的启发。     

间断基因的剪接

介绍了间断基因的剪接实例、剪接方法和影响剪接的因素。     

PML分子不同剪接体的分型及其应用

早幼粒细胞白血病(Promyelocytic Leukemia,PML)基因位于15号染色体,含有9个外显子,通过对内含子不同的剪接方式产生7大类20余种不同的PML剪接体.为对PML不同剪接体进行分型,针对PML各剪接体C末端设计5对型特异性引物,通过PCR扩增产物的有无及大小来判断PML分子的型别.利用设计的引物,通过对已知类型的PML质粒进行分型,确定了分型引物的可行性.对一株肝癌细胞系QGY7701中表达的PML分子进行分型,发现其为PML剪接体IV型与II型的混合型.研究表明,利用所设计5对引物的扩增,可以判断出某种组织或细胞中表达的PML分子剪接体型别.     

施一公等在《科学》发文报道酵母剪接体三维结构

正2016年12月16日,清华大学生命学院、结构生物学高精尖创新中心施一公教授研究组于《科学》(Science)杂志就剪接体的结构与机理研究再发长文(Research Article),题为《酵母剪接体处于第二步催化激活状态下的结构》(Structu re of a Yeast Step II Catalytically Activated Spliceosome),报道了酿酒酵母(Saccharomyces     

MEN1基因的选择性剪接

多发性内分泌肿瘤I型(MEN1)基因是一个抑癌基因,到目前为止人们只发现了它的一种剪接模式.本实验以MEN1基因为研究对象,设计特异性引物,用RT-PCR检测到细胞中MEN1基因的另一种新的剪接体.利用构建好的含有MEN1小基因的重组质粒转染哺乳动物细胞,扩增小基因的转录产物,并进行序列分析,证实新剪接体的剪接位点位于基因组第5183位和第6196位.通过Western blot检测到了对应大小的蛋白在细胞中的表达,表明MEN1基因在细胞中存在两种不同剪接体,这种新的剪接体表达了一个含有351个氨基酸,大小约为39kD的蛋白质.研究结果为进一步探讨MEN1基因在细胞中的功能提供了重要线索.     

PAN大分子预氧化结构形成及演变机理

将聚丙烯腈（PAN）纤维在空气气氛中于130～190 ℃范围内进行热处理,通过傅里叶红外光谱（FT-IR）、凝胶渗透色谱（GPC）和元素分析（EA）等方法研究了PAN纤维预氧化初期的结构演变。结果表明：PAN大分子链中的羧酸共聚组分在130 ℃左右时引发分子内环化和分子间交联反应,生成酯羰基结构;随着热处理温度升高,PAN大分子进一步发生环化和脱氢反应,生成—C＝N—C＝N—共轭结构和—C＝C—C＝C—共轭结构;当温度高于190 ℃时,PAN大分子开始发生剧烈的环化脱氢反应,生成不饱和芳环结构。     

基于HMM的基因剪接供体位点识别改进研究

本文对人类基因供体剪接位点的数据进行词频统计,分析了位点序列的特征及其特征碱基之间的关系。通过改进传统隐马尔可夫模型（HMM）,使其能将各特征碱基以相应权值关联识别位点。结果显示改进模型的识别能力要强于传统模型。同时对特征位点较相似的序列有了更好的区分度。     

睾丸特异乳酸脱氢酶-C基因选择性剪接的研究

采用RT-PCR方法从牦牛、狗和大鼠睾丸组织中克隆睾丸特异乳酸脱氢酶-C（LDH-C）基因的cDNA序列,结果在3种动物中均发现了4或5种Ldhc剪接体,包括外显子缺失或内含子增加两种类型,其中外显子缺失数量为1或2个的比例高．3种动物中外显子缺失的比例由高到低依次为外显子5,4,7,6;狗和大鼠剪接体中额外增加的内含子部分序列均导致在内含子中提前形成终止密码子;对牦牛和狗睾丸组织LDH同工酶的电泳分析未检测到潜在的多种Ldhc剪接体的表达,推测睾丸组织Ldhc选择性剪接的功能是调控该基因在睾丸中表达的方式之一;用RT-PCR方法克隆牦牛肌肉和心脏组织Ldhc基因,意外检测到Ldhc的两种剪接体,提示Ldhc基因的选择性剪接可能参与睾丸以外的其他组织沉寂Ldhc基因的表达．     

针对基因选择性剪接的多序列比对算法研究

为对真核基因的选择性剪接形式进行准确、快速、有效的研究 ,提出了一种启发式多序列比对算法。该算法借助引导树启发序列之间的两两段对段比对 ,通过建立序列相似性估计模型 ,给出了一种由序列间相同词数估计序列相似程度的方法。利用这种方法构造引导树 ,大大缩短了其构造时间。通过采用序列间的段对段比对 ,克服了间隙罚分问题 ,更准确地反映了真核基因的选择性剪接形式。引导树构造方法的改进和快速局部比对算法的采用 ,使得算法运行速度大大高于一般算法。该算法为真核基因的选择性剪接研究提供了一种新的有效途径     

DRD1基因敲除影响雄鼠生育的分子机理研究

目的 研究DRD1基因敲除引起雄鼠生殖功能下降的机制.方法 本研究以DRD1基因敲除鼠(KO)和野生鼠(WT)为研究对象,对8周龄KO与WT雄鼠进行基因型鉴定,测体质量并计算睾丸系数,一侧睾丸HE染色观察形态,另一侧睾丸TRIzol法提取RNA,通过qRT-PCR反应,采用相对定量法,分析与生殖密切相关基因的表达差异倍...     

有机分子螺旋结构的确定和三维表示

为了正确地判定有机化合物分子的螺旋结构并进行直观地描述，进而有效地分析其螺旋结构和光学活性的关系，根据立体化学的原理，提出了一种易于操作的判定有机化合物分子螺旋结构的方法，并用分子模型建造软件Weblab－ViewerPro.4.2作为工具，给出了一种分子螺旋结构三维图形表示的新方式。通过实例介绍了存在多条螺旋线的复杂有机分子的三维模型。结果表明，文中提出的方法，将有益于进一步完善和推广有机分子的螺旋结构理论。     

有机分子螺旋结构的确定和三维表示

为了正确地判定有机化合物分子的螺旋结构并进行直观地描述 ,进而有效地分析其螺旋结构和光学活性的关系 ,根据立体化学的原理 ,提出了一种易于操作的判定有机化合物分子螺旋结构的方法 ,并用分子模型建造软件Weblab-ViewerPro4 .2作为工具 ,给出了一种分子螺旋结构三维图形表示的新方式 .通过实例介绍了存在多条螺旋线的复杂有机分子的三维模型。结果表明 ,文中提出的方法 ,将有益于进一步完善和推广有机分子的螺旋结构理论 .     

基于卷积神经网络的基因剪接位点预测

研究剪接位点可以更深入地探索剪接机制和基因预测方法,准确预测剪接位点至关重要。基于深度学习技术提出一种新的预测方法,无需人工提取样本特征,以基因序列的K-MER编码向量作为输入,采用训练后的卷积神经网络(CNN)模型进行预测。基于人类基因HS3D供体数据集,与传统机器学习方法进行预测比较,结果表明预测模型的主要性能指标,包含马修斯相关系数(MCC)、灵敏度(SN)均超过传统的机器学习方法。     

植物抗病的分子机理研究

植物生长在自然环境中一般能健康成长,由于各种原因有些植物也可能会染病而出现斑点和叶片卷曲现象,但绝大多数植物都能产生抗性并能正常繁衍下一代。这种生存能力得益于植物高效的免疫系统,它能保护它的每个细胞免于被病害和虫害侵染。只有寄生株系能穿越植物的层层天然防御系统而让植物染病。     

利用反义RNA探索外源基因丢失的分子机理

利用反义ＲＮＡ技术研究了调控ＰＡＲＰ酶基因的表达对外源基因整合稳定性的影响。将ＰＡＲＰ基因ｃＤＮＡ的部分序列反向插入到真核表达载体ｐＳＭＧ中,将重组质粒分别导入携带有外源基因的细胞中,地塞米松诱导反义ＰＡＲＰ基因的表达后,进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交检测。结果表明,外源基因仍保留在基因组中,这意味着外源基因的丢失并不是由于单一ＰＡＲＰ酶活性降低所致。     

成人及胚胎组织中FMR1基因的选择剪接表达

选择剪接使单一基因表达产物的功能多样化，是真核基因表达调控的重要途径之一。ＦＭＲ１基因在胚胎和成人不同组织中广泛表达，并在中枢神经系统等组织特异性高表达，转录本呈复杂的选择剪接方式，采用ＲＴ－ＰＣＲ结合毛 电泳分析了成人及２个６月龄胎儿１０个组织中ＦＭＲ１基因的选择剪接表达谱。     

基于三维细观结构的PBX炸药的损伤机理

为了解细观结构差异和热力作用对高聚物黏结炸药(polymer bonded explosives, PBX)损伤的影响,采用Voronoi方法建立三维细观模型,并考虑颗粒的弹塑性和黏结剂的弹黏塑性以及界面内聚力本构关系,分析不同细观结构PBX在热力载荷下的损伤演化机理。结果表明升温不易造成界面的损伤,降温时收缩率较小的黏结剂对颗粒的收缩有阻碍,导致界面间法向拉应力增大,易造成界面损伤。提高黏结剂含量,有利于减小降温时界面的损伤程度。当黏结剂含量相近时,颗粒粒径越趋于一致,界面损伤程度越小。在低压作用下,损伤由法向应力导致转为由切向应力导致,损伤程度减小,但当压力过大时界面产生新的损伤。     

基于Web的分子三维结构虚拟现实系统设计与实现

在分析Internet上现有分子结构数据库和可视化系统的基础上,以PDB、CSD和ICSD等大型分子结构数据库为数据源,设计了基于Web的分子三维结构虚拟现实系统,为化学、物理学、材料科学、生物学和药物设计的用户提供重要的学习和研究工具。     

癌症相关基因选择性剪接进化数据库的构建

选择性剪接是真核生物基因调控的基本调节机制之一,与各种类型的生理和病理活动相关.癌症相关基因的不正常剪接可能与多种癌症的发生发展有关.作为选择性剪接进化的主体,选择性剪接外显子展示了其在不同物种中多样的进化功能.本文系统整理了2 989个癌症相关基因的各项功能,通过比较基因组学的分析方法总结了癌症相关基因的选择性剪接外显子的功能和进化关系,建立了癌症相关基因选择性剪接进化数据库(ASeeDB数据库).ASeeDB包含癌症相关基因外显子区域的进化保守性、结构域预测、Ka/Ks值、以及基因、转录本、外显子区域3个层次的表达量统计等信息,结合这些信息用户可以方便的检索有研究意义的基因或者外显子.外显子区域蛋白质结构域的预测可以帮助了解其可能的功能,而外显子是否存在选择性剪接又可以推及包含该外显子的转录本是否具有相似的功能以及推测剪接是否会对蛋白质功能发生影响.数据库提供的物种间的序列比对可以帮助用户发现没有注释的外显子区域或者是保留的失去功能的外显子.相比于基因层面的Ka/Ks,数据库提供的外显子层面的Ka/Ks对于发现适应性进化事件具有更高的敏感性,可以更加方便地预示基因中未知功能的区域.