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。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒5'非编码区前导转录调控序列及其侧翼序列的结构与功能解析

为解析猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)5'非翻译区(5'UTR)的高级结构与功能,以北美株PRRSV感染性克隆为平台,通过定点突变PCR技术将其5'UTR中一特殊高级调控元件的一级序列进行突变,以改变其二级茎环结构,从而解析该结构的基因调控水平。将突变DNA克隆转染入BHK-21细胞后利用免疫荧光及RT-PCR试验来研究拯救后突变病毒的转录、翻译特性,及通过空斑形态学及病毒生长曲线分析突变病毒的生长特性。结果表明,PRRSV 5'UTR中该高级调控元件的顶端环结构为病毒复制所必需,其只可耐受2个核苷酸的突变;同时发现该调控元件中一保守的茎结构为病毒复制非必需。由此证实了PRRSV 5'UTR中调控病毒复制过程的必需高级结构,为进一步解析PRRSV复制调控元件奠定基础。     

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。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒5'非翻译区-茎环结构的功能解析

以猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)北美株感染性克隆为平台进行反向遗传操作,利用突变PCR将5'非翻译区(5'UTR)中部分一级序列进行系列突变,以改变5'UTR二级结构中的一保守茎部结构,从而解析PRRSV 5'UTR中结构与功能的关系.通过DNA转染MARC-145细胞观察突变体克隆的感染性,并通过免疫荧光及Northern blot来研究拯救后突变病毒的复制、转录特性,以及通过空斑形态学分析突变病毒的生长特性.结果表明,PRRSV 5'UTR中保守茎部结构的二级结构与病毒的拯救无直接关系,但其一级核苷酸序列却是PRRSV病毒复制所必需的,作者还找到直接调控病毒复制的核心位点.由此证实了5'UTR中调控PRRSV复制过程的必需序列,为进一步解析PRRSV复制过程的调控元件奠定了基础.     

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。     

MicroRNA与骨骼肌发育研究进展

MicroRNA(miRNA)是内源性小单链非编码RNA(约22 nt),主要通过与靶基因mRNA 3'UTR结合使mRNA降解或阻断mRNA翻译,从而调节基因表达。miRNA通过靶向骨骼肌发育各个时期的关键因子从而参与骨骼肌的发育并发挥重要调控作用。本文对miRNA的形成机制及骨骼肌发育过程中miRNA检测手段、靶基因的鉴定、肌肉发育的调控作用等进行简单综述,为深入解析miRNA与骨骼肌的发育提供参考。     

microRNA在猪源病毒感染中的作用研究进展

microRNA(miRNA)作为小非编码RNA与特定靶基因mRNA结合,通过降解或抑制其翻译可实现对靶基因表达的调控。深入了解miRNA在猪源病毒与宿主之间的调控作用,对预防和治疗猪病毒性疾病具有重要意义。在此对miRNA的生物合成和作用机制、miRNA与猪源病毒的关系、宿主miRNA与病毒的互作及相关信号通路进行综述,以期为猪病毒性疾病的预防和治疗等提供新思路。     

microRNA在骨骼肌发育中的功能及其表达的营养调控

microRNA( miRNA)是真核生物中一类参与调控基因表达的非编码小分子RNA,它通过翻译抑制和使靶mRNA降解,在基因表达中起着负调控作用,与骨骼肌发育、疾病等密切相关.营养可以调控miRNA及其靶基因的表达,这将为更深层次诠释营养素的作用机理提供新的研究方向.本文综述了miRNA的结构和作用机制、骨骼肌miR...     

BoLA-DQB基因上游调控区多态性研究

通过PCR扩增和克隆测序,对BoLA DQB 基因上游调控区的多态性进行研究。对BoLA DQB 基因ex on2的14种等位基因上游调控区序列进行同源性比较,结果表明:每个DQB·exon2 等位基因均与2 种DQB URR相连锁,在14种BoLA DQB·exon2等位基因上游共检测到15种DQB URR序列。这些序列中均存在与基因表达调控有关的W box 、X box、Y box、CCAAT box以及类TATA box调控元件,且遵循严格的空间顺序。其中W box 、X box 、Y box及类TATA box是多态的,CCAAT box是保守的,在这些调控元件之间也存在多态座位。这些多态座位的存在有可能对结构基因的表达水平产生影响。     

产蛋前期和产蛋高峰期鸡全基因组甲基化差异及其对肝脏转录组影响的研究

旨在通过对产蛋前期和产蛋高峰期鸡肝全基因组甲基化差异进行分析,解析基因组甲基化对不同发育阶段肝中基因表达差异的影响。本研究采用全基因组重亚硫酸盐测序（WGBS）技术对产蛋前期（20周龄）和产蛋高峰期（30周龄,各3只DNA混池）卢氏绿壳蛋鸡肝全基因组的甲基化水平进行检测,并与已有的肝mRNA转录组数据进行整合分析,探讨基因组甲基化对不同生理阶段基因表达差异的影响。结果表明,全基因组范围约有4%的胞嘧啶（C）发生了甲基化（mC）;两个生理阶段的总体甲基化水平基本一致。共检测到670个差异甲基化区域（DMRs）和356个差异甲基化基因（DMGs）。基因本体（GO）和相关信号通路（KEGG）分析发现,超甲基化DMGs显著富集在发育的正向调控、细胞形态改变的调控、VEGF信号通路、肌动蛋白细胞骨架的调控、粘着斑及间隙连接等相关过程,低甲基化DMGs显著富集在胚胎消化道形态的发生、间充质细胞增殖的正向调控、淀粉和蔗糖代谢及Wnt信号通路等相关过程。基因不同功能区域甲基化水平与基因表达水平有关,启动子（promoter）及基因体（gene body）区域甲基化水平与基因表达水平呈显著负相关,其他区域（内含子、3'UTR）的甲基化水平与基因的表达水平无明显关系。其中,与肝脂质代谢相关的候选基因RASD1、HAO1、UBE2O、MSRB3受甲基化调控。本研究绘制了不同生理时期卢氏绿壳蛋鸡全基因组甲基化图谱,结合mRNA转录组数据阐述了DNA甲基化在基因表达方面的调控作用,并鉴定出了不同生理时期受甲基化调控的基因,为深入研究表观遗传调控在不同生理时期蛋鸡肝代谢中的作用机制提供参考。     

脊椎动物神经嵴细胞发育相关非编码RNA研究进展

神经嵴是脊椎动物胚胎发育中的一种过渡性结构,神经嵴细胞经诱导后可迁移、分化成机体多种类型的细胞以形成重要组织的一部分。研究显示,部分非编码RNA对神经嵴细胞发育具有一定调控作用。非编码RNA是一种不参与编码蛋白质,对转录后水平的基因表达有调控作用的RNA。神经嵴细胞的正常发育影响着机体重要组织的发育,相关研究对于色素异常、肠道神经节细胞发育异常等遗传性疾病的治疗具有重要意义。本文综述了近几年与神经嵴细胞发育相关的非编码RNA研究进展。     

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。     

固醇调控元件结合蛋白及其对乳脂合成的调节作用

固醇调控元件结合蛋白(SREBPs)广泛分布于哺乳动物的肝脏、白色脂肪组织、肾上腺、乳腺组织等处,与乳脂的合成关系密切,它可以调控脂类合成相关酶基因的表达.通过与日的酶基因启动子中的固醇调节元件(SRE)结合激活目的基因转录,从而调控脂类合成.SREBPs在自身合成过程中会在转录、翻译及翻译后水平上受到多重因素的调控.本文从SREBPs的结构功能、组织分布、合成调节及其与乳脂合成的关系等方面进行了综述.     

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。     

miRNA在猪主要经济性状调控中的研究进展

microRNA（miRNA）是一类广泛存在于真核生物中的内源性单链非编码小RNA分子,长度为21~22 nt,以特异的序列互补结合方式调控基因的表达。在经典的miRNA作用机制中,miRNA通常与靶基因3'UTR种子区序列完全或不完全互补配对,从而在转录后水平调控靶基因的表达。越来越多的报道证实,miRNA还可与靶基因5'UTR区、编码区及启动子区结合,进而参与复杂的基因调控过程。随着高通量测序技术和分子生物学实验技术的发展,大量miRNA被鉴定,其参与调控的生物学机制也被逐渐揭示。大量研究表明,miRNA能够参与动物生殖、生长发育、新陈代谢和疾病调控等生物学过程,对维持正常的生命活动具有重要意义。在猪的遗传改良工作中,对主要经济性状（繁殖、生长发育、胴体肉品质、抗病等）进行改良,选育优良品种,是未来养殖业发展的必然趋势。作者就miRNA生成和作用机制及近年来在猪生殖调控、肌肉发育、脂肪沉积和抵抗疾病感染等方面的研究进行综述,为系统了解miRNA在猪重要经济性状调控中的应用提供参考,并为深入开展相关遗传育种研究工作提供依据。     

microRNA的生物学功能及其在动物肌肉和脂肪组织中表达的研究进展

microRNA 是一类长18~24核苷酸的短序列非编码RNA,通过抑制目的mRNA的翻译或降解,负性调控转录后基因表达。microRNA参与调控细胞增殖、死亡、神经分化、免疫调控和疾病发生等生物学过程,影响着动物的生长、发育及抗病能力。针对microRNA的特点、调控机制、分析方法及在动物肌肉和脂肪组织中的最新研究进行了综述,为利用microRNA技术对动物肌肉与脂肪相关疾病的诊断、治疗提供新的思路。     

Ⅰ型鸭肝炎病毒内部核糖体进入位点的结构与功能研究

为验证Ⅰ型鸭肝炎病毒(DHV-Ⅰ)基因组5'非编码区(UTR)是否含有内部核糖体进入位点元件,本研究利用体外翻译系统,结合细胞转染试验对DHV-Ⅰ5'UTR的结构和功能进行分析。结果表明:DHV-Ⅰ的5'UTR具有典型的内部核糖体结合元件(IRES)功能,能够内部起始下游蛋白的翻译,IRES元件位于360 nt～620 nt,共260个碱基。对IRES的二级结构进行预测和分析显示,DHV-ⅠIRES的结构与丙型肝炎病毒相似。利用定点突变方法,破坏IRES的颈环结构(SL)1、2以及IIIe区的关键性核苷酸,检测该突变对IRES功能的影响。研究结果显示,SL1、SL2和IIIe结构的破坏使得DHV-ⅠIRES的功能消失,表明SL1、SL2和IIIe区是维持IRES启动内部翻译起始功能的关键性结构域。     

Bmo-miR-2755*对丝素蛋白基因BmFib-L和BmP25表达的调控作用

为了研究家蚕miRNA对丝素蛋白基因表达的调控作用,采用生物信息学方法筛选获得对家蚕丝素轻链基因(BmFib-L)和P25蛋白基因(BmP25)有潜在调控作用的Bmo-miR-2755*。利用半定量RT-PCR技术分析Bmo-miR-2755*及其靶基因BmFib-L、BmP25在家蚕4~5龄期幼虫后部丝腺和5龄3 d幼虫不同组织器官中的表达水平,结果显示三者在后部丝腺组织中的表达水平都较高,呈现严格的时空特异性。以pcDNA3质粒为载体,构建Bmo-miR-2755*的重组表达载体pcDNA3[ie1-egfpprimiR-2755*-SV40];以pGL3.0-Basic质粒为载体,分别构建BmFib-L 3'UTR、BmP25 3'UTR与荧光素酶报告基因luc融合的重组报告质粒pGL3.0[A3-luc-Fib-L-3'UTR-SV40]和pGL3.0[A3-luc-P25-3'UTR-SV40]。以海肾荧光素酶表达载体pRL-CMV为内参,分别将构建的Bmo-miR-2755*重组表达载体和2个重组报告质粒共转染BmN细胞,通过检测细胞中的荧光素酶活性,明确Bmo-miR-2755*可显著下调BmFib-L基因的表达,并能上调BmP25基因的表达,但上调作用未达显著水平。上述结果为研究家蚕miRNA的功能和阐明蚕丝蛋白基因表达调控分子机制提供了新的实验数据。     

非编码RNA与骨骼肌发育研究进展

骨骼肌作为脊椎动物机体的重要组织,其胚胎期发育起始于生皮肌节的肌源性祖细胞增殖、分化成的成肌细胞,进一步发育形成肌管,最终形成肌纤维。整个发育过程受到复杂严密的调控,任何调控异常都可能影响骨骼肌正常的发育过程。近年来研究表明,除了生肌调控因子、肌细胞增强因子、配对盒因子外,非编码RNA包括微小RNA（microRNA,miRNA）、长链非编码RNA（long noncoding RNA,lncRNA）和环形RNA（circular RNA,circRNA）都可作为重要的调节因子广泛参与调控骨骼肌发育过程。其中miRNA主要作用于靶mRNA,通过诱发靶mRNA的去稳定性和/或抑制翻译,在转录后水平调控相关基因表达;lncRNA长度较长,具有高级结构,可以在转录前和转录后水平,通过多种作用方式调控相关基因表达;circRNA主要作为miRNA "海绵",竞争性结合miRNA,进而参与骨骼肌发育调控网络。作者将从骨骼肌发育、miRNA作用机制、miRNA与骨骼肌发育、lncRNA作用机制、lncRNA与骨骼肌发育、circRNA作用机制、circRNA与骨骼肌发育7个方面进行综述,以期为研究非编码RNA调控骨骼肌发育提供参考。     

营养对基因表达的调控(上)

综述了营养对基因表达的调控方式及途径,并具体探讨了碳水化合物、脂肪酸、胆固醇、蛋白质、氨基酸、维生素、金属元素等营养素对基因表达的调控作用.作为外部因子,营养物质与基因表达之间存在着广泛的互作.营养素不但可作为代谢过程的底物、辅酶或辅助因子.而且它们可对许多编码蛋白质、酶、载体、受体和结构物质基因的表达进行调控.养分种类和摄入量可通过对基因的转录、mRNA的加工、翻译及定位来影响基因的表达及蛋白质合成,进而调控代谢过程,控制营养需要和疾病的发生.