AFM观察小鼠心肌核DNA片段的基因组合形成"基因系"的系统性和垃圾DNA的相互作用

用原子力显微镜(AFM)直接观察、小白鼠心肌等组织的核DNA片段的基因体外转录等多种实验技术组合,通过AFM观察到心肌核DNA片段上的基因,处于垃圾DNA的“转录平台”上,在体外转录过程中,由n(n=3、4等)个活性基因节,对应的n-1个“基因间隔”,依特定的排列组合分别形成n(n=3、4等)种大小不同的“基因系”,各“基因系”中的基因节同时转录,分别形成对应nRNA(n=9、12等)链状复合体,nRMA链状复合体分别与对应基因系的单链DNA两边的“接口”相联。核内对应nmRNA数量减少,形成负反馈效应后,使nRNA从对应“基因系”上迅速解离下来,核内经“转录后修饰”形成对应nmRNA链状复合体。该复合体主要在核内,处于垃圾DNA的“翻译平台”上进行蛋白质翻译,并在核内加工修饰形成有活性蛋白质。本工作展示了未来运用AFM观察生物学反应、研究核基因转录与调控的分子机理、基因组合形成基因系的系统性和垃圾DNA的相互作用的前景。     

用AFM观察小白鼠心肌核DNA片段的基因体外表达和垃圾DNA的相互作用

用AFM直接现场观察、体外表达等实验技术组合,观察到小白鼠（Balb/c）心肌核DNA片段的基因在体外表达过程中形成的n mRNA（n=9）线型链状复合体,处于垃圾DNA片段的特定的“翻译平台”上,其每种mRNA两端非共价键分别结合自己编码蛋白质（即分子开关）,中间的编码序列均非共价结合完全可解离的翻译活性因子等多种蛋白质：这些蛋白质可能均由垃圾DNA片段的极复杂的立体结构所形成的、匹配协同的、专一性蛋白质通路所调控,该通路对蛋白质按顺序分别进行特异性双向调控.核内n mRNA线型链状复合体在体外可翻译出LDH等蛋白质,并显示n mRNA翻译的“群体效应”.用AFM还观察到胞质制取的n mRNA（n=12）线型链状复合体（无垃圾DNA存在）,体外翻译出少量LDH等蛋白质,并显示n mRNA翻译的＂群体效应＂.本工作展示了未来运用AFM观察体外表达等生物学反应,研究基因表达与调控机制及其与垃圾DNA相互作用的前景.     

AFM观察小白鼠心肌和肝核DNA片段的基因移位

用原子力显微镜(简称AFM)直接观察、体外表达和体外转录等实验技术组合,观察到了心肌和肝的核DNA片段的基因;用磷酸缓冲液稀释,并用开关蛋白质等活性因子使其部分解离,促使核基因在核DNA片段内或核DNA片段间静态或动态移位,得到了对应核DNA片段中的相关基因,如LDH/DNA体外表达活性变化的LDH同功酶酶谱图。基因静态或动态移位均表达活性降低,且基因移位程度与其对应基因活性降低程度呈正相关性。展示了未来运用AFM和体外表达等实验技术组合研究核DNA片段的基因移位和对应基因突变机制的前景。     

4000多个基因开关位置确定，基因组图谱有了“全球定位系统”

新加坡基因组研究院科学家宣布成功绘制了4000多个基因开关位置图谱。 干细胞的活动受一种特殊蛋白质转录因子调控，它们会在基因组的特定位置与相应的蛋白质结合，启动或抑制某种基因的表达，影响干细胞分化成各种组织器官。所以，基因开关位置图谱就如同基因组图谱的“全球定位系统”，可使人类更准确地知道在基因组的哪些位置可以产生哪些基因表达。     

TIAR通过在DNA和RNA之间的穿梭机制调控DNA的转录活性

应用体外转录模型,即通过构建T7 及T7 TIAR 的碱基序列及部分退火的双链模型,合成了一段ODN,其包含单链的TIAR结合位点和1个T7的起始位点.通过进行RNA转录分析,TIAR的结合和替代实验,证明了TIAR可与富含T的单链DNA结合,并且TIAR与DNA的结合可因DNA的转录活性而解离.这一发现为TIAR可在DNA与RNA之间穿梭提供了证据.     

DNA元素百科全书计划：将垃圾DNA的想法丢进垃圾堆

事情曾经很简单,由 DNA 产生 RNA,RNA 产生蛋白质。后来对调控基因、RNA 的加工以及其他细节有了更深入的了解。再后来是第一条 DNA 的序列使研究人员大吃一惊,因为真正编码蛋白质的基因是像散落在很呆板、明显无所事事的 DNA 布丁上的葡萄干一样分散的序列。这些无所事事的 DNA 是什么?是垃圾。     

射干-麻黄配伍治疗咳嗽变异性哮喘的分子机制探索

通过网络药理学方法预测射干-麻黄配伍治疗咳嗽变异性哮喘（cough-variant asthma，CVA）的可能分子机制。采用中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）筛选射干、麻黄有效活性成分及对应治疗靶点，从GeneCards获取CVA疾病靶点基因，经过映射分析获得射干-麻黄活性成分直接作用的CVA目标靶点。构建中药-活性成分-靶点基因调控网络，通过String数据库进行目标靶点的蛋白质-蛋白质相互作用分析并筛选关键基因，借助生物信息分析工具预测靶点基因参与的基因本体生物学过程、京都基因与基因组百科全书信号通路。结果表明：从TCMSP获得射干-麻黄有效活性成分30个，直接调控的CVA靶点基因75个，射干-麻黄调控CVA存在多成分、多靶点的网络调控作用；靶点基因主要富集于核受体活性、直接配体调控序列特异性DNA结合的转录因子活性、泛素样蛋白连接酶结合、甾体激素受体活性、类固醇结合等98个生物学过程，以及PI3K-Akt信号通路、肿瘤中的微小RNA、乙型肝炎、卡波西肉瘤相关疱疹病毒感染、人类巨细胞病毒感染等110条信号通路。射干-麻黄活性成分可能通过抑制气道炎症反应与高反应性、调节自身免疫功能等环节发挥治疗CVA的作用。     

加性和乘性噪声对基因转录调控的影响

从DNA到RNA到蛋白质的过程叫基因表达，对这个过程的调节即为基因表达调控。在基因表达调控的转录水平上引进了噪声效应，并发现乘性噪声可作为基因转录调控的“开－关”机制，而加性噪声可影响系统的转录效率。     

DNA结构研究进展

综述了DNA分子结构研究的一些新进展,包括DNA双螺旋精细结构、三股螺旋和H~-DNA、双螺旋结构的多态性,这些结构与DNA的复制、转录和基因调控等生物学功能之间有十分重要的联系。     

MCF-7和HMEC细胞系特异的CTCF结合位点的预测

转录因子可与特定的DNA序列结合调控基因的表达，研究发现转录因子CTCF的结合对乳腺癌等癌症的发生也有一定的影响。以乳腺癌细胞系(MCF-7)和乳腺正常细胞系(HMEC)为研究对象，分别构建癌细胞系特异的和正常细胞系特异的转录因子CTCF结合位点数据集。根据染色质开放、DNA甲基化，以及CTCF、RAD21、SMC3这三个转录因子的结合模体特征，利用支持向量机(SVM)和随机森林(RF)方法对MCF-7和HMEC细胞系特异的CTCF结合位点进行预测，结果表明，SVM的最佳预测准确率为83.09%,RF的最佳预测准确率为84.19%。