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。     

piRNA的生物学功能及研究进展

piRNA(PIWI-interacting RNA)是一类可在生殖细胞中大量表达,并与PIWI蛋白相互作用的非编码小RNA(non-coding RNA,ncRNA),通过沉默转座元件和调控编码mRNA维持动物基因组稳定,在生殖细胞发育分化过程中发挥重要作用同时,piRNA的异常表达与肿瘤的关系密切。本文对piRNAs的发生通路、调控方式、生物学功能及其在癌症中的研究进展进行论述,为精准医疗的发展及动物杂交后代雄性不育的研究提供新的视角。     

piRNA的形成及其在雌性动物中生物学功能研究进展

piRNA是继siRNA和miRNA之后发现的一类新型非编码小RNA,其与Piwi蛋白协同作用参与piRNA通路,保护动物生殖细胞的遗传信息免受分子寄生虫如转座子的有害影响。近年来,人们对piRNA发生过程的相关蛋白及生物学作用做了研究,发现多种Piwi亚家族蛋白能与piRNA结合形成Piwi-piRNA复合体,通过表观遗传调控参与生殖细胞形成与发育、生殖干细胞分化、性别决定等生物学功能。本文主要围绕piRNA的形成及特点、Piwi-piRNA复合体发挥生物学作用的方式、piRNA在雌性动物中的生物学功能这3个方面对近期的研究进展进行综述,为深入探究piRNA调控雌性动物繁殖机制提供参考。     

PRDM家族蛋白结构与功能研究进展

PRDM家族蛋白是具有一个PR结构域和数量不等锌指结构(除了PRDM11),广泛存在于灵长类、啮齿动物、鸟类和两栖动物中能够调控表观遗传的蛋白。部分PRDM蛋白家族成员的PR结构域具有组蛋白赖氨酸转移酶活性(HMT),影响表观遗传,PRDM蛋白锌指结构具有DNA、RNA、蛋白识别结合能力;另一部分PRDM家族成员虽然具有PR结构域,但不具有HMT活性,在癌症发生、原始生殖细胞特化、神经系统发育、造血、血管发展、胚胎发育中发挥重要作用。PRDM家族蛋白通过甲基转移或募集染色体结构重塑复合物,调控基因表达和修改染色体结构,在细胞特化和疾病调控中起到重要作用。论文综述了PRDM家族蛋白结构与功能最新研究进展。     

谷子RNA干扰相关酶类基因家族的鉴定与分析

Dicers酶类、Argonautes蛋白以及RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerases, RDRs)是RNA干扰(RNA interference, RNAi)机制中重要的核心蛋白,但在谷子(Setaria italica)中尚无系统报道。为了研究谷子中与RNA干扰相关酶类基因的特征,本研究对谷子的RNA干扰相关酶类基因家族进行了蛋白质理化性质、亚细胞定位预测、蛋白质保守基序、基因保守结构域、基因家族成员间系统发育关系以及组织特异性表达谱分析。研究共发现24个与谷子RNA干扰相关酶类基因,包括7个DCL (Dicers),13个AGO (Argonautes),4个RDRs。系统进化树分析表明,这些家族被分为3个进化支。同一家族基因成员具有共同的保守结构域。虽然大多数基因可同时在不同发育时期的叶、茎和穗中表达,但其在各时期的穗和茎中的表达量最高。本研究为详细探讨这些基因在谷子生殖和生长发育中的表观遗传修饰作用提供了理论依据。     

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。     

谷子RNA干扰相关酶类基因家族的鉴定与分析

Dicers酶类、Argonautes蛋白以及RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerases,RDRs)是RNA干扰(RNA interference,RNAi)机制中重要的核心蛋白,但在谷子(Setaria italica)中尚无系统报道.为了研究谷子中与RNA干扰相关酶类基因的特征,本研究对谷子的RNA干扰相关酶类基因家族进行了蛋白质理化性质、亚细胞定位预测、蛋白质保守基序、基因保守结构域、基因家族成员间系统发育关系以及组织特异性表达谱分析.研究共发现24个与谷子RNA干扰相关酶类基因,包括7个DCL(Dicers),13个AGO(Argonautes),4个RDRs.系统进化树分析表明,这些家族被分为3个进化支.同一家族基因成员具有共同的保守结构域.虽然大多数基因可同时在不同发育时期的叶、茎和穗中表达,但其在各时期的穗和茎中的表达量最高.本研究为详细探讨这些基因在谷子生殖和生长发育中的表观遗传修饰作用提供了理论依据.     

全基因组水平白花草木樨TCP基因家族的鉴定及在干旱胁迫下表达模式分析

草木樨是我国北方地区重要的饲料与绿肥豆科作物,在我国草牧业发展和生态经济建设中具有重要作用。干旱胁迫是影响草木樨分布和产量的重要因素,筛选和鉴定调控草木樨响应干旱胁迫的基因对解析草木樨抗旱生物学研究具有重要意义。TCP(teosinte branches1/cycloidea/pro-liferating cell factory)是一类植物特有的转录因子,在调控植物响应干旱胁迫过程中具有重要作用,但目前该基因家族在草木樨中的分布以及响应干旱胁迫的生物学功能未见报道。本研究以白花草木樨为对象,利用生物信息学方法在全基因组水平对TCP基因家族进行系统鉴定,并对其基因结构、系统进化、染色体定位以及干旱胁迫下表达模式进行了分析。结果表明,白花草木樨含有18个MaTCP基因,不均匀地分布在6条染色体上。系统进化表明,18个MaTCP基因可以分为TCP-P和TCP-C两大亚家族,其中TCP-P仅包含PCF分支,而TCP-C包含CYC/TB1与CIN两个分支。这些基因都含有高度保守的bHLH结构域,同亚家族中的成员具有相似的保守基序与基因结构,但在bHLH结构域中TCP-P亚家族相较于TCP-C亚...     

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。     

HuR的功能及其对肌肉生长发育的调控作用

RNA结合蛋白HuR(human antigen R),又被称为类胚胎致死性异常视觉基因1(ELAV like RNA binding protein 1, ELAV1),是一种在机体各组织中广泛表达的重要RNA结合蛋白,其通过调控mRNA前体剪接、多聚腺苷酸化,以及mRNA稳定性与翻译效率等方式参与机体各项生命活动。研究表明,RNA结合蛋白参与了肌肉生长发育调控,其中HuR主要通过影响靶mRNAs的稳定性和翻译参与调控肌生成与肌肉疾病的发生。本文结合近年来HuR的相关研究,从HuR的生物学特性、主要功能与作用方式、在肌肉生长发育及肌肉疾病中的调控作用等方面展开综述,以期为进一步研究HuR在肌肉生长发育调控中的作用提供参考。