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基于DNA序列的石斛属药用植物鉴定研究进展
本文从核基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组三方面，综述了目前常用DNA序列在石斛属药用植物的分子鉴定和物种分类研究中的进展。文献显示，目前用于石斛属物种分子鉴定研究的DNA序列主要有核ITS/ITS2、LEAFY，叶绿体rbcL、matK、trnH-psbA、rpoB、rpoC1、trnL-F、rbl16、trnl intron和线粒体基因组nad1 intron2，这些DNA序列均对石斛属药用植物鉴定具有借鉴意义。笔者对叶绿体全基因组序列作为“超级条形码”在石斛属植物中应用的可行性进行了展望，以期为石斛属药用植物的鉴定研究提供参考。
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肺癌组织中线粒体基因组4977 bp大片段缺失状况分析
为探讨线粒体(mt)DNA 4977 bp大片段缺失和肿瘤间的相关性,我们检测了mt DNA 4977 bp大片段缺失在肺癌组织、癌旁正常组织及非癌患者肺组织的分布频率,并分析了缺失与患者年龄、吸烟因素、肺癌组织病理类型等的关系.
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线粒体DNA与消化性肿瘤关系的研究进展
线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)编码参与氧化磷酸化和ATP生成所必需的多肽,与核基因组相比mtDNA突变率非常高,加之本身缺乏有效的损伤修复系统,所以mtDNA被认为与肿瘤发生有密切的关系.mtDNA的编码区内缺乏内含子,大多数突变发生于此编码序列,突变的积累可能导致肿瘤的发生.mtDNA的表达改变可能是癌细胞的一个特性.近年来对线粒体基因组的不稳定性(mito-chondrial genomeinstability,mtGI)及mtDNA与核基因组的整合研究逐渐增多,尤其针对消化性肿瘤的研究逐渐增多.肿瘤mtDNA的研究将成为对消化性肿瘤研究的又一项重要课题.本文将对线粒体基因组的突变、表达异常、整合和不稳定性与消化性肿瘤发病机制的关系,尤其是在近年所取得的进展作一综述.
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胃癌线粒体DNA拷贝量的变化
目的:通过比较线粒体基因组(mitochondrial DNA,mtDNA)拷贝数在胃癌和癌旁胃黏膜组织间的差异,阐述mtDNA与胃癌发生的关系.方法:PCR分别扩增胃癌组织和癌旁胃黏膜组织各20例共40个样本的线粒体D-1oop两个高变区HV1(hypervariable region)和HV2;并以核基因组的β-actin作为定量标准物.聚丙烯酰胺凝胶电泳(po1yacrylamide ge1 electrophoresis,PAGE)银染比较mtDNA拷贝数在癌和正常组织间的差异.结果:HV1和HV2拷贝量(用β-actin标准化)在胃癌组织和癌旁组织间有显著的差异(P＜0.01);其拷贝量与组织类型,癌组织浸润深度未发现有统计学联系(P＞.05);而与核内一些重要的酶:碱性磷酸酶(AKP)、环腺苷酸磷酸二脂酶(cAMP-PDE)和环鸟苷酸磷酸二脂酶(cGMP-PDE)表达有一定关系(P＜.05).结论:胃癌的发生与胃上皮细胞内mtDNA量的减少有着密切的关系.有望成为一种新的肿瘤分子标志物.
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线粒体基因组变异与衰老和疾病
线粒体基因组的遗传特点呈母系传递.线粒体有自己独立的基因组,并且线粒体DNA(mtDNA)具有与核基因组不同的结构和代码,mtDNA基因组编码可产生部分线粒体呼吸链的多肽蛋白.如果mtDNA发生突变,依照其表型受累的程度,可将其归类为:①严重程度,为罕见、高遗传(保守)性的因果性突变,常引起一系列神经系统、肌肉、心脏和内分泌器官严重的人类单基因疾病;②中等程度或轻度突变,常引起常见的复杂性疾病和迟发性及老年相关疾病,如帕金森氏病和阿尔兹海默病.另外,多数健康人也会带有低水平(<1%)的mtDNA点突变,包括先天遗传性突变和后天获得性突变.其中随着获得性突变数量的增加,当超过特定阈值水平时,会导致老年相关疾病的发生.本文内也依据现有模式生物的研究结果,提供有人们对mtDNA突变机制的新知识.
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非综合征性耳聋分子病因学分析——线粒体基因组T7511C突变筛查报告
目的 筛查非综合征性耳聋患者中线粒体基因组tRNA
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线粒体基因组单倍体型与药物性聋相关突变
人类线粒体DNA(mitochonal DNA,mtDNA)是独立于细胞核染色体外的基因组,存在大量的多态性位点,位于mtDNA复制控制区的D-loop序列因不编码蛋白,进化过程中选择压力相对较小,因而具有较其他区域更高的变异,有利于对亲缘关系较近的群体进行研究.
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母系遗传药物性耳聋核基因TFB1M研究进展
线粒体DNA (Mitochondrial DNA,mtDNA)突变是导致母系遗传药物性耳聋(Maternal inherited aminoglycoside antibiotics induced deafness,Maternal inherited AAID)重要的原因之一,是导致携带此突变的个体对氨基糖甙类抗生素(Aminoglycoside antibiotics,AmAn)高度敏感而使听觉细胞功能障碍继而产生耳聋的主要因素.但是部分携带mtDNA 12SrRNAA 1555G或C1494T突变的家庭内或家庭间的母系成员显示了包括耳聋程度及发病年龄在内的广泛的外显率和临床表现[1-3].管敏鑫等[4]认为线粒体基因组虽然能够单独进行复制、转录及合成蛋白质,但这并不意味着线粒体基因组的遗传完全不受其他基因的控制.轻度的生化缺陷和不完全的耳聋外显率表明A 1555G和C1494T突变是药物性耳聋的重要原因,但临床表型的出现往往需要多种核基因编码的修饰因子的调控[5].近年来一个新发现的核基因TFB1M进入了研究者的视野,可能与A1555G表型的调控有关[6,7].本文就核基因TFB1M的结构与功能以及突变导致的不同表型遗传性耳聋的新研究进展做一简要综述.
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多重PCR在线粒体基因突变聋病诊断中的应用
在以往的研究中,作者对大量耳聋家系进行了mtDNA1555G、3243G及7445G突变检测,发现了一些mtDNA突变家系,采用的方法主要是PCR扩增、限制性内切酶分析等,并经测序验证方法的可靠性.这些方法较繁琐,对于一个病例需要经3次PCR扩增、3次限制性酶切分析才能得出结论[1~3].因此,作者探索多重PCR对mtDNA突变的诊断方法.
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线粒体遗传病
线粒体病(mitochondriopathy)是指因遗传缺损引起线粒体代谢酶的缺陷，导致ATP合成障碍、能量来源不足而出现的一组多系统疾病，也被称为线粒体细胞病(mitochondrial cytopathy)［1，2］。 一、病因和发病机制 线粒体病主要由mtDNA(mitochondrial DNA)的突变造成，包括点突变、缺失、重复及丢失等。迄今为止，共发现50余种病理性mtDNA点突变及数百种重排方式，同一种mtDNA突变对于不同患者可造成不同的临床表现［3］。与线粒体疾病相关的核DNA损害包括：编码线粒体蛋白质的基因突变；蛋白质进入线粒体的障碍；基因组间的通讯障碍。 二、临床表现 从遗传学角度看，由于线粒体基因组只控制线粒体中一部分蛋白质的合成，而大多数蛋白质的合成由核DNA调控，因此线粒体疾病的遗传方式有2种，即母系遗传和孟德尔遗传。另外，尚有许多病例为散发性。 线粒体病的病变如以侵犯骨骼肌为主，称为线粒体肌病；如病变除侵犯骨骼肌外，尚侵犯中枢神经系统，则称为线粒体脑肌病；如病变以侵犯中枢神经系统为主，则称为线粒体脑病。另外，尚有大量中间类型。目前还发现帕金森病、2型糖尿病、心肌病及衰老等也与线粒体功能障碍有关。随着检查技术的进展，将会发现更多的线粒体病。
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动物组织线粒体DNA研究进展
线粒体基因组也叫线粒体DNA(mtDNA,Mitochondrial DNA),结构与细菌DNA相似,呈双链环状,可独立编码一些蛋白质,是核外遗传物质,人们在线粒体中已发现RNA、DNA聚合酶、RNA聚合酶、tRNA、核糖体等全套装备,说明线粒体具有独立的遗传体系.
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中国地鼠线粒体基因组与微卫星遗传标记的研究
中国地鼠在生物医学研究中占有重要的地位,但中国地鼠的分子遗传标记研究尚少.本研究运用生物信息学和比较基因组学等方法分析了中国地鼠的线粒体基因组的碱基组成、基因组结构、基因进化等特征,为中国地鼠应用于人类疾病动物模型提供基因组数据.建立了中国地鼠近交系遗传质量控制体系,为中国地鼠种质资源科学评估、合理开发利用奠定了基础.
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用位点特异PCR法检测Leber遗传性视神经病家系的mtDNA11778G→A点突变
目的寻找一种快速、准确、有定量突变比例的简单PCR方法,以识别Leber遗传性视神经病(LHON)患者所携带的mtDNA 11778G→A点突变.方法根据已知致病突变的碱基变化,设计M(突变)和N(正常)引物,分别与反向引物R配对扩增,严格控制退火温度和其他PCR反应条件达到特异扩增.病例组为LHON家系共10个个体,对照组为40位正常人.结果在先证者、母系已发病亲属和一个10岁男孩(未发病)体内分别检出突变比例各不相同11778G→A点突变,而在家系的正常配偶、父系子女及40位正常对照组未检出该突变.结论位点特异PCR是一种不受DNA序列有否限制性内切酶位点的检测突变的方法,适用于LHON等致病突变明确的遗传病的基因诊断.
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重视对线粒体病的基因诊断和功能检测
线粒体病是一组有相似表现和共同发病机制、涉及各年龄段、各组织器官的重要缺陷,主要由位于核外的线粒体基因组突变所引发.这一由16 569bp环状双链DNA构成的线粒体基因组(mtDNA)是早被全部测序的基因组之一,虽然在结构上仅编码37个基因,包括2个rRNA,22个tRNA和13个构成呼吸链的多肽,但具有与核基因组不同的一些特点,如多拷贝、无内含子、不等复制、母系遗传、变异的异胞质性(heteroplasmy)和阈效应(threshold effect)等.由于线粒体内膜内的高氧化环境,加之并无蛋白包裹的环状mtDNA易受损伤,各种突变累积很多,导致各种以能量缺乏为核心表现的疾病.因为不同组织器官对能量依赖程度不同,如脑、心、骨骼肌等为高能量需求组织,所以它们的线粒体功能异常发生的阈值较低,从而对线粒体代谢障碍更为敏感.由此延伸的很多研究涉及物种进化、人类起源和迁移、肿瘤发生、DNA修复病、运动损伤和老化[1].
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MTH1有可能减轻帕金森患者多巴胺神经元变性
帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一种衰老相关的中枢神经系统变性疾病,主要病变在大脑的黑质和纹状体.病理生理改变为脑黑质多巴胺能神经元变性.在衰老过程中细胞DNA或RNA氧化损害的蓄积是诱发突变和细胞死亡的主要原因.氧化DNA损害如8-氧化鸟嘌呤(8-oxyoguanine,8-oxoG)在各种神经变性病如帕金森病、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化患者细胞核和线粒体基因组中显著增加.
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线粒体基因突变糖尿病的现状及筛查与诊治的建议
线粒体基因组是细胞内惟一独立于细胞核染色体之外的遗传物质.由于受精卵的线粒体几乎全部来源于卵细胞,线粒体基因突变所致疾病呈母系遗传,即女性患者的子女均可能从母亲一方遗传获得致病基因而患病,而男性患者的子女理论上均不得病.1981年Anderson等[1]发表了人类线粒体DNA (mtDNA) 的全序列,从此开辟了研究mtDNA突变与人类疾病的新领域.本文在总结线粒体基因突变相关糖尿病国内研究现状基础上提出在中国人中进行筛查及诊治的初步建议.
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DNA依赖蛋白激酶在DNA损伤修复中的研究进展
各种损伤因素如紫外线、天然的或者人造的各种致突变化合物、离子辐射及其体内生物代谢过程产生的活性氧自由基等,均有可能引发染色体和线粒体基因组DNA多种类型的结构损伤(单、双链断裂,碱基修饰,DNA分子链间或DNA-蛋白质分子间化学交联等),基因组拷贝数改变,或表达调控障碍.DNA舣链断裂(DNA double-strand breaks,DSBs)是真核基凶组后果严重的损伤类型之一.
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哈氏蜈蚣线粒体基因组全序列分析
[目的]获取哈氏蜈蚣线粒体基因组全序列.[方法]应用差速离心以及滚环扩增的方法得到纯度较高的线粒体DNA,采用Illumina HiSeq X Ten技术对扩增得到的哈氏蜈蚣线粒体DNA进行测序,采用从头组装和mapping近缘种的方法拼接组装线粒体基因组,应用MITOS在线注释及与近缘种进行本地注释等方法注释线粒体基因组.[结果]获得14538 bp哈氏蜈蚣线粒体基因组全序列.其共有20个tRNA及13个蛋白基因,2个rRNA(16S rRNA、12S rRNA).[结论]获取哈氏蜈蚣线粒体基因组全序列,并可用于药用蜈蚣的资源调查与保护研究.
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线粒体DNA转录表达与胃癌发生关系的研究
目的:检测胃癌组织线粒体DNA的转录表达水平变化,探讨mtDNA转录表达变化与胃癌发生的关系.方法:应用RT-PCR法检测42例配对的胃癌和癌旁正常胃粘膜组织的线粒体编码基因COⅠ、ND4、ND5、cyt-b和ATP-6的转录表达差异,并以β-actin作为定量标准物,后行琼脂糖凝胶电泳.结果:胃癌组织线粒体COⅠ和ND4的转录水平显著高于远癌正常胃粘膜组织,P＜0.01;胃癌COⅠ和ND4的表达水平与胃癌的组织分化程度呈负相关;肠型胃癌ND4和COⅠ的表达高于弥漫型胃癌,P＜0.05.结论:胃癌的发生需要线粒体提供的某些转录物和蛋白以维持其恶性表型所需要的能量和(或)其他物质,而且分化程度愈低愈需要这种活动以增强其恶性生物学表型和行为.
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胃癌线粒体DNA拷贝量降低:一种新的肿瘤标志物?
目的:比较线粒体基因组(mitochondrial DNA,mtDNA)拷贝数在胃癌和癌旁正常组织间的差异,探究mtDNA与胃癌发生的关系.方法:PCR分别扩增胃癌组织和癌旁正常粘膜组织各20例共40个样本的线粒体D-loop区两个高变区HV1(Hypervariable region)和HV2;并以核基因组的β-actin作为定量标准物.聚丙烯酰胺凝胶电泳(Polvacrylamide gel electrophoresis,PAGE)银染比较mtDNA拷贝数在癌和正常组织间的差异.结果:HV1和HV2拷贝量(用β-actin标准化)在胃癌组织和胃正常组织间有显著的差异,P＜0.01;其拷贝量与环腺苷酸磷酸二酯酶(cAMp-PDE)和环鸟苷酸磷酸二酯酶(cGMP-PDE)表达有统计学联系,P＜0.05.结论:胃癌发生与mtDNA拷贝量的减少有着密切的关系,可能成为一种新的肿瘤分子标志物.
