X染色体失活、失活逃逸及相关疾病的研究进展

剂量补偿效应是表观遗传的机制之一,它是指使X连锁基因的表达水平在两性间达到平衡的过程。不同的物种所实现剂量补偿的机制不同,人同其他哺乳动物的剂量补偿机制是雌性个体随即失活一条X染色体。但最近的研究发现,在人和小鼠的失活X染色体上有些基因仍能表达,逃避了失活。目前,许多人类疾病尤其是具有女性发病优势病症的发生与治疗可能与这些逃逸基因密切相关。针对以上内容的最新进展作了相关综述。     

哺乳动物X染色体失活机制及其应用

1X染色体失活的起源及发展 哺乳动物X染色体失活是指雌性动物为了平衡与雄性动物X染色体基因表达量的差异,而失活其中1条X染色体的现象。X和Y染色体起源于1对同源的常染色体,自然选择的压力导致了1条染色体的某个基因突变,从而产生了决定性别的基因,进而产生了性别分化。     

哺乳动物X染色体失活逃逸研究进展

雌性哺乳动物的失活X染色体上,大多数基因是转录沉默的。但是有些基因发生失活逃逸,在失活X染色体和正常X染色体上均表达。这些失活逃逸基因是引起性别二态性和雌性个体的表型变异性的潜在原因。文章主要综述了哺乳动物X染色体失活逃逸的分子机制研究新进展。     

哺乳动物早期胚胎的剂量补偿作用及其对发育的影响

剂量补偿是使X连锁基因的表达水平在两性间达到平衡的过程。哺乳动物是通过随机失活雌性的一条X染色体实现剂量补偿。X染色体失活开始于X染色体失活中心(XIC),然后传播到整条染色体。Xist基因定位于XIC中,参与X染色体失活的启动。本文主要通过分析雄核生殖胚胎、雌核生殖胚胎和正常胚胎发育中X连锁基因表达,概括了X染色体失活(XCI)在哺乳动物早期胚胎发育中作用,综述了哺乳动物早期胚胎的剂量补偿作用及其对发育的影响。     

哺乳动物早期胚胎的剂量补偿作用及其对发育的影响

剂量补偿是使X连锁基因的表达水平在两性间达到平衡的过程。哺乳动物是通过随机失活雌性的一条X染色体实现剂量补偿。X染色体失活开始于X染色体失活中心（XIC）,然后传播到整条染色体。Xist基因定位于XIC中,参与X染色体失活的启动。本文主要通过分析雄核生殖胚胎、雌核生殖胚胎和正常胚胎发育中X连锁基因表达,概括了X染色体失活（XCI）在哺乳动物早期胚胎发育中作用,综述了哺乳动物早期胚胎的剂量补偿作用及其对发育的影响。     

小鼠雌性多能干细胞X染色体的表观遗传状态研究进展

雌性多能干细胞(iPS细胞)多能性状态的获得伴随着X染色体的表观修饰重编程。分化终末状态的雌性体细胞中有1条X染色体发生异染色质化而导致其失活。在体细胞诱导多能性干细胞的过程中,失活的X染色体重新活化。在重编程过程中,多能因子和X染色体失活中心的非编码基因的联系紧密。文章主要从分子水平上讨论多能干细胞X染色体表观修饰的相关研究进展。小鼠胚胎干细胞(ES细胞)是标准的多能性基态。X染色体上非编码RNA的表达可能是一个评价iP S表观遗传状态的标记,相关研究可以为细胞治疗的临床应用提供重要依据。     

外泌体长链非编码RNA对脂代谢调控机制的研究进展

外泌体（exosomes）是一类由细胞分泌并且可远距离传递生物信息的纳米级胞外囊泡。它通过细胞分泌释放,在体液中传播,最后被其他细胞吞噬以达到传递生物信息的作用。脂类代谢一直是生命科学研究领域的热点,虽然影响脂质代谢的长链非编码RNA（lncRNA）很多,但外泌体中影响脂质代谢的lncRNA研究却相对较少。基于这个原因,对于外泌体源lncRNA的研究就十分必要。作为外泌体所携带的重要遗传物质之一,lncRNA是一类长度 > 200 nt的RNA分子,行使着诸如转录激活、染色质修饰等许多重要的生物功能。文章介绍了外泌体源lncRNA的生物学特点,列举了外泌体源lncRNA通过不同的分子机制来直接或间接的对脂质代谢产生影响的实例,分析了外泌体源lncRNA由于表达异常所导致的脂类代谢疾病,并且举例说明了外泌体源lncRNA作为生物标记的原理,最后对外泌体源lncRNA可作为家畜脂肪沉积生物标记功能的前景做了展望。如果在未来的研究中有更多的外泌体源lncRNA被检出,并足够对脂类代谢异常情况进行标记的话,那么对于预测和调控家畜脂肪沉积无疑会产生积极的意义。     

lncRNA在猪流产相关病毒感染中的作用研究进展

猪的繁殖力是决定其生产效率的重要因素,而病毒感染导致的猪流产问题严重影响猪的繁殖效率。了解猪流产相关病毒的致病机制有助于提高猪的繁殖效率,然而大量的研究主要集中在病毒与宿主的蛋白质或基因组DNA上,近年来,长链非编码RNA （long noncoding RNA,lncRNA）从新的视角揭示了病毒与宿主的相互作用,为研究二者之间的互作关系提供了新的途径。lncRNA是一组长度>200 nt的转录本,主要通过与DNA、RNA、染色质和蛋白质互作发挥功能,在某些发育阶段、组织和疾病状态中发生特异性表达,参与机体的多种调控。lncRNA是调控病毒与宿主相互作用的关键因子,在病毒感染宿主后lncRNA发生差异性表达,对应的靶基因富集到炎症和免疫相关的信号通路,参与机体的炎症、免疫和抗病毒反应。深入了解lncRNA在猪流产相关病毒与宿主之间的调控作用,对预防和治疗病毒感染导致的猪流产具有重要意义。作者对lncRNA及其与猪流产相关病毒的关系、宿主lncRNA与病毒的互作及调控通路展开了综述,并对其存在的问题及应用前景进行了展望,以期为猪的抗病育种、猪流产药物的开发和设计及流产类相关疾病的靶点治疗等提供理论依据。     

等位基因特异性表达形成机制及其应用的研究进展

基因作为遗传信息的介质,决定了生物的性状表现。基因序列变异的发生是生物体适应环境变化的必然趋势。在二倍体生物中等位基因是一对控制着相对性状的基因,因此,等位基因特异性表达效应根据细胞类型和发育阶段的不同而变化,表现出不同个体之间的差异。等位基因差异表达对基因的表达起到重要的调控作用,并最终可能与生物的表型多态性联系起来。等位基因特异性表达分析已经在动物研究中得到广泛应用,有助于提高鉴定调控遗传变异的能力。对等位基因特异性表达的形成机制及其应用研究进展进行了综述,以期为进一步揭示等位基因特异性表达的遗传学机制,以及加快其在动物生产中的应用提供理论依据。     

促性腺激素释放激素及其类似物在母猪繁殖中应用的研究进展

促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone,GnRH))是下丘脑分泌的生殖激素,主要通过下丘脑-垂体-性腺轴参与调控动物的生殖活动,也可直接作用于性腺或其他器官发挥重要功能。哺乳动物的GnRH具有相同的十肽结构,通过改变十肽结构中第六、九、十位氨基酸可合成不同的GnRH类似物。GnRH及其类似物可通过刺激促黄体素(LH)分泌、抑制雌激素受体二聚化及调节胚胎附植期相关蛋白质的合成来影响动物的繁殖性能。GnRH及其类似物已被证明可提高猪的繁殖力。在母猪生产中,GnRH类似物的应用仍存在受胎次影响、促进排卵但不能增加产仔数等问题。文章主要从GnRH的来源与功能、GnRH及其类似物的结构、GnRH受体(GnRHR)的结构与功能、GnRH及其类似物对母猪繁殖性能的影响,以及存在的问题与展望五方面介绍了GnRH及其类似物在母猪繁殖中的应用研究进展。     

泛素蛋白酶体途径及其在体外受精中的作用研究进展

泛素蛋白酶体途径（ubiquitin proteasome pathway,UPP）是生物体内最主要的蛋白质降解途径,与多种疾病有关,在生物体内具有十分重要的作用,主要降解错误折叠的、多余的蛋白质。UPP是一个循环途径,其主要作用起始于泛素（ubiquitin,Ub）的激活,是受泛素激活酶（ubiquitin-activating enzyme,E1,酵母菌中是UbE1）、泛素结合酶（ubiquitin-conjugating enzyme,E2,UbE2）、泛素连接酶（ubiquitin-protein ligase,E3,UbE3）和去泛素化酶（deubiquitinating enzymes,DUBs）调控的级联过程,最终使被多聚泛素化（polyubiquitination,polyubiquitination,Poly-Ub）标记的蛋白底物在UPP的蛋白水解核心--26S蛋白酶体内被降解成寡肽,寡肽可以进入新的蛋白循环,Ub则由DUBs去除进入下一个UPP循环。UPP在海鞘类和一些哺乳类体外受精（in vitro fertilization,IVF）过程中具有十分重要的作用,能够参与精子获能和顶体反应（acrosomal reaction,AR）,促进精子顶体胞吐,在精卵结合时降解透明带（zona pellucida,ZP）蛋白,辅助精子穿透卵母细胞ZP,促进精子与卵母细胞ZP的融合,从而促使IVF的成功。通过在IVF液中添加一些UPP相关的抗体或抑制剂能够抑制IVF过程中的多精入卵,提高IVF率。作者综述了UPP的主要组成成分及其对IVF的辅助作用及相关抗体的研究进展,以期为今后研究UPP循环在生物体内的作用机制、与生物体内各种疾病的关系、在IVF过程中的作用机制及抑制多精入卵等提供一定的理论依据。     

重组动物疱疹病毒活载体疫苗的构建与应用研究进展

重组病毒活载体疫苗是通过基因工程方法构建的活载体疫苗,规避了传统疫苗的一些缺点,具有极大的优势和应用前景。目前被广泛用作重组病毒载体的动物疱疹病毒有火鸡疱疹病毒(Herpesvirus of turkey, HVT)、伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus, PRV)、鸭瘟病毒(Duck enteritis virus, DEV)、鸡传染性喉气管炎病毒(Infectious laryngotracheitis virus, ILTV)等。对疱疹病毒基因组序列进行分析显示,其基因组大,复制非必需区域多,容纳外源基因的能力强。同时疱疹病毒具有宿主范围广泛、免疫持续期长、安全性较好及相关基因操作技术成熟等优点。笔者总结了当前构建重组动物疱疹病毒的主要方法,包括传统同源重组技术、细菌人工染色体(BAC)技术、Fosmid文库及CRISPR/Cas9基因编辑技术,简述了各个方法的基本原理及技术特点,比较了各个方法的优缺点,并分析了各个方法的最适运用条件,从而更准确地为研究工作提供理论及技术参考;对外源基因的表达方式进行分析,论证了不同启动子对外源基因表达的调控作用不同,同时对不同疱疹...     

m6A表观遗传修饰及其调控机制研究进展

N⁶-甲基腺嘌呤（N⁶-methyladenosine,m⁶A）修饰是现阶段发现的真核生物体内最广泛的RNA表观遗传修饰方式,近年来研究显示,m⁶A在真核生物间具有较高的保守性,在基因表达及细胞命运调控中发挥着关键作用,且对mRNA的可变剪接、定位、翻译及稳定性有较大影响。现有的m⁶A修饰检测技术可以较为准确、高效地检测出生物样本中的m⁶A修饰丰度,并能快速、简便地进行m⁶A修饰的高通量测序,以及在单碱基分辨率下检测m⁶A修饰在RNA上的位置。尽管m⁶A修饰相关调控蛋白对畜禽复杂经济性状的影响近年来已有少量报道,但其中的作用机制仍未得到充分阐明。大量人类及模式生物上的研究表明,m⁶A修饰相关蛋白能够影响生长发育、繁殖、热应激、炎症及癌症等生物学过程,为探究畜禽m⁶A修饰参与复杂性状调控机制提供一定的借鉴意义。作者主要从m⁶A甲基化修饰相关蛋白（甲基转移酶、去甲基化酶及读取蛋白）、m⁶A检测技术、m⁶A对哺乳动物复杂性状的调控机制、m⁶A与其他表观修饰的互作机制等方面进行阐述,为m⁶A在畜禽遗传育种中的应用提供新的见解。     

蛋白质组学及蛋白质翻译后修饰在畜牧领域中的应用研究进展

蛋白质组学是一门全方位研究生命结构功能、生理功能及生命活动规律的新兴学科,已成为后基因组时代研究的重要内容,在很多领域得到广泛关注,同时为畜牧科学的发展与创新提供了全新的研究思路和技术手段。目前,蛋白质组学在畜禽生长发育、繁殖、营养、疾病、肉质等方面均有涉及,并通过各种研究手段发掘出一批与畜禽重要经济性状相关的蛋白质,对生产有重要的理论指导意义。蛋白质翻译后修饰(post-translation modifications,PTMs)作为蛋白质组学研究的一个重要分支,在增加蛋白质多样性和进行复杂生理学调控过程中发挥着重要的作用,能更好地揭示生命现象的本质与规律。作者对蛋白质组学及PTMs在畜牧领域中的应用研究进展进行了综述。