生命科学研究

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《生命科学研究》创刊二十周年：回顾与前行

梁宋平

生命科学研究. 2018, 22(1): 1-2.

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对于未知来源个体进行族群推断的自动分析系统

刘京, 李盛, 江丽, 赵蕾, 赵雯婷, 丰蕾, 刘海渤, 季安全, 李彩霞

生命科学研究. 2018, 22(1): 3-7.

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摘要: 建立一种基于概率算法、聚类分析和主成分分析的DNA族群推断系统(DNA Ancestry Analyzer Version 1.0, 简称DAA v1.0), 用于对未知来源个体进行族群推断。DAA v1.0基础部分用Python语言、R语言、C语言编写; 前端部分用node.js语言、HTML语言、css语言编写。DAA v1.0可对未知来源个体的族群进行推断, 与已有分析方法相比, 结果的一致性为100%, 运算效率提升了600%。该系统可界面化、自动化地计算DNA来源人的群体匹配概率和似然比值、群体成分, 绘制群体归类图, 在人类遗传学、法医遗传学等领域有重要的应用价值。

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帕金森病多巴胺神经细胞的差异表达基因分析

罗东辉, 罗坤, 刘宏德

生命科学研究. 2018, 22(1): 8-13.

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摘要: 帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是一种常见的神经退行性疾病, 影响群体广泛。该文分析了帕金森病多巴胺细胞的表达和DNA甲基化信息, 识别出了新的表达或者DNA甲基化异常的基因, 并分析了这些基因与帕金森病的关联。结果表明: 相比于正常细胞, 帕金森病细胞中与微管形成相关的基因表达上调, 这些基因包括SLAIN1、TAGLN3和TUBB2B; 天然免疫关联的基因(如LY96)下调。另一个上调基因SCG5推测与免疫应激响应相关。DNA甲基化变化在启动子区显著, 除了调节基因转录, 这些变化可能通过PRC1和PcG复合物改变染色质的活性水平。此外, 表达水平和DNA甲基化同时调整的基因与轴突定向、胞内运输、神经元分化及迁移等功能有关。以上结果提供了对帕金森病机理特征的新的认识。

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尿黑酸对拟南芥酪氨酸降解缺陷突变体sscd1的影响

汤睿, 雷雨婷, 周舟, 支添添, 任春梅

生命科学研究. 2018, 22(1): 14-18.

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摘要: 为了了解尿黑酸对拟南芥酪氨酸降解途径的影响, 探讨植物中酪氨酸降解途径在长日照下是否被抑制, 本研究以拟南芥野生型Col-0和酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1、hgo为实验材料, 通过在培养基添加尿黑酸处理, 分析长、短日照下尿黑酸对幼苗生长的影响, 同时采用qRT-PCR分析尿黑酸对酪氨酸降解途径关键基因HGO、MAAI和SSCD1表达的影响。结果发现: 在短日照下, 尿黑酸处理能够加速酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1的死亡; 在长日照下, 尿黑酸也能导致sscd1突变体的死亡; 尿黑酸处理上调拟南芥野生型、酪氨酸降解缺陷突变体sscd1中MAAI和HGO的表达, 其中MAAI表达在sscd1突变体中的上调幅度更大。以上结果说明, 外源尿黑酸处理确实可以激活植物体内酪氨酸降解途径, 而且植物中酪氨酸降解途径在长日照下不会被抑制。此外, 研究结果进一步证明酪氨酸降解途径中间代谢产物的积累可导致sscd1突变体的死亡。

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人Dcp1a基因真核表达载体的构建及其在HeLa细胞中的定位

赵雷, 王申森, 黄映辉, 张丽娜

生命科学研究. 2018, 22(1): 19-25.

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摘要: 人脱帽酶Dcp1a (human mRNA decapping enzyme 1a)是mRNA降解过程中的重要成员之一, 构建其真核表达载体, 并对其表达和细胞内定位进行分析, 可为进一步研究Dcp1a的功能提供基础。本研究以HeLa cDNA文库为模板, 采用PCR方法扩增Dcp1a cDNA全长序列并克隆到pmCherry-N1载体。转化大肠杆菌DH5α后, 挑取阳性克隆提取质粒, 分别进行Xho I/Sal I双酶切及测序鉴定。将重组质粒用VigoFect转染试剂转染HeLa细胞, 随后用RT-PCR和Western-blot检测Dcp1a在HeLa细胞中的表达, 并采用激光共聚焦显微镜观察Dcp1a的亚细胞定位情况。通过DNA测序分析证实目的基因Dcp1a的序列完全正确, 人Dcp1a基因真核表达载体pmCherry-N1-Dcp1a构建成功, 并在HeLa细胞中获得表达; 激光共聚焦显微镜观察显示Dcp1a蛋白定位在细胞质中, 而且HeLa细胞中过表达Dcp1a在胞质中明显形成了P小体(processing body, P-body)。实验结果为进一步探讨该基因的功能及其与P小体的相关性奠定了基础。

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大弹涂鱼皮肤转录组测序及抗菌肽基因分析

张毓霞, 石戈, 王日昕, 宫延斌, 范美华, 廖智

生命科学研究. 2018, 22(1): 26-35.

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摘要: 抗菌肽是鱼类用于抵御外界微生物入侵的天然防御多肽, 也是开发新型药物的重要先导分子。大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)是一种特殊的可以营两栖生活的鱼类, 其皮肤表面具有丰富的粘液, 其中所含抗菌肽对其免疫防御和适应两栖生活具有重要意义。为深入了解大弹涂鱼皮肤组织基因表达谱并从中筛选抗菌肽相关基因, 采用新一代Illumina高通量测序平台对大弹涂鱼皮肤组织进行了转录组测序。利用Trinity软件从头组装, 从测得的78 608 366条双端测序读长(paired-end read)共计6 GB的序列数据中获得119 848条高质量的蛋白质编码基因(unigene)。经公共数据库序列检索和比对, 发现7个unigene编码的多肽与已知的鱼类5大家族的抗菌肽高度同源, 即β-防御素(β-defensin)、hepcidin、NK-lysin、piscidin和肝表达抗菌肽-2 (liver-expressed antimicrobial peptide-2, LEAP-2)。最后, 对上述抗菌肽相关unigene开展了组织表达差异分析、序列比对及进化树分析。研究结果为进一步了解大弹涂鱼适应两栖生活的免疫防御机制和利用新鉴定的抗菌肽开发新型抗菌药物奠定了基础。

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人源LDHA基因启动子质粒的构建及在肺癌细胞中Nrf2对其转录表达调控和功能分析

曹玉祥, 周兴路, 李祥瑞, 黄滔, 柯丽霞, 吴志浩

生命科学研究. 2018, 22(1): 36-41.

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摘要: 为探索核因子E2相关因子2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)调节肿瘤代谢进而影响肿瘤细胞迁移的分子机制, 着重研究了Nrf2对乳酸脱氢酶A (lactate dehydrogenase A, LDHA)表达的调控。首先成功构建了人源LDHA基因启动子萤火虫荧光素酶报告基因质粒LDHA-luc。将质粒LDHA-luc与Nrf2表达载体共同转染A549细胞, 转染后经双荧光素酶报告基因系统检测, 显示共转Nrf2质粒时LDHA-luc活性明显要比对照组高; 同时, 转染Nrf2质粒时LDHA的蛋白质表达水平明显高于对照组, 表明在A549细胞中Nrf2促进LDHA的转录和表达。而LDHA的上调会促进酸性肿瘤微环境的形成, 促进细胞迁移。因此, 成功构建的人源LDHA基因启动子萤火虫荧光素酶报告基因质粒LDHA-luc及探索出的Nrf2对LDHA基因表达的调控, 为进一步研究Nrf2通过LDHA影响细胞代谢进而促进细胞迁移奠定了基础。

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人A1AT蛋白的生物信息学分析

杨毅, 王兆松, 牛瑞芳

生命科学研究. 2018, 22(1): 42-50.

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摘要: 通过生物信息学预测分析程序发现, 人A1AT (alpha-1 antitrypsin)蛋白是由418个氨基酸组成的外分泌蛋白质, 其等电点为5.37。同源性分析推断, 在其第73~93位和第351~372位氨基酸间存在两个重要的功能区域。此外, A1AT蛋白二级结构中存在13个较大的α螺旋区域, 占总蛋白质的42.58%。高级结构的分析发现, RCL结构域的存在对A1AT的结构和功能具有重要的影响。GO和KEGG分析发现, A1AT参与机体抗炎症反应、凝血反应以及细胞的迁移、侵袭、增殖过程。分析所得的A1AT生物信息学数据为其在疾病诊断和治疗方面的研究提供了重要的理论数据。

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湖北省金腰属植物分布新记录

张梦华, 张成, 张小霜, 蒋颖, 张代贵

生命科学研究. 2018, 22(1): 51-54.

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摘要: 于2011~2013年湖北神农架国家级自然保护区本底资源调查和第四次全国中药资源普查工作中, 发现若干湖北新记录。现主要报道了湖北虎耳草科(Saxifragaceae)金腰属(Chrysosplenium)植物4种分布新记录, 分别为秦岭金腰(C. biondianum Engler)、纤细金腰(C. giraldianum Engler)、舌叶金腰(C. glossophyllum H. Hara)、天胡荽金腰(C. hydrocotylifolium H. Léveillé & Vaniot)。文中对这几个物种的报道增加了它们的分布范围, 也丰富和加深了人们对湖北植物多样性的认识与了解。凭证标本存放于吉首大学植物标本馆(JIU)。

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三倍体湘云鲫2号线粒体DNA含量与其不育的相关性研究

许文婷, 周蓉, 胡鑫江, 肖亚梅, 彭亮跃

生命科学研究. 2018, 22(1): 55-60.

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摘要: 三倍体湘云鲫2号是通过倍间杂交产生的一种多倍体鱼(红鲫(♀) ×异源四倍体鲫鲤(♂)), 因其不育性状, 具有重要的生产和科研价值。有研究表明线粒体在动物育性的分子调控机制中扮演了重要角色, 但在鱼类中尚没有相关的研究报道。利用本实验室特有遗传背景清晰的实验鱼品系(三倍体湘云鲫2号、二倍体红鲫、异源四倍体鲫鲤和同源三倍体鲫), 通过荧光定量PCR技术对比分析了它们性腺中线粒体DNA的拷贝数, 发现三倍体湘云鲫2号雄性个体精巢中mtDNA含量较正常水平高, 雌性个体卵巢中mtDNA含量较正常水平低。实验首次从线粒体DNA含量影响生殖细胞发育的角度探索线粒体与三倍体湘云鲫2号不育的关系, 为三倍体湘云鲫2号不育分子机制的研究提供了一些新的基础数据。

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青少年骨密度与体成分、肌力的关联研究

余擎, 温志刚, 王希丹, 韩桂圆, 黄桦, 康会丽, 肖苏妹

生命科学研究. 2018, 22(1): 61-66.

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摘要: 为了探讨青少年骨密度(bone mineral density, BMD)与体成分、肌力的关联, 以志愿者形式招募广东江门市某中学12~18岁初高中学生男性691人和女性756人。采用问卷调查收集一般资料并测定体成分、肌力和BMD; 采用Pearson相关分析和线性回归分析研究男、女性青少年中BMD与体成分、肌力的关联。结果发现, 男女性青少年中, 随肌肉含量的增多, BMD显著增加(β=1.138~2.618, P<0.05); 男性青少年中, 肌力与BMD亦呈线性正关联(β=0.077~0.386, P<0.05)。研究结果支持了男、女性青少年肌肉含量及男性青少年肌力与高BMD关联。

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非编码RNA在胚胎干细胞中的研究进展

李莎莎, 左祥, 颜学军, 彭开元, 蒋星军, 任彩萍

生命科学研究. 2018, 22(1): 67-73.

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摘要: 非编码RNA (non-coding RNAs, ncRNAs)通常因不能编码蛋白质而被误认为是一类无用序列。近年来, 随着基因组测序等相关技术的发展, 对ncRNAs的研究越来越受到人们的重视, 更多的ncRNAs及其生物学功能被揭示, 其广泛参与细胞生长、增殖、分化、凋亡等一系列生命进程的调控。胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)研究是现代生物学发展最受关注的领域之一, 其多能性的维持机制与分化的调控网络一直都是有待突破的核心问题, 也成为了其应用于临床的主要障碍。ncRNAs在ESCs的许多生物学过程, 特别是自我更新和多能性维持的过程中, 发挥着重要的调控作用。ncRNAs的研究对于了解ESCs自我更新和多向分化的机制具有重要意义, 关于ncRNAs与ESCs的研究是当前生命科学研究的前沿热点之一。现就ncRNAs及其在ESCs中的研究进展予以综述。

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胰岛β细胞中钠通道对胰岛素分泌的作用

陈冲, 魏姗姗, 王松华, 姚丽华

生命科学研究. 2018, 22(1): 74-79.

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摘要: 胰岛β细胞是典型的兴奋性内分泌细胞, 能响应机体葡萄糖水平的升高而分泌胰岛素, 其功能受损会导致胰岛素分泌异常, 进而引发多种疾病的发生, 尤其与糖尿病(diabetes mellitus, DM)的发生密切相关。近年来对胰岛素分泌及调控过程的研究受到越来越广泛的关注, 尤其在胰岛素分泌相关的离子通道——钾离子、钙离子通道方面, 取得了重要进展, 但对钠通道研究较少。钠通道是广泛分布于细胞膜上、亚型众多的一类离子通道, 它们通过参与动作电位形成、物质运输和胞间通讯等过程影响细胞的多种生理功能。在此, 对胰岛β细胞上钠通道的种类、生理特性、功能等方面的研究进展进行综述, 从而为后续胰岛β细胞钠通道的相关研究提供新思路。

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miRNAs对动物肠道健康的调控作用

王珂星, 邹立军, 熊霞, 印遇龙

生命科学研究. 2018, 22(1): 80-86.

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摘要: miRNAs (microRNAs)是一类长约22 nt, 参与mRNA转录后调控的非编码小分子RNA。作为基因表达的关键调控因子, 其参与了各类细胞的增殖、分化、凋亡以及机体的生长发育等多种生命活动。肠道不仅是机体营养物质消化吸收的主要部位, 也是重要的免疫器官。研究表明, miRNAs在肠道中的表达丰富, 对肠道正常的发育及功能起重要的调控作用。文章结合本研究组的研究成果, 对miRNAs的生物合成以及其对动物肠道功能的影响、肠道稳态的维持等方面的研究进展做简要综述, 以期在分子营养学方面, 为深入了解miRNAs对动物肠道健康的调控作用提供理论指导依据。

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2018年, 第22卷, 第1期　
刊出日期：2018-02-28

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