耐辐射异常球菌的微生物资源及其应用

异常球菌属菌株作为耐辐射微生物代表的具有对辐射、氧化、干燥等胁迫的极端抗性。随着耐辐射微生物的不断分离和鉴定,以及4株异常球菌属菌株全基因组序列的测定,耐辐射微生物及其基因资源的应用受到了极大的关注。综述了异常球菌属及其基因资源的研究与利用,并分析和展望了该属微生物及其基因资源在环境保护和生物修复、人类健康、生物技术和农业产业等方面的潜在应用前景。     

耐辐射奇球菌抗辐射机制的研究进展

耐辐射奇球菌是迄今为止发现的对辐射抗性最强的原核生物,是研究DNA损伤与修复的模式生物。根据国内外对耐辐射奇球菌研究最新成果,从该细菌的生理生化特征和遗传学特性、诱变所致的损伤与其高效的修复机制,及应用方面的研究进行了综述,探讨了其研究价值和应用前景。     

耐辐射球菌DNA修复机制研究新进展

耐辐射球菌是迄今为止发现的最耐辐射的原核生物,是研究DNA损伤与修复的模式生物.根据国内外实验室和本实验在耐辐射球菌研究上取得的最新研究成果,本文从该细菌的结构特征、分子防御机制、重要修复基因、基因组学和蛋白质组学等方面综述了耐辐射球菌在DNA修复机制方面取得的进展,探讨了未来揭示该细菌独特高效的DNA修复分子机理可能采取的途径.     

耐辐射球菌离子注入抗性的初步研究

[目的]为深入分析耐辐射球菌的抗性机制奠定基础。[方法]以大肠杆菌为对照,研究经γ射线辐射和N+注入后耐辐射球菌的剂量-存活率曲线和剂量-生物量曲线,并分析总蛋白的变化情况。[结果]注入N+后,耐辐射球菌的存活率和生物量均呈降-升-降的马鞍型曲线。耐辐射球菌在各个辐射剂量下的存活率高于大肠杆菌,其生物量总体上也多于大肠杆菌,说明耐辐射球菌具有较高抗性。在低剂量N+注入后,总蛋白的含量变化不明显,在高剂量时蛋白含量增加明显。[结论]耐辐射球菌在高剂量下具有一定的修复能力。     

耐辐射球菌锰离子转运蛋白基因DR1709的完全删除分析

[目的]研究耐辐射球菌锰离子转运蛋白基因DR1709完全删除所造成的影响。[方法]试验构建DR1709完全删除突变体PM1709,并对其进行紫外线处理。[结果]在紫外线照射剂量为0和100 J/m2时,耐辐射球菌野生型、M1709和PM1709的存活率基本没有差别;从200 J/m2开始,突变体的存活率显著低于野生型;在含有200 nmol/L Mn的DMM中,M1709和PM1709几乎不能生长。在DMM平板上31℃下培养13 d后,仍然见不到M1709有任何生长的迹象。[结论]DR1709被删除以后,耐辐射球菌对紫外线的抗性显著降低,DR1709在耐辐射球菌抗辐射的过程中发挥了重要作用,DR1709部分删除突变体和完全删除突变体对紫外线的抗性几乎没有差别,说明M1709虽然只是部分删除了DR1709的基因序列,但DR1709的功能在M1709中已完全丧失;M1709对低剂量的锰离子十分敏感,但M1709在TGY中能够生长,说明在营养液中含有丰富的锰离子时,有其他基因代替DR1709行使吸收锰离子的功能,但当外界锰离子含量低时,DR1709则是唯一行使该功能的基因。     

植物DNA双链断裂损伤修复机制研究进展

DNA双链断裂(DSBs)是细胞最严重的损伤形式之一。高等动植物中主要通过非同源末端连接（NHEJ）途径进行DNA双链断裂修复。该途径不依赖DNA同源性,由一些修复因子如：Ku蛋白异二聚体、DNA-PKcs 、XRCC4、ligaseⅣ等,将断裂末端直接连接进行修复。综述了植物DNA双链断裂损伤修复的主要途径及其相关基因研究的进展,探讨了植物DNA损伤修复研究中存在的问题与发展方向。     

耐辐射球菌PPrI突变株的蛋白质组学分析

PprI由dr0167编码,在耐辐射球菌的极端抗性中起重要作用.pprI突变株对于电离辐射、紫外线辐射、丝裂霉素C等都很敏感.与正常培养的野生型菌株比较,正常培养的pprI突变株的双向图谱有明显的变化,其中有18个蛋白质表达量增加,7个蛋白质表达量减少.在有差异的25个蛋白质中,我们用MALDI-TOF质谱仪成功鉴定了13个,这些蛋白质在细胞中行使不同的功能,包括:①糖类转运与代谢;②能量的产生与转化;③无机离子转运与代谢;④氨基酸转运与代谢;⑤翻译后修饰,蛋白代谢,分子伴侣及一些未知的功能等.研究表明,PprI不仅调控与DNA修复直接相关的基因表达,而且调控一个极其复杂的网络系统,这个系统包括行使各种生物学的功能蛋白.     

辐射作用下含修复DNA主链断裂随机动力学理论的研究

在辐射诱发DNA单链与双链断裂问题的研究中,迄今为止的主要理论——靶学说与击中理论,存在缺少修复机制等缺点,而Chadwick的理论仍属半经验性的.本文在Hug与Kellerer基本思想的基础上,发展了一个辐射诱发含修复DNA单、双链断裂的随机动力学理论,建立了随机动力学微分方程组数学模型.     

德国研究小组发现与DNA双链断裂修复相关新基因

<正>德国研究人员在寻找参与修复脱氧核糖核酸(DNA)双链断裂的基因方面获得进展。研究小组在人类细胞中找到61个位点,并发现了此前未知的与DNA双链断裂修复有关的基因。该研究结果将显著加速DNA修复基因的继续搜寻,并带来新的医疗应用可能。相关研究成果发表在6月29日的《公共科学图书馆.生物学》杂志上。     

拟南芥减数分裂重组发生的遗传学研究

减数分裂是有性生殖物种世代交替的转折点,而减数分裂过程中发生的遗传重组则是遗传变异的源泉,并为有性生物的进化提供了推动力。现已发现许多基因在重组过程中起重要作用。由于重组蛋白的高度保守性,反向遗传学为研究植物重组蛋白的性质及作用提供了充分的证据。本文就近年来对模式植物拟南芥减数分裂中的DNA双链断裂形成与修复以及同源染色体重组交换等重要事件及其相关基因的功能进行了概述,尤其对ZMM家族蛋白在遗传重组中的作用进行了重点介绍。     

Genome sequence of the radioresistant bacterium Deinococcus radiodurans R1

The complete genome sequence of the radiation-resistant bacterium Deinococcus radiodurans R1 is composed of two chromosomes (2,648,638 and 412,348 base pairs), a megaplasmid (177,466 base pairs), and a small plasmid (45,704 base pairs), yielding a total genome of 3,284, 156 base pairs. Multiple components distributed on the chromosomes and megaplasmid that contribute to the ability of D. radiodurans to survive under conditions of starvation, oxidative stress, and high amounts of DNA damage were identified. Deinococcus radiodurans represents an organism in which all systems for DNA repair, DNA damage export, desiccation and starvation recovery, and genetic redundancy are present in one cell.     

耐辐射异常球菌K+吸收蛋白ktrA基因功能研究

耐辐射异常球菌(D. radiodurans R1)ktrA基因(DR_1666)编码的K+吸收蛋白在盐胁迫和渗透胁迫中起着重要作用。采用QRT\|PCR分析表明在盐和D\|山梨糖醇胁迫条件下,野生型菌株中ktrA基因表达均显著上调。同时采用融合PCR方法和同源重组技术,构建ktrA基因缺失突变株(ΔktrA),以野生型菌株DR做对照,分别用不同浓度的氯化钾和D\|山梨糖醇对突变株进行胁迫处理。结果显示,突变株ΔktrA对氯化钾和D\|山梨糖醇的敏感性明显高于野生型,表明ktrA基因在菌株耐受高盐和高渗透胁迫时起重要作用。该结果为深入研究D. radiodurans R1菌株中ktrA基因的功能提供了很好的基础。     

耐辐射菌中抗辐射相关基因或酶的研究进展

耐辐射菌对电离辐射、紫外线和一些DNA损伤剂等具有极强的抵抗能力,相关研究表明,耐辐射菌超强的抗辐射作用机制主要存在3个方面,即DNA损伤的高效修复、抗氧化作用以及特殊的生存方式。该研究就耐辐射菌的抗辐射作用相关基因或酶进行了简要综述,并对其应用前景进行了展望。     

Ringlike structure of the Deinococcus radiodurans genome: a key to radioresistance?

The bacterium Deinococcus radiodurans survives ionizing irradiation and other DNA-damaging assaults at doses that are lethal to all other organisms. How D. radiodurans accurately reconstructs its genome from hundreds of radiation-generated fragments in the absence of an intact template is unknown. Here we show that the D. radiodurans genome assumes an unusual toroidal morphology that may contribute to its radioresistance. We propose that, because of restricted diffusion within the tightly packed and laterally ordered DNA toroids, radiation-generated free DNA ends are held together, which may facilitate template-independent yet error-free joining of DNA breaks.     

Bacteriophytochromes: phytochrome-like photoreceptors from nonphotosynthetic eubacteria

Phytochromes are a family of photoreceptors used by green plants to entrain their development to the light environment. The distribution of these chromoproteins has been expanded beyond photoautotrophs with the discovery of phytochrome-like proteins in the nonphotosynthetic eubacteria Deinococcus radiodurans and Pseudomonas aeruginosa. Like plant phytochromes, the D. radiodurans receptor covalently binds linear tetrapyrroles autocatalytically to generate a photochromic holoprotein. However, the attachment site is distinct, using a histidine to potentially form a Schiff base linkage. Sequence homology and mutational analysis suggest that D. radiodurans bacteriophytochrome functions as a light-regulated histidine kinase, which helps protect the bacterium from visible light.