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。     

耐辐射异常球菌DNA损伤修复重要功能蛋白的研究进展

耐辐射异常球菌(DR)具有对致死剂量的电离辐射极端的抗性,但对其超强辐射抗性的分子机制仍缺乏深入了解。耐辐射异常球菌基因组分析显示其拥有许多与修复相关的基因或蛋白,转录组学和蛋白组学分析等研究表明该菌能通过复杂的代谢途径控制的网络系统有效地调整并修复DNA。近年来已分析和鉴定了许多与DNA损伤修复,特别是辐射诱导的DNA双链断裂修复相关的蛋白,这些功能蛋白的研究有助于我们加深对其极端抗性机理的认识。主要针对DR双链断裂修复系统中重要功能蛋白的研究进展进行了概述,以期为DNA修复机理的基础研究及应用研究奠定基础。     

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。     

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。     

耐辐射异常球菌黄嘌呤脱氢酶在氧化胁迫反应中的作用

黄嘌呤脱氢酶广泛分布在真核生物、细菌和古细菌中,是催化氧化嘌呤、蝶啶和醛类等多种杂环分子的氧化还原酶类,与氮同化、激素代谢、衰老的调控及活性氧产生等过程相关.耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans R1)具有超强的氧化胁迫抗性和氧保护机制,其基因组含有完整的黄嘌呤脱氢酶编码基因xdhABC.为探...     

基于全基因组测序的耐盐金黄色葡萄球菌ZS01的耐盐机制研究

为探讨金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)耐受盐胁迫的分子机制,以从盐渍水产品中分离的高耐盐菌株S.aureus ZS01和标准菌株S.aureus ATCC 27217作为研究对象,利用二代全基因组测序平台,采用比较组学方法,结合胁迫后金黄色葡萄球菌生长活性和细胞壁通透性的变化,从DNA层面阐明金黄色葡萄球菌耐受盐胁迫的分子机制。结果表明,S.aureus ZS01特异的基因GO分类统计主要涉及膜的整体组件、胞外区、DNA结合和发病机制;KEGG途径主要集中在细胞群落原核生物、传染病：细菌、膜转运、复制和修复,其中与耐盐相关的基因主要涉及双组分信号转导系统、ABC转运系统、转录调控因子和DNA损伤修复,这些基因很可能就是S.aureus ZS01较标准菌株更耐盐的主要原因。     

He-Ne激光对紫外线-B辐射花生种子的生物学效应

采用He-Ne激光辐射方法,对紫外线-B辐射下,花生幼苗在生长发育、生理生化等方面的损伤修复效应,从个体、细胞、DNA分子等水平上进行了试验和分析。主要阐明了He-Ne激光在植物生长和细胞分子损伤修复过程中所起的促进作用,以及激光促进生长和修复的途径、方式和作用机理。     

华跃进教授团队揭示耐辐射奇球菌RecJ蛋白参与碱基切除修复途径的分子机制

正浙江大学生命科学学院生物物理研究所华跃进教授团队证实了耐辐射奇球菌RecJ(Deinococcus radiodurans RecJ,drRecJ)蛋白参与碱基切除修复途径的分子机制。相关研究成果论文"Participation of RecJ in the base excision repair pathway of Deinococcus radiodurans"(https://doi.org/10.1093/nar/gkaa714)发表在国际知名期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上。     

UV-B与植物DNA: 损伤与修复

臭氧衰减导致地表紫外辐射增强,而紫外线辐射对植物表皮细胞的DNA具有损害作用,可导致环丁烷嘧啶二聚体和6,4-光产物的形成.植物DNA对UV-B辐射的响应具有一定的敏感性,这种敏感性与不同的UV-B辐射剂量和不同植物细胞的原生质体有关,表现出一定的剂量-效应关系.植物可以通过多种途径来修复紫外诱导的DNA损伤,主要包括光修复、碱基切除修复、核苷酸切除修复和重组修复等.DNA的修复能力与紫外辐射的剂量在一定程度上呈正相关.概述了对紫外辐射引起的DNA损伤、植物DNA对UV-B辐射响应的敏感性、损伤的修复和未来的研究方向.     

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.     

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.     

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.     

耐辐射奇球菌光敏色素基因缺失突变株的构建及其功能研究

利用PCR和体内同源重组技术，对耐辐射奇球菌（Deinococcus radiodurans R1）中光敏色素基因诱导缺失突变，构建了突变株bphP^-。对突变株分别进行不同剂量电离辐射（IR）和不同浓度过氧化氢（H2O2）处理，并以野生株R1做对照。结果表明：与野生株相比，突变株bphP^-对过氧化氢的敏感性明显上升，而对电离辐射的抗性野生型基本不变。不同性质的光照试验显示，强白光对野生菌株和光敏色素突变的耐辐射奇球菌都具有显著的抑制菌落生长作用，两者差异不明显。红光和蓝光对野生株和突变株的生长都没有明显的抑制作用。强白光照射对没有光敏色素调控体系的大肠杆菌K12菌株抑制不明显。因此，耐辐射奇球菌中光敏色素可能主要是作为氧化环境信号传递和调控的蛋白。     

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。     

Drosophila BLM in double-strand break repair by synthesis-dependent strand annealing

Bloom syndrome, characterized by a predisposition to cancer, is caused by mutation of the RecQ DNA helicase gene BLM. The precise function of BLM remains unclear. Previous research suggested that Drosophila BLM functions in the repair of DNA double-strand breaks. Most double-strand breaks in flies are repaired by homologous recombination through the synthesis-dependent strand-annealing pathway. Here, we demonstrate that Drosophila BLM mutants are severely impaired in their ability to carry out repair DNA synthesis during synthesis-dependent strand annealing. Consequently, repair in the mutants is completed by error-prone pathways that create large deletions. These results suggest a model in which BLM maintains genomic stability by promoting efficient repair DNA synthesis and thereby prevents double-strand break repair by less precise pathways.