选择性剪接的调控

1977年证实，典型的真核基因为断裂基因，蛋白质编码基因的初级转录产物需要通过剪接加工去除内含子并连接外显子，才能成为翻译模板。后来发现，一种初级转录产物可能有多种不同的选择性剪接方式，产生不同的成熟mRNA，导致生成多种蛋白质。在生物界选择性剪接存在广泛，直到最近人们才完全了解其普遍性和复杂性。异常剪接可能导致多种疾病。     

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。     

snoRNA及其结构与功能研究新进展

snoRNA(small nucleolar RNA)是细胞核内一类高丰度的小分子非编码RNA.近10年来,采用RNA组学方法,已从多种模式生物中鉴定出大量新的snoRNA.研究结果表明:snoR-NA参与rRNA前体加工与折叠,并具有指导rRNA,tRNA和snRNA转录后核苷修饰功能.近年来发现一类新的孤儿snoRNA(orphan snoRNA),如哺乳动物大脑组织特异性表达的HBII-52,参与mRNA前体可变剪接的调控,并与一种遗传疾病Prader-Willi syndrome的发生密切相关.由此可见,snoRNA是一类兼有组成型和调控型特点的小分子非编码RNA,是"RNA调控"网络的重要组成部分.     

RNA对基因表达调控作用的研究进展

RNA可以单独或者通过与其它蛋白因子的相互作用参与基因表达的调控。在转录前水平,RNA分子可以通过介导DNA的甲基化或异染色质的形成来调控基因表达;在转录水平,RNA分子通过直接与转录因子或RNA聚合酶相互作用来调控基因表达;在转录后水平,RNA利用由siRNA和microRNA介导的RNA干扰机制,通过降解目标mRNA或阻碍目标基因的翻译来沉默基因的表达。此外,mRNA还可以通过感知环境中代谢物的浓度,通过形成核糖开关（riboswitch）来调控基因的表达;反义RNA可以从复制、转录和翻译3个水平上调控基因的表达。     

真核基因剪接位点二级结构特征

利用RNA二级结构的预测程序,通过对148个人类基因由EST验证的发生剪接的784个供体位点和受体位点以及101个人类基因由EST验证的发生选择性剪接的418个供体位点和受体位点附近的二级结构的预测,寻找真核基因剪接位点及选择性剪接位点的二级结构特征。通过详细研究剪接位点及选择性剪接位点在RNA二级结构中的结构分布,获得了一些剪接位点及选择性剪接位点在RNA二级结构中结构分布的规律性。结果表明,在RNA剪接及选择性剪接过程中,顺式作用元件具有结构特定性。这种结构特定性可以从结构上对真核基因剪接及选择性剪接机制进行一些合理的解释,有利于对真核基因剪接位点的识别及其表达调控机理的进一步理解。     

非编码RNA调控心脏重构与再生

近年来, 越来越多的证据表明, 大量的非编码RNA(non-coding RNAs, ncRNAs)在基因的表达调控、细胞和机体的生理功能维持与病理环境调节方面都有重要作用, 其中主要包括微小RNA(microRNAs, miRNAs) 和长链非编码RNA(long non-coding RNAs, lncRNAs).心脏重构与再生是心血管疾病领域的关键问题, 其调控过程非常复杂, 包括表观遗传、转录、转录后及翻译水平的调控. 大量研究发现在转录后水平, miRNAs 通过负性调节靶标的表达调控心脏发育、疾病及再生进程. 近期研究揭示, lncRNAs 在心脏发育和疾病中具有潜在的作用, 可通过表观遗传、转录及转录后水平发挥作用. lncRNAs 已成为继miRNAs 之后的又一重要的调节性非编码RNA. 就非编码RNA 在心脏重构及再生进程中的调控作用进行综述.     

Q:为什么哺乳动物的骨骼肌细胞有多个细胞核?这是如何进化出来的?

正A:原核细胞没有细胞核,遗传物质主要分布在细胞质中的一定区域,称之为拟核。因此,在原核细胞中DNA的复制、RNA的转录以及蛋白质的翻译都是在同一区域连续进行的。真核细胞有核膜包被的细胞核,它是细胞结构的重要组成部分,控制着细胞的代谢和遗传。细胞核的出现是细胞进化历程中一个巨大的飞跃,不仅为真核细胞的染色质提供了一个稳定的环境,还使得转录和翻译分别     

基于Jensen—Shannon差异的可变剪接分析

针对传统方法仅能分析基因的单一可变剪接模式的问题,设计了一种基于Jensen—Shannon（JS）差异的生物信息学方法ASAT,用以分析基因在转录本水平的多可变剪接模式．将ASAT应用于小鼠转录因子Klfl敲除实验的RNA—Seq数据,预测出12个发生了可变剪接变化的基因,并在转录本水平对这些基因的可变剪接模式进行了分析．通过基因功能富集分析,发现其中有两个基因Timp1、Gm13654与Klf1能够显著富集在红血球发育、分化及动态平衡的生物过程．结果表明,ASAT可预测到与生物功能相关的可变剪接基因,并能够分析转录本水平的可变剪接模式．     

m6A RNA甲基化对神经系统发育及其相关疾病的调控作用

N6-甲基腺苷(m6 A)甲基化是RNA水平转录后的表观遗传学修饰,由RNA甲基转移酶催化腺嘌呤在N6位置发生甲基化的过程,调控RNA稳定性、定位、运输、剪切和翻译,将影响mRNA的命运与转归,进而影响机体结构和功能的改变.新近研究表明m6 A甲基化修饰在神经发育、传导、再生及学习记忆功能等方面发挥重要的作用,并与神经...     

DDX3的病理生理学作用

DEAD-box RNA解旋酶3(DEAD-box RNA helicase 3,DDX3),亦称DEAD-box RNA解旋酶3 X连锁(DEAD-box RNA helicase 3 X-linked,DDX3X),是一种高度保守并依赖ATP的RNA解旋酶,广泛分布于真核生物中,主要定位在细胞核和细胞质发挥生理作用,与RNA剪接和衰变、mRNA输出、转录、翻译相关,进一步参与细胞周期的进展、先天免疫反应、细胞凋亡、癌症发生与抑制、病毒的复制周期等多种重要的细胞生理过程.长期以来,DDX3的基因表达,调控及其功能以及它与疾病的关系一直被关注,尤其是与病毒和癌症的关系更为热点研究.因此,本文主要探讨、总结DDX3的病理生理学作用.     

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.     

人SLC25A13基因内含子突变IVS6-11A>G导致转录子剪接异常

目的:通过minigene剪接实验分析SLC25A13基因内含子突变IVS6-11A G是否导致转录子剪接异常,并确定其剪接方式,进而明确其在Citrin缺陷病的致病性.方法:构建携带突变的目的片段外显子捕获载体,转染293T细胞后逆转录PCR扩增转录产物,测序并分析.结果:IVS6-11A G突变导致SLC25A13基因内含子6的3'端10个碱基保留于转录子中,致蛋白翻译提前终止,Citrin蛋白功能丧失.结论:SLC25A13基因IVS6-11A G突变为剪接突变,其剪接方式为可变3'剪接,该突变为Citrin缺陷病致病突变.     

新型冠状病毒膜蛋白的生物信息学分析

为了研究新型冠状病毒膜蛋白(SARS-CoV-2 M蛋白)结构及性质.基于生物信息学分析M蛋白质基因结构、二级结构和三级结构、翻译后的修饰和进化历程.结果表明,M蛋白为疏水性蛋白,其基因编码区长度为669bp,编码222个氨基酸;M蛋白启动子区内不存在甲基化位点,存在17潜在的转录因子结合位点;其二级结构以无规则卷曲和...     

MicroRNAs研究进展

MicroRNAs简称miRNAs(微小RNAs),是真核生物、原核生物以及病毒中由非编码蛋白基因转录成的初级前体microRNAs加工成的调控因子.在转录后水平和蛋白质翻译水平,microRNAs通过降解或翻译抑制调控靶mRNA.这些microRNAs在广泛的生物过程中发挥重要作用,包括细胞增殖,分化和凋亡.主要介绍microR-NAs的特征,加工与成熟过程,作用机制以及其功能.     

AFM观察小鼠心肌核DNA片段的基因组合形成"基因系"的系统性和垃圾DNA的相互作用

用原子力显微镜(AFM)直接观察、小白鼠心肌等组织的核DNA片段的基因体外转录等多种实验技术组合,通过AFM观察到心肌核DNA片段上的基因,处于垃圾DNA的“转录平台”上,在体外转录过程中,由n(n=3、4等)个活性基因节,对应的n-1个“基因间隔”,依特定的排列组合分别形成n(n=3、4等)种大小不同的“基因系”,各“基因系”中的基因节同时转录,分别形成对应nRNA(n=9、12等)链状复合体,nRMA链状复合体分别与对应基因系的单链DNA两边的“接口”相联。核内对应nmRNA数量减少,形成负反馈效应后,使nRNA从对应“基因系”上迅速解离下来,核内经“转录后修饰”形成对应nmRNA链状复合体。该复合体主要在核内,处于垃圾DNA的“翻译平台”上进行蛋白质翻译,并在核内加工修饰形成有活性蛋白质。本工作展示了未来运用AFM观察生物学反应、研究核基因转录与调控的分子机理、基因组合形成基因系的系统性和垃圾DNA的相互作用的前景。     

水稻发育相关基因的选择性多聚腺苷化调控方式

<正>水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是单子叶模式植物.随着高通量测序技术的发展和测序成本的下降,围绕水稻生长发育过程的转录组已有不少研究,然而对于相关基因的转录后调控了解却非常少.选择性多聚腺苷化(alternative polyadenylation,APA)作为一种重要的信使RNA转录后调控方式,广泛存在于真核生物中[1],对转录本的编码功能、稳定性、可翻译性等产生重要的影响.因此,在全基因组范围内对水稻不同发育时期、不同组织的poly(A)位点轮廓进行研究具有重要意义.     

克隆基因的表达

外源基因在新的遗传背景中要成功地表达,取决于基因在新的宿主细胞内能有效地转录正确地翻译及异源蛋白质不被酶水解。基因转录水平的高低决定于克隆基因使用的启动子和基因拷贝数。基因在新宿主内表达效率的高低取决于mRNA的有效翻译、翻译后的蛋白质在细胞内的稳定性、mRNA的SD顺序与翻译起始密码AUG间的间距及附近的核苷酸结构、顺序和mRNA简并密码子选用频率等因素。因此在基因操作中要精密设计合适的载体DNA顺序,组装入最理想的基因调控元件、保持克隆基因原有的读码框架,以获得所需要的功能蛋白质。     

植物基因工程中的转基因沉默机制

植物转基因沉默可以发生在染色体DNA、转录和转录后三种不同的层次上,转录水平基因沉默机制涉及DNA甲基化、位置效应、重复序列、同源序列等作用。转录后水平基因沉默机制常用RNA域值模型、异常RNA模型、双链RNA模型、未成熟翻译终止模型等解释。目前没有一种通用的模型可以解释所有的转基因沉默现象,但不同模型从不同方面解释了转基因机制的某些方面。     

调节circRNA内的miRNA结合位点以提高其翻译效率（英文）

环状RNA(circRNA)是具有共价闭合的环状结构的RNA，其中有些circRNA具有翻译能力。然而，调节circRNA翻译效率的方法及其应用仍需我们进一步探索。本文利用T7 RNA聚合酶和优化的PIE方法，转录形成含有CVB3 IRES翻译起始元件和荧光素酶蛋白编码序列的RNA，并在体外环化形成环状RNA。我们将环状RNA转染到细胞中，并成功翻译成具有活性的荧光素酶。在荧光素酶编码序列两侧插入miRNA结合位点显著降低了circRNA的翻译效率。随后萤火虫荧光素酶编码序列中的miRNA结合位点的同义突变导致体外合成的circRNA翻译效率增加。我们还证明了特定miRNA结合位点的突变也可以增强合成circRNA的翻译效率。进一步的体内实验通过生物发光成像表明，miRNA结合位点的同义突变促进了体外合成circRNA在体内的翻译。本研究表明，调节circRNA内的miRNA结合位点影响了circRNA的翻译效率，这有望作为未来临床成像应用的多功能工具。