3'UTR在基因表达调控中的作用

真核生物的基因表达调控在生物体生长发育过程中发挥着重要作用,涉及转录、翻译及mRNA和蛋白质的周转等多种生物学过程。研究表明,mRNA的3'端非翻译区（3'UTR）与转录后基因表达关系密切,3'UTR在mRNA稳定性、亚细胞定位及翻译等生物学过程中发挥着重要的调控作用。3'UTR序列的变异,可引起基因的异常表达,导致疾病发生。作者主要对3'UTR在基因表达调控、人类疫病和畜禽生产中的作用等研究进行了综述,以期为3'UTR调控机制在人类疫病诊断与治疗,以及畜禽生产中的应用提供理论依据。     

多不饱和脂肪酸对动物体脂沉积及其基因表达的影响

多不饱和脂肪酸(PUFA)是一类重要的营养物质,是体内重要的能量来源,同时也是细胞膜的重要组成成分,在细胞生化过程中同样起着重要作用。研究发现,日粮添加PUFA能抑制动物生脂酶基因的表达,并增加脂肪分解相关酶基因的表达,从而调节体脂代谢。PUFA主要在基因转录和mRNA的稳定性两个水平上调节基因表达,其调节机制目前认为主要有两种:一种为PUFA-PPAR依赖性机制,另一种为PPAR非依赖性或PUFA特异性机制。     

瘦素基因的研究进展

瘦素（leptin,LEP）是白色脂肪分泌的一种蛋白质激素,在哺乳动物中,LEP是一种16-ku的肽类激素,在能量平衡的神经内分泌和外周调节中发挥重要作用,是反应体脂含量和调节体重、摄食的重要信号因子。在人类疾病方面,LEP基因的表达对很多疾病的发生起着重要的调控作用,尤其是LEP基因的突变可能导致肥胖、糖尿病和乳腺癌等疾病;在畜牧生产上,LEP基因的表达对牛、羊和猪的采食和生长性状影响显著。为了加深对LEP基因的认识,作者对LEP基因的结构及LEP的分布、结构和功能进行了总结,并对近几年LEP基因在疾病和畜牧生产方面的研究进展进行了综述。     

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。     

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。     

Antimicrobial peptides and surfactant proteins in ruminant respiratory tract disease

In ruminants, respiratory disease is multifactorial and a leading cause of morbidity and mortality. Pulmonary innate immunity is the first line of defense for the respiratory tract. Alteration of regulation, expression, and function of these factors may be important to disease development and resolution. Many antimicrobial peptides and surfactant proteins are constitutively expressed in the respiratory tract and expression levels are regulated. Beta-defensins are cationic peptides with broad antimicrobial activity against bacterial, viral and fungal pathogens. Beta-defensins are primarily expressed in mucosal epithelia (and in some species leukocytes); where they may also participate in chemotaxis, wound repair and adaptive immune responses. Surfactant proteins A and D are secreted pulmonary surfactant proteins that have antimicrobial and immune regulatory activity. Anionic peptide is a constitutively expressed, aspartate-rich peptide that has antimicrobial activity and is most prominent during reparative epithelial hyperplasia. Regulation of these immune defense components by stress, pathogens, and inflammatory cytokines may play a role in the susceptibility to, severity and resolution of respiratory infection. The expression patterns of these molecules can be specific for host-species, class of pathogen and stage of infection. Understanding the regulation of antimicrobial peptide/protein expression will further enhance the potential for novel prophylactic and therapeutic modalities to minimize the impact of respiratory disease.     

家畜毛色形成分子基础及应用研究进展

动物毛色是一种容易被识别的表型,也可作为筛查某些疾病的有效手段。毛色主要由黑色素细胞产生的真黑色素和棕黑色素的分布、比例和产生速率所决定。许多基因对黑色素的产生和分布起着重要调控作用,各基因间的不同基因型形成多种基本毛色、淡化毛色和花斑。此外,miRNA靶向结合毛色主效基因mRNA,诱导抑制/增强其转录翻译过程,从而调控毛色基因的表达,影响黑色素合成。文章简述了家畜调控毛色的主效基因黑色素皮质素受体1（MC1R）、野灰位点信号蛋白（ASIP）、原癌基因（KIT）、酪氨酸酶关联蛋白（TYRP）、小眼畸形相关转录因子（MITF）和内皮素受体B（EDNRB）的DNA序列多态性（不同基因型）与毛色性状、疾病之间的关系;介绍了毛色形成相关miRNA挖掘鉴定、miRNA调控毛色相关基因研究进展与毛色基因研究应用价值,旨在为今后研究家畜毛色机理提供理论依据。     

miRNAs对骨骼肌调控的研究进展

microRNAs（miRNAs）是生物体内自然存在的一类长度约为22 nt的小分子非编码RNA，能够通过与靶基因mRNA 3'UTR不完全互补配对，降解靶基因mRNA或抑制其翻译，在转录后水平调控基因的表达，进而广泛参与调控机体生长、发育、疾病等多个生物学过程。骨骼肌约占人体体重的40%，是动物体维持正常生长发育必不可少的组成部分。miRNAs通过靶向骨骼肌发育、再生与疾病过程的关键因子，进而发挥调控作用。作为骨骼肌疾病的重要调控因子，miRNAs已成为肌肉相关疾病的检测标志物和靶向诊疗药物。近年来，随着对miRNAs研究的深入，有关miRNAs对骨骼肌调控的研究已成为生命科学领域的研究热点。作者综述了miRNAs参与调控骨骼肌细胞增殖、分化、再生与疾病等方面的研究进展，旨在为治疗肌肉疾病及提高畜禽肉品质提供理论依据。     

哺乳动物合子基因组激活过程中的染色质重塑

哺乳动物受精后,终末分化的卵子和精子结合并转变为具有全能性的受精卵,从而产生胚胎。胚胎发育最初由卵母细胞储存的基因产物指导,然后完成由母源到合子的过渡(maternal-to-zygotic transition, MZT)。母源mRNA逐渐被降解,合子基因组开始转录,合子的发育由自身调控。伴随着胚胎发育的进行,表观基因组经历了剧烈的重编程,表观遗传修饰在胚胎发育过程起到重要调控作用。其中,染色质重塑是指开放(转录激活)和关闭(转录抑制或沉默)染色质结构之间的动态变化。核小体在染色质上的不均匀分布导致基因组不同区域的松散程度不同,染色质可及性高的区域比较松散,易与转录因子结合,通常是重要的调控区域。染色质重塑通过调节DNA结合蛋白的基因组可及性,参与合子基因表达的调控,在合子基因组激活(zygotic genome activation, ZGA)过程中起到重要作用。作者讨论了伴随ZGA的整体染色质结构(和局部染色质可及性)的变化,以及它们在ZGA中的作用,为深入理解合子基因表达的调控机制提供参考。     

病原感染后鸡miRNAs调控的研究进展

microRNAs(miRNAs)是一种短的单链非编码小分子RNAs，无论是在正常发育还是疾病的发生发展过程中，都能够与靶mRNA结合，参与到基因的转录后调控过程，并在其中发挥重要的调节作用。近年来随着miRNAs研究的深入，越来越多的证据表明，病原感染后会引起宿主miRNAs表达水平发生变化，这些差异表达的miRNAs能够积极地参与到疾病的发生发展过程中，并通过调控靶基因的表达参与免疫功能、自噬、炎症反应、代谢等多种生物学过程来抑制或促进疾病的发展。此外，宿主miRNAs作为一种参与转录后调节的小分子RNAs，在病原感染过程中，鸡miRNAs除了可以靶向自身的基因来调控鸡先天免疫信号，也可以靶向病原的基因从而影响病原的吸附、入侵、增殖等过程。作者主要介绍了miRNAs的生物合成、功能以及鸡miRNAs在部分病毒、细菌、寄生虫等病原侵袭过程与致病过程中的调控作用及其机制，简述了不同病原感染后鸡miRNAs的调控策略，以期从miRNAs的角度为鸡病的诊断、治疗和防控提供一定的参考。     

可变剪接的表观遗传学调控机制及其在脂肪代谢中的作用研究进展

可变剪接是指从1个mRNA前体中通过不同的剪接方式产生不同的mRNA剪接异构体,并使得最终的蛋白产物表现出不同或者相互拮抗的功能和结构特性的过程.基因通过可变剪接在组织发育和疾病中起着至关重要的作用,是高等真核生物蛋白质多样性的主要来源之一.剪接过程受多种因素调控,其中表观遗传学现象是可变剪接过程中重要的影响因素,多项...     

miRNA调节卵泡颗粒细胞凋亡及其机制的研究进展

微小核糖核酸(microRNA,miRNA)是一类内源性非编码RNA,具有广泛的基因表达调控作用,可以在转录后水平通过影响靶基因来调控相应蛋白质的表达,进而调节细胞的生命活动。miRNA在哺乳动物卵泡颗粒细胞中表达,并调控颗粒细胞的凋亡。颗粒细胞作为卵巢卵泡中数量最多的细胞群,在卵泡发育过程中起着至关重要的作用,不仅为卵母细胞提供营养物质,还调控其发育和成熟。颗粒细胞凋亡是导致卵泡闭锁的重要原因,影响卵泡的数量和质量从而影响雌性动物的繁殖性能。颗粒细胞凋亡过程受多种因素的调控。文章简述了miRNA对卵巢颗粒细胞凋亡的调控作用及其机制,其中包括miRNA通过调控激素分泌和细胞凋亡相关因子的表达进而调节颗粒细胞的凋亡,miRNA对颗粒细胞凋亡相关信号通路的影响,miRNA调控颗粒细胞凋亡导致的卵巢相关疾病,并总结了对颗粒细胞凋亡有调控作用的miRNA,以及miRNA在疾病诊断和治疗中的潜在作用,以期为后续相关卵巢疾病的发病机制和治疗方案研究,以及提高雌性哺乳动物生殖性能提供指导和参考。     

Upregulation of transforming growth factor-beta and interleukin-10 in cows with clinical Johne's disease

Johne's disease progresses through distinct stages including a protracted subclinical stage in which the infection appears to be controlled; followed by a more acute stage in which the host animal demonstrates clinical signs such as diarrhea and weight loss. Little is known about the dynamics of the host immune response during these two phases of disease, however, it is possible that immune modulation in the early stages of disease may play an important role in disease progression. We hypothesized that the clinical stage of Johne's disease is mediated by the expression of cytokines such as transforming growth factor-beta (TGF-beta) and interleukin-10 (IL-10) that may be accompanied by the downregulation of IFN-gamma gene expression. In the present study, tissue samples were collected from the ileum, ileocecal junction, ileocecal lymph node, and mesenteric lymph nodes of healthy, subclinically or clinically infected cows. The expression of TGF-beta, IL-10, and IFN-gamma genes in these tissues was determined by quantitative competitive RT-PCR. The results demonstrate that TGF-beta and IL-10 mRNA levels are higher in cows that have progressed to the clinical stage of disease compared to subclinically infected or healthy cows. In contrast, IFN-gamma gene expression was significantly higher in subclinically infected cows. These results suggest that a change in the balance of cytokines at the site of infection may contribute to the ability of the host to control Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis infection.     

脱氧核酶在病毒学中的研究和应用

脱氧核酶(DNAzyme)是近年来利用体外分子进化技术筛选得到的一种具有RNA裂解活性的DNA分子,具有核酸酶活性、过氧化物酶活性、激酶活性等多种催化功能及高效性和高特异性,可能成为治疗肿瘤、病毒感染等新型的基因治疗工具.现就DNAzyme的筛选方法、特性和病毒学研究中的应用等方面做一综述.     

家蚕Poly(A)结合蛋白基因BmPABP的克隆及序列与功能分析

Poly(A)结合蛋白[Poly(A)-binding protein,PABP]是广泛存在于真核生物细胞内的一类高保守性蛋白,通过与Poly(A)的结合形成翻译起始复合物调节mRNA的稳定性和翻译效率。利用RT-PCR方法克隆了家蚕Poly(A)结合蛋白基因Bm-PABP,该基因含有4个外显子,开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为1 812 bp,编码603个氨基酸,具有4个典型的RNA识别模体(RNA recognization motif,RRM)和1个保守的C末端结构域。基因芯片数据分析显示,BmPABP在家蚕5龄第3天幼虫各组织以及5龄第4天至化蛾阶段具有高水平的转录表达。构建基于家蚕Actin4启动子的瞬时转染载体pSLA4-Bm-PABP,将其与携带有荧光素酶报告基因的pSLA4-LUC质粒分别按1∶1和2∶1的摩尔比混合后共转染昆虫Sf9细胞,于转染后72 h检测荧光素酶活性,结果显示荧光素酶的活性较对照分别提高了11.9倍和7.5倍。研究结果初步证实了BmPABP具有促进目的基因表达的功能,同时提示利用BmPABP有望提高外源基因在转基因家蚕中的表达水平,可应用于家蚕生物反应器研究。     

MicroRNA研究概述

MicroRNA(miRNA)是一类真核生物内源性非编码的单链小分子RNA,长约21nt~23nt。越来越多的miRNA在动物细胞和植物组织中发现,这些成熟的小分子RNA是从具有发夹结构的前体miRNA(pre-miRNA)剪切出来,通过与靶mRNA分子互补结合而抑制蛋白翻译或导致mRNA降解,从而调控靶基因的表达。miRNA是一类重要的基因调控子,在机体的基因表达调控、细胞分化和凋亡以及抗病毒防御中发挥重要的作用。深入理解miRNA介导的宿主与病毒之间的相互调节作用,对于阐明病毒的致病机理与制定治疗策略具有深远的意义。     

动植物miRNA实现跨物种基因调控的研究进展

近年来,有研究发现动物体内存在一类非自身的miRNA,这类miRNA主要是随着食物进入,并在动物体内发挥一定的调控功能,这一研究发现可为从植物中提取特殊物质作为添加剂或是为探究中草药治疗疾病的作用机理提供一定的理论支持,拓宽了外源性动植物miRNA的研究方向。从动植物miRNA的形成过程、结构特点、跨物种后稳定性、组织特异性表达、靶基因结合方式、生物学功能以及跨物种调控等方面,系统阐述了动植物miRNA进行跨物种调控的作用机制及研究进展,对动植物miRNA未来的研究方向和应用进行了展望,以期为miRNA在疾病治疗和营养补充方面的开发利用提供参考。