摘要:遗传学是研究生物的遗传与变异的科学，是研究基因的结构、功能、变异、传递和表达规律的学科．
遗传学发展的早期，遗传学家们研究的对象很广泛，随着时代的发展，才逐渐地集中到一些特定物种(模式生物)上．近代的研究者趋向于选择一些已经获得广泛研究的生物体作为研究目标，正是这一原因使得模式生物成为多数遗传学研究的对象．
由于进化的原因，许多生命活动的基本方式在地球上的各种生物物种中是保守的，生物学家通过对选定的简单的有代表性的生物物种进行科学研究，可以揭示某种具有普遍规律的生命现象，此时，这种被选定的生物物种就是模式生物．
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)作为最简单的真核生物，结构简单，生活周期短，DNA含量低，可以直接应用许多研究细菌的实验技术，另一方面，作为典型的真核生物，酵母和人类在某些蛋白质的氨基酸顺序上具有极大的相似性，如泛素(ubiquitin)有96%相同，肌动蛋白(actin)有89%相同，因此其遗传学研究为人类遗传学研究提供了很好的借鉴作用．酿酒酵母已完成全基因组测序[1]，并建立了基因组文库等各种分子遗传手段[2-6]，已成为生物学界研究高等真核生物的生命过程各个细节的突破口．
酵母遗传学在20世纪90年代处于巅峰时期，在研究中涌现了很多新的遗传学研究手段，例如基因中断(gene disruption)，合成致死筛选(synthetic lethal screen)，温度敏感突变体等．许多实验构思巧妙，趣味无穷．近期我国在酵母遗传学的研究领域也取得了一些令人瞩目的进展．
本期发表的《利用酿酒酵母转座子文库筛选线粒体镁代谢相关基因》(见36～41页)一文报道了清华大学王娟等利用酿酒酵母转座子文库筛选与线粒体镁代谢相关的基因[7]．MRS2 基因编码线粒体镁离子转运蛋白，MRS2缺失会导致酵母线粒体镁离子浓度下降．为了增进对线粒体镁离子代谢调控基因的了解，利用酿酒酵母mTn-lacZ/LEU2转座子文库筛选MRS2的抑制基因，发现线粒体载体家族成员YMR166C基因的缺失可以挽救MRS2基因缺失的突变体的生长缺陷、调节线粒体镁离子浓度，首次发现了YMR166C是线粒体镁代谢相关基因.
王娟等在他们的另一篇论文《酿酒酵母全基因组范围内筛选MTM1基因的抑制基因》(见42～48页)中报道了他们在酿酒酵母全基因组范围内筛选MTM1基因的抑制基因的研究工作[8]．作者利用MTM1 基因缺失突变体在非发酵培养基上的生长缺陷，转入酵母基因组文库筛选MTM1 抑制基因，发现MTM1基因缺失造成的损伤一旦形成不可逆转，重新引入MTM1 基因也无法挽救，直接筛选无法得到抑制基因. 为了避免MTM1缺失造成的不可逆损伤，在野生型酵母中先转入带有MTM1 基因的质粒，再敲除染色体上的MTM1 基因，随后转入基因组文库，再利用药物5-FOA迫使细胞丢失表达MTM1基因的外源质粒，再筛选能在非发酵培养基上生长的转化子，作者通过这种巧妙的设计筛选出POR2等5个基因的过表达可以挽救MTM1 基因缺失造成的非发酵培养基上的生长缺陷．
在这个实验设计中，作者巧妙地采取了迂回策略．先引入外源基因，再敲除内源基因，转入基因组文库后，再使细胞丢失表达外源基因的外源质粒．这一策略可以为筛选其他造成不可逆损伤的突变基因的抑制基因提供一条切实可行的研究思路．
酿酒酵母作为成熟的模式生物，在其遗传学上的每一个新发现，都可能给人类基因组学的研究打开一扇窗．可喜的是，从以上述两篇论文为代表的研究中可以看出，我国在此领域的研究已经进入一个新的阶段．我们期待着小小酵母能为人类做出更大的贡献，更加期待在相关研究成果中能有更多的中国人的名字．

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:综述了磁共振脑功能成像(functional MRI，fMRI)在嗅觉研究中的应用，着重介绍fMRI在小动物嗅觉研究中的优势，以及近10年来fMRI在嗅球(olfactory bulb，OB)信息编码、处理和传输机制研究中所取得的进展．作为人类最古老的感觉方式之一，整个嗅觉系统(除鼻腔中的嗅细胞)都属于边缘系统，这赋予嗅觉系统一般的感觉功能和许多不为人所熟知的对情感、记忆以及生理和心理状态调控的功能．同时，由于缺乏有效手段，其内在性也使得嗅觉系统在大脑中的信息编码、处理、传输和感知等机制的研究极为困难．fMRI由于具有相对高的时间和空间分辨率，并可以无创地、重复地观测大脑任何部位的神经活动而被广泛应用于神经科学的研究．fMRI在嗅觉系统的应用使我们对人的嗅觉高级中枢感知机制方面的研究取得了一定的进展，而嗅球为嗅觉信息编码和处理中心，由于其尺寸和人体MRI空间分辨率的限制，对人OB中编码机制的研究一直无法进行．

摘要:钙调神经磷酸酶(calcineurin，CN)作为机体中的一种丝/苏氨酸磷酸酶，在关键的生物学过程中发挥着重要作用．RCANs (regulators of calcineurin) 是CN的一类内源调节因子，其家族成员在细胞中能够通过与CN在结构上的相互结合，起到调节CN活性的作用．而近来研究发现，该调节因子还可参与到CN-NFAT信号通路中发挥功能，从而与CN依赖的生理和病理过程的调控密切相关．因此，有必要对RCAN基因、RCANs蛋白与CN的相互作用以及该家族成员在病理条件下的重要功能作一个较为全面的综述，这些基础研究工作的进展将有助于为寻找新的疾病治疗方法和药物开辟新的途径．

摘要:水孔蛋白(aquaporin，AQP)是高效转运水分子的膜内在蛋白，具有丰富的多样性，在调控植物的水分关系中有重要作用．介绍了AQP的分类、结构特征及其在植物生长发育过程中的多种生理功能和AQP活性的各种调控方式．综述了水分胁迫和盐胁迫等逆境条件及脱落酸、赤霉素和乙烯等植物激素对AQP基因表达调控等方面的研究进展．

摘要:镁离子对于维持细胞正常功能十分重要，糖尿病、高血压、慢性呼吸道疾病、骨质疏松、心律失常等多种疾病都与镁代谢失衡有关．MRS2 基因编码线粒体镁离子转运蛋白，MRS2缺失会导致酵母线粒体镁离子浓度下降、线粒体内Ⅱ型内含子剪接缺陷和非发酵碳源培养基上的生长缺陷．为了增进对线粒体镁离子代谢调控基因的了解，利用酿酒酵母mTn-lacZ/LEU2转座子文库筛选MRS2的抑制基因，发现线粒体载体家族成员YMR166C基因的缺失可以挽救MRS2基因缺失突变体的生长缺陷、Ⅱ型内含子剪接缺陷，并可以调节线粒体镁离子浓度，首次发现YMR166C是线粒体镁代谢相关基因.

摘要:MTM1 基因对于维持锰超氧化物歧化酶的活性和线粒体正常功能十分重要，MTM1 基因的缺失会严重影响酵母锰超氧化物歧化酶活性，并损伤线粒体功能，因此在非发酵培养基上不能生长．利用MTM1 基因缺失的突变体在非发酵培养基上的生长缺陷，转入酵母基因组文库筛选MTM1 抑制基因，发现MTM1基因缺失造成的损伤一旦形成不可逆转，重新引入MTM1 基因也无法挽救，直接筛选无法得到抑制基因．为了避免MTM1缺失造成的不可逆损伤，在野生型酵母中先转入带有MTM1 基因的质粒，再敲除染色体上的MTM1 基因，随后转入基因组文库，再利用药物5-氟乳清酸(5-FOA)迫使细胞丢失表达MTM1基因的外源质粒，再筛选能在非发酵培养基上生长的转化子，通过这种方法筛选发现，POR2等5个基因的过表达可以挽救MTM1 基因缺失造成的非发酵培养基上的生长缺陷，为深入了解MTM1基因的功能提供了线索，对筛选其他造成不可逆损伤的突变基因的抑制基因提供了一条可行的研究思路．

摘要:Parkin基因是帕金森病的致病基因之一，Parkin蛋白作为泛素-蛋白酶体通路(ubiquitin-proteasome pathway，UPP)的一种E3酶，介导了多种底物的泛素化过程，而后者与帕金森病的发病机制有着密切的联系．α-酮戊二酸载体蛋白(2-oxoglutarate carrier protein，OGCP) 是一种线粒体内膜蛋白．采用激光共聚焦技术和免疫共沉淀技术证实，在HEK293细胞中Parkin蛋白与OGCP共定位，且二者之间存在相互作用关系；通过体内、外泛素化实验发现Parkin蛋白能介导OGCP的泛素化．提示OGCP可能是Parkin蛋白的泛素化底物蛋白，且Parkin蛋白能促进OGCP的泛素化．

摘要:线粒体的呼吸耗氧偶联着ATP的合成，而位于线粒体内膜上的跨膜蛋白解偶联蛋白(uncoupling protein, UCP)能够破坏这种偶联关系．在大肠杆菌中表达了有生物活性的鼠源解偶联蛋白1(rUCP1)．重组rUCP1的表达导致大肠杆菌宿主细胞生长变慢；在电子显微镜下观察免疫标记的结果显示，重组rUCP1主要表达在细菌膜上；同时将rUCP1重构到脂质体中也能够测到质子转运活性．这些结果说明，真核生物UCP1能够在原核生物中表达出有生物活性的形式，且能纯化得到足量的rUCP1蛋白用于进一步的结构生物学研究．

摘要:为便于大规模代谢网络的计算，发展了一款方便实用的工具：MetaGen，对Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)中物种特异的各层次代谢系统进行建模，生成的代谢网络以酶图和通路图的方式表示．利用该工具，对人类代谢系统的bow-tie结构进行了初步研究，并以此为例展示了该工具广阔的应用前景． MetaGen利用KEGG web服务保证建模数据的可靠性，依靠本地关系数据库加速网络建模过程并提供更多的数据管理和利用方式， 并结合高级JAVA技术提高代码的可扩展性．MetaGen完全开源，可直接从http://bnct.sourceforge.net/下载．

摘要:探索了小鼠在排除透视、遮挡等空间深度的线索下，是否是依靠视觉目标的尺寸大小来感知空间深度．小鼠放置于可以调节高度的高台上，高台位于仅底面有光线照明、四周黑暗的实验箱内．将由格子构成底部面板的尺寸设计为小鼠估计高度距离的唯一线索，设置了3个空间尺度的底板，分别按2/3的比例缩小，并设置7个高度．在同一高度下每测试一轮即对底板的尺寸进行随机变换．记录小鼠跳落前在高台上停留的时间，研究小鼠对高度的判断是否受到底板尺寸的影响．结果表明所有大小线索条件下小鼠在高台上停留的时间随高度的增加而延长．在20～30 cm的高度范围，小鼠不以大小为线索的信息来判断深度，可能主要以双眼视差产生的深度信息来判断高度．而在小于20 cm和大于30 cm的高度范围，特别是在更高的距离上如50 cm、60 cm和70 cm，小鼠以目标大小信息为线索来对深度进行判断，以弥补在这些条件下双眼深度信息的不足．在理论上说这是由于小鼠只有三分之一的(中央)视野为双眼视野区．实验的行为范式可以应用到以转基因鼠为模式生物的实验中，以研究此类行为与基因之间的关系．

摘要:雌激素受体β (ERβ) 在心血管疾病发生发展中起着重要的作用，但是其在心血管病中发挥作用的机制还不清楚．因此寻找与ERβ相互作用的共调节因子对阐明ERβ信号通路具有重要价值．应用GST沉淀、免疫共沉淀技术，发现ERβ可以与c-abl相互作用，并可被c-abl磷酸化．通过荧光素酶报告基因方法发现，c-abl可以上调ERβ转录激活的活性，并且上调作用可以被c-abl的抑制剂STI571抑制．上述结果提示c-abl是新的ERβ共刺激因子，为进一步研究ERβ通路在心血管疾病中发挥作用的机制打下基础．

摘要:探讨了肿瘤细胞中survivin的表达对高线性能量转移(LET)射线辐射敏感性的影响．根据GenBank提供的survivin序列，合成特异性survivin-siRNA寡核苷酸，转染人肝癌HepG2细胞，抑制survivin的表达．发现siRNA转染后诱导了HepG2细胞G2/M期阻滞，增加了自发性和辐射诱导的细胞凋亡．在高线性能量转移(LET)碳离子辐照后，siRNA转染细胞的克隆存活率明显下降．这些结果表明survivin表达是HepG2细胞产生对高LET射线辐射抗性的关键因素．

摘要:利用脉孢菌生物钟体系，研究了色噪音对其进行诱导所产生的日夜节律振荡信号及其内信号随机共振的行为．结果表明，色噪音的相关时间对该体系内信号随机共振的强弱起较大的影响作用．当无外信号存在时，色噪音的相关时间对体系内信号随机共振强度起抑制的作用，且随相关时间的增大，抑制作用增强．当外信号加到体系中时，由于相关时间和外信号的协同作用，相关时间不仅对其内信号随机共振强度起抑制的作用，而且还影响内信号随机共振峰的数目，即随相关时间的增大，可使单峰随机共振变为随机双共振．存在最佳的外信号频率使体系的内信号随机共振强度得到最大的增强，而其他频率的外信号却起抑制作用．色内噪音和色外噪音相比，前者对该体系进行诱导所得的内信号随机共振强度比后者的更强，而且体系对前者更敏感．另外，存在极限的噪音强度使白噪音和色噪音对该体系内信号随机共振的影响差异得以消失．所得结果可为治疗生物钟紊乱综合症提供理论依据，同时可更好地理解其他节奏机理，如心脏搏动节奏、呼吸节奏以及荷尔蒙水平的波动节奏等．

摘要:蛋白质组学的兴起带动了质谱技术的快速发展，而质谱技术的进步则拓宽了蛋白质组学研究问题的广度．最近10年内，肽段或完整蛋白质在质谱仪中的裂解技术——电子捕获裂解(electron capture dissociation, ECD)与电子转运裂解(electron transfer dissociation, ETD)逐渐发展起来．ECD和ETD在蛋白质组学中的应用，特别是在蛋白质的翻译后修饰鉴定和“自顶而下(Top-down)”的完整蛋白质裂解研究中已经展示出了诱人的前景．对ECD和ETD的基本原理、质谱特点、仪器实现、数据解析算法与软件开发，以及在蛋白质组学中的应用进展等方面进行了比较系统全面的阐述，并对当前的研究问题、面临的技术挑战与未来的发展趋势等方面作了深入剖析．

摘要:半导体量子点作为新型荧光标记物，在生物医学领域具有重要应用．与传统的有机染料及荧光蛋白等荧光标记物相比，半导体量子点具有发光颜色可调、激发范围宽、发射光谱窄、化学及光稳定性好、表面化学丰富以及生物偶联技术成熟等诸多优势，为生命体系的靶向示踪，高灵敏、原位、实时、动态荧光成像，DNA及蛋白质检测，靶向药物，临床医学，生物芯片和传感器等研究提供了新的发展契机．基于作者在半导体量子点生物荧光成像和安全性评价研究的基础，综述了半导体量子点荧光标记物在生命科学与医学领域应用的研究热点，并对半导体量子点荧光标记技术走向实用面临的挑战进行了评述．