顶复门原虫钙依赖蛋白激酶的研究进展

钙依赖蛋白激酶(Calcium-dependent protein kinases,CDPKs)是一类大的蛋白激酶家族,属于丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶,广泛存在于各种植物和原生动物中,参与多种生命活动的调控.随着生物信息学、分子生物学及基因工程的迅速发展,对顶复门原虫CDPKs的研究日益增多.研究结果表明,这类蛋白家族成员参与调控寄生虫入侵、外出宿主细胞、配子形成、宿主体内移行等顶复门原虫生活史的多个重要时期,其特殊的分子结构或可成为研究抗寄生虫疫苗或药物的候选靶标.本文以疟原虫、弓形虫和艾美耳球虫CDPKs为重点,综述了顶复门原虫CDPKs的结构、功能及生物学意义,展望了顶复门原虫CDPKs的研究和应用前景,以期为研究顶复门原虫的致病机理及研发抗原虫生物制剂提供参考.     

lncRNA在顶复门原虫感染中的作用机制

长链非编码RNA （long noncoding RNA,lncRNA）是一种核酸长度>200 nt、不编码或具有有限编码能力的RNA,早期一直被认为是遗传暗物质,但伴随分子生物学技术的进步,越来越多的lncRNAs被发掘。研究表明,lncRNA作为基因表达的关键调控因子,能在组蛋白修饰、转录调控和转录后调控等方面影响基因表达,几乎参与所有的细胞生物学过程。顶复门原虫是一类专性胞内寄生虫,入侵机制复杂,对顶复门原虫与宿主的互作研究已成为新型抗虫药物的研发基础。近年来研究发现,lncRNA作为一类新型调控因子广泛参与到顶复门原虫与宿主细胞相互作用中,包括感染免疫、发育分化和信号传导等细胞生物学过程,既可帮助宿主抵御寄生虫入侵,也可协助寄生虫在胞内增殖发育,对疾病的发生发展具有重要的调控作用。笔者通过对lncRNA的生物学分类及其在细胞生理过程中的主要功能进行概述,综合近年来lncRNA在以弓形虫、疟原虫和隐孢子虫为主要代表的顶复门原虫的相关研究,系统梳理了lncRNA在宿主免疫反应、寄生虫发育分化和表观遗传调控等方面的作用机制,以期为顶复门原虫致病机理研究及高效防控技术研发提供新的思路和参考。     

疟原虫入侵人类红细胞机制研究进展

疟原虫作为一种侵入红细胞的顶复门原虫代表虫种,目前对疟原虫入侵宿主红细胞的机制知之甚少。尽管疟原虫中蛋白质的基本或非基本性质越来越明确,但其功能和蛋白质之间如何相互作用,以及如何有效的抑制疟原虫入侵的机制了解不多。论文讨论裂殖子入侵红细胞的机制,介绍裂殖子入侵宿主红细胞的早期阶段及疟原虫入侵期间与宿主红细胞的平衡和相互作用,阐明当裂殖子入侵红细胞时,由肌动蛋白-肌球蛋白收缩系统提供动力,为研究疟原虫等顶复门原虫的入侵机制奠定了基础,对研究疟原虫具有重要的意义。     

miRNA在顶复门原虫感染中的作用机制

<正>顶复门原虫是一类专一性的细胞内寄生原虫,如疟原虫、弓形虫和隐孢子虫,严重危害人类和动物的健康,而且给全球公共卫生和畜牧业带来巨大的经济损失。宿主通过启动免疫反应、凋亡及自噬等一系列细胞反应清除体内寄生原虫,而顶复门原虫也形成了多种机制逃避宿主的识别和清除,如干扰宿主一些重要信号通路、调节宿主细胞凋亡、细胞因子的产生、细胞周期及脂代谢等。宿主清除胞内寄生原虫和顶复门原虫逃避机制的能力主要是     

顶复门原虫糖酵解代谢及其关键酶:己糖激酶的研究进展

顶复门原虫是包括刚地弓形虫、疟原虫及球虫等在内的一大类寄生性原虫的总称,引起重要的人畜寄生虫病。由于药物的长期使用,对于原有的药物产生了明显的抗药性,急需新型抗寄生虫药物的出现。顶复门原虫不能利用脂肪和蛋白质作为能量来源,只能依赖己糖激酶(Hex-okinase,HK)参与的糖酵解途径提供ATP。顶复门原虫HK的基因序列、结构特征与植物等一些低等生物更为接近,而明显区别于脊椎动物和大多数的真核生物,成为研究开发药物的理想靶位。本文对顶复门原虫糖酵解途径及其关键酶进行了综述。     

顶复门原虫γ-氨基丁酸代谢旁路研究进展

顶复门原虫包括一大类单细胞寄生性原虫,是人和动物的重要病原,会对人类健康以及畜牧业生产造成严重危害。γ-氨基丁酸是一种四碳非蛋白质氨基酸,广泛存在于生物体内。顶复门原虫的γ-氨基丁酸代谢旁路主要参与能量代谢,为虫体生长提供短期的能量储备,在虫体适应不同寄生环境过程中起着关键性作用。寄生原虫的γ-氨基丁酸代谢明显区别于哺乳动物宿主,仅限于中枢神经系统中的代谢,可在虫体入侵宿主细胞及有性生殖阶段发挥重要的作用。本文对顶复门原虫γ-氨基丁酸代谢途径及其生物学作用进行综述。     

鸡毒害艾美耳球虫ApiAP2转录因子的克隆、表达与虫体内定位

顶复门原虫的AP2结构域蛋白(ApiAP2)可能是调控虫体生长发育的转录因子。本研究旨在克隆、表达毒害艾美耳球虫ApiAP2转录因子，检测其天然蛋白及其在虫体内的亚细胞定位。以毒害艾美耳球虫第3代裂殖子的总RNA为模板，RT-PCR扩增毒害艾美耳球虫EnApiAP2基因后，连接至pMD18-T载体，测序后构建pET28a (+)-EnApiAP2表达载体，转化至表达菌BL21(DE3)，重组菌经测序鉴定后诱导表达，并纯化复性重组蛋白。用重组蛋白免疫BALB/c小鼠，制备鼠抗rEnApiAP2多克隆抗体。利用多克隆抗体，分别用Western blot和间接免疫荧光试验检测裂殖子中天然EnApiAP2蛋白及其定位。最后，应用荧光定量PCR分析EnApiAP2基因在第2、3代裂殖子中的转录水平。结果显示，该基因全长1 830 bp，编码610个氨基酸，含有一个AP2结构域，预测分子质量67.69 ku；重组蛋白大小约为74 ku，主要以包涵体形式存在，可以被6×HIS标签单抗、鸡抗毒害艾美耳球虫康复血清和鸡抗柔嫩艾美耳球虫康复血清识别；在第3代裂殖子中检测到天然EnApiAP2蛋白，分子质量约为85 ku；EnApiAP2蛋白定位在第2、3代裂殖子细胞核内；第3代裂殖子EnApiAP2转录水平显著高于第2代裂殖子(P<0.01)。成功克隆、表达了EnApiAP2基因，证实该基因表达的蛋白定位在裂殖子的细胞核内，为进一步研究EnApiAP2蛋白的转录因子功能奠定了基础。     

顶复门原虫醛缩酶的生物学功能与应用进展

顶复门原虫是一类专一性细胞内寄生原虫,不仅危害畜禽的健康,有些种类还是人兽共患病原,威胁人类的健康。醛缩酶是一类可逆醇醛裂合酶,根据作用机理可分为Ⅰ型与Ⅱ型醛缩酶。研究发现,顶复门原虫存在Ⅰ型醛缩酶,它们主要参与顶复门原虫的能量代谢、虫体黏附及入侵宿主细胞等过程,或可成为抗原虫药物研发的候选靶标。论文主要对顶复门原虫醛缩酶的生物学功能与应用研究现状进行综述,以期为顶复门原虫感染的防控提供参考。     

进化的自噬系统

顶复门原虫是一大类寄生性囊泡虫。多种顶复门原虫能够造成人和动物的严重疾病,例如引起弓形虫病原的刚地弓形虫,以及引起疟疾的疟原虫等。绝大多数顶复门原虫顶端都有独特的细胞器,包括顶质体、微腺体、棒状体以及顶端复合结构等。顶质体对于虫体有着极其重要的作用。抑制顶质体的功能会导致虫体死亡。近年来的研究表明,顶质体的生物发生依赖于一系列自噬相关蛋白(ATGs)的作用。     

顶复门原虫类异戊二烯生物合成途径及其关键酶的研究进展

顶复门原虫包括疟原虫(Plasmodium spp.)、刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)、艾美耳球虫(Eimeria spp.)、锥虫(Trypanosoma spp.)、泰勒虫(Theileria spp.)及巴贝斯虫(Babesia spp.)等一大类引起严重人畜疾病的寄生性原虫。顶复门原虫利用2C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)途径合成类异戊二烯前体物质,这些化合物对于维持顶复门原虫的生存具有十分重要的作用。1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸(DOXP)还原异构酶是MEP途径的关键酶,对其作用机理及抑制剂的筛选研究已取得重要进展。论文对顶复门原虫类异戊二烯的MEP途径,DOXP还原异构酶的作用机理及靶标研究进展进行综述。     

IGF2基因表达调控及其遗传变异在动物生长发育中的研究进展

胰岛素样生长因子2（insulin-like growth factor 2，IGF2）作为胰岛素类激素家族中重要成员之一，广泛参与机体众多生理代谢过程，在癌症发生、神经调节、糖代谢疾病、骨质疏松、肌肉发育和脂肪沉积等方面具有重要的作用，其功能行使主要通过与受体IGF1R和IGF2R结合或与胰岛素样生长因子结合蛋白IGFBPs和IGF2BPs竞争性结合发挥功能。鉴于IGF2基因在肌肉发育和脂肪沉积中的重要作用，发掘IGF2基因相关分子标记并解析其内在调控机理，在畜牧生产中具有重要的意义。研究发现，众多IGF2基因遗传变异与动物的生长发育之间存在显著相关关系，其可能通过影响IGF2基因印记、甲基化状态、转录因子结合或miRNA靶向结合型转录后调控等方式发挥作用。因此，文章综述了IGF2基因表达调控模式，包括IGF2与其受体的调控关系，基因印记与miRNA参与的表观遗传调控，转录因子对其的调节作用，遗传变异等方面的内容，以期为IGF2基因在动物生长发育调控相关研究中提供相应的借鉴，为分子育种提供有效线索。     

寄生原虫DNA解旋酶家族研究进展

寄生原虫是一类单细胞真核生物,是人和动物疾病的重要病原之一,给人类健康和畜牧业发展造成了严重的危害。DNA解旋酶是一类参与几乎所有生物DNA代谢的重要解旋酶,目前原虫DNA解旋酶的研究主要集中在恶性疟原虫,且被报道的DNA解旋酶多为人类或酵母的同源物,其保守基序与人类、酵母等都存在差异,是研究抗原虫药物的重要潜在靶标。笔者主要综述了经典解旋酶的保守结构域及其功能特点,介绍了各个解旋酶的极性与偏好底物等生化特性,汇总了已报道原虫DNA解旋酶的种类。目前报道的DNA解旋酶大多集中在恶性疟原虫,其中疟原虫含18种,利士曼原虫含3种,布氏锥虫和兔脑原虫均含2种,弓形虫含1种。同时介绍了目前原虫中较为引人关注DNA解旋酶：RecQ家族、DEAD-box家族、UvrD解旋酶家族和RuvB家族的功能研究进展,其中DEAD-box家族中有3种疟原虫特异性解旋酶PfPSH1/H2/H3并未在宿主人类中发现相似物,另一种解旋酶UvrD则与人类、小鼠、秀丽隐杆线虫等无同源性,而与细菌、真菌等同源性较高。笔者对原虫DNA解旋酶的基本特性和功能进行综述,阐述了目前原虫DNA解旋酶的研究进展及其作为药物靶标的可能...     

象草全基因组bHLH转录因子家族鉴定及表达分析北大核心CSCD

bHLH转录因子家族不仅参与了植物的生长发育,而且在植物响应逆境胁迫和次生代谢方面发挥着关键作用。在全基因组水平对重要饲草及能源植物象草的bHLH转录因子家族进行了鉴定及分析,并利用转录组数据及定量RT-PCR分析了象草bHLH转录因子对赤霉素(GA_(3))和多效唑(PAC)的响应。结果显示:在象草中共鉴定出229个具有完整保守结构域的bHLH基因家族成员(CpbHLH001~CpbHLH229),不均匀地分布于14条染色体上;系统进化分析结果表明,229个CpbHLHs可被分为18个亚类,其中C亚类的成员数量最多,为41个;此外,相同亚家族中的大多数基因具有相似的基因结构和保守基序;基于转录组数据的表达谱分析结果发现,多数bHLH基因在象草茎尖组织中均对GA_(3)和PAC有响应。随机挑选9个表达量较高的基因进一步通过qPCR进行验证。结果显示,经外源GA_(3)和PAC处理之后,这9个基因因不同处理而差异表达,表明这9个基因可能与GA_(3)和PAC介导的信号通路有关。综上所述,本研究为象草bHLH转录因子家族的生物学功能奠定了基础。     

全基因组水平蒺藜苜蓿CPP基因家族的鉴定及表达模式分析

CPP （cysteine-rich polycomb-like protein）基因家族是一类小转录因子，广泛存在于除酵母与原核生物外的各种生物体中，在植物生长发育及响应胁迫过程中具有重要作用。截至目前，CPP基因家族已在多个物种中被鉴定和研究，但在豆科模式植物蒺藜苜蓿中还未见报道。本研究采用生物信息学的方法，在蒺藜苜蓿中共鉴定出9个CPP基因。通过与3个物种CPP基因的蛋白序列构建系统发育树，将CPP基因分为3类，MtCPP成员与大豆的亲缘关系更接近。保守结构域分析表明MtCPP转录因子都具有1~2个CXC保守结构域。染色体定位分析得出，9个CPP基因分布在6条染色体上，并鉴定出2对旁系同源基因，均来源于片段重复事件。通过基因芯片技术检测MtCPP基因的表达模式结果显示，MtCPP基因的表达具有一定的时空特异性。MtCPP基因启动子中含有大量与激素以及胁迫相关的顺式作用元件，并且MtCPP2、MtCPP5、MtCPP6和MtCPP7基因具有响应干旱的表达特征，MtCPP2和MtCPP8基因具有响应盐胁迫的功能。该研究可为后期深入解析MtCPP基因家族功能和筛选参与苜蓿抗逆的MtCPP基因奠定基础。     

千穗谷TALE转录因子家族的生物信息学分析

TALE转录因子广泛存在于植物中，对植物的生长发育和对外界环境的响应发挥着重要作用。本研究在千穗谷(Amaranthus hypochondriacus)基因组中共鉴定出11个TALE基因。系统发育分析将千穗谷TALE家族蛋白分为BELL和KNOX两个亚家族，同一亚家族中的AhTALEs基因具有相似的基因结构，编码蛋白也具有类似的结构域。蛋白二级结构和三级结构分析都表明AhTALEs蛋白由螺旋-角-螺旋的结构构成。此外，对千穗谷与其他物种的TALE基因共线性关系、组织表达特性和AhTALEs基因启动子区的顺式作用元件分析发现，不同AhTALEs亚家族在各组织中的表达模式不同，并且发现启动子区包含大量非生物胁迫和激素响应元件，这为AhTALE家族的进化分析提供了依据。qRT-PCR分析发现AhTALEs基因在低温和干旱胁迫下的表达水平有不同程度的变化，表明AhTALEs基因能够响应低温和干旱胁迫应答。本研究为开展千穗谷中TALE转录因子在非生物胁迫中的生物学功能研究提供了重要参考。     

鹅p21基因克隆、启动子分析及转录调控研究

【目的】 分析鹅p21基因的结构和启动子活性，探讨p21基因的转录调控机制。【方法】 以泰州鹅为试验对象，通过同源克隆、RACE和生物信息学分析等方法获得鹅p21基因全长序列和5′-侧翼区序列特征；构建6个不同缺失片段的启动子区双荧光素酶报告载体并分析其荧光素酶活性，进而确定p21基因核心启动子区；对核心启动子区转录因子结合位点生肌决定因子(MyoD)(+25~+36 bp)进行定点突变，并构建突变报告基因载体，在C2C12细胞系内初步鉴定鹅p21基因核心转录调控因子。【结果】 鹅p21基因cDNA全长1 943 bp，CDS区大小为453 bp，编码151个氨基酸，蛋白序列包含高度保守的CDI家族结合位点。系统进化树分析表明，鹅p21基因与鸭亲缘关系最近，与鸡和火鸡有较强的进化关系。鹅p21基因5′-侧翼区包含启动子元件，—35~+37 bp是核心启动子区，发挥正向调控作用，结合定点突变技术初步鉴定MyoD是鹅p21基因核心转录调控元件。【结论】 本研究获得了鹅p21基因完整的cDNA序列和启动子区域，MyoD是p21基因核心转录调控因子，为探究p21基因在鹅胚胎期肌肉发育过程中的调控机制提供理论依据。     

Wip1基因对动物繁殖及免疫的调节作用

野生型p53诱导的磷酸酶1（wild-type p53-induced phosphatase 1,Wip1）是蛋白磷酸酶2C （protein phosphatase type 2C,PP2C）家族中的一员,可以靶向调控机体内多种重要的信号分子,如p53、MAPK和Chk1/Chk2等,在动物细胞周期、增殖、分化、凋亡、衰老、自噬及DNA损伤修复等生理过程中发挥重要作用。Wip1基因缺失会使小鼠生殖激素水平失衡,且该基因通过ATM、Wnt、凋亡和炎症等信号通路影响精子生成过程,导致雄性动物繁殖力下降。此外,Wip1基因还可通过动态平衡调节DNA损伤反应和去磷酸化作用来影响卵母细胞和胚胎发育,从而调控雌性动物的生殖。免疫系统是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统,其与炎症反应和肿瘤发生有着紧密的联系。Wip1基因缺失会使病原体敏感性增强,影响T细胞、B细胞和中性粒细胞迁移及凋亡,进而导致炎症反应。作为原癌基因,Wip1基因通过调控各种信号分子影响DNA损伤修复、细胞周期进程及细胞凋亡等,参与肿瘤发生。因此,Wip1基因在动物繁殖调控和免疫调节中扮演着重要角色。目前,Wip1基因受到越来越多学者的关注,特别是其调控动物疾病发生发展的机制已成为研究热点。本研究主要综述了Wip1基因对动物繁殖及免疫的调节作用,以期为家畜育种、疾病防治及靶向治疗提供新思路。     

伯氏疟原虫ANKA株感染小鼠的T细胞、NK细胞及细胞因子变化

旨在系统分析伯氏疟原虫感染引起宿主T细胞、NK细胞、Tim-3表达及细胞因子的变化。选取64只雌性C57BL/6小鼠随机分为8组,每组8只,分别于感染后0、4、7、9、11、13、16和19 d获取小鼠脾及外周血免疫细胞,利用流式细胞术检测小鼠主要免疫细胞亚群及免疫检查点分子Tim-3表达水平的变化;同时检测血清中细胞因子的变化。结果表明,感染疟原虫后,小鼠脾CD3⁺CD4⁺ T细胞、CD3⁺CD8⁺ T细胞及NK细胞的比例均逐渐降低（P<0.01）,且伴随着3种细胞Tim-3表达量的升高（P<0.01）。小鼠外周血CD3⁺CD4⁺ T细胞的比例呈先降低后升高趋势,CD3⁺CD8⁺ T细胞的比例呈先升高后降低趋势（P<0.05）;小鼠外周血CD3^-NK1.1⁺细胞的比例呈先降低后升高趋势,但感染末期,其比例仍低于未感染组（P<0.05）。Tim-3分子在外周血CD3⁺CD4⁺ T细胞、CD3⁺CD8⁺ T细胞及CD3^-NK1.1⁺细胞的表达均显著升高（P<0.05）。感染疟原虫后,小鼠血清中促炎细胞因子IL-2的分泌量均显著高于未感染组（P<0.05）;促炎细胞因子IFN-γ、TNF-α和IL-6在血清中分泌均呈先升高后降低趋势（P<0.05）;具有免疫抑制作用的细胞因子IL-10呈逐渐升高趋势,且感染后期急剧升高（P<0.001）。以上结果表明,感染疟原虫后,小鼠的特异性免疫反应发挥了一定的杀伤作用,但由于Tim-3免疫检查点分子及一些发挥免疫抑制作用的细胞因子（IL-10）的过度表达,有利于疟原虫逃避宿主的免疫捕杀作用。该研究提示了从宿主免疫抑制角度研究疟原虫感染的重要性。