水稻线粒体tRNATrp的种属特异性氨酰化

为了研究原核生物和真核生物(细胞质)色氨酰tRNA合成酶(TrpRS)对线粒体tRNA^Trp识别的种属特异性, 构建了7个水稻线粒体tRNA^Trp三位点(G73, U72, A68)的单点或多点突变的突变体. 这些突变基因, 经体外转录后分别用枯草杆菌(B. subtilis)和人色氨酰tRNA合成酶(TrpRS)进行氨酰化反应, 并测定它们的动力学常数. 结果表明, 与野生型水稻线粒体tRNATrp相比, 7个突变体的转录产物被B. subtilis TrpRS氨酰化的活力分别降低了53.33%~99.79%, 被人TrpRS氨酰化的活力却分别提高了4~330倍, 其中以MPH7(水稻线粒体tRNATrp的三碱基(G73, U72 和C68)全部突变为人tRNA^Trp的三碱基序列)的氨酰化活力改变最大. 实验结果证明, 与真核生物和原核生物细胞质tRNA^Trp的种族特异性类似, 水稻线粒体 tRNA^Trp的种属特异性元件也主要处于氨基酸接受茎的识别位碱基、第一和第五对碱基对, 亦即识别位碱基G73, 氨基酸接受茎上的两个碱基对G1/U72和U5/A68. 本研究为线粒体 tRNATrp起源于真细菌的推论提供了实验依据.     

枯草杆菌TrpRS与小螺旋DNA的紫外光定点交联

为研究枯草杆菌色氨酰－tRNA合成酶（TrpRS）与小螺旋DAN的相互识别及其结构与功能的关系,人工合成了4种小螺旋DNA（其中3种在不同位点带有光化学交联试剂s^4T）,纯化了枯草杆菌TrpRS,设计制作紫外交联仪,进行了TrpRS与小螺旋DNA的紫外光定点交联实验,优化了紫外交联条件,实验结果表明,小螺旋DNA分子中对应于tRNAT^rp73,72位的碱基与TrpRS有直接的相互作用,而对应于tRNA^Trp55位的碱基与TrpRS无直接的相互作用,紫外交联产物的量与紫外光照射剂量、TrpRS浓度、小螺旋DNA浓度呈正相关。     

tsRNAs及其对植物响应非生物胁迫时基因表达的调控

转运RNA(tRNA)衍生的小RNA(tRNA-derived small RNAs, tsRNAs)是一类新兴的保守非编码RNA,通常由在胁迫条件下发生的核酸内切酶切割t RNA前体或成熟t RNA而产生. tsRNAs主要有两种类型,即tRNA衍生的胁迫诱导RNA(tRNA-derived stress-induced RNAs, tiRNAs,也称为tRNA半分子(tRNA halves, tRHs))和t RNA衍生的片段(tRNA-derived fragments, tRFs),两者在成熟t RNA或tRNA前体的切割位点不同. tsRNAs在原核生物和真核生物中都广泛存在,呈现时空特异性表达模式以发挥其功能,它们的失调会引发内稳态失衡(homeostatic imbalance).越来越多的证据表明, tsRNAs主要通过调控基因表达的转录、转录后和翻译水平在各种生物学过程中发挥重要作用.因此,研究tsRNAs的生物学功能及其作用分子机制已成为小分子非编码RNA领域的一个新研究热点.本文主要综述了tsRNAs的分类、生物发生、特征和生物学功能方面的进展,重点介绍了tsRN...     

利用EST及生物信息学方法挖掘马铃薯中miRNA及其靶基因

microRNA (miRNA)是一类调控真核基因转录后表达的非编码小分子RNA. 大量研究表明, miRNA在调节生物功能方面起着重要的作用. 目前发现miRNA的主要方法有直接克隆法和基于生物信息学的基因搜索和同源搜索. 由于真核生物组织中有些miRNA的丰度较低, 而且其表达具有组织和时序特异性, 采用直接克隆法发现新的miRNA有时较为困难. 采用生物信息学方法寻找未知miRNA是当前发现和鉴定miRNA的重要策略之一. 本研究联合了几种生物信息学方法预测了马铃薯(Solanum tuberosum)中miRNA及其靶基因. 通过把拟南芥、水稻等植物已知的miRNAs与马铃薯EST数据库进行比对搜索, 筛选出候选的miRNA. 之后, 设置一系列严格的筛选标准, 分析候选miRNA序列特征, 包括碱基错配、二级结构、(A+U)含量、能量水平等. 最后, 从上述候选库中筛选出了22个miRNA. 进一步利用新鉴定的miRNA序列, 预测到43个靶基因. 分析结果表明, 上述大多数靶基因编码的产物为转录因子及重要代谢酶类, 它们调控着植物的生长发育, 信号转导及各种胁迫反应.     

水稻基因组DNA胞嘧啶甲基化在单倍体和对应二倍体间的差异

对SARII-628的双胚苗中的突变体进行倍性鉴定, 得到18对二倍体-单倍体的双胚苗水稻, 任意选取5对编号为A~E. SSR分析显示, 它们在310个位点没有差异, 表明其DNA一级结构的碱基没有变异. DNA甲基化在真核生物的生长发育过程中起着重要的调控作用. 用改良AFLP方法(MSAP)分析了5个单倍体及其对应二倍体总DNA 5′-CCGG位点胞嘧啶的甲基化水平和单倍体与对应二倍体的甲基化差异模式. 发现5个二倍体在482个位点上甲基化状态没有差异, 与二倍体比较, 单倍体虽然在甲基化总体水平上变化不大, 但共有43个位点甲基化类型在不同单株上发生了变异. 单倍体的甲基化敏感扩增多态性比率即扩增的总甲基化位点数占总扩增位点数的比率分别为18.79%, 19.35%, 18.49%, 18.45%和18.75%, 均高于对应的二倍体; 全甲基化(双链CmCGG)率分别为10.58%, 11.3%, 10.11%, 10.09%和10.34%, 多数略高于二倍体, 表明二倍体突变成单倍体后, 某些位点发生了超甲基化. 单倍体与其对应二倍体比较, 有5种类型的改变: (ⅰ) 单倍体与二倍体甲基化模式相同; (ⅱ) 去甲基化及二倍体甲基化, 但在单倍体该位点无甲基化; (ⅲ) 超甲基化, 单倍体甲基化程度高于二倍体; (ⅳ) 次甲基化, 单倍体甲基化程度低于二倍体; (ⅴ) 不定类型, 单倍体与二倍体的甲基化程度无法确定. 对18个位点测序检索显示, 这些甲基化变异涉及整个水稻基因组的12条染色体且具有位点特异性, 不同单株的变异位点各不相同. 单倍体的甲基化水平高于对应的二倍体, 是单倍体相对于二倍体甲基化模式经过重新调整, 在其基因组中甲基化水平发生了总体变化以适应生存的必然结果.