miRNA作用通路研究

后基因组时代的分子生物学研究需要从整体的角度,系统地阐述基因参与的生物调控过程,已有的通过构建基因调控网络的方式所做的系统生物学研究主要关注于蛋白编码基因之间的相互作用。随着近年来非编码RNA（noncoding RNA）,特别是miRNA研究的深入,显示生物体内存在着广泛的基因转录后调控。本论文通过建立综合蛋白质编码基因与miRNA基因相互作用关系的基因调控网络,分析了人类基因组中涉及miRNA的三类作用模式：（1）宿主基因与内含子miRNA共同作用于另一个蛋白编码基因。（2）miRNA簇中的不同miRNA分别作用于存在着相互作用的两个蛋白编码基因。（3）由两个宿主基因与其各自的内含子miRNA形成双向负调控回路。本研究的结果为进一步认识人类miRNA基因的功能特性提供了重要参考,研究所预测的数据为实验验证提供了依据。     

动态RNAm~6A甲基化修饰及其调控mRNA剪接机制（英文）

RNA 6-甲基腺嘌呤(m6A)动态修饰酶的研究及RNA m6A免疫沉淀及高通量测序技术(Me RIP-seq/m6A-seq)的快速发展,为揭示m6A在调控RNA加工、个体发育、分化、代谢及生殖等生物学功能提供了新契机.催化m6A修饰形成的甲基转移酶复合物至少包括了催化亚基METTL3和METTL14及调控亚基WTAP;加双氧酶家族蛋白FTO和ALKBH5作为m6A去甲基化酶催化m6A去甲基化;而m6A结合蛋白主要分布于细胞质的YTH结构域家族YTHDF1-3和细胞核的YTHDC1-2.扰动上述调控m6A动态的修饰酶活性可导致上千基因的表达变化,并影响m RNA稳定性及剪接加工等.本文综述了近期m6A甲基转移酶、去甲基化酶和结合蛋白的重要研究进展,并讨论了m6A调控RNA加工代谢尤其是pre-m RNA剪接的潜在作用机制.     

长非编码RNA以及与疾病发生的研究进展

调节性非编码RNA是指不被翻译为蛋白且具调节作用的功能性RNA分子,常见的具调控作用的非编码RNA(ncRNA)包括si RNA、miRNA、piRNA以及长链非编码RNA(lncRNA).lncRNA是目前调节性非编码RNA研究的热点.lncRNA与物种进化、胚胎发育、物质代谢以及肿瘤发生等有密切的联系,对其功能深入了解可促进细胞内基因表达调控网络的研究,也为临床疾病尤其是肿瘤的诊断和治疗以及新药的研发提供科学依据.本文主要对lncRNA的功能研究以及与疾病的发生研究现状进行探讨.     

piRNA调节心血管疾病的分子机制进展

PIWI-interacting RNA(piRNA)是一类最初从生殖细胞中发现的长约30 nt的新型内源性非编码RNA,能够与PIWI蛋白家族成员结合抑制转座子,保持种系基因组完整性.随着研究的不断深入,piRNA被证实在生殖细胞以外的其他组织细胞中亦可表达,并且在众多的生理病理过程中发挥着重要的调节作用.心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)是引发全球人口死亡的首要原因.基于piRNA的生物发生过程深入讨论了其在不同心血管疾病中的作用及潜在机制,归纳了可用于防治及诊断心血管疾病的piRNA发明专利,以期丰富piRNA的分子生物学理论,并为防治心血管疾病提供新靶点和潜在策略.     

长非编码RNA与SAFB1相互作用中RNA二级结构的作用

为探究RNA与SAFB1蛋白相互作用过程中RNA二级结构的作用.采用足迹法确定SAFB1与LINC-PINT-1特定的结合区域,在此基础上根据RNA结构分析研究SAFB1结合区域所具有特定的二级结构.最后通过凝胶迁移率实验论证该二级结构在RNA与SAFB1蛋白结合中的作用.结果显示:在针对LINC-PINT-1的亚克隆发现只有包含30～55 nt区域的亚克隆才能维持RNA结合区域的二级结构,并且证实了LINC-PINT-1与SAFB1蛋白相互作用依赖于特定的RNA二级结构.结果表明:长非编码RNA与SAFB1蛋白相互作用或依赖于特定的RNA二级结构,本研究为RNA与蛋白质相互作用的分子机制研究提供了有力的理论实验支撑.     

非编码RNA研究进展

多年来,人们已经清楚的认识了一系列结构RNA和调节RNA。最近,由Tuschel,Bartel和Ambro实验室发表的一系列文章里,记述了这些结构RNA和调节RNA外,还包括有许多最近发现的仅由22个核苷酸组成的微小RNA(miRNA)的研究前景。由于这些RNA不编码蛋白质,所以统称为非编码RNA(ncRNA)。最近的研究表明,ncRNA比以前所想像的要丰富和重要的多,它们在转录调节,染色体复制,RNA加工、修饰,mRNA稳定性和翻译,甚至蛋白质降解和转运过程中都起作用。本文就对ncRNA的研究进展和最近发现的miRNA作一简要综述。     

piRNA DQ725559通过抑制心肌细胞铁死亡通路抗心肌缺血再灌注损伤的作用

为探究心肌缺血再灌注损伤(Ischemia-reperfusion Injury, IRI)与铁死亡关系,寻找相关Piwi相互作用RNA(Piwi-interacting RNA,piRNA),利用小鼠乳鼠原代心肌细胞缺氧/复氧(Hypoxia/Reoxygenation, H/R)构建心肌细胞IRI模型,通过细胞生存率反映诱导铁死亡最佳H/R时间点,筛选铁死亡相关piRNA,检测铁死亡相关指标变化。研究结果显示,缺氧18 h/复氧6 h后,心肌细胞铁死亡和IRI呈现关联,抑制DQ725559的表达会加重心肌细胞铁死亡和IRI,过表达DQ725559会减轻心肌细胞铁死亡和IRI。研究结果表明,DQ725559可通过调节心肌细胞铁死亡通路发挥IRI调控作用,过表达DQ725559可成为RNA治疗心血管疾病新策略。     

计算机辅助策略研究阿育魏实有效成分与诱导癌细胞凋亡机制的关系

目的本研究的目的是通过计算机辅助的方法研究阿育魏实(Trachyspermum ammi (L.) Sprague)有效成分诱导癌细胞凋亡的机制。方法通过文献挖掘的方法确定阿育魏实候选小分子化合物,综合靶点预测、分子对接、网络药理学和分子动力学(MD)模拟等方法筛选阿育魏实化学成分中诱导癌细胞凋亡的活性成分并对其作用机制进行探讨。结果数据挖掘搜集到42个候选有效成分,随后运用靶点预测方法获得这些化合物的作用靶点,构建关键蛋白质的蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)和mi RNA-m RNA作用网络。然后,通过分子对接和分子动力学模拟进行验证,最终筛选出化合物1、10、11、12和ERBB2, IGF1R, ESR1, NQO1, MMP9之间能较好的相互作用。结论计算机辅助筛选分析表明,阿育魏实中化合物1,10,11,12可以靶向癌细胞中的蛋白ERBB2,IGF1R,ESR1,NQO1,MMP9,其可能揭示和探索阿育魏实用于治疗癌症复杂的分子机制。     

ABA受体RCAR1/PYL9相互作用蛋白质的筛选及初步研究

使用拟南芥作为模型,采用酵母双杂交系统筛选出和ABA受体RCAR1/PYL9有相互作用的蛋白质,以更深入的研究RCAR1/PYL9的功能.首先利用反转录PCR方法获得拟南芥的cDNA,然后通过酵母双杂交系统,用拟南芥RCAR1/PYL9作为诱饵蛋白对拟南芥cDNA文库进行筛选,并获得多个阳性克隆.对该菌落进行进一步的鉴定得到与RCAR1/PYL9具有相互作用的蛋白质,这对进一步研究RCAR1/PYL9及其相互作用蛋白质在ABA信号转导途径中的作用及地位奠定了基础.     

小分子RNA家族中的新成员--microRNA

近来,人们在多种生物中发现了一类新的小分子RNA——microRNA(miRNA)．miRNA是20～24nt的单链RNA,在进化上具有高度的保守性,它通过与靶mRNA不完全互补配对,抑制蛋白翻译,调节内源基因表达,在基因调控中扮演了重要的角色．miRNA和siRNA(small interferenceRNA)在生成机制、作用途径等方面关系密切,它们既有区别又相互联系．小分子RNA的研究将是今后分子生物学的研究热点之一．     

LINC00092介导谷氨酸的兴奋性毒性在肝性脑病中的作用机制

目的:探索LINC00092在肝性脑病(HE)的发生发展中的作用机制.方法:从基因表达数据库(GEO)下载芯片GSE57193的数据,并使用R-limma包筛选出HE组和健康对照组中的差异表达基因,接着利用R-clusterProfiler包对差异表达基因进行京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析.从miRcode数据库预测差异表达长链非编码RNA (LncRNA)靶向的miRNA,然后使用Targetscan、miRdb和miRTarBase预测miRNA靶向的mRNA,与差异表达mRNA取交集得到目标mRNA,Cytoscape用于构建lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA网络.通过RNA结合蛋白数据库预测LINC00092的结合蛋白,根据表达的相关性和RNA结合蛋白,提出LINC00092在肝性脑病中的机制假说.结果:从正常脑组织中筛选出HE的9个特异的LncRNA和728个特异的mRNA,其中LINC00092相对健康对照组在HE中特异性高表达.差异表达基因的KEGG富集分析显示它们主要集中在脂肪酸降解、过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路、矿物质的吸收、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解、β-丙氨酸新陈代谢、脂肪酸代谢通路上.结合ceRNA网络和LINC00092的结合蛋白,LINC00092在HE中可能存在3个调控路径:(1)LINC00092/hsa-miR206/GJA1轴介导谷氨酸的神经兴奋性毒性损伤;(2)LINC00092/hsa-miR184/LRRC8A轴介导星形胶质细胞的溶胀激活和ATP诱导的兴奋性氨基酸释放;(3)LINC00092-A2BP1轴介导的谷氨酸再摄取.结论:LINC00092在HE中特异性高表达,一方面通过半通道和体积调节阴离子通道介导谷氨酸的释放,同时使细胞内线粒体Ca~(2+)超载而造成神经元功能障碍和细胞死亡,另一方面LINC00092-A2BP1轴介导的谷氨酸-谷氨酰胺循环障碍,导致谷氨酸的细胞外蓄积,两方面共同导致神经元的兴奋性毒性.     

线粒体外膜通道蛋白VDAC与靶向肿瘤细胞凋亡

VDAC(Voltage-dependent anion channel)是位于线粒体外膜上的一种主要通道蛋白,参与线粒体内外物质和能量的运输,在线粒体与细胞其它部位的通讯中起重要调节作用.近年来研究发现,VDAC也是线粒体与其它蛋白质相互作用的功能结合位点,可与多种凋亡调节蛋白(如HK-Ⅰ/Ⅱ、Bcl-2家族蛋白、tubulin、MAP2/4等)以及非蛋白调节因子相互作用,参与调控细胞凋亡.因此,VDAC成为线粒体凋亡通路中一种关键的靶蛋白.本文对近年来VDAC在肿瘤细胞凋亡中的作用机制进行简要综述.     

miRNA在肿瘤发生、诊断及治疗中的研究进展

对微小RNA(microRNA,miRNA)的产生与肿瘤的关系及其在肿瘤诊断、预后和治疗方面的潜在作用进行了综述.研究表明,miRNA可以调节癌基因和/或抑癌基因,与肿瘤的发生存在着紧密关系;同时miRNA在肿瘤的诊断、预后及治疗方面也发挥着重要的作用.该领域未来研究将主要集中在新miRNA靶标分子的识别、miRNA参与疾病发生分子机制的研究及作为某些疾病诊断、预后和治疗的特异性miRNA分子的筛选及鉴定等.     

与拟南芥TR1相互作用的蛋白质筛选和鉴定

TR1是一个定位于质膜上的E3连接酶,前期的研究表明它可赋予多种植物对盐、干旱和热胁迫的耐受性。但是,其发挥功能的分子机制尚不清楚,与其存在相互作用的靶蛋白也未找到。本研究利用酵母双杂交系统以AtTR1-△119为诱饵蛋白筛选拟南芥归一化通用型cDNA文库,结果获得了13个与其有潜在互作的候选蛋白。经酵母正向和反向多次验证发现转化了TR1与CURT1C和TR1与SWEET5的酵母在三缺和四缺培养基中均正常生长,而且在含有X-α-gal的培养基中出现蓝斑。双分子荧光互补技术证明TR1与CURT1C和SWEET5之间也有相互作用,这对进一步研究AtTR1及其相互作用蛋白质在植物抗逆中的作用和分子机制奠定了基础。     

睾丸生殖细胞瘤易感基因Dnd1互作蛋白质的筛选与鉴定

小鼠睾丸生殖细胞瘤（testicular germ cell tumour,TGCT）易感基因Dnd1属于RNA结合蛋白基因家族成员．Dnd1在进化中具有保守性,Dnd1缺乏导致小鼠原始生殖细胞（primordial germcell,PGC）的丧失、TGCT的发生和部分胚胎死亡,但Dnd1作用机制还未明了．利用酵母双杂交系统,构建小鼠Dnd1基因诱饵载体pDBLeu-Dnd1,筛选10．5d的小鼠胚胎cDNA文库,成功筛选到4个与Dnd1相互作用蛋白,其中之一为原癌基因Jun蛋白;进一步的酵母双杂交实验和GST pull down实验再次确认Dnd1与Jun蛋白之间的相互作用．研究发现Dnd1新的相互作用蛋白,这为探明其信号传导通路及Dnd1致病机制研究建立了基础．     

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<正>(新闻时段20152015-02-16至20152015-02-28)1中国科学技术大学发现新型生命"暗物质"[核心媒体报道频次:23/30]23日消息,中国科学技术大学单革实验室发现一类新型环状非编码RNA,并揭示了此类非编码RNA的功能和功能机理。非编码RNA是一大类不编码蛋白质,但在细胞中起着调控作用的RNA分子。越来越多的证据表明,一系列重大疾病的发生发展与非编码     

蛋白质翻译后修饰研究概述

在整个生物发展过程中,蛋白质翻译后修饰拥有非常特殊的功能及非常重要的意义,它使蛋白质的结构变得复杂,功能更加完善,调节更加精细,作用更加独特,因此,对蛋白质进行不同修饰类型的作用机制的研究,了解蛋白修饰的原理、种类和其功能对防患重大癌症有特殊功效。在生物体内,各种翻译后修饰过程不是孤立存在的,本文对蛋白质翻译后修饰的几种常见类型进行了概述,讨论了常见翻译后修饰类型、生物功能、检测技术。     

青藏高原有机牦牛肉背最长肌双向电泳体系的建立

为了建立青藏高原有机牦牛肉背最长肌双向电泳(2-DE)体系,本研究对肌肉样品的处理、蛋白质的提取以及等电聚焦方式等进行了研究。结果表明:(1)用超声波裂解肌肉蛋白质的检出率及蛋白分离效果明显优于用液氮研磨;(2)用直接裂解法(7M尿素,2M硫脲,4%CHAPS(w/v),0.5%两性电解质p H 3~10,100 mmol/L DTT(w/v),60 mmol/L Tris,20μL蛋白酶抑制剂)提取肌肉组织全蛋白获得的蛋白质量、凝胶图谱斑点数目、匹配率和图像分辨率最好,尤其适合提取小分子蛋白;(3)采用间隔式等电聚焦方式,蛋白质的分离效果明显优于普通升压方式,且横条纹较少,蛋白点数量增多。结论:本研究建立的2-DE体系,能提高有机牦牛背最长肌总蛋白双向电泳的分辨率和重复性,为后续进行有机牦牛肉品质评价的蛋白质组学研究,更好地解析青藏高原有机牦牛肉品质形成的遗传调控机制奠定了基础。     

SARS-CoV-2非结构蛋白Nsp2上调A549细胞泛素水平并被泛素化修饰研究

目的 新型冠状病毒（SARS-CoV-2）因其强大的感染力肆虐全球,因此深入研究病毒与宿主的相互作用是揭示SARS-CoV-2致病机制的重要途经。方法 利用同源重组方法 将SRAS-CoV-2的非结构蛋白Nsp1～Nsp16构建到真核表达载体上,并通过Western blot检测Nsp1～Nsp16重组质粒的蛋白表达情况。接着使用Western blot检测Nsp2对细胞总泛素水平的影响,并通过细胞免疫荧光检测Nsp2在细胞中的分布情况。最后通过免疫共沉淀技术对Nsp2与泛素之间的相互作用关系进行检测。结果 Western blot检测显示Nsp1～Nsp16重组质粒能够在A549细胞中正常表达;筛选发现非结构蛋白Nsp2能在细胞质中上调细胞总泛素表达水平;免疫共沉淀检测进一步发现Nsp2能与泛素蛋白发生相互作用。结论 成功构建了SARS-CoV-2非结构蛋白Nsp1～Nsp16真核细胞表达载体,并发现非结构蛋白Nsp2可以增加细胞总泛素表达水平并被泛素化修饰。提示Nsp2通过泛素途径参与到SARS-CoV-2与宿主的相互作用,有助于深入了解病毒与宿主的作用机制。     

一个新C2H2型锌指蛋白的功能的初步研究

通过筛选人18周胎脑cDNA文库,得到一条编码332AA的全长新基因,生物信息学研究表明,该蛋白质序列有2个C2H2型锌指结构,其中1个锌指结构有RNA－binding蛋白特异锌指的特征,虽然同源比较发现与多种蛋白质精氨酸N端转甲基酶（protein arginine N-methyltransferase) 有一定的同源性,但新锌指蛋白不含转甲基酶的活性功能区域,属功能未知的基因,利用芯片研究功能未知基因的表达是一种较好的手段,通过代谢增强剂PMA（phorbol myristae acetate)刺激培养的血管内皮细胞,观察细胞受激活后新锌指蛋白基因的表达变化,结果表明新基因表达量提高了11倍以上,证实新基因属内皮细胞的极早期应答基因（Immediate early response gene,ERG)。