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规律成簇的间隔短回文重复序列中间隔序列的噬菌体来源研究
目的 发现在现有的全基因组测序完成的原核生物中规律成簇的间隔短回文重复序列(CRISPR)系统中间隔序列分布规律以及间隔序列中噬菌体来源情况.方法 整理现有CRISPR数据库中2762株细菌基因组中的CRISPR系统和其中的间隔序列数据,整理GenBank数据库中发表的1444个噬菌体基因组数据.利用BLASTN软件对间隔序列数据与噬菌体基因组进行相似性比较,计数资料比较使用x2检验.结果 在2762个细菌基因组中整理出1940个基因组存在确定或可能的CRISPR结构和90 096条间隔序列,多数基因组具有1～ 50条间隔序列(1414/1940,72.9％),间隔序列数量＞250条的仅有58个基因组(58/1940,3.0％).其中古细菌13株(13/150,8.6％),真细菌45株(45/2612,1.7％),差异有统计学意义(x2=29.98,P＜0.01).相似性比较结果共发现245个细菌基因组的1055条间隔序列,成功比对上363个噬菌体,比对成功率仅为0.12％.结论 细菌基因组中的CRISPR系统中间隔序列数量存在较大差异,古细菌基因组中CRISPR系统存在更多的间隔序列.相似性比较中噬菌体来源的间隔序列所占比例低,提示与细菌和噬菌体基因组发现较少相关,进一步深入研究可以大幅度提高成功率.
关键词： 规律成簇的间隔短回文重复序列 间隔序列 噬菌体 原核生物 -
组蛋白ADP-核糖基化及其生物学效应
与原核生物不同，绝大多数真核生物DNA以结构复杂、高度折叠的染色质为载体，这使得两者在基因表达上具有很大的差异。染色质以核小体为基本组成单位，每个核小体包括一个八聚体的组蛋白（两分子的H2 A-H2 B二聚体，两分子的H3和两分子的H4）以及缠绕其上1.75圈的长约146 bp的DNA，核小体之间以40～60 bp的DNA连接，组蛋白H1与之结合。八聚体的三维结构为球状，而组蛋白亚基的氨基端则游离出来，称为氨基端尾巴（或组蛋白尾巴）。氨基端尾巴上的许多残基可以被共价修饰，不同位点上的不同修饰可形成大量特殊信号。组蛋白的翻译后修饰不仅与染色体的重塑和功能状态紧密相关，而且在决定细胞命运、细胞生长以及致癌作用的过程中发挥着重要的作用，如组蛋白磷酸化就在有丝分裂、细胞死亡、DNA 损伤修复、DNA 复制和重组过程中发挥着直接的作用。
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肺炎支原体IgM在呼吸道感染中的检测与结果分析
肺炎支原体(mycoplasma pneumonia,MP)属原核生物,是介于病毒和细菌之间的一类在无生命培养基中生长繁殖的小微生物.通过飞沫以气溶胶微粒的形式经呼吸道传播.感染率占非细菌性肺炎的三分之一以上[1],约占各类肺炎的10%～20%[2].
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新型细胞色素P450氧化酶的发现与筛选
细胞色素P450是一类被广泛研究的依赖于血红素的氧化酶,因它在还原状态下能与CO结合形成复合物,在450 nm附近有大吸收峰而命名为细胞色素P450[1].P450首先在哺乳动物肝微粒体中被发现.迄今为止,已经命名的P450有12 000多个.P450广泛分布于真核生物和原核生物中,在内源和外源化合物的代谢中发挥重要作用[2].
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天然免疫分子抗菌肽的作用机制和临床应用
抗生素的发现被认为是医学史上伟大的成就之一，在感染性疾病临床治疗中曾经给患者带来福音。但近年来，随着抗生素在各领域的滥用，细菌耐药已成为全球公共健康领域面临的严峻问题，因此人们一直试图通过新的手段或者可替代的药物来解决抗生素耐药性问题。“天然抗生素”抗菌肽（antimicrobial peptides，AMPs）被认为是先天免疫系统中非常重要的一类物质，它的发现与应用将为未来解决此问题提供潜在的可能。到目前为止，多达5000种抗菌肽已经被发现或合成[1]。天然的抗菌肽广泛分布在原核生物（如细菌）和真核生物（如原生动物、真菌、植物、昆虫和其他动物）中。对于动物来说，抗菌肽主要分布在暴露于接触病原体的组织和器官表面上，并且被认为是抵抗细菌、病毒和真菌的先天免疫反应的第一道防线[2-3]。基于以上特性，抗菌肽在医药和农业方面有着广阔的应用前景。本文结合国内外抗菌肽的新研究进展，从抗菌肽的理化性质、抑菌和免疫机制以及临床研究等方面进行论述，为抗菌肽的研发和应用提供理论依据。
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环二鸟苷酸信号系统研究进展
所有生命体都会通过信号转导感应环境改变，并反映在代谢、生理及行为适应等方面。这些调控网络非常复杂，并依赖于许多不同组分之间的相互作用来协调产生适合的生化反应，其中一个重要的成分即是第二信使分子，第二信使通过细胞表面受体感受第一信使信号并传递给细胞内大分子。在细菌中c-di-GMP是参与调控细菌主要生理功能的第二信使分子之一，是由两分子的GTP在鸟苷酸环化酶作用下形成。生物信息学分析发现编码 c-di-GMP的基因广泛分布于原核生物尤其是革兰氏染色阴性的细菌中。
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σ-因子对结核分枝杆菌生理学及致病力的作用
MTB能在各种恶劣环境中生存并感染宿主,其强大的环境适应能力与自身复杂的基因表达调控系统密切相关.起始转录是原核生物表达调控中至关重要的一步,原核生物需要σ因子辨认转录起始点.
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线粒体医学的过去与未来
线粒体是一个直径1 μm,长2～3 μm大小的细胞器,存在于几乎所有真核生物细胞内.生物进化研究表明,1.5亿年以前,具有有氧代谢功能的细菌侵入原核生物细胞后,与宿主形成共生现象,有氧菌终演化为线粒体,使得原核生物具有更高效的有氧代谢能力.线粒体是除细胞核以外惟一具有遗传物质(DNA)的半自主性细胞器.线粒体的基本功能是将外界摄取来的葡萄糖、氨基酸和脂肪通过位于其内膜上呼吸链的氧化磷酸化作用来产生细胞活动所需要的能量,并以ATP的形式储存起来.
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细菌密度感应系统及其介导的信号传输
有关细菌信号机制研究有3个发展阶段,上世纪60年代以前,研究大都集中在对细菌本身的认识,主要是分析细菌自身理化和生物学特征;自从上世纪60年代发现细菌生物膜中的细菌能够随菌群密度改变而发生菌间信号交流的机制以后,有关细菌密度感应(quourm sensing)系统机制的研究方兴未艾.近年来,随着相关研究的不断深入,已经从同物种的细菌间密度感应信号机制研究扩展到了原核生物与真核生物细胞之间的跨物种信号交流机研究,这种跨越必然对揭示感染性疾病的发生发展机制、寻找抗菌新方法等具有深远意义.
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细胞的密度感应现象与生态信息传递
生物膜内的细菌之间通过复杂的信号传递系统进行着信息交流。细菌的密度感应现象(quorum sensing)是这一信号系统的重要组成部分，细菌通过释放，发现接受信号分子向其他个体表明它的存在而实现这一信息交流途径。细菌的密度感应现象使真核生物与原核生物之间的界限变得模糊，使细菌这一单细胞生物可以像多细胞生物一样拥有许多作为个体细胞生命所不可能拥有的特性，细菌的许多行为都受到密度感应机制的调控。随着对密度感应现象研究的深入，研究者们发现密度感应AI-2系统的编码基因luxS被证实为高度保守并广泛存在于革兰氏阳性及阴性细菌中，因此认为可能存在着种属间的密度感应调控。
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GRIM-19与STAT3蛋白作用及相关机制研究进展
线粒体在细胞生理当中起非常重要的作用,为主要供能器官,其在能量生成、应激、ROS生成方面起到了非常重要的作用,同时也在细胞凋亡方面扮演了重要角色.其中,线粒体NADH complex Ⅰ是电子传递链第1步,随着NADH氧化成NAD+,伴随着质子穿越线粒体内膜,氧化还原辅助因子激活.研究显示,NADH:泛酮氧化还原酶(complex Ⅰ)共有45个亚单位,7个由线粒体DNA编码,其余由核编码基因编码,从胞质输送到线粒体.原核生物线粒体com-plex Ⅰ系统由13～14个亚基组成,这些亚基在真核生物中得到了保留,并且进化出氧化还原辅助因子[1].线粒体complex Ⅰ呈L型,其有2个臂,一个位于脂双层,另一个因含有更多亲水集团,突出于胞膜,且可以和胞膜分离,产生亚单位.其中GRIM-19是complex Ⅰ亚单位中的一员,是已知的氧化还原辅助因子[4].GRIM-19在细胞生长、凋亡以及维系线粒体复合物Ⅰ功能方面起到了非常重要的作用,并在近期得到了广泛研究.
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Peroxiredoxin Ⅱ研究进展
peroxiredoxins(prxs)蛋白是新近发现的一类过氧化物酶,属于抗氧化蛋白超家族,广泛存在于原核生物和真核生物中.该家族第1个被发现的蛋白是来源于酵母菌的25kD蛋白质,命名为巯基特异性抗氧化酶.哺乳动物的Prxs家族包括6个成员,即prxⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ[1].prxs家族的所有蛋白均在N-端具有保守的半胱氨基酸(cys)残基,部分蛋白在C-端也有保守的cys残基.根据各成员间的同源性和cys残基的数目,prxs家族蛋白可分为3个亚类,即2-cys Prx(prx Ⅰ～Ⅳ),非典型2- Cys prx(prx Ⅴ)和1- cys prx(prx Ⅵ)[2].
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褪黑素与帕金森病的研究进展
褪黑素(melatonin,MT)是松果体分泌的一种重要激素,分泌呈昼夜节律,对体内很多系统的功能产生影响.从原核生物的多边膝沟藻到人类,体内均发现有MT的存在.近年来的研究证明,MT是体内强自由基清除剂和抗氧化剂.作为一种进化保留分子,MT起着清除自由基、保护机体免受氧化损
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呼吸道感染患儿肺炎支原体和衣原体的检测及临床分析
肺炎衣原体（CP）和肺炎支原体（MP）是引起儿童呼吸系统感染的常见病原体[1]，占小儿肺炎的10%~20%，全年均可能发生，高峰期可达30%。儿童免疫系统尚未发育成熟，当身体抵抗力下降时，病毒或细菌大量繁殖、生长，此时容易发生感染[2]。还可引起全身器官的病变，多因反复感染后通过免疫机制致病，且感染率有逐年增高的趋势。肺炎支原体是一种介于病毒和细菌之间能自行繁殖的小原核生物，1/3以上非细菌性肺炎由其引起，是引起儿童呼吸道感染及非典型肺炎的主要病原体之一[3]。本研究对215例呼吸道感染患儿进行肺炎支原体（MP）、肺炎衣原体（CP）检测，并以健康体检的100例儿童作为对照进行分析，现报道如下。
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热休克蛋白在肿瘤免疫中的研究进展
热休克蛋白(heat shock protein,HSP)是在生物进化过程中高度保守,广泛存在于原核生物及真核生物中的蛋白质,正常生理条件下低水平表达,当细胞受到刺激时,HSP合成迅速增加.
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警惕儿童支原体肺炎
什么是支原体支原体是一种比细菌小、又比病毒大的微小微生物,它是小的能独立生活的原核生物,但又具有某些细菌的特性.
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生物体抗砷性的研究进展
砷是地球环境毒物中的主要物质之一,也是世界公认的一种致癌物[1].已有证据表明,长期暴露和摄入砷可以诱发高血压、非胰岛素依赖性糖尿病、周围血管性疾病、脑梗塞及缺血性心脏病等[2,3].在用砷剂化疗过程中,患者容易对砷剂产生耐受,而对砷剂耐受的患者也极易对长春新碱、阿霉素、环孢霉素等常用的化疗药物产生耐受,给恶性肿瘤的治疗带来一定的困难.在生物进化的过程中,从原核生物到真核生物都普遍产生了抗砷性[4].为了解生物体复杂的抗砷机制,现将生物体抗砷性研究进展作一综述.
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细菌密度阈值感应现象的研究
细菌通过复杂的信号传递系统进行着信息交流.细菌的密度阈值感应现象(quorum sensing,QS)是这一信号系统的重要组成部分.细菌通过释放,发现,接受信号分子而实现这一途径.这些信号分子被称为自体诱导分子(autoinducers,AI).通过自体诱导分子细菌可以分辨细胞密度的大小,并通过控制基因的表达而调节细菌的数量.这一过程被称为细菌的密度阈值感应现象.通过这一机制,细菌可以调控整个细菌菌落的基因表达.细菌的密度阈值感应现象使真核生物与原核生物之间的界限变得模糊,细菌可以像多细胞生物一样拥有许多作为个体细菌不可能拥有的特性.细菌的许多行为都受到密度阈值感应机制的调控,如共生现象,毒力因子的表达,耐药性的产生及生物膜的形成等等.研究表明正是通过这种密度阈值感应现象,无论是高度特异的密度阈值感应现象还是普遍存在的密度阈值感应现象,实现了细菌与细菌之间的交流.原核生物与真核生物都不可避免地受到密度阈值感应现象的影响.竞争细菌及易感的真核生物宿主可以通过分泌破坏自体诱导分子或产生自体诱导分子抗体来破坏细菌的密度阈值感应系统而对抗细菌的入侵.
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CRISPR／Cas9技术构建小鼠癌症模型的初步研究进展
CRISPR （ Clustered regularly interspaced short palindromic repeats）首次在K12大肠杆菌的碱性磷酸酶基因位点附近发现，后统一称为规律成簇间隔短回文重复序列，是在大多数细菌、古细菌中广泛存在的一类独特的 DNA 规律性重复序列［1］。 Cas （ CRISPR-associated）基因是位于CRISPR区域临近处的蛋白质编码基因，而且相对保守。 Cas基因可与CRISPR转录出的RNA结合并形成核糖核蛋白复合物，在原核生物中发挥获得性免疫功能，使宿主获得抵抗噬菌体、质粒等外来DNA入侵的免疫能力。 CRISPR／Cas技术是由RNA指导Cas核酸酶对靶向DNA进行特定修饰，能够共定位RNA、DNA和蛋白，因而拥有巨大的改造潜力。此外，也在研究人类疾病致病机理和治疗手段中起到了关键作用。近，有研究对21种癌症类型开展大规模分析，并将与癌症有关的已知基因目录扩增了25％［2］，还有许多重要的癌基因有待进一步发现。而癌症小鼠模型可对癌基因组进行深入研究，因此，CRISPR／Cas9以其高效、准确的对特定基因进行敲除或修饰，已成为目前具有临床与应用前景的基因编辑技术之一。
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基因和人类基因组计划
基因(gene)是在生物进化中形成的含特定生物遗传信息的DNA分子片段和占一定位置的遗传单位,着力弄清基因何时何地具有活性,以及识别和确定基因所编码的蛋白质的特性是当前基因研究的方向.单基因虽只控制一种多肽的合成,因是构成许多蛋白质的亚基,故能影响不同部位、不同组织和不同器官的功能,即基因多效性.所以单基因病也可有很复杂的临床表现.基因的异质性是指几个不同基因,可分别作用于同一器官,产生相同的效应.基因由结构基因和调控基因所组成,能转录为mRNA,进一步翻译为多肽链.构成各种结构蛋白、酶和激素等的基因是结构基因.另外还有不能转录或只能转录而不翻译的核酸序列为调控基因,如各种重复序列、卫星、rRNA、tRNA等.在DNA链上,从蛋白质合成起始的密码子到终止密码子为止的连续序列称为开放阅读框架(open reading frame,ORP).在高等生物(原核生物未发现)基因信息常是裂解为许多DNA序列片段,称为外显子(exron),其中被不传递信息的片段所分割,称为内含子(intron ) .
