关于生物分子进化和分子适应策略的研究

从生物的C值矛盾、基因表达调控、基因表达产物的准确性以及DNA的复制方向等分子水平的相关研究来解读生物分子进化和分子适应的策略问题，同时从比较基因组学和分子生态学的角度深入探讨了分子进化和分子适应的研究方向和特点，为进一步研究相关问题提供文献和理论支持．     

钙网蛋白的结构、功能与进化

钙网蛋白（calreticulin,CRT）是一种滞留于质网的可溶性Ca2＋结合蛋白,有N-、P-、C-三个结构功能域,具有分子伴侣和调节Ca2＋的稳态等多种生物学功能。近来研究发现,CRT对凋亡细胞的识别和清除发挥重作用。同源性分析表明CRT的进化高度保守。本文简概述了CRT的结构、功能及进化的研究进展。     

无脊椎动物眼睛的进化与适应

众所周知，眼睛是人体最重要的感觉器官，大脑中约80％的知识和记忆是通过眼睛获取的。令人惊叹的是，在无脊椎动物的多个演化序列中，眼睛各自独立地从头开始演化了几十次之多。可见眼睛在动物身体中的重要地位与复杂程度。     

法学研究的新范式——进化生物学范式及其展望

进化生物学已对几乎所有社会科学产生影响，并成为经济学、心理学和人类学等学科的主导研究范式之一，但在法学研究中仍未取得与之相称的进展。进化生物学既研究有机体进化也研究文化进化，法律是一种文化现象并有其进化上的根源，因而在法学研究中引入进化生物学范式就成为可能。     

分子序列告诉我们什么?——构象功能和进化

本文着重结合我们组的工作,从三方面对分子序列的理论研究进行了评述和展望。一是讨论了分子序列与空间构象的联系,二是讨论了在确定生物大分子空间构象的基础上,建立量子的构象动力学的问题,特别探讨了长时标(～10~(-9)秒)运动的可能机理及几种重要的运动形式,三是评述了从分子序列的统计分析出发,研究遗传语言进化问题的新近进展。     

哺乳动物Gpx 基因家族进化选择和功能分歧研究 (动物科学)

研究哺乳动物谷胱甘肽过氧化物酶基因家族(Gpx)的亲缘关系和进化选择压力性质。从NCBI等网站获取哺乳动物Gpx基因编码区核酸序列和GPX蛋白氨基酸序列,并用MEGA、Clustal构建亲缘关系树,用SignalP和TargetP分析信号肽和亚细胞定位信息;用K estimator和PAML分析其Gpx基因家族进化先后顺序和选择压力;用Diverge分析GPX蛋白家族功能分歧。结果表明,GPX蛋白家族进化中形成两个亚类,其一包括GPX1和GPX2,其二包括GPX3、GPX5和GPX6;各GPX蛋白成员均有高度保守的GPX蛋白家族基序和高度保守的硒代半胱氨酸或半胱氨酸残基,氨基端信号肽分析显示,GPX1蛋白为胞浆线粒体型,其余家族成员均为胞外分泌型;哺乳动物Gpx1基因进化上受到严格的负选择作用,Gpx基因家族成员保守区也受到负选择作用,但用枝位点模型却检出了正选择作用,GPX蛋白家族内存在轻微的功能分歧。哺乳动物GPX蛋白家族的进化上的负选择作用表明其在哺乳动物清除自由基抗氧化方面的关键作用。     

蝎α-毒素的分子进化:加速突变与功能趋异

蝎α-毒素为一类空间结构高度相似而药理学功能趋异的蛋白质家族.cDNA序列分析表明蝎α-毒素5′非翻译区和信号肽编码区序列的保守性显著高于成熟毒素编码区,3′非翻译区在药理学组内高度保守.而且,成熟毒素编码区密码子第1,2和3位核苷酸突变率相似.非翻译区内每个位点的核苷酸替代数(K)小于成熟毒素编码区内每个同义位点的核苷酸替代数(Ks),而且成熟毒素编码区内每个非同义位点的核苷酸替代数(Ka)接近或大于Ks值.上述数据表明,蝎α-毒素成熟肽编码区内的突变为加速进化方式.这一结论得到进化树结果的支持.此外,研究还表明稳定3D结构的15个保守性残基靠近分子内部,这可能作为蝎α-毒素结构性限制因素在进化过程中维持CSαβ结构的恒定;4个热点突变区分布于分子表面的潜在功能区,表明正性Darwin选择驱动了蝎α-毒素的加速进化.研究结果合理地解释了蝎α-毒素保守性3D结构与趋异的药理学功能之间的关系.     

子代发育管控(ODC):生物有性生殖进化的一个普遍趋势

达尔文认为,所有的生物都在进化.问题是如何进化?生物进化是否有一个普遍的模式或趋势?这些问题很少有人问到,也几乎没有人能够回答.在这种情况下,对许多人来说,进化是使人沮丧而又充满神秘的议题.在调查了大多数动植物的繁殖模式后,我们认为,所有(至少是大多数)生物的生殖进化都显示了类似的趋势,即子代发育管控(ODC).子代发...     

促性腺激素释放激素(GnRH)结构与功能及其受体的进化发展

促性腺激素释放激素是下丘脑分泌产生的神经激素,对脊椎动物生殖的调控起重要作用.自1971年从猪和羊的脑分离出GnRH以来,到目前GnRH家族至少已有24个类型,其中14种来自脊椎动物,10种来自无脊椎动物.除章鱼GnRH(octo GnRH)外,所有的GnRH肽都由10个氨基酸组成,其分子长度和部份氨基酸序列非常保守.每种脊椎动物都产生多种GnRH类型.无脊椎动物鉴别的10种GnRH类型、9种来自被囊类,1种是由12个氨基酸组成的章鱼GnRH.生理学研究表明GnRH和无脊椎动物的生殖功能有密切联系;此外,GnRH在一些无脊椎动物还起着性外激素的作用,刺激它们自行产卵.自克隆小鼠GnRH受体转录物以来,已在22种动物克隆32个GnRH受体cDNA,其中11种是哺乳动物,11种是其他脊椎动物.无脊椎动物只在果蝇鉴别出一种类GnRH受体.以鱼类为例,氨基酸序列分析表明鱼类的GnRH-R属于G-蛋白偶联受体家族(GPCRs)中视紫红质亚族中的β-亚群,它们由3个主要功能域组成,包括N-端细胞外功能域,7个跨膜功能域和C-端细胞质功能域.系统发生分析表明鱼类的GnRH-R主要有两个类型,即Ⅰ型和Ⅱ型;每个类型还包括2到3个亚型.编码不同的GnRH-R类型的基因,具有不同的基因结构.GnRH-R基因的表达主要集中在生殖系统及相关的器官与组织,但每种鱼类GnRH-R的不同类型与亚型在组织或细胞中的具体分布有所不同.     

广西5种常见星虫动物的线粒体基因组特征和系统进化分析

为探明广西北部湾星虫动物的线粒体基因组遗传变异和基因序列特征,采用高通量测序测定广西北部湾5种常见星虫动物的线粒体基因组,并对其基因序列特征、遗传变异、系统进化进行分析。结果显示,星虫动物线粒体基因组具有典型的无脊椎动物线粒体基因组的特征,基因排列高度保守,特别是其13个蛋白质编码基因（PCGs）。此外,星虫动物线粒体基因组的基因均编码在H链上,并存在3个高度保守的基因排列区块,与环节动物和螠虫动物线粒体基因组特征较为相似。cox1、cox2和cob等3个基因进化速率最慢、遗传变异水平最低,适合作为星虫动物种属系统进化研究以及不同种间生物条形码构建的分子标记。nad6、nad4、nad5和nad2等4个基因的遗传变异水平较高（大于60%）,变异位点数量较多,适合作为星虫动物种群遗传多样性研究的分子标记。星虫动物线粒体13个蛋白质编码基因的Ka/Ks比值均低于1（0.058 2-0.726 6）,其中cox1、cox3和cob等3个基因的Ka/Ks比值最低（小于0.1）,表明在星虫动物线粒体遗传进化过程中,这3个蛋白质编码基因承受强烈的自然选择压力和功能束缚。基于线粒体基因组蛋白质编码基因系统进化树的研究结果表明,星虫动物可分为方格星虫纲和革囊星虫纲两个进化分支,星虫动物与环节动物的进化地位、亲缘关系较近,而与软体动物的亲缘关系较远。本研究结果不仅为广西北部湾特色星虫动物渔业资源多样性调查和保护提供分子遗传数据,也为星虫动物系统进化研究提供了科学参考。     

一部颇有学术造诣的力作——《大鼠肝再生的功能基因组学研究》书评

2009年底,中国高等教育出版社出版的《大鼠肝再生的功能基因组学研究》专著,分上、中、下3册,总计530多万字,汇总了大鼠再生肝及包括肝细胞、胆管上皮细胞、卵圆细胞、星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞、树突状细胞等8种细胞在内的肝再生基因组学研究结果,证实8 124个基因与大鼠肝再生相关.本书资料系统、翔实、丰富,有助于了解(肝)再生的复杂性,也有助于经济、高效、有针对性地开展相关研究,是从事再生生物学和再生医学等研究不可多得的工具书和参考书.     

蝗虫前肠形态及分类学价值的研究 Ⅲ.槌角蝗科和剑角蝗科

采用体视显微摄影技术对８种蝗虫（槌角蝗科２种,剑角蝗科６种）前肠内部形态结构及分类价值进行了研究．结果显示,蝗虫前肠Ⅱ和Ⅳ区齿在排列方式上属间差异较明显,属内变化不大．但佛蝗属３种蝗虫在这两区脊上齿的排列上表现出较大的差异．     

我国动物干细胞基础研究获重要进展——一种介于ES和iPS间的新型干细胞技术被发现

<正>内蒙古大学生命科学院李喜和与英国剑桥大学发育生物学研究所合作,以小鼠为模型,共同设计和实施着床后外胚层细胞的干细胞重编程研究,在动物干细胞基础研究领域又有重要发现,论文发表在2009年10     

揭示基因组功能的强大工具:基因打靶技术——2007年度诺贝尔生理学或医学奖成果简介

基因打靶技术是20世纪80年代发展起来的新技术,是一种利用DNA同源重组原理和胚胎干细胞(ES细胞)技术按定向组合的方式改变生物活体遗传信息的实验手段,具有定位性强、打靶后新的基因有随染色体DNA稳定遗传的特点,其方法包括基因敲除、基因敲入、点突变、缺失突变、染色体组大片段删除等,相关的基因工程技术包括转基因、基因沉默和基因捕获技术等,为生命科学、基因组学和疾病治疗等领域的研究提供了强大的工具。美国科学家Mario R. Capecchi,Oliver Smithies和英国科学家Martin J. Evans因基因打靶技术的开创性研究而获得了2007年度诺贝尔生理学或医学奖。     

Sonic hedgehog调控T细胞分化和功能的研究

T细胞是体内重要的免疫细胞,T细胞介导的细胞免疫应答参与了肿瘤、自身免疫性疾病等疾病的病理生理过程.研究T细胞分化和功能调控机制将有助于阐明相关疾病的发病机制,并为疾病防治提供思路.近来有国外研究显示,早期胚胎发育过程中的关键成形素(mophorgen)--Sonic hedgehog(SHH)不仅调控T细胞发育的各个...     

蝗虫前肠形态及分类学价值的研究Ⅰ．癞蝗科、瘤锥蝗科和锥头蝗科

对分布在我国西北及西南三科五属八种蝗虫前肠形态的分类学价值进行了研究．蝗虫前肠依表皮脊及刺的特征可区分为四区，这四区形态及贲门瓣结构与其它分类性状呈正相关，可作为分类性状运用．以亮绿染色后封片，体视摄影的应用，为前肠形态特征的研究提供了方便     

特别的爱给特别的你——昆虫与榕树的协同进化

<正>榕树和传粉榕小蜂是昆虫与植物之间专性互利共生关系的标志性代表。当然,除传粉榕小蜂外,还有多种非传粉榕小蜂等其他昆虫与榕果相伴共生。互利共生是两个物种在长期而稳定的进化历程中形成的互相依赖、共同获利的共生关系。互利共生的生物构成了一种非常巧妙而有趣的共生系统,也为科学家研究物种间协同进化和物种形成等课题提供了理想的研究对象。其中,传粉昆虫和植物之间的     

江苏省游泳队部分运动员心脏形态和心肺功能的研究

采用跑台、彩超结合问卷调查,获得江苏省游泳运动员运动成绩,心肺功能等的基础性数据,掌握运动员运动成绩与心脏形态和心肺功能的内在关系,为科学制订训练计划和科学的运动选材提供依据。选择江苏省游泳队部分运动员,以运动平板和心肺功能仪测试最大摄氧量;以心脏彩色超声心动图测试心输出量、主动脉直径等指标,探索其运动能力和最大摄氧量及心功能之间的关系。结论是:运动员心肺功能各方面的指标以及心脏形态明显优于一般人,不同专项的运动员心肺功能及心脏形态上又会有不同的特点,长距离项目运动员最优,其他运动员没有明显规律,建议选材时加强这方面指标的检测以用于科学选材与运动员的专项选择。     

同窝大白鼠胰岛混合培养——形态和功能完整性初步观察

用同窝大白鼠胰腺组织片混合培养,结果发现培养的胰岛具有正常胰岛素释放功能,没有发现形态和结构异常。     

不同强度游泳训练对大鼠心脏形态和功能的影响

目的:探讨不同强度的游泳运动对大鼠心脏形态和功能的影响。方法:50只Sprague-Dawley(SD)大鼠被随机分为3组:适度游泳组(Moderate swimming group,MS)、高强度游泳组(High-intensity swimming group,HS)和空白对照组(Sedentary control group,SC)。8周的游泳训练结束后,采用超声心动图检测大鼠心脏的形态和功能指标。结果:与SC相比,MS组和HS组大鼠心脏重量分别增加了16%和17%(P<0.01),MS组和HS组大鼠心脏室间隔和左室后壁的厚度显著增加(P<0.001),左室的重量分别增加了36%和41%(P<0.001),但MS组和HS组左室的重量无显著改变。与安静对照组相比,MS组和HS左室内径、每搏输出量、心输出量和射血分数均显著增加。组织多普勒结果显示MS组和HS组大鼠心脏二尖瓣环舒张早期峰值速度(Ea)都有不同程度的增加,而二尖瓣环舒张晚期峰值速度(Aa)几乎没有改变,导致MS组和HS组Ea/Aa显著高于SC组(P<0.01),并且,HS组Ea/Aa显著高于MS组(P<0.01)。结论:(1)长期游泳训练能有效地提高大鼠的心脏功能,其主要生理特征表现为提高安静状态下心脏舒张功能,可导致心肌的能量利用出现节省化;(2)运动训练强度可能比训练时间更能有效提高大鼠心脏舒张功能;(3)大强度的游泳运动并不能导致病理性心肌肥大征象的出现。