病原菌非编码小RNA的致病调控功能研究

细菌非编码小RNA (Small non-coding RNA)是一类长度为40个～500个核苷酸,在基因组中被转录但是不编码蛋白质的一类RNA分子,简称sRNA[1].最新研究表明,sRNA作为新发现的基因调节子,可促进病原菌快速调整自身的基因表达和生理特征,在适当的时候表达毒力基因,并在宿主强加的细胞内环境中生存,以适应变化的环境.在病原菌的致病性上发挥十分重要的调控作用[2].sRNA广泛存在于各种细菌包括病原菌的染色体中,有些存在于质粒中.与mRNA、tRNA、rRNA不同,大多数sRNA位于两个编码蛋白基因之间的非编码区(Intergenic region,IGR),即开放阅读框架(Open readingframe,ORF)之间,根据sRNA的转录方向,可分为顺式编码和反式编码的反义RNA.还有一些sRNA是从mRNA的5′或3′非翻译区域剪切下来的[3].sRNA作为一种有效的调节分子可执行多种调控功能,例如sRNA可直接感应温度、pH值、氧气浓度和营养条件等环境信号,通过位于同一转录单位的编码序列上游的调控区域调节下游编码序列的翻译起始[ 4].多种病原菌如大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱弧菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生性李氏杆菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌中均发现许多与致病调控相关的sRNA[5].根据国内外病原菌sRNA的研究,本文对病原菌sRNA调控基因表达的机制及其在病原菌致病过程中的作用做一概述.     

沙门菌非编码小RNA RyhB研究进展

非编码小RNA(small non-coding RNA,sRNA)是一类基因组中被转录但不翻译成蛋白质的RNA分子,可在转录后水平调控基因表达。与蛋白质介导的调控系统不同,当细菌遇到不利的生长环境时,sRNA介导的调控可对环境变化做出快速应答。沙门菌RyhB-1和RyhB-2是两种相似性较高的sRNA,通过碱基互补配对方式,在调控因子作用下共同或单独调控靶基因表达。铁匮乏时,RyhB-1和RyhB-2可促进沙门菌摄取铁元素、限制胞内非必需含铁蛋白生成以及加快铁硫蛋白的储存,是沙门菌在转录后水平调控铁稳态的主要元件。此外,当沙门菌遭遇氧化应激、缺氧或酸性环境等不利环境胁迫时,RyhB可分别控制活性氧自由基的生成、平衡硝酸盐等无机物稳态、调节细菌运动性以及沙门菌毒力等应对环境变化。本文就沙门菌RyhB生理特征及其调控机制和功能进行阐述,以期为后续沙门菌RyhB的研究提供指导信息。     

沙门菌非编码小RNA调控功能研究进展

细菌非编码小RNA（sRNA）是原核生物中新发现的基因表达调控因子,可在转录后水平调节基因的表达。沙门菌是sRNA研究的模式菌,研究者利用生物信息学预测技术、全基因组分析技术和高通量RNA测序技术,至少发现70余种沙门菌sRNA。它们通过感应温度,pH值,渗透压或氧分压等环境信号,利用碱基互补方式与靶标mRNA结合,调控靶标mRNA的翻译、降解或稳定性。通常一种sRNA有多个靶基因或靶位点,可调节多种基因的表达,在沙门菌营养物质代谢、外膜蛋白合成、群体感应和毒力表达等诸多生命过程中发挥重要的调控作用。     

布鲁菌sRNA研究进展

布鲁菌病是一种危害严重的人兽共患病,威胁着畜牧业的发展和人类的公共卫生安全。作为布鲁菌病的病原,布鲁菌能够耐受宿主体内的各种杀菌机制并持续的生存。细菌的sRNA在基因组中被转录,但绝大多数sRNA并不编码蛋白质。sRNA通过碱基配对与mRNA结合,影响mRNA的稳定性或翻译,从而调控细菌代谢、群体感应、环境应激及细菌毒力基因表达等生物过程。通过sRNA调控毒力相关基因表达,使布鲁菌可以耐受多种胞内应激环境。目前为止,仅有少数布鲁菌sRNA的功能得到了较全面的研究,论文对这些sRNA的研究进展进行综述。     

细菌非编码小RNA的研究与展望

细菌非编码小RNA(sRNA)是近年来在原核生物体内发现的长度在40~500 bp的RNA。sRNA在基因组中被转录,但自身不能编码蛋白质,一般需要Hfq协助,在转录后水平与mRNA结合,影响mRNA的稳定性和翻译,从而调控生命活动,是细菌代谢、群体感应、适应环境、应激反应及毒力基因表达的重要调节因子。目前,各类细菌中发现的sRNA超过150种,研究方法主要有传统的实验室检测分析法和基于生物信息学的预测法。     

布鲁菌Hfq蛋白研究进展

布鲁菌病(布病)是一种严重的人兽共患病。作为布病的病原,布鲁菌能够耐受宿主体内的各种杀菌机制并持续的生存。当布鲁菌侵入宿主体内后,必须适应抗体免疫的环境,而这依赖于布鲁菌对自身基因表达的巧妙调控。Hfq蛋白是一个RNA伴侣分子,对于介导sRNA的转录后调控发挥着重要的作用。在多种细菌中,对Hfq蛋白的功能都进行了深入的研究,目前已经发现该蛋白与细菌基因的表达调控、细菌对多种应激环境的适应能力以及致病菌的毒力均有着密切的关系。论文对Hfq蛋白的结构,对sRNA的调控功能,特别是布鲁菌Hfq蛋白调控功能的研究现状及在布病疫苗研发中的应用进行系统的介绍,为布鲁菌基因的表达调控和布病防控技术的研究提供参考。     

Puf蛋白的功能及作用机制

基因调控包括转录调控、转录后调控和翻译调控。基因的转录后调节在快速应对环境变化中起着重要的作用,它通常由各种RNA结合蛋白介导。在大多数真核生物中,Puf(果蝇Pumilio蛋白和秀丽隐杆线虫Fem-3结合因子合称)蛋白是一种高度保守的RNA结合蛋白,并且其在基因的转录后调控过程中起着重要的作用。目前许多Puf蛋白的研究主要集中在果蝇和线虫上,但是对人和原虫Puf蛋白的研究比较少。论文主要对人和原虫Puf蛋白的生物学功能和作用机制进行总结,以期为原虫新药或疫苗的开发提供新思路。     

家蚕类免疫球蛋白(hemolin)基因的克隆及表达特征和抗菌活性研究

Hemolin是昆虫的一种重要先天性免疫蛋白,属于免疫球蛋白超家族。克隆了家蚕hemolin基因,其序列全长5 100bp,含有5个外显子和4个内含子,基因cDNA编码含410个氨基酸的蛋白质,预测蛋白的分子质量约44.79 kD,pI 5.12。对该基因表达规律和生物学活性的结果研究表明:该基因只在家蚕蛹期脂肪体内特异性转录和表达,并能够被细菌和病毒诱导在幼虫期表达;该基因体外表达获得的重组蛋白具有抗菌生物学活性,能够有效抑制苏云金芽孢杆菌等的生长,由此暗示家蚕Hemolin蛋白可能在蚕体抵御病毒与细菌的感染过程中发挥重要作用。     

RNA干扰的作用机制及应用前景

RNA干扰是将双链RNA导入细胞引起特异基因mRNA降解的一种细胞反应过程,涉及多种蛋白质共同参与。此干扰机制可在转录、转录后和翻译水平上实现。转录水平上的干扰机制是通过对靶基因染色质结构的改变,使其基因转录受限,导致表达系统的关闭。翻译水平上的干扰机制,是通过抑制相应mRNA的翻译,使相应的蛋白质表达受阻。转录后水平则包括siRNA形成阶段和扩增循环阶段。siRNA形成阶段即外源性或内源性dsRNA通过Argonaute家族基因编码的蛋白质的识别,进一步诱导双链RNA与Dicer结合。扩增循环阶段即特异性siRNA与靶mR-NA结合后,没有被活性酶切割、降解;而是以siRNA中的一条链为引物,以靶mRNA为模板,在RNA依赖的RNA聚合酶的作用下,延伸形成新的双链RNA,被Dicer内切酶或相关酶切割为新的21 nt~23 nt siRNA。随着RNA干扰技术的不断进步,RNA干扰可广泛地应用到抗病毒,肿瘤治疗,药物靶点筛选以及免疫性疾病治疗等方面。     

转录因子互作调控鸡脂肪细胞分化研究

哺乳动物的CAAT增强子结合蛋白α(C/EBPα)、CAAT增强子结合蛋白β(C/EBPβ)、过氧化物酶体增殖物激活型受体γ(PPARγ)和胆固醇调节元件结合蛋白质1(SREBP1)是脂肪细胞分化调控的重要因子,鸟类脂肪细胞分化的分子调控网络目前还不清楚。本研究利用荧光素酶报告基因检测发现,C/EBPα、C/EBPβ和SREBP1过表达促进鸡PPARγ基因启动子活性(P0.05);C/EBPβ和SREBP1过表达抑制鸡C/EBPα基因启动子活性(P0.05);PPARγ过表达促进鸡FAS基因启动子的活性(P0.05),并抑制鸡LPL和AFABP基因启动子活性(P0.05),但对鸡C/EBPα基因启动子活性没有显著影响(P0.05)。本研究结果为进一步阐明鸡脂肪细胞分化的转录调控网络奠定了基础。