microRNA与靶基因相互调控机制的研究进展

microRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约22个核苷酸的单链非编码RNA分子,其通过剪切信使RNA或非编码RNA、沉默或激活转录、primary mi RNA(pri-miRNA)加工及mRNA翻译,调控几乎所有细胞增殖分化、个体生长发育及内环境稳态.大量研究已对miRNA的生物发生和调控机制进行了清晰阐述.然而,关于miRNA的转换机制,尤其是miRNA在特定条件下的快速变化,仍尚未解决.近年来研究发现,靶基因能以序列依赖性方式调控miRNA的生成和降解,表明miRNA和靶基因之间的调控不是单向的,而是相互调控.本文详细概述靶基因调控miRNA的最新进展,归纳二者相互作用的条件和机制,提出miRNA转换的研究方向,以期为深入研究机体内miRNA与靶基因的相互作用及开发miRNA靶向治疗药物提供理论基础.     

FGF-2/FGFR信号转导途径与肿瘤的关系及在乳腺癌发生中的作用

碱性成纤维细胞生长因子(FGF-2)是一种能调节细胞分裂、增殖、迁移及分化的多效生长因子. 研究表明, FGF-2在肿瘤生长和新血管生成中起重要的作用. FGF-2诱导的生物学效应很大程度上是依赖于TPK受体(酪氨酸激酶受体)和胞内二级信使分子(mitogen activted protein kinase)等蛋白分子组成的功能性信号转导网络来实现的, 该网络中不同信号转导通路的活化状态对应着各种不同的生物学效应. 本文将阐述在肿瘤及乳腺癌发生过程中FGF-2诱导的信号转导途径的作用机理方面的研究进展.     

单链RNA(DNA)分子的最大碱基配对折叠结构的预测

天然RNA为单链分子,现有的X-光衍射分析证明:单链RNA分子能通过自身的回折使可以彼此配对的碱基(主要是碱基A和U,G和C的配对)以氢键相连而折叠成部分双螺旋结构,而彼此不能配对的碱基则形成部分突环区,由此单链RNA分子可以形成部分螺旋和部分突环相间排列的高级结构。本文报道了借助于TRS-80微型机和拓扑平面图的最大匹配处理方法而预测这些单链RNA或DNA分子所具有的最大碱基配对数构象最二级结构。     

引发转移终止剂修饰载体表面光接枝共聚制备分子印迹聚合物微球

以二乙烯苯(DVB)和对氯甲基苯乙烯(CMS)为单体通过沉淀聚合制备了聚苯乙烯微球载体, 表面经过引发转移终止剂(iniferter)修饰后, 采用光接枝表面印迹的方法制备了以D-扁桃酸(D-MDA)为模板分子的分子印迹微球(MIMs). 扫描电子显微镜(SEM)研究结果显示, 分子印迹微球具有良好的单分散性和球形度, 平均粒径为4.38 μm, 多分散系数为1.02. 采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、元素分析和热重分析对聚合物微球进行了表征, 结果显示聚合物反应完全并具有良好的热稳定性. 将分子印迹微球用作高效液相色谱固定相研究了其分子识别和选择性吸附性能. 结果表明, 采用光接枝法制备的表面分子印迹微球对模板分子及其手性对映体呈现出良好的分离能力, 在化学传感、色谱分析和固相萃取等领域具有广阔的应用前景.     

tsRNAs及其对植物响应非生物胁迫时基因表达的调控

转运RNA(tRNA)衍生的小RNA(tRNA-derived small RNAs, tsRNAs)是一类新兴的保守非编码RNA,通常由在胁迫条件下发生的核酸内切酶切割t RNA前体或成熟t RNA而产生. tsRNAs主要有两种类型,即tRNA衍生的胁迫诱导RNA(tRNA-derived stress-induced RNAs, tiRNAs,也称为tRNA半分子(tRNA halves, tRHs))和t RNA衍生的片段(tRNA-derived fragments, tRFs),两者在成熟t RNA或tRNA前体的切割位点不同. tsRNAs在原核生物和真核生物中都广泛存在,呈现时空特异性表达模式以发挥其功能,它们的失调会引发内稳态失衡(homeostatic imbalance).越来越多的证据表明, tsRNAs主要通过调控基因表达的转录、转录后和翻译水平在各种生物学过程中发挥重要作用.因此,研究tsRNAs的生物学功能及其作用分子机制已成为小分子非编码RNA领域的一个新研究热点.本文主要综述了tsRNAs的分类、生物发生、特征和生物学功能方面的进展,重点介绍了tsRN...     

重组RNA技术

美国哥伦比亚大学癌症研究所的克莱默(F.Kramer)、米尔斯(D.R.Mills)和麦伊尔(E.A.Miele)新近发明了一项可望给实验室操作RNA分子带来革命性变化的新技术,即重组RNA技术,应用     

进化树错了?

DNA也就是脱氧核糖核酸,它和核糖核酸(RNA)都是决定生物遗传的基本物质.1953年,科学家弄清楚了DNA的分子结构,分子进化论由此诞生.科学家相信,只要能继续破解DNA,就能很快揭开RNA等其他相关遗传物质的奥秘,当然也就能为进化树提供更多的证据.因为从理论上说,进化树上两个靠得越近的分支,它们的遗传物质也应该越相近.     

RNA m5C修饰调控病毒复制的研究进展

5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine, m⁵C)作为一类重要的转录后修饰形式,在真核生物信使RNA(messenger RNA,mRNA)、转运RNA(transfer RNA, tRNA)和核糖体RNA(ribosomal RNA, rRNA)上普遍存在,并且参与调控RNA出核、翻译和稳定性维持等代谢加工过程.该修饰是动态可逆的,由甲基转移酶(methyltransferases)催化生成,并由去甲基化酶(demethylases)移除,通过招募特定的识别蛋白(reader proteins, readers)参与调控胚胎发育、肿瘤发展和干细胞分化等生理及病理过程.近期研究表明,除真核生物RNA外,病毒RNA上同样富含m⁵C修饰,并且在转录、剪切和翻译等复制阶段扮演重要角色.此外,病毒感染可诱发宿主RNA的m⁵C修饰改变,从而影响宿主对病毒感染的应答反应.随着RNA m⁵C修饰测序技术的快速发展,病毒m⁵C修饰的相关报道大量涌现,然而m⁵C修...     

RNA聚合酶动态调控DNA转录的单分子水平研究进展

真核生物的RNA聚合酶Ⅱ(Pol Ⅱ)和原核生物的RNA聚合酶(RNAP)主要负责转录合成信使RNA(mRNA)，调控不同基因的转录水平，以调节生物体的生长发育和应对复杂多变的环境。研究者采用传统的荧光显微镜观测到RNAP可形成团簇，据此针对DNA转录调控提出“转录工厂”模型。随着单分子技术的发展，研究者在单分子水平上观测到了活细胞中RNAP动态调控DNA转录，提出RNAP可以通过液-液相分离机制进行转录调控。该综述总结了不同单分子荧光显微镜的技术原理，以及相关的荧光探针标记方法，并介绍了在真核生物和原核生物中应用单分子成像技术可视化RNA聚合酶动态调控DNA转录过程的研究进展，最后展望了单分子技术在转录调控研究中的应用前景。     

血清抑制高磷介导的磷酸钙盐生成、聚集及其相转变机制

通过向改良杜氏伊格尔培养基(DMEM)加入不同浓度的无机磷酸根离子,对比加入胎牛血清和不加入胎牛血清两种条件,对磷酸钙在生物介质中的生成过程进行了研究.通过上清液中钙离子浓度变化、粒度和Zeta电势的检测以及扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱和十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)观测,发现在没有血清的体系中,外加的磷酸根离子会促进磷酸钙盐的生成和聚集并且促使矿物相以羟基磷灰石的形式存在.然而在有血清的体系中,血清蛋白通过降低溶液的过饱和度,使Zeta电势变得更负并且诱导生成短程有序的弯曲晶格,从而起到抑制磷酸钙盐的生成、聚集及无定形相转变的作用.     

双(1-二乙膦基-2-二苯膦基乙烷)双(分子氮)钼(0)[Mo(N_2)_2(Et_2PCH_2CH_2PPh_2)_2]的合成

分子氮络合物的研究,是近年来极为活跃的一个领域,Chatt等于1975年在室温下成功地将分子氮络合物中的氮分子加质子转变成氨,证明了配位于过渡金属的氮分子的确能被活化并接受质子而生成氨.他们对分子氮络合物的加质子反应进行了详细研究后发现:只有单膦配位的分子氮络合物,如顺式[M(N_2)_2(PMe_2Ph)_4]及反式[M(N_2)_2(PMePh_2)_4](M=Mo或W),在室温下能和硫酸-甲醇作用而生成氨;具有双膦配位的分子氮络合物反式[M(N_2)_2(Ph_2PCH_2CH_2PPh_2)_2](M=Mo或W)则在质子酸作用下只能加质子而得到一系列具有     

RNA有自己的特点，别把它当蛋白质来研究

<正>本篇报道围绕2022年上海市自然科学奖一等奖项目“环形RNA生成和功能机制的研究”展开,该奖项由中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈玲玲研究员领衔获得。她在非编码RNA领域深耕十余年,见证并推动了这个领域的发展。她领衔的团队发现了不带有多聚腺苷酸(polyA)尾巴或者N7-甲基鸟苷(m⁷G帽子)的非经典lncRNA新种类,包括sno-lncRNA、SPA RNA、circRNA等,并在阐明这些RNA的生物合成机制与功能、探索其生物医学应用方面成绩斐然。     

水稻瘤矮病毒基因组第11片段编码一个RNA沉默抑制子

水稻瘤矮病毒(Rice gall dwarf virus, RGDV)是中国及东南亚国家水稻上的一个重要病原, 但有关RGDV与植物细胞互作的分子机制仍不清楚. 本研究利用农杆菌共渗透的方法鉴定了RGDV基因组S11片段编码蛋白Pns11在转GFP (green fluorescent protein)基因本生烟纯合系(Nicotiana benthamiana line 16c)中的抑制子活性. 在该系统中, Pns11 能抑制由GFP正义RNA介导的局部和系统沉默, 并能灭活RNA沉默信号或阻断沉默信号的移动. 体外表达Pns11能增强马铃薯X病毒(Potato virus X, PVX)在本生烟上的致病性. 该抑制子在局部和系统沉默抑制实验中能降低siRNA 的累积, 但不能完全消除其存在. 结果表明, Pns11干扰了RNA沉默途径的起始阶段.     

脱氧核酶在生物检测及基因治疗中的研究进展

脱氧核酶(DNA zyme)是通过体外筛选技术获得的有酶活性的单链DNA分子.随着越来越多的脱氧核酶被筛选出来,科学家对其功能性质的研究也逐渐深入.其中,RNA切割作用作为脱氧核酶最重要的一种特性,是目前研究热点.而脱氧核酶发挥RNA切割作用需要辅因子(金属离子、中性分子、细菌等),因此,基于此特性,DNAzyme不仅被广泛用于金属离子和生物分子检测,而且被应用于特异性切割mRNA阻断蛋白的翻译,从而用于多类临床疾病的治疗.本文系统总结了DNAzyme在金属离子和生物分子检测以及在基因治疗方面的研究进展,并对其在动物体内对目标分子的高灵敏度、低浓度特异性检测及发挥切割活性进而达到疾病治疗做出了展望.     

太古代生命对环境温度的适应性进化

科学家通过对细菌和古菌以及早期地球环境的分析,推测地球上生命的共同祖先(LUCA)是在嗜热环境中形成并生存的,但早期生命的遗传物质是RNA,而RNA在高温环境下是不稳定的.法国里昂大学Manolo Gouy与合作者利用现代分子进化模型分析了核糖体RNA和蛋白序列,结果支持在生命树的进化历史上     

利用反向遗传学技术获得适应RK13细胞的兔出血症病毒

在前期构建的兔出血症病毒(rabbit hemorrhagic disease virus, RHDV)全长cDNA分子的基础上, 利用SP6 RNA聚合酶系统, 在体外转录合成了病毒RNA. 用转染试剂将病毒RNA导入RK13细胞, 12 h后可见明显致细胞病变(CPE), 用间接免疫荧光方法在RK13细胞中检测到了病毒抗原的产生. 将收获的细胞培养物再次接种RK13细胞, 仍然能产生明显病变. 大量收取细胞培养物, 经差速离心法纯化病毒后, 在电子显微镜下可观察到RHD病毒粒子. 结果表明, 利用反向遗传学技术获得了可适应于RK13培养的RHDV, 为将来研究RHDV的分子致病机理和新型疫苗等提供了有利的工具.     

基于AFM针尖电化学刻蚀的金纳米电极制备

利用导电原子力显微镜针尖, 对组装在单晶硅上的有序长链硅烷(OTS)单分子膜进行微区电化学氧化, 非破坏地改变其表面甲基为羧基, 形成线宽、间距在纳米量级且可控的梳状结构模板. 然后通过镉离子吸附, 与硫化氢(H₂S)气体反应, 生成硫化镉(CdS)线, 继续与氯金酸(HAuCl₄)反应, 形成金纳米结构. 通过导电原子力显微镜测试, 发现其具有较好的导电性, 可以作为纳米电极.     

氨基化单分散超顺磁荧光PGMA多功能微球制备

通过分散聚合法制备微米级单分散聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)微球, 并对其进行氨基改 性, 随后在微球内部原位沉积合成磁性纳米粒子, 溶胀渗入量子点, 最终制备了氨基化、微米级、单分散、超顺磁、荧光复合多功能聚合物微球. 通过扫描电子显微镜(SEM)观察微球表面形貌, 并计算平均粒径及变异系数, 结果显示微球平均粒径为1.42 μm, 变异系数3.8%. 傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征证明PGMA微球成功引入氨基. X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)分析表明原位生成了磁性纳米粒子, 微球具有超顺磁性. 荧光显微镜观察到多功能微球具有较强荧光强度. 紫外灯照射下磁分离实验表明微球兼具磁性和荧光. 所合成的多功能微球有希望应用于生物分离、生物成像、生物标记和荧光检测等领域.     

锌盐与L-蛋氨酸配合行为的研究

用相平衡法研究了ZnCl2 /ZnAc2 /ZnSO4_Met_H2 O在 2 5℃及全浓度范围内的溶度性质 .结果表明 ,ZnAc2 和ZnSO42个体系为简单体系 ,没有新的化合物生成 ;在ZnCl2 体系中形成 2种配合物 :Zn(Met)Cl2 和Zn(Met) 2 Cl2 ·2H2 O .在相平衡结果指导下 ,在水中制备了这 2种化合物 ,并用化学分析、红外光谱、X_粉末衍射对它们进行了表征 .用RBC_1型转动弹热量计测定了 2种配合物的燃烧能 ,计算了它们的标准生成焓分别为 ( - 82 8.32± 3 0 0 )和 ( - 1 1 1 7.0 8± 6 .1 5 )kJ·mol-1.     

四膜虫的一个RNA插入序列的自拼接和酶促活性（下）

环状RNA分子在研究分离的细胞核内Pre-rRNA拼接反应的同时,我们还探索以后拼接现象;在分离的四膜虫核中切除的IVS RNA转变成一个环状RNA分子.经蛋白酶和各种变性剂处理后,环状形态得以幸存意味着它是一个共价闭合的RNA环链.当Paula Grabowski(当时我的一位研究生)鉴定环化反应特征时发现,在简单的MgCl_2缓冲溶液里,它的出现伴随着RNA在很大程度上的脱蛋白作用.当时,我把她的无蛋白环化作用的原始观察结果看成是一种线性RNA不完