附睾中非编码小RNA(sncRNA)的研究进展

非编码小RNA(sncRNA)主要通过抑制性调控靶基因发挥作用。近年的研究发现sncRNA在哺乳动物附睾的各个部位均有表达,并且在调控附睾不同节段的基因表达方面起着非常关键的作用。附睾上皮细胞中sncRNA的多样性及其表达水平的时空差异会影响很多潜在的靶基因,从而调节附睾的生理功能,另外,这些sncRNA还可以通过附睾小体传递给精子,对精子产生一系列的调控作用。综述了附睾中sncRNA表达、sncRNA对附睾和附睾中精子功能调节方面的研究进展,以期为探究sncRNA对雄性生殖细胞调控作用的分子机制提供参考。     

牦牛GPX基因家族生物信息学及表达分析

本研究旨在筛选F1代雄性不育犏牛与正常牦牛谷胱甘肽过氧化酶家族（GPXs）差异表达基因（DEGs）,探索在牦牛附睾精子成熟过程中可能发挥重要作用的调控基因和生物学功能。从转录组测序数据库中筛选并鉴定得到牦牛GPXs基因,利用生物信息学方法分析GPXs基因理化性质、基因结构、系统进化关系、表达情况以及GPXs蛋白多序列比对、二级结构、三级结构。结果显示：共鉴定了8个牦牛GPXs基因（GPX1～GPX8）,分子量为22.60～56.31 ku,等电点为5.09～5.32,包含4～8个保守元件;GPXs蛋白具有共同保守氨基酸序列,在蛋白二、三级结构分析中显示都存在反向平行的β-折叠结构,并与ALOX5、GSS、GSTM3蛋白均存在相互作用;系统进化树显示,GPX基因家族在反刍动物的同源性最高;牦牛和犏牛附睾组织检测到GPX2、GPX3、GPX5、GPX8基因表达存在显著性差异。研究表明,牦牛GPXs基因家族结构高度保守,功能上可能参与调控牦牛附睾精子抗氧化等过程。     

附睾中脂质运载蛋白家族的研究进展

脂质运载蛋白(lipocalin,Lcn)家族的功能十分重要,其中附睾分泌的Lcn家族能结合一些小分子配体,呈高度区域性分布,参与很多生物调控过程,在精子成熟过程中扮演重要角色,可为研究附睾功能提供理论基础。作者介绍了Lcn家族的结构特征、Lcn在附睾中的表达、作用及研究现状。     

家禽附睾功能及其对睾丸后精子成熟调控机制研究进展

睾丸内的精子虽已成型,但仍需要在附睾中经过一系列修饰,使形态结构和功能进一步变化,才能获得运动和受精能力,这个过程即精子成熟。与哺乳动物相比,家禽附睾发生一定退化,但近年来越来越多的研究表明家禽附睾对精子成熟有调控作用。在畜禽良种繁育体系中,精子功能直接与繁殖效率高度关联,影响制种成本和养殖效益。因此,挖掘家禽精子功能和精液品质的调控机制,对于改善雄性不育、建立家禽繁殖性能的选育方法和改良技术具有重要的应用价值。本文将对家禽附睾功能及其对精子睾丸后成熟的作用机制研究进展进行综述,以期为进一步研究附睾的家禽繁殖性能调控机制奠定基础。     

哺乳动物附睾特异GPx5功能及其调节机制的研究进展

精子在附睾中的成熟过程是哺乳动物雄配子获得受精能力的关键。谷胱甘肽过氧化物酶-5（glutathione peroxidase-5,GPx5）作为附睾特异性表达的抗氧化酶具有强抗氧化作用,可调节附睾微环境中的活性氧浓度,保护精子免受脂质过氧化损伤,以维持精子DNA完整性。GPx5还可能对精子活力和顶体反应产生一定影响。GPx5基因的染色体定位及其外显子数存在一定的种间差异,其在不同物种、部位和发育期的表达具有特异性,受雄激素、PEA3因子和ETV4家族等调节。作者就哺乳动物附睾特异GPx5基因的结构与定位、表达特性、功能及其调节机制的研究进展进行综述,以期为进一步研究精子抗氧化机制和提高雄性动物繁殖力提供理论依据。     

miRNA在哺乳动物配子发生中的作用研究进展

哺乳动物配子发生的基因表达调控包括编码基因的阶段特异性表达调控及非编码基因的转录和转录后水平调控。微小RNA(microRNA, miRNA)作为一类小的非编码RNA, 通过识别靶基因非翻译区的结合位点, 导致mRNA降解或者蛋白质翻译抑制, 从而在转录后水平发挥调控作用。近年来, miRNA在哺乳动物生殖活动中的作用逐渐被揭示, 越来越多的研究表明, miRNA在哺乳动物精子发生、精子成熟、卵母细胞成熟、卵泡发育及早期胚胎发育等过程中都发挥着重要的调节作用, 其可通过调节支持细胞的增殖和凋亡或精原细胞、精母细胞及精细胞的细胞周期进程, 在精子发生的不同阶段发挥间接或直接调控作用, 也可通过调节卵母细胞、卵丘细胞以及颗粒细胞的增殖、凋亡、激素合成和细胞间作用, 对卵母细胞的发育和成熟过程进行调控。作者主要介绍了在哺乳动物配子发生过程中, miRNA的细胞和阶段特异性表达及其对靶基因的调节作用, 以期为深入研究哺乳动物配子发生的调控机制提供参考。     

幼龄和成年太行山羊附睾头差异竞争性内源RNAs机制分析

旨在筛选出幼龄和成年太行山羊附睾头中差异表达的长链非编码RNAs（lncRNAs）、微小RNAs（miRNAs）和mRNAs,构建太行山羊附睾头中免疫相关基因调控的竞争性内源RNAs（ceRNAs）网络。本研究选取健康状况良好、体重相近的幼龄（2月龄）和成年太行山羊（2周岁）公羊各3只,去势采集其附睾头组织进行全转录组测序,用DESeq2软件筛选出幼龄和成年太行山羊附睾头差异mRNAs、lncRNAs和miRNAs。利用miRanda软件和R-package（reshape2、dplyr、tidyr）,基于ceRNA-score原理分析得到差异ceRNAs表达谱,对预测所得具有ceRNAs关系的mRNAs进行GO和KEGG富集分析,并绘制得到太行山羊附睾头免疫相关ceRNAs网络。最后,各随机挑选8个mRNAs、miRNAs和lncRNAs,并通过qRT-PCR验证全转录组测序结果的准确性。根据分析结果,以幼龄太行山羊附睾头为对照,成年山羊附睾头差异表达mRNAs有6 461个,其中上调2 997个、下调3 464个;差异表达lncRNAs共有1 147个,其中703个上调、444个下调;差异表达miRNAs共有182个,其中81个上调、101个下调。共得到具有ceRNAs调控关系的lncRNAs 366个,其中上调213个,下调153个;mRNAs有3 131个,其中1 253个上调,1 878个下调;miRNAs有140个,其中48个上调,92个下调。分析具有ceRNAs机制的基因发现,表达量显著上调的与免疫相关的mRNAs：淋巴细胞抗原6复合位点蛋白G5B（LY6G5B）、脂质运载蛋白9（LCN9）、解整合素金属蛋白酶28（ADAM28）和粘蛋白15（MUC15）基因在成年太行山羊附睾头表达量高,且极显著高于幼龄太行山羊（P<0.01）。GO和KEGG富集分析表明,具有ceRNAs机制的差异表达基因富集在内质网蛋白加工通路、蛋白质输出通路、粘蛋白型O-聚糖生物合成通路、细胞外基质受体相互作用通路等。qRT-PCR验证结果表明,除chi-miR-320-3p外,其余差异表达的mRNAs、lncRNAs和miRNAs表达趋势与全转录组测序结果一致。附睾头免疫相关ceRNAs网络分析表明,lncRNA-MSTRG.22929.11、lncRNA-MSTRG.57822.5、lncRNA-MSTRG.26758.1、lncRNA-MSTRG.12113.3、lncRNA-MSTRG.59930.2等lncRNAs作为ceRNAs可以调控附睾头免疫相关基因表达。本研究筛选出了幼龄和成年太行山羊附睾头差异ceRNAs,挖掘并绘制了免疫相关的关键ceRNAs网络,这些lncRNAs作为ceRNAs可为太行山羊附睾头免疫调控机制研究提供参考依据。     

DAZ基因家族生物学功能的研究进展

雄性不育是医学界关注的重要问题之一,其病因多种多样,其中精子质量和无精子症基因(DAZ)是2个重要因素。后者即DAZ基因家族,包括DAZ、DAZL和BOULE基因,是精子生成的重要调控因子。DAZ基因家族成员只在生殖细胞中表达,并且它们的蛋白产物均含有一个高度保守的RNA结合序列。DAZ基因家族的无义突变影响雄性或雌性的生殖,DAZ和DAZL基因在生殖细胞的整个生命过程中都有表达,是原始生殖细胞发育以及生殖细胞分化、成熟所必需的;BOULE基因仅在减数分裂期表达,具有特定的生物学功能。DAZ蛋白在体内和体外都可与RNA结合,并有可能参与了mRNA转录后的表达调控,文章仅就近年来DAZ基因家族生物学功能的研究状况作一综述。     

PP1γ2对树鼩精子成熟和运动性的调控作用研究

为了阐明树鼩精子中是否存在丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶1γ2(PP1γ2)及其在附睾精子中的存在形式,进而探究PP1γ2对精子成熟和运动性的调控作用,本试验以树鼩为研究对象,采用Western blotting分析了不同条件下树鼩附睾头和附睾尾精子中PP1γ2的存在形式和磷酸化程度,探讨了双丁酰环腺苷酸(db-cAMP)、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IBMX)或Ca²⁺对树鼩精子中PP1γ2磷酸化表达水平的影响,并进一步研究了磷酸酶抑制剂冈田酸(okadaic acid,OA)和花萼海绵诱癌素A(calyculin A,CA)对树鼩精子中PP1γ2磷酸化程度的影响及其对树鼩附睾头和附睾尾精子运动度的影响。结果显示,在树鼩附睾头和附睾尾精子中均存在PP1γ2,且在等量的附睾头和附睾尾精子蛋白中,PP1γ2在附睾尾精子的磷酸化程度远高于附睾头精子;db-cAMP、IBMX或Ca²⁺不改变PP1γ2的磷酸化水平;磷酸酶抑制剂OA和CA能明显提高附睾头和附睾尾中PP1γ2磷酸化的程度,且能显著提高精子(尤其是附睾头精子)的运动度(P<0.05),OA和CA的最佳作用浓度分别为1μmol/L和10 nmol/L,最佳作用时间分别为15、20 min。本研究结果表明,蛋白磷酸酶PP1γ2对树鼩精子成熟及运动性具有重要的调控作用,其主要通过磷酸化和去磷酸化的变化发挥作用。     

附睾特异谷胱甘肽过氧化物酶(GPx5)的研究进展

谷胱甘肽过氧化物酶家族是很重要的自由基清除分子,附睾上皮细胞具有四种谷胱甘肽过氧化物酶,其中附睾特异表达的非硒依赖性谷胱甘肽过氧化物酶5(GPx5)具有很强的过氧化物转化能力,因此,对精子的成熟与保护起着非常重要的作用。     

真核生物转录因子及其研究方法进展

真核生物基因的表达调控是当前分子生物学最前沿的研究领域之一,而转录水平的调控是基因表达过程中最重要的第一步,由于蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA之间的相互作用,以及一些复杂大分子复合物的形成,导致真核生物转录水平的调控是一个多级的复杂过程.转录因子即反式作用因子在转录调控中可以直接或间接的识别或结合在顺式作用元件8bp~112bp核心序列上,参与调控靶基因的转录效率.因此,转录因子与调控序列的相互作用在决定某个基因是否表达中占据核心位置.随着对转录因子及其研究方法的深入研究,尤其是近几年染色质免疫沉淀及生物信息学的发展,人们将会进一步研究转录调控的机制及细胞行为和疾病的发生机理.     

脂肪酸对基因表达的影响及调控

脂肪酸是一类重要的营养物质,是动物体内的能量来源,同时也是生物膜的组成成分,在细胞生化过程中也同样起着重要作用。研究发现,脂肪酸可通过对基因表达的影响,对代谢、生长发育以及细胞分化发挥重要的调控作用。真核生物基因表达的调控大致可分为转录前、转录、转录后、翻译和翻译后等5个阶段的调控。脂肪酸通过细胞膜受体信号途径和转录因子活化途径调节基因表达,而多不饱和脂肪酸主要从基因转录和mRNA的稳定性两个方面调节基因表达。文章综述了脂肪酸,尤其是多不饱和脂肪酸对基因表达的影响及调控机制。     

DNA甲基化调控牛AQP1基因的胎盘特异性印记

为揭示牛AQP1（aquaporin 1）基因在不同组织及胎盘中的印记状态，以及DNA甲基化修饰在印记中的调控机制，本研究采用基于SNP的PCR产物直接测序的方法，对32头健康雌性成年荷斯坦奶牛心组织及15个自然分娩后的胎盘试验样本进行检测，确定了5头杂合子个体牛和3个杂合子胎盘，对其组织（心、肝、脾、肺、肾、肌肉和脂肪）和胎盘进行AQP1等位基因表达分析及印记状态分析，利用亚硫酸氢盐测序法分析AQP1基因位于启动子和第一个外显子区的CpG岛在牛心、肝组织、2个胎盘和对应精子中的DNA甲基化状态。结果发现，在杂合子牛被检测的7个组织中，AQP1基因呈现双等位基因表达；而在胎盘中，AQP1基因为单等位基因表达。通过分析杂合子胎盘对应的亲本基因型，发现AQP1基因为母源等位基因表达，即父源印记。进一步比较分析AQP1基因启动子区CpG岛在牛组织、胎盘及对应精子中的甲基化状态，在双等位基因表达的心脏、肝脏组织中，该区域未发现差异甲基化区（differentially methylated regions，DMR）；而在单等位基因表达的胎盘中，存在差异甲基化区，同时父源等位基因精子中为重甲基化状态。以上结果说明，牛AQP1基因为胎盘特异性单等位基因表达的父源印记基因，且AQP1基因位于启动子和第一个外显子区的CpG岛甲基化修饰参与调控牛胎盘的印记表达；在被检测的组织中为双等位基因表达。     

RNA干扰的研究现状与展望

RNA干扰是一种由双链RNA所引起的序列特异性基因沉默。它是真核生物中基因转录后沉默作用的重要机制之一。这种机制在进化中呈保守趋势,介导对内外源性病理性核苷酸及侵入微生物的抵抗,并在染色质水平、转录水平、转录后水平和翻译水平层次上参与基因表达的调控。基于此机制建立的RNAi技术作为新兴的基因阻抑方法,在功能基因组学、微生物学、基因表达调控机理研究等领域得到了广泛应用。本文从RNAi的作用机制、生物学功能、特点及应用等方面介绍了其研究进展。     

染色质开放性与动物胚胎发育关系的研究进展

染色质开放性是指核小体或转录因子等蛋白与真核生物染色质DNA结合后,对其他蛋白能否再结合的开放程度,这一特性能够反映转录活性.染色质结构是动态变化的,染色质开放性与动物生长发育、细胞分化等过程密切相关,基因组开放染色质高效精准定位可为解析基因表达调控机制提供重要线索.本文介绍染色质开放性检测方法、染色质开放性的影响因素...     

动物脂肪代谢激素调控分子机理的研究进展

激素对脂肪代谢调节机理的共同特点是一方面通过自身的受体介导，另一方面又通过干扰其它激素的信号传导通路的某个环节来发挥作用。其作用既可从ＤＮＡ水平 上调节相关基因的表达和ｍＲＮＡ水平上调节转录物的稳定性，也可从蛋白质水平上通过磷酸化来调节酶及相关蛋白质的活性。不同水平的调节作贯穿于整个脂肪代谢及其它物质代谢的相互作用之中，也就构成了脂肪代谢研究的独特性和复杂性，及其与其它代谢研究的不可分割性。     

日本结缕草ZjTCP20基因生物信息学及表达模式分析

TCP是高等植物所特有的一类转录因子，参与调控植物的生长发育、衰老及逆境应答等多个生物学过程。本研究从日本结缕草(Zoysia japonica)中克隆出ZjTCP20基因，并对该基因进行生物信息学分析、自激活检测、表达模式分析等来探究该基因特性。ZjTCP20基因完整编码区为624 bp,编码208个氨基酸。ZjTCP20蛋白无信号肽，具有疏水性，系统发育进化树结果显示其与玉米(Zea mays)ZmTCP20亲缘关系最近。亚细胞定位显示该蛋白定位于叶绿体、细胞质和细胞核上。ZjTCP20基因表达模式结果显示，该基因在幼嫩叶片中大量表达，随植物发育表达量逐渐减少，但茉莉酸甲酯(MeJA)等3个激素对基因的表达量没有显著影响。酵母自激活试验显示ZjTCP20具备自激活活性。本研究为进一步研究ZjTCP20基因提供了科学依据。     

绵羊Myostatin基因真核表达载体的构建及在其原代成纤维细胞中的瞬时表达

Myostatin(MSTN)基因是胚胎期肌肉形成和出生后骨骼肌生长的主要调控因子之一,通过抑制肌细胞的扩增和分化而调控肌肉的生长和发育。为了进一步揭示MSTN在绵羊成纤维细胞中的生物学功能,采用RT-PCR从绵羊肌肉组织中扩增MSTN基因,将其cDNA终止密码子TGA删除,采用定向克隆技术连接到带有水母绿色荧光蛋白(AcGFP)报告基因的真核表达载体pAcGFP-N1中,构建融合蛋白重组质粒,经XhoⅠ/SacⅡ双酶切、测序鉴定后,用脂质体介导质粒转染绵羊原代成纤维细胞,观测荧光表达及用RT-PCR和Western blotting方法检测基因转录、蛋白质表达情况。结果表明,成功克隆绵羊MSTN基因,通过PCR方法在MSTN阅读框两端引入了XhoⅠ和SacⅡ克隆位点,成功构建pAcGFP-MSTN融合蛋白真核表达载体,重组质粒转染绵羊成纤维细胞24 h后在荧光显微镜下观察到绿色荧光,通过RT-PCR扩增出1138 bp的转录产物,并用Western blotting检测到78 ku目的蛋白的表达。本试验为研究MSTN基因在成纤维细胞和脂肪分化调控中的具体机制奠定基础。