Wnt信号通路与干细胞定向分化

Wnt信号通路在胚胎发育过程中参与背腹轴的形成、细胞极性的建立以及决定细胞命运.利用干细胞定向分化模型可在体外培养条件下探索Wnt信号通路在哺乳动物早期胚胎发育过程中的分子机理,了解其信号网络对干细胞定向分化中各个事件的调控机制.本文通过综合近期Wnt信号通路的研究,阐述经典Wnt信号通路(Canonical Wnt signaling pathway)在干细胞定向分化中的作用.     

AAPH诱导的氧化应激对小鼠早期胚胎发育的作用及机制研究

哺乳动物胚胎发育是一个受复杂信号通路严格调控的过程,同时受遗传和环境因素等多种因素影响.由体外培养环境破坏活性氧ROS平衡所引起的氧化应激反应被认为是影响体外胚胎发育的重要因素之一,但活性氧影响胚胎的机制仍有待研究.本研究首先观察了叠氮化合物2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)盐酸盐AAPH[2,2-Azobis(2-Amidinopropane)dihydrochloride]处理后对胚胎发育的影响,检测了胚胎的活性氧水平、线粒体膜电位和细胞凋亡情况,同时检测了合子基因组激活相关基因的表达变化,针对活性氧诱导剂AAPH影响小鼠早期胚胎发育的分子机制进行研究.结果表明,AAPH能够提高小鼠胚胎的活性氧水平,影响胚胎发育率,AAPH的作用呈现剂量依赖性,这种影响是通过降低线粒体的膜电位,进而促发细胞凋亡.同时,抑制合子基因组激活相关基因Zscan4d、eIF-1A、Hspa1b、H2afz的表达.本研究探讨了活性氧影响早期胚胎发育过程的机制,为哺乳动物体外受精培养体系的优化提供了依据.     

哺乳动物植人前胚胎发育的程序化

哺乳动物植入前胚胎发育的程序化过程,是发育生物学的核心问题,弄清这一过程,对研究哺乳动物早期发育有着重要意义.因受研究方法、实验材料等因素的影响,该研究领域的进展缓慢.文章就近年来在植入前胚胎发育的分子事件、母源调控向合子型调控的过渡、细胞核重建、染色质的重建机制、基因组甲基化与基因表达等方面的研究进展进行了综述.     

哺乳动物植入前胚胎发育的程序化

哺乳动物植入前胚胎发育的程序化过程,是发育生物学的核心问题,弄清这一过程,对研究哺乳动物早期发育有着重要意义.因受研究方法、实验材料等因素的影响,该研究领域的进展缓慢.文章就近年来在植入前胚胎发育的分子事件、母源调控向合子型调控的过渡、细胞核重建、染色质的重建机制、基因组甲基化与基因表达等方面的研究进展进行了综述.     

盐胁迫下棉花根系的转录组分析及耐盐基因筛选

为揭示棉花耐盐分子机制，筛选出棉花盐胁迫应答相关基因.文章从4个新疆主栽棉花品种中筛选得到一个对盐胁迫具有强耐受性的‘新陆中69号’，并在盐胁迫下对棉花根系进行了转录组分析.结果表明:有891个基因表达量上调，666个基因表达量下调；GO富集分析结果表明:差异表达基因数量较多的主要集中在分子功能、细胞组分、生物学过程中；KEGG分析结果表明:差异表达基因主要参与木质素生物合成和植物MAPK信号通路.     

乙肝病毒hbx基因诱导斑马鱼胚胎发育背部化畸形

为了研究HBX对胚胎发育的影响,从含有HBX基因的质粒上转录HBX mRNA,显微注射入斑马鱼早期胚胎,在bud期进行表型观察,并用全胚胎原位杂交法检测HBX对斑马鱼胚胎早期发育的影响,用脊索标记基因ntl和骨骼肌标记基因MyoD作为探针检测胚胎发育背部化的特征表型。首次发现HBX的表达引起斑马鱼胚胎早期发育背部化畸形,HBX过量表达的胚胎背部化表型与早期胚胎wnt缺失表达导致的胚胎发育背部化表型一致,HBX可能通过激活wnt/β-catenin信号通路的表达和调控,造成胚胎发育背部化的畸形。     

miR-1/133基因簇的进化及其调控网络

miR-1/133基因簇在心肌和骨骼肌中特异性表达,对心脏以及骨骼肌的发育及生理病理具有重要作用.该研究采用生物信息学方法,研究了miR-1/133基因簇的进化特征,预测了其靶基因及其调控的生物学过程.利用miRBase数据库对23种不同物种间miR-1/133基因簇的序列、组织方式进行了比较.采用最大似然法构建miR-1/133基因簇的系统进化树,显示该基因簇的进化与物种进化关系有一定差异.利用在线数据库对miR-1/133基因簇上游转录因子及下游靶基因进行预测,并对其进行综合分析,绘制出该基因簇的网络调控图,表明miR-1/133基因簇参与了骨骼肌与心肌发育、胰岛素受体信号通路、经典Wnt信号通路、p53信号通路等体内重要生理过程,为进一步阐明miR-1/133基因簇的生物学功能提供了理论依据.     

植入前胚胎的短期酒精暴露对植入后胚胎发育的影响

哺乳动物的早期胚胎发育对胚胎着床以及胎儿的长期生长发育都具有决定性作用。酒精对胚胎发育可以产生严重影响,但现有研究主要集中于产前胎儿酒精暴露,对早期胚胎(植入前)酒精暴露关注较少。为进一步阐明酒精导致的胚胎的发育异常机理,本研究利用体外胚胎培养模型,重点研究了酒精暴露对囊胚细胞谱系的分化和胚胎植入的影响。通过对谱系分化标志性分子Cdx2和Oct-4的表达分析及酒精暴露后胚胎着床的分析,发现早期胚胎酒精暴露将严重影响囊胚的谱系分化,并损害胚胎的植入后发育和胎盘的形成状态。结果表明,早期胚胎酒精暴露会打破谱系分化,并严重影响胚胎植入后的宫内发育。     

非整倍体胚胎发育中MSL复合体组分的RNA表达分析

MSL (male specific lethal) 复合体作为调节果蝇剂量补偿的关键元件，在非整倍体基因表达调控过程中发挥了重要作用．为深入探究非整倍体胚胎发育过程的分子调控机制，运用TSA-FISH (tyramide signal amplification- fluorescence in situ hybridization) 技术比较分析正常二倍体胚胎与常染色体三体胚胎中的MSL复合体组分基因表达模式，探究复合体重要组分在果蝇非整倍体胚胎不同时期的表达水平，以及亚细胞定位的变化．研究结果表明，在MSL复合体尚未组装的非整倍体胚胎发育早期，即母体表达阶段，多数复合体组分基因就已存在转录本水平上的差异，而这种表达差异主要源自于母体的非单倍体配子．随着发育的进行，染色体片段的增加导致基因组内剂量平衡发生变化，由此产生的反式剂量效应将引发MSL复合体各组分表达水平的差异变化，而这种差异将持续作用于后续非整倍体胚胎发育的各个时期．      

筛选差异表达基因的方法进展

植入前胚胎差异表达基因的筛选是分离、鉴定发育相关基因的关键 ,是克隆动物发育分子机理研究的基础 .哺乳动物植入前胚胎和克隆胚胎材料的获得十分不易 ,使得筛选差异表达基因的方法在该领域的应用均受到较大的限制 .以DDRT -PCR为基础的单胚mRNA差异表达技术的建立 ,为克隆植入前胚胎发育相关基因及哺乳动物克隆胚胎发育分子机理研究提供有力的工具 ,本文将在多年研究基础上对该技术及目前筛选差异表达基因的方法进行综述 .     

红锥根系响应石墨烯的转录组学研究

为了研究石墨烯对植物根系响应的分子机制和转录组学，本文以0、25、33和50 mg/L共4组质量浓度的石墨烯溶液培育红锥（Castanopsis hystrix Miq.）幼苗，其中石墨烯溶液质量浓度为0指以蒸馏水培育，并对红锥幼苗的根系发育情况、基因表达量的变化、差异表达基因的富集通路和范围进行了分析。与0相比，25 mg/L石墨烯溶液对红锥幼苗根系发育的促进效果最佳（t=2.86～7.80,P<0.05）；转录组数据表明，25 mg/L石墨烯溶液处理红锥根系后，导致12 845个基因的表达量发生差异，其中石墨烯诱导10 899个基因表达量上调，抑制1 946个基因的表达量。通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集性分析表明：表达量上调的基因主要富集于126个KEGG通路，表达量下调的基因富集于99个KEGG通路；另外，110个转录因子基因差异表达，可归类于33个不同家族，其中ERF、WRKY、MYB、NAC、bHLH、TCP和Trihelix共7个家族基因与红锥根系发育有关；9种植物激素信号转导通路相关的差异表达基因结果表明生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯、水杨酸、油...     

miR-430基因簇的生物信息学分析

很多microRNA （miRNA）基因在基因组上紧密排列形成miRNA基因簇,mir-430是目前已发现的最大miR-NA基因簇,但其起源和进化方面却是未知的.为了揭示mir-430基因簇的起源及其在相关物种的进化关系,文中基于miRNA序列同源保守的特点,采用BLAST程序在NCBI基因数据库中搜索mir-430序列,在14个物种中共搜索到35个mir-430基因序列,这14个物种都为硬骨鱼类.多序列对比发现mir-430基因簇成熟序列的第2到第8位碱基以及第16到第22位碱基为保守序列.进化分析表明七鳃鳗的pma-mir-430基因可能是此基因家族最早出现的基因形式,并且pma-mir-430e可能是其他物种mir-430基因的祖先基因.祖先基因经过个别碱基的缺失及突变、串联重复和大片段重复等方式形成了mir-430基因簇.该研究通过分析不同物种中mir-430基因簇的特征,揭示mir-430基因簇的分子进化规律,为其调控网络和功能研究提供理论基础.     

原位杂交检测pal-1 mRNA在C.elegans野生型和突变体早期胚胎中的分布

Caenorhabditis elegans是发育生物学中的重要模式生物,许多基因参与C.elegans的细胞命运决定和细胞谱系发育.par基因的活性影响C.elegans胚胎前后轴的极性,其功能缺失会使胚胎的第一次分裂丧失前后轴的不对称性,导致一些母体提供的发育调控因子不能在特定的胚胎细胞中准确定位,从而改变胚胎细胞发育命运.pal-1是C.elegans早期胚胎发育中决定细胞命运的重要基因,它决定体细胞的性质,也是转录因子,调控着后续基因的表达,凡含有该基因表达的细胞发育成体细胞.调控PAL-1表达的基因有许多,本文通过原位杂交检测pal-1 mRNA在C.elegans野生型和par-5、par-6、gld-1突变体早期胚胎中的分布,来探讨par-5、par-6和gld-1基因的活性在胚胎发育早期对pal-1 mRNA的影响.实验结果表明,pal-1mRNA在野生型早期胚胎中有明显极性,而pal-1mRNA分布的不对称性在上述基因缺失的情况下被破坏,这些基因与pal-1mRNA的不对称分布直接相关.     

应用酵母双杂交系统筛选与Spr2相互作用的蛋白

Spr2在斑马鱼胚胎发育过程中的中胚层和外胚层中表达,它可以通过调控Fgf信号通路来调控斑马鱼中胚层的发生.为了进一步揭示Spr2调控Fgf信号通路的分子机制,本文通过酵母双杂交系统在斑马鱼早期胚胎cDNA文库中筛选可能与Spr2相互作用的蛋白,以酵母融合的方法在6.3×106个转化子中筛选到78个阳性克隆,测序鉴定后最终得到Pairedboxgene6a、mSin3A-associatedprotein130等11种可能与Spr2蛋白相互作用的蛋白,通过结果分析推测Spr2可能通过fgf8参与Fgf信号通路的调控.     

用小鼠单个MⅡ卵和2-细胞期胚胎构建cDNA文库

阶段特异性cDNA文库的构建和筛选是一种分离和克隆早期胚胎特异表达基因的有效方法.本研究利用小鼠单个MⅡ卵母细胞及发育至2-细胞的胚胎分别构建了cDNA文库.滴度分别为:6.5×106、7.2×107,基因片段平均长度为250-1500bp并用β-actin验证了文库的可靠性.这种利用单胚胎构建cDNA文库的方法,不仅解决了胚胎研究材料受限制的问题,而且在材料的发育时间上更加精确,更能反映胚胎发育的规律,是研究早期胚胎发育基因表达以及克隆胚胎发育相关基因的一种有效手段.     

斑马鱼（Danio rerio）早期胚胎发育分子调节机制研究进展

斑马鱼是发育生物学研究中的经典材料,其形态发生过程及分子调控机制是发育生物学中的研究热点.本文就胚胎发育过程中的重要时期对斑马鱼早期胚胎发育的分子机制研究作以系统的概述.     

矢竹地下茎转录组测序及节间生长相关基因表达分析

【目的】揭示竹子地下茎生长发育的分子机制。【方法】利用高通量转录组测序对矢竹含不同发育阶段节的地下茎转录组图谱进行了分析研究,并利用qRT-PCR对节间生长相关基因进行表达模式分析。【结果】共获得了11 976 条平均长度为1 008 bp的单基因簇(unigenes)。NCBI注释显示,63.8%的单基因簇具有注释结果,其中16 254 条unigenes被注释到137 个KEGG(京都基因与基因组百科全书)代谢通路中。MapMan分析共获得了1 864 个转录因子及603 个激素代谢及信号转导相关单基因簇。在功能基因方面,共获得564 个与细胞壁构建相关的代谢基因,其中92 个与木质素合成相关。此外,对9 个与赤霉素、细胞壁合成及细胞骨架组织相关的基因,通过实时荧光定量PCR,分析了它们在节间不同发育阶段的表达模式。结果显示:细胞壁、细胞骨架下游功能相关基因在矢竹地下茎节间快速生长阶段表达最高; 而赤霉素合成及信号传导相关基因则在节间伸长起始阶段最高。【结论】矢竹地下茎生长发育受到从各类激素、转录因子到其下游功能基因等组成的复杂分子网络的协同调控。     

Wnt信号通路在哺乳动物卵泡发育中的作用

Wnt是一类癌基因。Wnt信号分子家族调控着多个组织脏器的胚胎发育,在动物发育过程中具有广泛的作用。Wnt信号通路作为一种在进化中高度保守的信号通路,在动物生长、发育、代谢和干细胞维持等多种生物学过程中发挥重要作用。     

拟南芥花粉单细胞转录组分析

为了深入探究花粉基因表达的规律，应用单细胞技术对拟南芥花粉细胞进行了单细胞转录组测序.花粉单细胞RNA-seq结果表明，与叶片转录组相比，成熟花粉中大部分基因表达较低，可能与花粉转录沉默有关.花粉中富集果胶代谢、细胞骨架和钙信号转导等通路，与细胞壁形成和花粉管生长相关.花粉还富集组蛋白甲基化因子，说明花粉中存在表观遗传学调控.应用RT-PCR鉴定出6个花粉特异性表达且功能未知的基因，其中大多数为十字花科特有.总之，本研究精确定量了花粉细胞的基因表达谱，揭示出拟南芥花粉转录组的复杂性和独特性.