2005, 32(11):1003-1010.
摘要:人类基因组全序列的精细图已完成,当前生命科学面临的重要任务就是如何将基因组序列信息转化为基因的功能信息,了解生命活动的分子机理,改善人类健康,为生物技术发展提供动力 . 在一系列功能基因组研究新技术中,高通量 (high-throughput) 和高内涵 (high-content) 的细胞筛选技术平台已经显示出巨大潜力,发挥着越来越重要的作用 . 通过在体外培养的哺乳动物细胞中基因过表达或抑制基因表达,分析所产生信号传导通路和 / 或细胞表型改变,可以直接发现基因功能 . 近年来一些技术上的进展,使细胞筛选平台具有微量、自动、高效、高通量,以及可以系统研究的特点,已经成为功能基因组研究的核心方法之一 . 近 2~3 年来已经出现一批成功应用细胞筛选平台进行大规模功能基因组研究的报道 . 我国在这一领域的研究也开始起步,将对我国生物技术的源头创新研究产生深远的影响 .
2005, 32(11):1011-1015.
摘要:自噬 (autophagy) 是广泛存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径,在饥饿的条件下,它可以调节细胞内长寿命蛋白和细胞器的降解,降解产物再被细胞重新利用 . 因此自噬在细胞发育、细胞免疫、组织重塑及对环境适应等方面有着十分重要的作用 . 近来发现,自噬还参与降解病原微生物、抵御感染的过程,称之为异噬 . 对自噬的分子机制和调节以及其在生理病理过程中的作用进行相应讨论 .
2005, 32(11):1016-1019.
摘要:今年的诺贝尔医学或生理学奖授予 Robin Warren 和 Barry Marshall 两位坚韧不拔且敢于挑战传统观念的科学家 . 奖励他们所做出的非凡的和出人意料的发现:慢性胃炎、胃溃疡以及十二指肠溃疡主要是由幽门螺杆菌感染所导致的 .
2005, 32(11):1020-1025.
摘要:pf40 基因是从谷子未成熟种子 cDNA 文库中获得的,与水稻、拟南芥的离子通道蛋白同源性很高 , 具有 8 个跨膜区 . 该基因转入烟草,可使烟草分枝增多,将其转入谷子,可使谷子分蘖增多 . 构建 pf40 与绿色荧光蛋白 gfp 的融合基因,转入烟草进行稳定表达,通过荧光显微镜和激光共聚焦显微镜观察研究其亚细胞定位,发现荧光主要集中在内质网 . 将 pf40 不同缺失区段的 4 个片段与 gfp 构建融合基因,转入烟草进行稳定表达,发现 PF40 N 端 93 个氨基酸残基就能够使得 PF40 定位在内质网, C 端缺失没有影响蛋白质的亚细胞定位 .
李 栋 , 荔建琦 , 欧阳曙光 , 吴松锋 , 王 建 , 徐筱杰 , 朱云平 , 贺福初
2005, 32(11):1026-1029.
摘要:挖掘高通量实验数据蕴含的生物学意义是蛋白质组学研究面临的一大挑战 . 基于等级化结构化的词汇表 GO (Gene Ontology) 和相关数据库中的蛋白质功能注释,发展了一种对蛋白质组学研究中得到的表达谱 (Expression profile) 进行功能分析的策略 . 在对蛋白质表达谱进行功能注释的基础上给出蛋白质表达谱中蛋白质功能的分布,同时给出感兴趣功能类别的统计信息 . 这有助于对表达谱蛋白质功能的整体理解和深入的生物信息学分析 . 该策略已经成功应用胎肝蛋白表达谱研究中,用户可以通过访问网址 http://www.hupo.org.cn/GOfact/ 使用或者下载我们的程序 .
2005, 32(11):1030-1037.
摘要:严重急性呼吸综合征 (SARS) 是一种新出现的人类传染病,该病的病原是 SARS 冠状病毒 (SARS-CoV). S 蛋白是 SARS 冠状病毒的一种主要结构蛋白,它在病毒与宿主细胞受体结合以及诱导机体产生中和抗体中起重要作用 . 研究表明 S 蛋白与受体结合的核心区域为第 318 ~ 510 氨基酸残基的片段 . 首先克隆并用 pGEX-6p-1 载体融合表达了该受体结合结构域,并且通过蛋白质印迹分析表明,该受体结合结构域融合蛋白能被 SARS 康复患者血清和 S 蛋白特异的单克隆抗体所识别 . 为了对这一区域进行抗原表位作图,进一步设计了一套 23 个覆盖受体结合结构域的长 16 个氨基酸残基的部分重叠短肽,并进行了 GST 融合表达 . 用免疫动物血清和单克隆抗体 D3D1 对 23 个融合蛋白进行蛋白质印迹和 ELISA 免疫反应性分析,结果鉴定出两个抗原表位 SRBD3(F334PSVYAWERKKISNCV349) 和表位 D3D1 (K447LRPFERDI455). 其结果对进一步分析 S 蛋白结构与功能以及诊断试剂和基因工程疫苗的研究有一定意义 .
苑纯秀 , 冯新港 , 林矫矫 , 李 浩 , 陆 珂 , 石耀军 , 傅志强 , 刘金明 , 蔡幼民
2005, 32(11):1038-1046.
摘要:为从期别差异表达基因分析入手研究血吸虫的生长发育机制,应用抑制性消减杂交 (suppressed subtractive hybridization , SSH) 技术首次构建了日本血吸虫尾蚴、虫卵和成虫的期别差异表达基因文库 . 经消减效率分析和三种文库克隆的 EST 的期别差异性鉴定,表明所建文库质量较高,为在整个基因组水平分离血吸虫的差异表达基因提供了重要材料 . 由三个文库选择 257 个插入片段大于 500 bp 的克隆测定了 EST 序列 . 同源性分析结果表明 257 个 EST 代表 182 种血吸虫基因,其中有 22 种为血吸虫已知基因,有 128 种为血吸虫已知 EST ,有 32 种为新发现的血吸虫基因 . 对 EST 编码蛋白的功能预测结果显示:尾蚴消减文库的基因多与运动、能量代谢、转录调节及致病性相关;虫卵消减文库的基因可能参与信号转导、细胞粘附、蛋白质和碳水化合物的代谢以及抗氧化反应;成虫消减文库的基因多参与蛋白质的合成、转运及分解代谢,参与虫体的运动等 . 大规模分离、分析血吸虫期别差异表达基因将对从分子水平去解读血吸虫的生长发育机制,筛选高效疫苗候选抗原、药物靶标及诊断制剂有重要意义 .
2005, 32(11):1047-1054.
摘要:失巢凋亡是细胞与细胞外基质脱离发生的一种特定的凋亡方式 . 癌细胞抗失巢凋亡或失巢生存能力可以使之在转移过程中生存 . 业已发现癌细胞失巢生存与 PI3K-PKB/Akt 、 MAPK 这两条重要信号途径有关,但是 PI3K-PKB/Akt 、 MAPK 通路的上游酪氨酸激酶途径还不甚清楚 . 为此设计了一种基于 SH2-pTyr 特异性结合特性的功能性筛选方法,以期发现癌细胞失巢生存相关的酪氨酸磷酸化蛋白质,为最终明确酪氨酸激酶途径提供有力的实验依据 . 实验发现, MDCK 细胞悬浮培养后失巢凋亡,但癌细胞可以失巢生存 . 与这一现象相一致的是,悬浮培养后, MDCK 细胞中一系列 SH2 结合的酪氨酸磷酸化蛋白质水平急剧下降,而癌细胞中蛋白质酪氨酸磷酸化水平并不呈锚着依赖性 . 细胞悬浮培养后,随着培养时间的延长, MDCK 细胞中 Abl S SH2 结合的靶蛋白酪氨酸磷酸化水平逐渐降低,在 H460 肺癌细胞中经过短暂下降后升高, H1792 肺癌细胞随着培养时间的延长, Abl SH2 结合的靶蛋白酪氨酸磷酸化水平逐渐增加 . Fyn SH2 和 Crk SH2 结合的蛋白质分别为 FAK 和 p130Cas ,后者是重要的失巢生存信号 . 这些结果提示,酪氨酸磷酸化蛋白质可能赋予肺癌细胞失巢生存能力 . 结果也表明,功能性 SH2 筛查方法可以有效地发现肿瘤细胞中失巢生存相关的酪氨酸磷酸化蛋白质 .
2005, 32(11):1055-1060.
摘要:频率和强度是声音的两个重要参数,通常以听觉神经元动作电位发放频次编码这两个参数 . 研究表明,声反应潜伏期也可编码声音频率和强度,但尚不清楚潜伏期编码这两个参数究竟发生于哪一级听觉核团 . 如果声音参数由同级中枢编码,则这样的编码方式可能发生改变 . 反之,如果编码方式未发生变化,则意味着声音信息是由低位神经元编码的 . GABA 和甘氨酸 (Gly) 是听中枢普遍分布的抑制性递质 . 通过施加它们的拮抗剂荷包牡丹碱和马钱子碱,观测小鼠皮层和下丘听觉神经元声反应潜伏期的变化 . 结果表明,由反应潜伏期表征声音频率和强度的关系不因 GABA 和 Gly 作用的改变而发生变化,提示频率和强度与反应潜伏期之间的编码关系可能是由低位听神经元编码并向上传递的,而不是在同级中枢 ( 皮层或下丘 ) 完成的 .
2005, 32(11):1061-1068.
摘要:根据抗 PTCA 或支架后再狭窄的基因治疗需要多基因治疗的特点,用基因重组技术构建了 hVEGF165 和嵌合水蛭肽 (fused hirudin , FH) 融合基因,并克隆到真核表达载体 pcDNA3.0 中,通过脂质体介导将 pcDNA3.0/hVEGF165 - FH 转染到人内皮细胞株 (ECV304) 中, RT-PCR 及蛋白质印迹证明融合基因 hVEGF165 - FH 在 ECV304 细胞中得到表达 ( 分子质量为 24 ku 左右 ). 通过体外活性检测——— MTT 法检测 hVEGF165 - FH 对 ECV304 细胞增殖的影响,通过体外血管生成分析 hVEGF165 - FH 对内皮细胞株 ECV304 增殖的影响 . 通过体外抗栓活性检测,表明表达产物具有促进内皮细胞株增殖及加快血管生成的作用,同时显著抑制了 ADP 诱导的血小板聚集率 (P < 0.05) 并显著延长 APTT 和 TT (P < 0.05) . 实验结果表明,融合基因在内皮细胞株中得到表达,表达的融合蛋白具有 hVEGF165 和嵌合水蛭肽 (FH) 的双重活性,这为以后的融合基因治疗再狭窄的动物实验打下了良好基础 .
2005, 32(11):1069-1074.
摘要:为了深入研究 Rab3a 和神经生长抑制因子 (GIF) 的相互作用,在大鼠海马神经元细胞原代培养体系中,用 MTT 还原法定量研究了 Rab3a 对 GIF 神经生长活性的影响,发现 Rab3a 可以替代脑提取物而使 GIF 发挥神经生长抑制活性 . 接着又利用多克隆抗体方法研究了 GIF 与 Rab3a 的相互作用,结果说明 Rab3a 是 GIF 发挥神经生长抑制活性所必需的蛋白质,并且它们的相互作用受空间位置的因素影响较大 . 在随后对它们相互作用的机理和可能的生物学意义进行了讨论 .
2005, 32(11):1075-1080.
摘要:实验以大鼠胰腺β细胞为研究对象,采用荧光测钙和全细胞膜片钳膜电容测量技术,研究 ATP 对胞内钙离子信号和细胞分泌的影响,并初步探讨了其作用机制 . 实验表明:胞外 ATP 刺激通过动员细胞内 thapsigargin 敏感的钙库 Ca2+ 释放,使大鼠胰腺β细胞内的游离钙离子浓度显著升高,细胞外的 ATP 信号对β细胞胰岛素分泌有双向调节作用,其一,主要通过降低去极化引起的钙电流而对β细胞胰岛素分泌产生较弱的抑制作用,其二,细胞在静息状态下, ATP 通过动员胞内钙库的 Ca2+ 释放使胞浆中的钙离子浓度显著增加,触发β细胞强烈分泌胰岛素 . ATP 的这种双向调节可能对胰岛素分泌的精确调控具有重要的生理意义 .
2005, 32(11):1081-1087.
摘要:以体外选择方法筛选不同功能的核酸、肽和蛋白质是近年的研究热点, mRNA 体外展示是一种新兴的高效多肽选择技术,其基本原理是通过含嘌呤霉素寡核苷酸的 Linker 使 mRNA 与它编码的肽或蛋白质共价结合,形成 mRNA- 蛋白质融合体,这一方法已用于多种功能肽的鉴定 . 以 mRNA 体外展示技术进行了由大容量多肽库中 (>1013) 筛选胸苷酸合成酶 (thymidylate synthase , TS) RNA 亲和肽的研究,通过精密的实验设计,建立了一套完整有效的筛选方法,并对实验条件进行了优化 . 已进行了 8 轮筛选,结果表明,以 mRNA 体外展示技术获得的多肽分子,可以与 TS mRNA 亲和 . 将测序结果与初始肽库进行比较,发现亲和肽中碱性氨基酸及芳香族氨基酸含量明显增加,说明其在与 RNA 结合中具有重要作用 . mRNA 展示技术作为一种大容量文库的体外筛选方法,将广泛应用于与固定化靶物质具高度亲和性及特异性的多肽和蛋白质的筛选 .
2005, 32(11):1088-1092.
摘要:哺乳动物视觉系统的发育延续到出生后,大鼠出生后 3~5 周是视觉系统发育的关键期 . 在关键期中,视皮层的兴奋性和抑制性突触连接逐渐成熟,形成有效的皮层内回路 . 为了观察发育关键期大鼠视皮层神经元的反应特性与成年大鼠的异同,使用胞外单细胞记录的方法对比研究了幼年和成年大鼠对闪光刺激的视觉反应特性 . 结果显示:与成年大鼠相比较,幼年大鼠视皮层神经元对持续闪光刺激显示出更强的适应性,对光刺激的诱发放电频率更低,而在没有光刺激时的自发放电频率更高,从而导致信噪比更低 . 这一结果表明,幼年大鼠视皮层对连续刺激的反应能力下降,对信号的分辨能力也更弱,其原因可能是兴奋性突触和抑制性突触发育的不同步所致 .
2005, 32(11):1093-1099.
摘要:机体的免疫系统,尤其是胸腺来源的 T 淋巴细胞是否能够识别并特异地清除体内随机出现的恶变细胞,对肿瘤的发生行使“免疫监视”,长期以来一直是免疫学界一个悬而未决的关键问题 . 近年来,由于生物技术的迅猛发展,基因敲除小鼠的问世,人们发现 T 淋巴细胞及其产物γ - 干扰素等的缺陷可以导致机体对化学致癌物甲基胆蒽 (methylcholanthrene , MCA) 的敏感性增强 . 这使一度受到冷漠的肿瘤免疫监视理论再度“复兴”,并孕育出肿瘤的“免疫编辑”假说 . 然而,亦有一些科学家认为在甲基胆蒽致癌过程中,机体反应的靶子很可能是异物甲基胆蒽而不是肿瘤细胞,要证明肿瘤免疫监视理论,尚缺乏新的证据 .
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