摘要：转基因调控技术在生命医学研究中扮演了重要的角色,是探究个体发育和致病机制的必备工具。常用的转基因调控技术包括基因突变、基因干扰和基因转录激活等。果蝇由于具有基因的保守性、遗传工具的多样性以及不受伦理限制等优势,成为生命科学研究中经典模式动物之一,并由此开发出了多种时间和组织特异性的基因调控工具。本文主要介绍了目前在果蝇中常用的基因调控技术,包括CRISPR/Cas9介导的基因突变系统、基于miRNA的新一代转基因干扰系统以及基于CRISPR/dCas9的转录激活(flySAM)系统,希望通过对这几种系统设计原理、操作过程、相关的技术工具及相关资源品系的介绍,提升人们对这些前沿的果蝇遗传学基因表达调控技术及构建的相关果蝇资源品系重要性认识,进而推动生命医学研究发展。

摘要：目的探讨针对丙肝病毒5'非编码区内源性核糖体进入位点的锁核酸核酶(LNAzyme)对病毒基因复制与表达的特异性抑制作用。方法设计合成能切割HCV-5'-NCR-IRES位点的DNAzyme、硫代DNAzyme和LNAzyme。实验设对照组和实验组。对照组包括空白对照组、脂质体对照组和无关LNAzyme对照组。实验组包括DNAzyme、硫代DNAzyme组和LNAzyme组。以阳离子脂质体介导转染hep G2.9706细胞,用荧光定量PCR和化学发光技术分别监测24、48和96 h细胞培养上清液中HCV RNA含量及荧光素酶基因表达;四甲基偶氮唑蓝(MTT)法监测细胞活性。结果加入核酶后,LNAzyme对HCV RNA复制和荧光素酶基因表达的抑制作用最强(P<0.05),平均抑制率分别为48.02%和53.05%,且随用药时间延长,抑制率呈增高趋势,96 h后,平均抑制率分别为81.21%和84.25%。LNAzyme对细胞活性无影响。结论 LNAzyme能特异性抑制丙型肝炎病毒5'非编码区的基因调控,且优于硫代修饰的DNAzyme。

摘要：随着人类基因组测序工作的完成,产生了大量的生物数据,这些数据以不同的形式分布在世界各地。为使基因调控和表达信息相关联,建立了基因调控信息集成数据库系统。由于数据来源分布广泛且数据格式不统一,影响了数据库的数据集成。此研究使用了网络智能代理的相关技术,自动下载Web数据,并且进行处理,从中提取出启动子、调控因子、结合位点等有效数据。本程序大大减轻了将网络数据集成到本地数据库的负担。

摘要：独角金内酯(strigolactone,SLs)是一类新型植物激素,在植物生长发育的进程中发挥多种重要功能,包括调控植物的分枝,促进种子的萌发,以及影响根系建成等。MAX2(more axillary growth 2)是SL信号传导途径的关键调控因子,位于合成途径基因MAX1、MAX3和MAX4的下游,几乎影响独脚金内酯所控制的所有表型。近年来,MAX2多样化的功能逐步得到揭示,大量数据表明MAX2不仅仅是SL信号的重要组分,同时也参与SL和多种激素信号间的交叉互作,在植物生长发育的各个环节,以及抵御生物和非生物胁迫的反应中都发挥至关重要的作用,但具体调控机制还有待更加深入的研究。对目前已知的MAX2功能进行了总结和阐述,以期为全面揭示MAX2功能及其调控多种激素信号的交叉机制提供理论参考。

摘要：热应激会引起机体生理生化反应的改变,打破氧化-抗氧化体系的平衡,从而造成氧化损伤。与此同时,机体因适应性调控会启动应激防御反应,包括一些非特异性免疫指标、基因/蛋白及激素等水平的变化。文章从鱼类抗氧化能力、基因/蛋白表达水平变化、激素调控机制等方面,归纳总结了热应激对鱼类的危害,并分析了转录组、蛋白组、代谢组和脂质组等组学技术在鱼类热应激上的应用与研究进展,以期为鱼类热应激和抗热应激的研究提供理论参考。

摘要：核开关(riboswitch)是Breaker等在2002年发现的一种全新的转录后调节机制.它可以通过小分子与mRNA结合来直接调控基因的表达,不需要任何蛋白质的参与.与常见的经由蛋白质的调控方式相比,riboswitch响应更迅速,对细胞内代谢物的变化更敏感.它的发现为RNA研究展示了新的领域.目前在这个领域,既有基础研究,如riboswitch晶体结构解析、作用机制和动力学研究,又有前沿应用研究,如基于riboswitch的生物传感器和药物设计.Topp等通过设计riboswitch成功地改变了大肠杆菌的趋化性,这为合成生物学和人工生物网络的设计提供了新思路.目前对于riboswitch结构、机制及动力学的研究为基于riboswitch的合理药物设计奠定了基础,有望针对这一新的机制开发新一代抗菌药物.

摘要：目的究设计一种病毒载体介导的体内调节系统,依据诱导性Cre重组酶来调控转基因治疗帕金森病大鼠的基因表达。方法将重组腺相关病毒(AAV)载体表达的Cre重组酶融合到雌激素受体的配体结合区,与AAV载体表达的多巴胺合成酶一起转导到帕金森病大鼠模型中。用合成的雌激素受体调节剂他莫昔芬处理。结果诱导位于LoxP侧面的酪氨酸羟化酶(TH)序列选择性的敲掉,导致多巴胺的合成减少,而芳香族氨基酸脱羧酶(AADC)的表达不受影响,从而保持左旋多巴的疗效。结论病毒载体介导的诱导性的Cre重组酶在体内的应用可作为一种分子开关,对转基因表达进行时空调控,从而增加基因治疗的安全性。

摘要：三十年前发现,生物玻璃能与骨形成骨键结合.这种特殊的材料已经有超过15年的临床应用,并有数以千计的成功病例.研究表明,骨的键合及骨再生和修复（骨形成作用）涉及玻璃表面的离子快速交换反应、生物活性表面反应层的成核和生长、由可溶硅和钙组成的临界浓度的离子溶解产物的释放.生物活性玻璃的分子生物学机理研究表明,它的生物活性响应看起来是由基因控制的.具有骨促进作用的A类生物活性玻璃通过直接对那些调节诱发细胞周期开始和进程的基因的直接控制,从而加强了其骨形成和促进作用.不能够形成新骨的细胞从细胞总体中被消除,这一特征是当成骨细胞在生物惰性材料或者B类生物活性材料培养时所没有的.骨前细胞细胞周期的基因调控生物学结果是成骨纲胞的快速繁殖和分裂,这也导致了骨的迅速再生. 对生物活性玻璃基因基础的理解,可以为设计新一代活化基因的玻璃材料、以及新一代活化基因的组织工程用生物降解支架材料提供重要的依据.如果我们能用玻璃激活基因,可以肯定,有一天我们就能用玻璃来控制基因.

摘要：枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis在工业生物技术以及合成生物学领域作为一种重要的微生物可广泛用作代谢工程、重组蛋白表达以及新型基因电路的底盘。在B. subtilis中构建基于非编码RNA的高精准调节元件,能够实现不依赖蛋白质因子的基因表达调控,丰富B. subtilis基因表达通用工具。通过基因工程手段,设计了基于茶碱适体域的核糖开关E和适体核酶AZ调节元件,并与不同的B. subtilis内源组成型启动子适配,构建出茶碱激活型基因表达控制元件。测定这两种调节元件与6种组成型启动子组合匹配下报告基因GFP的荧光强度,鉴定并分析各调控元件的工作性能。并进一步以红色荧光蛋白mCherry和普鲁兰酶两种不同的异源蛋白验证核糖开关或适体核酶与启动子的最优组合。结果表明,同一种RNA调节元件与不同启动子组合呈现不同水平的调控效率。在核糖开关与启动子的组合中,启动子PsigW和核糖开关E组合(sigWE)对GFP表达的诱导率最高,达到16.8。在适体核酶与启动子的组合中,AZ与启动子P43、PrpoB组合(P43AZ和rpoBAZ)的诱导率最高,分别达到了6.1和6.2。进一步验证结果显示,sigWE调控mCherry的诱导率最高(9.2),而P43E调控普鲁兰酶的诱导率最高(32.8),产酶水平达到了81 U/mL。核糖开关和适体核酶对GFP、mCherry、普鲁兰酶均能实现调控,但是不同元件组合的调控性能有所差异,对不同基因的调控效果也不尽相同。

摘要：适体核酶型核糖开关是近年出现的一种人工基因调控开关。最常见的适体核酶由锤头状核酶和适体组成,结构清晰,易于设计。作为一种顺式作用元件,适体核酶型核糖开关在特异性配体的作用下,无需蛋白质辅助,即可通过调节自身裂解反应,调控mRNA的翻译,可应用于多种细胞的基因调控。目前适体核酶型核糖开关的设计,主要是通过合理组装核酶与适体元件,整合到mRNA后再进行功能筛选。该基因调控开关调节幅度大、响应迅速、调控方式简洁,有可能应用于体内传感器、基因治疗、生物处理器等多个领域。