2023年, 第27卷, 第5期 
刊出日期:2023-10-31
  

  • 全选
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    生物化学与分子生物学
  • 莫 香, 盛丽丽, 罗 佳, 徐甜甜, 徐孟亮
    生命科学研究. 2023, 27(5): 377-384.
    摘要 ( 487 ) PDF全文 ( 1706 )   可视化   收藏
    为了发现新的水稻耐逆基因, 采用水稻基因芯片分析了茶陵野生稻及籼型栽培稻培矮64S苗期全基因组在冷胁迫下的表达水平, 从茶陵野生稻中筛选出一个强烈响应低温的耐冷候选基因, 暂命名为OrCrGHl (Oryza rufipogon cold responsive glucan hydrolase-like)。用实时定量PCR方法对其表达水平进行了进一步的分析, 所得结果与基因芯片分析结果基本吻合。以茶陵野生稻为材料, 用逆转录PCR (reverse transcription PCR, RT-PCR)方法获得了包含其完整开放阅读框(open reading frame, ORF)的cDNA克隆。根据其ORF序列进行预测, 该基因编码一个包含558个氨基酸残基的糖基水解酶相似蛋白质, 其理论分子质量为59.252 kD, pI为5.81。经蛋白质相似性比对, 其编码蛋白与日本晴第7号染色体上的LOC4343492基因编码的蛋白质(XP_015647631.1, glucan endo-1,3-beta-glucosidase GII isoform X2)的氨基酸序列完全一致, 与籼稻93-11预测蛋白质(EEC82204.1, hypothetical protein OsI_26347)的相似性为99.28%。对其可能的启动子区域序列进行分析, 发现了多个可能与逆境或逆境激素响应有关的顺式作用调控元件。以上结果提示, 该基因为一新的野生稻耐冷候选基因, 进一步的研究正在进行。
  • 陈 旭, 邢秀梅, 刘 欣
    生命科学研究. 2023, 27(5): 385-391.
    摘要 ( 479 ) PDF全文 ( 1863 )   可视化   收藏
    OCA2基因为哺乳动物重要的色素基因, 参与黑色素合成反应, 同时也是人眼睛颜色的主要调控基因。其编码一个110 kD大小的跨膜蛋白, 该蛋白质定位于黑素体膜。研究表明, OCA2主要通过影响黑素体成熟、调节黑素体pH值以及参与黑色素合成途径第一步这3个方面影响黑色素合成。相邻基因HERC2的rs12913832增强子位点通过影响OCA2表达水平, 实现对人眼睛颜色的调控。同时, OCA2基因是Ⅱ型眼皮肤白化病(oculocutaneous albinism type Ⅱ, OCA2)的致病基因, 与普拉德-威利综合征(Prader-Willi syndrome, PWS)、天使综合征(Angelman syndrome, AS)和黑色素瘤之间也存在间接关联, 这些患者通常表现出皮肤或头发低色素沉着。本文从分子生物学、细胞生物学和遗传学的角度对OCA2基因进行概述, 以期为进一步探究OCA2的分子机制以及相关疾病的诊疗提供思路和见解。
  • 谢梅英, 侯连杰
    生命科学研究. 2023, 27(5): 392-398.
    摘要 ( 404 ) PDF全文 ( 1673 )   可视化   收藏
    基因时空特异性表达在机体发育和疾病发生中起重要调控作用。N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine, m6A)是真核生物RNA中最常见的表观遗传修饰方式。m6A修饰通过改变RNA结构、RNA与RNA结合蛋白的相互作用, 调控RNA剪接、亚细胞定位、翻译和稳定性等过程, 保证基因及时准确的表达。研究表明, m6A不仅在机体发育中发挥重要作用, 其功能障碍通过改变细胞功能, 参与多种疾病的发生。本文总结了m6A修饰在哺乳动物生理发育与疾病发生中的功能和机制, 以期为m6A修饰进行转化研究和临床治疗应用提供理论依据。
  • 基础医学
  • 林爱新, 郭旭东, 康继贺, 王昭蘅, 刘文昭, 陈海伟, 康学文
    生命科学研究. 2023, 27(5): 399-407.
    摘要 ( 465 ) PDF全文 ( 1691 )   可视化   收藏
    褪黑素(melatonin, MT)是机体释放的一种神经激素, 具有抗感染、抗炎和抗氧化作用, 调节机体的正常睡眠周期等生理功能。它可以作为一种有效的自由基清除剂或免疫增强剂, 作用于全身各个系统与组织, 对机体正常生理功能的维持有重要作用。细胞焦亡是细胞的一种程序性死亡模式, 炎症小体与GSDMD (gasdermin D)家族是其重要的组成成分。当机体受到外界损伤后, 炎症小体和GSDMD蛋白先后发生活化, 导致细胞膜产生膜孔, 大量胞液以及胞内物质释放, 引发一系列炎症级联反应, 造成细胞的继发性损伤。细胞焦亡与机体多种疾病的发生有密切的关系。作为一种抗炎和抗氧化的神经激素, 褪黑素通过抑制细胞焦亡的发生, 在心肌损伤、糖尿病、中枢神经系统疾病、肥胖、退行性变性疾病的发生发展与治疗中发挥重要作用。本文就褪黑素在机体不同疾病细胞焦亡中的影响和作用机制进行概述。
  • 冯江鹏, 李生花
    生命科学研究. 2023, 27(5): 408-413.
    摘要 ( 440 ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    认知功能包括学习、记忆、注意和反应能力等, 而低氧条件容易引起学习记忆能力的损伤。神经元是各种信号传递的重要依托, 神经突触是传递各种信号的关键部位, 神经可塑性(neuroplasticity)若发生障碍, 会影响神经元信息传递的完整性和准确性, 从而影响到认知功能。在各种低氧环境下, 低氧诱导因子-1 (hypoxia-inducible factor 1, HIF-1)、活性氧(reactive oxygen species, ROS)的产生和积累, 凋亡相关因子、tau蛋白及β淀粉样蛋白(amyloid β-protein, Aβ)的异常等, 均会对大脑皮质和海马等造成损伤, 从而影响神经可塑性, 继而引起学习记忆障碍。目前, 低氧致人学习记忆功能障碍的机制还不明确。本文主要就低氧致学习记忆功能障碍的发生机制及低氧对神经可塑性影响的研究进展予以综述, 以期梳理低氧致学习记忆功能障碍的可能影响因素, 并为相关机制的研究提供新的思路。
  • 刘少英, 张晓鸥, 曹丛丛, 王瑞妍
    生命科学研究. 2023, 27(5): 414-425.
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    发色取决于毛发中的黑色素。发色形成过程包括3个相对独立的阶段: 黑色素细胞的增殖分化、黑色素的胞内合成、黑色素的转运, 3个阶段的调节机制不同。目前, 促进毛发黑色素生成的物质主要有激素类、营养素类、抗氧化类以及其他作用机制类药物。本文综述了发色形成机理及抗白发病药物的研究进展, 分析了发色形成机制尚未阐明的重要问题, 并对抗白发病药物领域的研究方向和前景进行了展望, 有助于本领域研究人员对当前发色形成机理和白发病的解决方案快速建立完整的认识。
  • 生物信息学
  • 贾守宁, 李 翔, 鲍海娟, 李生新, 陈文娟, 赵国福, 王双玺, 徐智玮, 王久利, 李啟恩
    生命科学研究. 2023, 27(5): 426-434.
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    婆婆纳(Veronica polita Fr.)是一种重要的藏药材, 本研究基于高通量测序方法完成了婆婆纳叶绿体基因组的测序, 并运用生物信息学方法分析了其结构、基因构成等特征, 随后利用叶绿体基因组的蛋白质编码序列探讨了婆婆纳的系统发育关系。结果表明: 1) 婆婆纳的完整叶绿体基因组总长为150 191 bp, GC含量为37.9%, 具有典型的四分体环状结构, 大单拷贝(large single copy, LSC)区、小单拷贝(small single copy, SSC)区和反向重复(inverted repeat, IR)区的长度分别为81 847 bp、17 414 bp和25 456 bp; 2) 婆婆纳叶绿体基因组含有134个基因, 包括88个蛋白质编码基因(protein coding gene, PCG)、8个核糖体RNA (ribosomal RNA, rRNA)基因、38个转运RNA (transfer RNA, tRNA)基因, 其中假基因2个; 3) 在婆婆纳叶绿体基因组中共检测到26 529个密码子, 其中32种密码子的相对同义密码子使用度(relative synonymous codon usage, RSCU)值小于1, 30种密码子的RSCU值大于1, 2种密码子的RSCU值等于1; 4) 婆婆纳属植物的IR边界高度保守, 无明显的收缩或扩张; 5) 婆婆纳属植物叶绿体基因组之间的变异区域多在基因间隔区; 6) 婆婆纳与阿拉伯婆婆纳(V. persica)的亲缘关系较近。本研究为婆婆纳属物种的鉴定和遗传多样性研究提供了基础资料。
  • 陈文杰, 肖 钧, 熊鑫海, 王朝俊, 吴 琪, 何超鹏, 陈 铖
    生命科学研究. 2023, 27(5): 435-446.
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    为筛选骨关节炎(osteoarthritis, OA)免疫浸润相关基因, 从基因表达数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)中获取多个芯片数据, 分为训练集以及验证集, 筛选出差异表达基因(differentially expressed gene, DEG); 采用基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis, GSEA)软件对训练集所有基因进行基因本体论(Gene Ontology, GO)与京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)分析, 同时对DEG进行GO及KEGG分析, 并构建DEG蛋白质相互作用网络, 筛选关键基因; 利用验证集对关键基因进行差异验证, 并判断关键基因的诊断价值; 通过单样本基因集富集分析(single sample gene set enrichment analysis, ssGSEA)算法获得28种免疫细胞在OA的含量及比例; 利用Spearman相关性分析计算关键基因表达与免疫细胞浸润的相关性。结果显示, OA与正常软骨组织之间有27个DEG; OA样本的基因表达改变主要涉及体液免疫反应与组氨酸代谢信号通路等过程; DEG与金黄色葡萄球菌感染相关信号通路和NOD样受体信号通路相关; 从DEG中筛选得到4个关键基因, 即CAMP、S100A8、DEFA3和COL5A2, 它们在OA组织中异常表达并具有较高的诊断价值。进一步的免疫细胞浸润分析结果显示, 在OA软骨组织中活化B细胞等免疫细胞变化显著, 且4个关键基因与免疫浸润有显著的相关性。研究结果表明, 活化B细胞等免疫相关细胞在OA的发生发展中有着重要的作用; CAMP、S100A8、DEFA3和COL5A2是免疫浸润相关的关键基因, 与OA发生发展密切相关。
  • 郭志强, 张立友, 许利娟, 宫美娜, 韩 笑
    生命科学研究. 2023, 27(5): 447-454.
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    基于基因表达数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)筛选差异基因, 建立白内障预测模型并对其进行评价。首先, 采用生物信息学方法从GEO中筛选出与白内障相关的芯片数据, 并采用GEO2R软件和NetworkAnalyst工具分析得到最显著的差异表达基因。然后, 依托我院健康管理中心白内障筛查队列, 采用Cox比例风险回归构建白内障发病风险预测模型, 绘制列线图, 通过C指数、校准曲线、受试者操作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线、决策曲线分析(decision curve analysis, DCA)评价模型的区分度、校准度、预测能力和获益情况。结果显示, 在GSE5645、GSE193629和GSE161701数据集中, 鱼精蛋白1 (protamine 1, PRM1)为高表达基因, 五羟色胺2C受体(serotonin 2C receptor, HTR2C)为低表达基因; 白内障组和非白内障组在年龄、体重、收缩压、对比敏感度(contrast sensitivity, CS)、客观散射指数(objective scatter index, OSI)、调制传递函数截止频率(modulation transfer function cut off, MTF cut off)、斯特列尔比(Strehl ratio, SR)、动态视力、PRM1、HTR2C和CX46等指标的差异均有统计学意义(P<0.05); 预测模型最终纳入年龄、OSI、MTF cut off、PRM1和HTR2C共5个变量(P<0.05), 建立的预测模型为log[h(t)/h0(t)]=2.689 2+0.012×年龄+1.320×OSI-0.041×MTF cut off+ 0.029×PRM1-6.549×HTR2C; 模型C指数为0.875, 置信区间为0.862~0.886; 模型的预测概率与实际概率接近; ROC曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.904 (95% CI: 0.884~0.923), 灵敏度和特异度分别为82.4%和92.3%; 平均AUC为0.911; 当模型的高风险阈值为0.25~0.75时, 净收益率>0。本研究建立的白内障临床预测模型具有很好的区分度、校准度、预测能力、内部有效性和临床效益, 具备较高的临床应用价值。
  • 高校教改研究与实践
  • 黎维平, 刘慧敏, 刘 丽
    生命科学研究. 2023, 27(5): 455-462.
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    好的植物学名词及其概念应是清晰和精确的, 而模糊混乱的术语会阻碍植物学的发展和教学。花结构十分复杂多样, 植物学教材关于花结构的名词概念存在许多可疑之处。本文讨论了花结构中hypanthium的起源和多样性及其中文译名、花被概念的分层、花结构开裂的演化、几种花冠的名称混乱、雄蕊与花冠的空间位置关系、瓣形雄蕊和瓣化雄蕊的区别、子房位置与花位的关系、雌蕊柄的起源和生长。其中, 关于雌蕊柄的问题多为推测, 有待实验验证。
  • 吴艳阳, 张春艳, 刘 洋, 沈清武
    生命科学研究. 2023, 27(5): 463-470.
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    党的二十大报告提出“加快建设农业强国”。因此, 在农业院校探索如何结合食品产业需求, 培养高素质人才极为重要。“食品生物化学”为我院专业基础课之一, 但教学中存在课程内容衔接不紧密; 学生知识迁移能力不足; 教学与工程教育脱节; 学生成长值小等问题。针对教学中的痛点, 结合工程教育专业认证, 通过构建课程新体系、融入思政教育、更新教学模式、创新教学方法、改革考核评价体系, 初步实现了学生创新性思维的建立, 使学生具备正确的科学情感、态度和价值观以及社会担当与历史使命意识, 提高了教学质量, 可为其他课程的教学改革提供参考。