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丙型肝炎病毒基因编码的蛋白及其功能
丙型肝炎病毒(HCV)基因组是一单股正链RNA,全长9 600个碱基对(bp),含有一个大的开放读码框架(ORF),编码约3 010个氨基酸的病毒前体蛋白,HCV基因组5'端(5'UTR)和3'端(3'UTR)为非翻译区,或称非编码区(UCR),前者位于ORF上游;后者位于下游,含有poly A或ply U尾巴.
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人类基因组非翻译区“HARE5”参与大脑皮层发育
尽管人类与猿类的基因存在高相似性,但却只有人类能拥有高等智能,这一直是科学界的重大问题。近,美国杜克大学学者 Debra L.Silver 等发表在《Current Biology》的研究成果,似乎在某种程度上切近了这一奥秘。
目前已知,在人类基因组中,存在数量巨大的非翻译区,而这些非翻译区的功能,并未被充分揭示。该论文作者首先利用生物信息学技术,在人类基因组非翻译区,筛选出一个与大脑新皮层发育密切相关的特殊区域--HARE5。研究发现,人类HARE5虽与黑猩猩同源,但两者基因之间却有16处不同编码。随后,研究人员大胆地利用小鼠作为研究模型,将“人类-HARE5”和“黑猩猩-HARE5”分别转入小鼠基因组。后续的实验结果显示:转入“人类-HARE5”基因的小鼠,其大脑容积显著高于转入“黑猩猩-HARE5”的小鼠对照组;细胞水平的研究结果揭示:人类-HARE5基因,能显著提升小鼠新皮层内“神经祖细胞”(neural progenitors)的细胞周期循环速度,呈现为 G1、S、G2和 M期周期均被显著缩短。此外,发育学指标显示,转入的人源-HARE5基因,在小鼠脑发育过程中的启动时间,亦显著早于转入小鼠的“黑猩猩-HARE5基因”的启动时间。 -
中国汉族人群UGT1A1基因非翻译区序列分析
目的:对中国汉族人群尿苷二磷酸葡糖醛酸基转移酶1 A1 (uridine diphosphate glucuronosyltransferase 1A1,UGT1A1)基因的5'和3'-非翻译区序列进行分析,寻找非翻译区的多态性变异.方法:收集220例健康汉族个体的外周血,并抽提基因组DNA,通过聚合酶链反应扩增UGT1A1基因的5 '和3'-非翻译区,通过测序确定DNA序列.结果:在中国汉族人群中UGT1A1基因的5'非翻译区存在2个多态性位点:-64 (G/C)和TATAA盒区A(TA)6TAA/A(TA)7TAA;-64位G频率为98.4%,C频率为1.6%.TATAA盒中A(TA) 6TAA频率为93.4%,A(TA)7TAA频率为6.6%.3 '非翻译区也存在2个多态性位点:1813C/T和1941C/G,所有个体在1813和1941位点均呈纯合性,且1813C和1941C呈遗传共分离(单倍型频率为73.6%),1813T和1941G(单倍型频率为26.4%)呈遗传共分离.结论:中国汉族人群UGT1A1基因的3'-非翻译区1813和1941纯合多态性位点呈遗传共分离可能是基因组自然选择的结果,其机制有待进一步研究.
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深圳市H5N6、H7N9流感病毒HA-UTR基因分子特征分析
目的 了解深圳市H5N6、H7 N9流感病毒HA基因非翻译区(Untranslated region,UTR)的分子特征.方法 使用MEGA7.0、DNAStar7.1.0等生物信息学分析软件对全球及深圳H5N6、H7N9流感病毒HA基因的UTR进行核苷酸序列同源性分析及基因多态性分析.结果 3株2014-2015年深圳市H5N6病毒与其他H5NX病毒株比较,HA-3'UTR核苷酸同源性为77.4%~100%,H5N6-HA-3'UTR未见明显突变位点;HA-5'UTR核苷酸同源性为91.7% ~ 100%,H5N6-HA-5'UTR第24、31位发生突变.11株2013-2014年深圳市H7N9病毒与其他H7NX病毒株比较,HA-5'UTR核苷酸同源性为81.2% ~100%,H7N9-HA-5'UTR在第2~6、9、10、12及15 ~ 17位发生多位点突变.结论 深圳市人感染H5N6及H7N9病毒HA的UTR保守区高度同源性及其可变区具有基因多态性.
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microRNAs与心血管疾病的研究进展
miRNAs是一类长约19~23个核苷酸、单链、非编码蛋白的小分子RNA,起到对基因表达的负调控作用。研究发现, miRNAs能够特异性地结合靶基因mRNA的3′-非翻译区(un-translated region,UTR),抑制靶基因mRNA的翻译或促进其降解,从而起到在转录后水平的调节作用[1]。1993年,Lee等[2]研究者在秀丽新小杆线虫(Caenorhabditis elegan)中发现了调控胚胎后期发育的基因lin-4,这是第一个报道的miRNA,迄今为止已在多个物种包括动物、植物和病毒中,已经发现并鉴别出上万个miRNA,其中包括约2000条人类miRNA,生物信息学预测miRNA有可能调控着约1/3的人类基因[3-4]。miRNA靶基因的相关预测和研究尚在起步阶段,目前只有小部分miRNA的靶基因及功能得到了初步阐述。这些研究揭示了miRNA具有基因表达调节器作用,在胚胎发育、细胞分化、癌症发生等多个生物学过程中起到重要作用[5-6],尤其在心血管系统发育及其疾病中起着重要的调节作用[7]。因此,对miRNA功能的深入探讨已成为当今心血管疾病研究领域的热点。本文就miRNAs在心脏发育及心脏疾病病理过程中的调控机制,目前的miRNAs的研究策略以及miRNA作为心脏疾病诊断标记物和药物治疗靶点的可能性作一综述(图1)。
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miRNAs与异常妊娠关系的研究进展
miRNA是1993年首先于线虫体内发现的一类大小约为21~25个碱基的内源性非编码单链小RNA[1],广泛分布于动植物中,对基因的调控起重要作用。研究发现miRNAs不仅存在于多个物种中,并且其表达具有高度保守性[2]。迄今为止,已发现七百多种人类miRNA,估计利用硅-碱基分析法至少还将发现五百种。动物体内的 miRNAs 通过与靶基因3′端非翻译区(3′-UTR)不完全配对,抑制靶mRNA的翻译,参与细胞发育、增殖、分化、凋亡等生物过程。在妊娠过程中,miRNAs在转录后水平调控蛋白基因表达起重要作用,miRNAs数量和质量的异常有可能参与了异常妊娠的发生发展进程,其机制也已成为目前关注的热点。血清miRNAs的检测也可能为临床诊断和监测异常妊娠提供新思路。
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甲基化特异性PCR检测脆性X综合征患者FMR1基因甲基化的应用价值
脆性X综合征95%以上患者的致病分子机制是由于脆性X智力低下基因1(Fragile X mental retardation 1 gene,FMRI)5'端非翻译区一段不稳定的三核苷酸重复序列(CGG)异常扩增;和该基因上游启动子区域CpG岛的异常甲基化,使FMR1基因失活,而产生智力低下等系列脆性X综合征临床症状的疾病.我们用甲基化特异性PCR检测先天性智力低下患儿FMR1基因CpG岛的甲基化状况,并分析其在诊断脆性X综合征中的价值.现报告如下.
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微小 RNA 在肺腺癌发生与发展中的研究进展
全世界每年约有160万新诊断的肺癌患者,肺癌已成为男性常见恶性肿瘤,为女性肿瘤发病率的第2位[1],在肺癌中,多为非小细胞肺癌(NSCLC),其中肺腺癌尤为常见,并且大部分患者在确诊时已是晚期,失去了手术机会。在治疗方面,虽然手术、放化疗、靶向治疗等治疗手段飞速发展,但其生存率仍不令人满意。微小 RNA(microRNA,miRNA)是一种真核生物内源性小分子单链 RNA,包括约21~25个核苷酸,是一组不编码蛋白质的短序列 RNA,其5′-非翻译区的2-7个核苷酸的“种子序列”可以与靶 mRNA 的3′-非翻译区以碱基配对方式完全或不完全互补结合,诱导 mRNA 的切割降解,翻译抑制或者其他形式的调节机制抑制靶基因的表达[2-4]。1993年发现首个 miRNA:miRNA-lin-4,miRNA 的编码基因是目前大的一类调节基因。近年来研究显示, miRNA在细胞的生长、增殖、分化和凋亡过程中发挥着重要的调节作用,并与许多肿瘤的发生、发展有关[5-8]。本文对目前 miRNA 研究在肺腺癌领域的进展,综述如下。
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丙型肝炎病毒调节基因结合蛋白的研究
0 引言丙型肝炎病毒(HCV)是一种单股正链RNA病毒,其基因组的长度约10千碱基对(kb),其中含有唯一的开放读码框架(ORF)1-4].在其基因组RNA翻译起始点的上游,有一段341个核苷酸(nt),称为5'非翻译区(5'-NTR),控制着HCV基因组的翻译过程[5-7].HCV的3'-非翻译区(3'-NTR)的核苷酸序列自身能够相互结合以形成复杂的二级结构,与一系列蛋白质因子结合,形成病毒复制过程所必须的复制酶(replicase)复合物[8-10].HCV 3'-NTR结合的蛋白质因子除了其自身编码的RNA依赖性RNA聚合酶(NS5B)以外,还能够与感染宿主细胞的某些蛋白进行结合,以决定HCV的复制过程.HCV还必须借助病毒感染的靶细胞的一些蛋白质分子[11-13].
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丙型肝炎病毒5'-非翻译区的结构与功能研究
0引言丙型肝炎病毒(HCV)是含外膜蛋白的单股正链RNA病毒,属黄病毒科肝炎病毒类.在大多数感染人群中丙型肝炎病毒表现为持续性感染,并可导致慢性肝炎、肝硬化,或肝细胞癌[1,2].从不同患者中分离的病毒表现出明显的序列差异,从同一患者分离的病毒呈现出准种的特点.然而5'-非翻译区(5'-NTR,5'-nontranslated RNA)在HCV不同基因型却相对保守和稳定,这种序列保守的特点可能在病毒基因组的复制和翻译中起着重要的作用[3,4].
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3'非翻译区在转录后调控中的作用
从生物体的能量消耗小化原则来讲,生理意义上的基因表达调控多发生在转录水平,尤其是转录伊始不难理解--这样可以避免进行无用的转录过程和mRNA的剪切工作,从而避免了大量的资源浪费.相应地,目前被人们所熟悉的基因表达调控位点几乎都集中在基因的5'端,即转录调控的主要作用位置.然而基因不只有5'端序列,其3'端序列以长度推测亦应富含信息量.目前普遍被接受的一种观点是,基因的3'端,尤其是3'非翻译区涉及了基因转录后水平的调控过程,主要参与mRNA的稳定性、基因表达的定位以及翻译效率等生理进程的调控,具体可能在干细胞增殖分化、性别决定、神经元发生、血红细胞生成等过程中发挥作用.
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miRNA-30在肿瘤细胞中的作用
microRNA( miRNAs)是一种长度约为22核苷酸的非编码的单链小RNA,由内源基因编码,主要功能是负性调节靶基因的表达。从1993年Lee和Ambros[1]在C.elegans中发现lin-4以来,至今发现的miRNAs已经超过1000种。成熟的miRNAs分子的形成过程包含若干个步骤:miRNAs基因通过RNA 聚合酶Ⅱ转录合成原始 microRNA ( pri-microRNA),pri-microRNA具有5’端的帽子、3’端的polyA尾的结构;pri-microRNA 经过两次酶的剪切产生成熟的miRNAs。动物 pri-microRNA第一次剪切在细胞核内,经Dorsha酶剪切产生大小约70个核苷酸并形成茎环结构的microRNA前体( pre-microRNA);pre-microRNA通过Ran-GTP依赖性核浆转运子Exportin5从核内转移至细胞质中。在细胞质中,Dicer酶将pre-microRNA剪切形成一个不完全配对的双链RNA片段即microRNA和microRNA*双体,其中一条形成成熟的21~23个核苷酸长度的microRNA分子,另一条则可能迅速降解。成熟的microRNA形成RNA诱导复合体(RNA-induced silencing complex,RISC),从而引起靶基因mRNA降解或翻译抑制。 miRNA与靶基因的mRNA 3’端非翻译区(3’-UTR)完全或部分结合,使得mRNA降解或抑制翻译产物的生成,从而参与调控个体发育、细胞凋亡、增殖及分化。目前报道的miRNAs 靶基因大约有5300个。一个miRNA可以与多个mRNA结合,而一个mRNA可以同时被多个miRNAs 调节,据统计约30%的基因受到 miRNA 的调节。
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小RNA在心血管相关疾病中的功能研究及应用前景
小RNA(microRNA,miRNA)是一类长度大约为22 nt的非编码单链小RNA,在进化上具有高度的保守性.miRNA通过与靶mRNA 3'端非翻译区(3'-untranslated region,3'-UTR)互补结合,在转录后水平抑制靶基因的表达或直接降解靶mRNA,在生物体的物质代谢、细胞周期调控、细胞分化与凋亡、发育等一系列生命活动中发挥重要作用.迄今为止,大约有5000余种miRNA被发现,其中包括大约500种人类miRNA.
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微小RNA心肌缺血后心脏保护机制的研究进展
微小RNA(microRNA,miRNA)是一类含约22个核苷酸的非编码小分子单链RNA,其序列高度保守,可以在转录后水平特异性识别靶基因的3′非翻译区(3′UTR)上的相应靶位点,通过抑制或降解特定的靶基因而发挥调节蛋白质合成的作用[1].自从1993年第一个miRNA lin-4被发现以来,短短十几年间已经有近千种miRNA陆续被发现.大量研究表明,其几乎参与人类生命活动及疾病进程各个方面的调控[2].特别是近些年来,随着冠心病的发病率及死亡率日趋升高,miRNA在心血管疾病的病理生理过程中的调控机制已成为当前研究的热点,尤其在心肌缺血再灌注损伤(ischemia/reperfusion injury)的心肌保护机制方面,其可能发挥非常关键的作用,正成为各国学者研究的主要方向.
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循环miRNA检测方法研究进展及其临床应用
microRNA(miRNA)是一种保守的、非编码的小RNA,长度约为22个核苷酸。首次发现于Caenorhabditisy线虫体内,现有的技术已发现1000多种microRNA。miRNA存在于低级生物、植物、高等动物等多种生物中,在正常与疾病状态下,参与调节免疫、细胞周期、生物代谢和凋亡等多个生物过程[1-4]。多数(保守进化的)miRNA由RNA聚合酶Ⅱ指导转录,通过miRNA特定的seed序列(5′-末端2~8个核苷酸)及其互补序列碱基来识别靶mRNA 3′-非翻译区(3′-untranslated region,3′-UTR)末端的位点[5],从而阻断翻译,使靶mRNA降解,或负性调控靶基因的表达,减弱蛋白翻译,发挥靶mRNA的转录后调控作用[6-8],因此,在生命过程中,某些miRNA表达的缺失或过度表达,会引起某些系统组织及细胞分化代谢及凋亡等异常[5]。有些miRNA仅表达于特定组织、器官或高表达于某些组织、器官,称为组织、器官特异性miRNA,例如miRNA-122是肝脏组织特异性miRNA。近年来发现miRNA不仅存在于某些组织,而且还存在于细胞外液体。大量研究表明循环miRNA(血浆或血清miRNA)在疾病诊断中的也具有一定参考价值。本文就循环miRNA在疾病诊断中的应用进行综述。
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MicroRNAs 调控肺癌发生发展的研究进展
MicroRNAs( miRNAs)为小非编码单链RNA片段,约22 ~ 24个核苷酸长度,通过与绑定的mRNA3'端非翻译区的碱基配对来调控mRNAs的翻译和降解[1].MicroRNAs可以通过同一通道调控多个目标而放大其生物学效应,一个miRNAs可以作用于上千个mRNAs,因此,即使相对较小的miRNAs表达的改变即可产生重要的生物学效应[2].MicroRNAs作为一种重要的生物分子,对细胞的生长、分化、增殖、细胞凋亡等具有重要的调控作用[3].
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微小核糖核酸和血管新生
人类编码蛋白的基因只有3万多个,剩下的都是非编码基因,这些非编码基因有着重要的表达调控功能.微小核糖核酸(micro ribonucleic acid,miRNAs)是近年来发现的一类在生物进化过程中高度保守的非编码小分子RNA,它通过结合靶mRNAs的3′非翻译区(3′-UTR)来抑制转录后的基因表达.迄今为止,已有超过17 000个mRNAs分子先后在生物体内被鉴定[1].
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miRNA与听觉系统发育研究进展
Micro RNA( miRNA)是由基因编码的一类长度22~25个核苷酸的内源性单链非编码小分子RNA,在生物进化过程中高度保守,具有时空表达特异性、细胞和组织特异性,通过与靶mRNA的3’端非翻译区特异性结合,在转录后水平对靶mRNA进行降解或抑制[1-2],影响基因转录和mRNA的稳定性,调控遗传信息的表达.因此,转录后抑制是miRNA的主要作用模式.
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西尼罗病毒Chin-01株基因组非编码区的序列测定及分析
目的 对西尼罗病毒(WNV)Chin-01株基因组非编码区(UTR)序列进行测定,了解其与已报道毒株的序列差异及系统发育关系.方法 采用5'和3'RACE法对Chin-01株病毒基因组的UTR进行RT-PCR扩增,测定扩增产物序列,采用DNAstar软件对该株及其他9株WNV的UTR进行序列同源性分析,同时构建了基于3'UTR的系统发育树,并用RNA structure软件预测其二级结构.结果 Chin-01株基因组5'和3'UTR分别为96nt和630nt,序列同源性分析的结果表明,其5'UTR与其他9株的同源性均达到99%或100%,而3'区UTR与埃及Eg101株的同源性高,达98.1%.5'UTR的起始核苷酸为ACT,并含有一段与3'UTR互补的14nt序列.3'UTR的末端为CUOH,包含一段完全保守的5nt序列,以及三个保守的称为CS2、RCS2和CS1的基序.二级结构预测发现,Chin-01株5'UTR呈长茎环结构,3'UTR的3'端也可形成多个保守的茎环结构.结论 Chin-01株与埃及Eg101株亲缘关系为密切.
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运动对骨骼肌肌动蛋白的影响
肌动蛋白(actin)是真核细胞中一种重要蛋白质,它参与几乎所有形式的细胞及细胞器的运动,特别是作为一种收缩蛋白在骨骼肌的活动中发挥重要作用.目前至少已分离出6种肌动蛋白,包括两种横纹肌型(骨骼肌型α-actin和心肌型α-actin)、两种平滑肌型(内脏型或称小肠型、胃型和血管型或称主动脉型)和两种非肌型肌动蛋白(β-actin和γ-actin)[1~4].各型间略有差异,但分子量基本相同,为42KDa,含374-375个氨基酸,其编码序列高度保守,但非翻译区序列变化较大.不同肌动蛋白的PI值相近(约为5.4),但由于N端酸性氨基酸数目、特点不同而稍有差异,其中α-、β-、γ-actin的等电点依次上升,这也是它们命名的依据[2].