耐辐射奇球菌Deinococcus radiodurans中非编码RNA

耐辐射奇球菌(Deinococcus Radiodurans)对电离辐射、紫外线以及强氧化剂等方面具有惊人的抗性。非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)在参与转录调控、RNA的加工与修饰、mRNA的转录、蛋白质的运输与稳定性调节等方面具有非常明显的作用。本文通过概率上下文无关算法(Stochastic ContextFree Grammar,SCFG),对耐辐射奇球菌R1菌株的基因间序列进行相似二级结构预测,结果发现,在耐辐射奇球菌R1基因组的非编码区存在28个非编码RNA家族。其中IRE家族成员最多,其次是Histone3、tRNA和SECIS家族。所发现的DicF与ctRNA_pGA1t、mRNA等家族成员为细菌所特有。与其他生物比较分析结果显示,可以用这些非编码RNA来研究耐辐射奇球菌的生物学功能,并为进一步研究其DNA损伤与修复分子机制提供依据。     

程序性翻译后修饰对FEN1功能调控的研究进展

瓣状核酸内切酶(FEN1)是结构特异性5'核酸酶超家族成员,以参与冈崎片段成熟、DNA重组、细胞凋亡DNA片段化和长片段碱基切除修复(LP-BER)而闻名,在生物体的多种代谢途径中发挥作用,对维持不同物种基因组的稳定性发挥着十分重要的作用。FEN1的功能或表达异常会导致生物体内的多个生命过程发生紊乱,如突变率增加、微卫星序列不稳定、DNA降解等,对生物体造成严重危害。因此,FEN1在生物体内的表达必须受到严格、精确、及时的调控。研究表明,翻译后修饰对FEN1蛋白的活性强弱、细胞定位及功能稳定性发挥着重要的调控作用。本文对关于FEN1翻译后修饰调控的相关研究进展进行总结,系统归纳翻译后修饰对FEN1功能的调控和影响,为后续开展FEN1程序性调控研究提供了参考。     

耐辐射球菌中priA类似基因突变对DNA修复和DNA转化的影响

DNA损伤很易阻断复制叉的前进。损伤DNA的修复以及接下来停止复制叉的重启动过程对细胞生存极为重要。依赖于PriA的复制重启动机制是细菌复制重启动的主要途径。为了解priA类似基因Dr2606在耐辐射球菌中的作用,并检测Dr2606在DNA修复中的作用,本研究用卡那霉素抗性基因代替Dr2606阅读框,构建了Dr2606缺失突变株,并对突变株进行UV和丝裂霉素处理,测定了Dr2606突变株的转化效率。Dr2606的突变导致菌体生长缓慢,细胞生存率急剧下降。意外的是,耐辐射球菌的DNA修复能力没有削弱。但突变株的转化效率大大削弱。这说明在耐辐射球菌中priA类似基因Dr2606对停止复制叉的重启动过程并不是必需的;耐辐射球菌不依赖于原点的复制重启动过程可能与其他细菌不同。     

转基因农业现状及应用前景

当今世界人口增长迅速已经超过粮食产量增长的速度.预计世界总人口到2050年将超过100亿,而人均耕地将从1997年0.26公顷减少到届时的0.15公顷,人均水资源也将下降三分之一,60个国家的70亿人口将面临用水困难,当然农业用水也必受影响.雪上加霜的是,农业化肥的持续和过量使用不仅导致了农业土壤盐碱化而且污染了水环境.因此,要满足不断增长的粮食需求将面临上述多种不利因素的挑战.幸运的是,基于现代生物技术的动植物转基因技术在农业领域的应用为上述矛盾的解决提供了一种新的方式.而我们国家的决策层已经意识到这个问题,并已于2008年启动了"转基因重大专项",国家将在今后十年投入约120亿元的经费来支持相关科研.转基因生物又称遗传改良生物,就是被人为整合有某些异源功能基因的生物.将生物进行遗传改造主要有三个目的,包括提高农作物的产量或质量、药物生产或转运以及环境改善.转基因技术在农业上的应用主要是将一些抗虫、抗病、抗逆、高产和优质等性状相关的功能基因导入到目的植物或动物.通常是提取某种生物中具有特殊功能(如抗病虫害、增加营养成分等)的基因片断,通过基因技术加入到目标生物当中,使该基因在目标生物中表达,从而使目标生物具有了该基因的特性.     

耐辐射奇球菌DNA损伤响应开关蛋白PprI的研究进展

耐辐射奇球菌是迄今为止发现的最具辐射抗性的生物之一。其体内的Ppr I蛋白在整个DNA辐射损伤修复过程中起着必不可少的作用,ppr I作为一个细胞全局性的开关基因,协调控制DNA损伤响应与修复过程中众多细胞通路的基因表达。本文探讨了Ppr I在耐辐射奇球菌抗辐射和抗氧化中的生物学功能、相关结构功能以及对其他原核及真核生物抗逆性的影响,并展望了其潜在的生物学新功能与意义,旨在为进一步研究耐辐射奇球菌的辐射抗性机制提供理论依据。     

耐辐射奇球菌同源重组修复机制研究新进展

耐辐射奇球菌是迄今为止人们发现的地球上最抗辐射的生物之一。本文根据本实验室和国内外关于该菌耐辐射的最新研究成果,以各个修复蛋白为线索,详细介绍了耐辐射奇球菌同源重组修复机制上取得的进展。     

辐照技术在肉制品加工保鲜中的应用

食源性致病菌和腐败菌是造成食源性疾病和食品腐败的最主要原因。杀菌剂和防腐剂等传统的食品保鲜技术不仅会破坏食品特有风味,而且会造成化学污染,不利于人体健康。辐照技术作为一种新型的绿色“非热”加工技术,具有环保、安全、便捷、高效等特点,已被广泛应用于食品加工业中。本文结合国内外研究进展,介绍了食品辐照杀菌技术的机理和优势,阐述了辐照技术在生鲜肉和熟食肉制品加工、有害残留物降解中的应用,同时探讨了影响肉制品辐照效果的因素,以期为新工艺的研发提供参考,促进肉制品辐照加工保鲜技术的发展。     

耐辐射奇球菌中RNA解旋酶功能的初步研究

RNA解旋酶参与了细胞中RNA的代谢过程,因而研究RNA解旋酶的功能具有重要意义。耐辐射奇球菌(DR)对于电离辐射具有极强的耐受性,其基因组中编码了一个RNA解旋酶(DR1624)。为研究该RNA解旋酶的功能,利用同源重组方法在细胞内对编码该蛋白的基因进行了敲除,并比较了突变株与野生株在DNA损伤因子胁迫下的生存率。结果表明,dr1624的缺失导致耐辐射奇球菌的生长速率大幅度降低,且表现出明显的温度敏感性。37℃的生长温度能够部分恢复Δ1624突变株的生长表型,其可能是由于相对较高的温度有助于细胞中RNA二级结构的自然打开。Δ1624突变株对高剂量的H2O2胁迫(40 mmol·L~(-1))敏感,其生存率较野生型菌株R1下降了3个数量级。此外,为了更近一步了解该RNA解旋酶的功能,对其进行了同源建模,发现了潜在的核酸结合位点。综上所述,RNA解旋酶在耐辐射奇球菌的生长及其极端抗性中扮演了重要的角色,该研究结果为进一步探索RNA解旋酶的生物学功能奠定了基础。     

Cu~(2+)解除Cd~(2+)对耐辐射奇球菌的生长抑制作用

耐辐射奇球菌对不同金属离子表现出不同的生长表型。本研究发现菌体对铜离子不敏感,而对镉离子敏感。镉离子单独作用于耐辐射奇球菌时,对菌体的抑菌作用明显,但当加入铜离子时,抑菌作用明显变小,用10μL 10mmol·L-1镉离子的溶液处理耐辐射奇球菌时,发现如果同时加入10μL 10mmol·L-1的铜离子,出现明显的拮抗作用。在10mmol·L-110μL铜离子的情况下,抑菌圈缩小了0.24倍,结果表明,铜离子对镉离子引起的具有明显的拮抗作用,这为利用低毒金属解除重金属镉对耐辐射奇球菌毒性的研究和应用提供了基础。     

Bt毒蛋白Cry1Ab受体基因Bt-r3在大肠杆菌中的克隆和表达及特性分析

根据二化螟中肠Bt毒蛋白Cry1Ab的受体基因Bt-r3的cDNA序列设计特异引物,扩增得到编码Bt-R3蛋白胞外部分的目的片段(约4500bp).将目的基因酶切克隆到质粒载体prcHis-TOPO上,再将该质粒导入到感受态细胞TOP 10,经IPTG诱导、得到约为160 kD的表达蛋白.经Western印迹鉴定,结果表明表达产物能有效地结合Bt毒蛋白Cry1Ab,从而确认Bt-r3是Cry1Ab的受体基因.它们的结合部位位于Bt-R3蛋白的胞外结构域中.