哺乳动物线粒体基因组转录及其调控机制

线粒体是真核细胞中广泛存在的具有独立基因组的细胞器,其主要功能是为细胞提供能量,同时也是物质代谢的重要场所。近年来,线粒体基因表达调控研究取得了许多重要成果,已经证实转录装置主要包括线粒体转录因子A、RNA聚合酶和线粒体转录因子B2。线粒体基因转录受核基因编码蛋白质和线粒体基因(mtDNA)转录元件共同调控,同时mtDNA也影响核基因表达。文章从mtDNA结构和转录过程,转录装置元件、转录终止因子家族、核受体激素及其功能等方面较为系统地论述了mtDNA转录调控的研究进展。     

猪卵母细胞线粒体分布及线粒体DNA拷贝数变化

本研究旨在观察猪卵母细胞线粒体分布及线粒体DNA拷贝数变化,以期作为判定哺乳动物卵母细胞胞质成熟的指标,同时也为今后克隆技术的发展和相关基因表达调控的研究提供基础.运用线粒体分子探针标记技术检测体外成熟不同时期卵母细胞中线粒体的分布变化,运用实时荧光定量PCR技术检测其线粒体DNA拷贝数的变化趋势,揭示线粒体分布、线粒体DNA拷贝数变化与卵母细胞发育潜能的关系.结果表明,猪卵母细胞成熟前后,线粒体分布由未成熟的周边分布变为成熟后的均匀分布,并且线粒体簇变大,着色变深.卵母细胞成熟0、11、22 h的mtDNA拷贝数分别为(2 519.52士940.39)、(3 421.47士345.71)和(9 747.58士1 928.24),他们之间无显著性差异(P＞0.05).卵母细胞成熟33 h的mtDNA拷贝数为(39 913.61±1 180.26),显著高于成熟0、11和22 h的mtDNA拷贝数(P＜0.05).卵母细胞成熟44 h的mtDNA拷贝数为(130 074.30±78 119.45),显著高于成熟33 h的mtDNA拷贝数(P＜0.05).由此可见,随着卵母细胞成熟进程的推进,线粒体活性增强,线粒体DNA拷贝数明显增加.     

复旦大学宣布一项新技术有望阻断线粒体遗传病

<正>复旦大学今天宣布,该校医学神经生物学国家重点实验室沙红英、朱剑虹课题组,联合安徽医科大学曹云霞教授团队等,在探索遗传性线粒体疾病治疗研究方面取得突破性进展。相关研究论文日前发表于《细胞》。据专家介绍,线粒体是为细胞提供能量的细胞器,它具有自身的一套DNA(mtDNA),通过母亲的卵子传递给下一代。发生在卵子中的线粒体突变可能引起母系家族性疾病。这种突变会导致严重的问题,受影响的大多数是能量需求高的器官,例如大脑、肌肉、心脏,涉及到     

猪孤雌激活早期胚胎线粒体分布及mtDNA拷贝数变化的研究

本研究通过线粒体分子探针标记技术检测孤雌激活早期胚胎线粒体的分布变化,运用实时荧光定量PCR技术检测mtDNA拷贝数的变化,揭示早期胚胎发育过程中线粒体分布、mtDNA拷贝数变化趋势。结果表明,成熟卵母细胞电激活后,由2-细胞胚胎开始,卵裂球内线粒体分布均匀且密集,每个细胞均有分布,卵裂球之外的空隙未见线粒体分布,直到囊胚形成,线粒体均有分布。孤雌激活4-细胞胚胎mtDNA拷贝数显著高于8-细胞胚胎mtDNA拷贝数(907210.77±145520.77,186224.33±103308.00,P<0.05),但显著低于2-细胞胚胎、桑椹胚、囊胚的mtDNA拷贝数(1563422.54±224666.51、1697626.25±176999.53和1752301.29±101146.64,P<0.05)。孤雌激活扩张囊胚mtDNA拷贝数最高,为2812545.67±156819.31,显著高于其他发育时期胚胎的mtDNA拷贝数(P<0.05)。由此可见,孤雌激活早期胚胎发育进程中线粒体分布及mtDNA拷贝数会发生变化。     

蚕类昆虫线粒体DNA研究进展

自Nass等于1962年发现线粒体DNA(mitochon--drial DNA,mtDNA)以来,众多学者对mtDNA的基因结构、组成、复制、转录以及基因表达调控等方面进行了深入的研究。动物mtDNA广泛存在于各种组织中,为共价闭合的双链DNA,分子大小为15～19.5kb左右,可自我复制、表达,并有核基因编码的蛋白质和酶从细     

快速提取桑树线粒体DNA的方法

线粒体是进行呼吸的细胞器,在绿色植物中占有重要地位.它具有相对独立的遗传物质线粒体DNA(mtDNA).研究表明,细胞质雄性不育、抗除草剂等性状与mtDNA有关,因此,mtDNA的研究越来越受重视.另外,mtDNA还被用来研究植物系统发育、分类等.然而mtDNA的快速、高效提取是限制深入研究的重要因素.传统的方法利用梯度离心提取mtDNA,其成本高,耗时长,产率低,对设备要求也较高.本文根据盖树鹏等提取mtDNA方法加以改进,简单、快速提取了桑树mtDNA,为从分子水平研究桑属种质资源的系统发育、分类提供了基础.     

线粒体自噬在神经退行性疾病中调控的研究进展

神经退行性疾病是一种以神经元发生进行性变性和坏死为基础的中枢神经系性疾病,其普遍特征是错误折叠蛋白质的积累和线粒体损伤。线粒体作为细胞能量产出的中心,是神经元的主要能量来源,对维持神经元的结构和功能至关重要。受损的线粒体导致细胞中的三磷酸腺苷(ATP)供给不足和氧化应激损伤,甚至引起细胞死亡。线粒体自噬是细胞通过自噬-溶酶体途径选择性地清除衰老或受损线粒体的过程,是线粒体质量控制机制的重要组成部分,在维持细胞稳态方面发挥重要的作用。诸多研究表明,线粒体自噬与神经退行性疾病的发生和发展密不可分,激活线粒体自噬或改善线粒体自噬异常能在一定程度上缓解错误折叠蛋白积聚导致的神经损伤。笔者就线粒体自噬的发生机制、线粒体自噬的调控及其在神经退行性疾病发生发展中的作用进行综述,以期为神经退行性疾病的研究和治疗提供参考。     

线粒体动态变化与肿瘤转移的相关性研究进展

线粒体是一种高度动态并且处于不断分裂和融合的细胞器,这种动态变化在维持线粒体功能中起着非常重要的作用。研究表明,在许多疾病尤其是癌症中线粒体的功能发生明显的变化,所以靶标线粒体治疗的发展是提高肿瘤治疗最有效的方法之一;线粒体的功能主要是调节细胞周期,基因表达,代谢,细胞运动以及应激反应等。线粒体动态变化参与调节线粒体功能。线粒体的融合和分裂的动态过程主要由一些大GTPases蛋白参与调节,如参与调节线粒体分裂的Drp1/Fis1以及参与调节线粒体内外膜融合的Opa1和Mfn1/2。越来越多研究表明,线粒体动态变化能够调节肿瘤细胞的转移,尤其肺癌和乳腺癌。本综述概括了近年有关线粒体动态变化与肿瘤转移相关的研究结果,为今后肿瘤的临床防治提供可能的新靶点和理论基础。     

鸡核基因组中存在核线粒体DNA的实验证据

实验应用脉冲场电泳方法获得鸡核DNA,根据鸡线粒体DNA序列设计引物,以总DNA和核DNA为模板通过PCR扩增、测序和筛选鸡BAC文库方法。结果表明:鸡核DNA中普遍存在线粒体基因16S R NA、tR NA-Leu和部分ND1的同源序列;在鸡的总DNA为模板PCR中,扩增产物含有核线粒体DNA(numtDNA)产物;同时发现,该段numtDNA序列存在2个碱基突变位点。研究结果提示,在涉及PCR相关技术的mtDNA研究中,numtDNA的影响是不能忽视的。     

家蚕追寄蝇线粒体DNA细胞色素b基因及其侧翼tRNA基因的克隆与序列结构和进化分析

家蚕追寄蝇(Exorista sorbillans)为双翅目、寄蝇科、追寄蝇属昆虫,寄生家蚕后引起多化性蚕蛆病。研究家蚕追寄蝇的系统进化关系,有助于探讨其寄生机制。采用PCR技术扩增了家蚕追寄蝇的线粒体DNA(mtDNA)片段,序列分析结果表明:克隆的mtDNA片段大小约1.5 kb,包括完整细胞色素b基因(cyto b)及其侧翼tRNA-Leu基因序列,序列结构与其它21个昆虫物种的同源片段序列结构基本一致,说明线粒体DNA基因排列和基因结构的保守性;家蚕追寄蝇mtDNA的Cyto b蛋白和tRNA-Leu基因的二级结构符合功能大分子的空间结构特征,维持一定的保守进化;双翅目昆虫不同蝇类mtDNA中的cyto b基因、tRNA-Leu基因序列的同源性高,可保证构建蝇类系统发生树的准确性。基于包括家蚕追寄蝇在内的12个双翅目昆虫、5个鳞翅目昆虫、4个鞘翅目昆虫、1个直翅目昆虫的mtDNA cyto b基因编码氨基酸序列的进化分析表明:双翅目中蝇类的进化次序依次为狂蝇科、果蝇科、寄蝇科、蝇科、丽蝇科,寄蝇科与蝇科和果蝇科之间的进化距离较近;鳞翅目处于种系发生树分叉的起点,起源最早,双翅目处于种系发生树分叉的最末端,起源最晚。     

SSCP检测内毒素致mtDNA基因突变及阳离子A的保护作用

将60只健康试验大鼠随机分为3组：正常对照组（A组）、ET处理组（B组）、CA＋ET处理组（C组），运用PCR-SSCP技术对肝脏mtDNAtRNAcysTyr、COI基因片段一等基因进行了分析，同时运用分光光度计法对血清丙二醛的含量进行测定，观察ET致mtDNA的突变效应以及cA对该效应的保护作用。，结果发现，B组mtDNAtR—NA Cys-Tyr基因片段在第5238与5242碱基处发生了插入1个碱基T的插入突变，COI一基因片段发生T5322G和T5331G处置换点突变，其他各组无基因突变发生。B组血清MDA含量均明显高于其他二组（P〈0．05）、C组明显低于B组但高于A组（P〈0．05）。结果表明，ET可导致mtDNA基因发生突变，而cA对ET致基因突变具有保护效应。     

橡实象虫及其近缘种基于线粒体DNA COⅡ基因的分子系统学研究

橡实象虫(Curculio arakawai)是危害柞树果实(橡实)和嫩芽的主要害虫。基于探索害虫的系统发育和遗传进化机制的目的,以线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)编码的细胞色素氧化酶Ⅱ(cytochrome oxidaseⅡ,COⅡ)基因作为分子标记,对橡实象虫及10个近缘种昆虫进行分子系统学研究。序列分析表明:橡实象虫及10个近缘种的mtDNA COⅡ基因序列全长687bp(不同橡实象虫样本获得的目的基因在GenBank的登录号包括GU945544、GU945545、GU945546),共编码228个氨基酸;mtDNA COⅡ基因表现出明显的A+T含量偏向性,密码子不同位点碱基的使用也存在明显的A+T含量偏向性,mtD-NA COⅡ基因的碱基颠换数总体上高于转换数,颠换主要发生在A←→T间,转换主要发生在T←→C间。遗传变异分析表明,橡实象虫及10个近缘种的核苷酸多态性位点百分率为39.7%,氨基酸突变率为30.3%。分别采用UPGMA法、NJ法和MP法构建橡实象虫及10个近缘种间的COⅡ基因系统进化树,各物种间的拓扑关系虽然稍有差异,但系统进化关系却完全一致,即物种间分别以所在的属聚在一起,形成Curculio、Ceutorhynchus和Peritelus3个属群,其中Curculio属和Ceutorhynchus属的系统进化关系较近,二者聚在一起形成一大支,而Peritelus属单独形成一支。     

内毒素致兔线粒体DNA基因突变的SSCP检测

将20只健康实验用白兔随机分为4组（5只／组）：正常对照组（A组）、阳离子A处理组（B组）、内毒素处理组（C组）、阳离子A＋内毒素处理组（D组），运用改进的碱变性法提取肝细胞的线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA），设计4对引物扩增mtDNA的tRNA^Leu（UUR）、tRNA^Lys、ATPase8、ATPase6基因，同时运用分光光度计法对扩增产物进行质量鉴定，并运用聚合酶链式反应-单链构象多态性分析技术对PCR产物进行突变分析。结果发现：c组tRNA^Leu（UUR）基因在凝胶中的带型出现泳动异常，表明该基因发生了碱基突变，序列测定表明该突变为2716位的A—G点突变，同时其他各组的tRNA^Leu（UUR）基因无突变发生。该结果提示内毒素可以导致mtDNA的tRNA^Leu（UUR）基因发生突变，而阳离子A对这一突变具有保护效应。     

家蚕线粒体基因组EcoRⅠ2.0kb片段的克隆及序列分析

对家蚕线粒体基因组EcoRⅠ 2 .0kb片段进行了克隆和序列分析 ,结果表明该片段包含完整的丝氨酸转移RNA基因、NADH氧化还原酶亚基Ⅰ基因、细胞色素氧化酶b亚基基因的部分序列。与果蝇 (Drosophilamelanogaster)的mtDNA进行了同源性比较 ,并根据无脊椎动物线粒体基因组密码子表 ,推定氨基酸序列。     

野桑蚕12S rRNA基因的克隆及序列分析

通过PCR技术,对中国山东青州野桑蚕mtDNA的12SrRNA基因进行了克隆和序列分析。结果表明,青州野桑蚕12SrRNA基因为788nt,在DNA水平上,与家蚕12SrRNA基因的同源性达到99%,与中国陕西安康、日本筑波来源的野桑蚕12SrRNA基因的同源性分别为97%、98%;分子进化分析显示,家蚕可能是起源于中国野桑蚕。     

老挝家蚕线粒体cox3基因序列分析及分子进化研究初探

对老挝家蚕品种L11的线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)cox3基因(cox3)进行PCR扩增、克隆和序列分析。结果表明,在测定的909bp的片段中,含有ATPase 6基因及tRNA-Gly基因的部分序列和cox3全序列。其中,cox3读码框包括789个核苷酸,编码262个氨基酸。L11 cox3和已经公布的家蚕(中国家蚕品种夏芳、日本家蚕Aojuku、韩国家蚕Backojam)mtDNAcox3基因完全一致,但与日本野桑蚕、中国野桑蚕的氨基酸同源性分别为99%和98%。     

吉林省圈养梅花鹿种群遗传资源多样性分析

为了探讨吉林省圈养梅花鹿的遗传分化情况,利用DNA直接测序技术测定其线粒体细胞色素mt DNA Cytb基因全序列,结合Gen Bank收录的其他梅花鹿亚种同源序列,利用生物学软件进行分析。结果表明,15头样本mt DNA Cytb基因序列中,共检测到核苷酸多态位点38个,吉林省圈养梅花鹿种群的遗传多样性水平较低,与俄罗斯、韩国、朝鲜亚种亲缘关系较近,与四川亚种亲缘关系较远。     

中国地方猪种线粒体基因组遗传多样性及其系统发育分析

为从分子水平上探究中国地方猪种遗传多样性和分类地位,本试验采用生物信息学方法比较了6个类型共22个中国地方猪种的线粒体基因组全序列,分析了其多态性,并构建了6个类型猪种线粒体D-loop区单倍型的网络中介图以及基于线粒体D-loop序列、Cytb基因、完整编码区序列的系统进化树。结果表明,6个类型22个猪种中共检测到了144个多态位点,22种单倍型,说明地方猪种具有丰富的遗传多样性;地方猪线粒体基因组序列中核苷酸变异以转换为主,且Ti/Tv大于转换/颠换比临界值（2.0）,变异位点均符合中性突变。6个类型猪种间遗传距离均较小,且有共享单倍型。系统进化树结果表明,6种类型地方猪种主要聚为两个支系。表明线粒体D-loop序列及Cytb基因均可作为研究种内系统发育、起源进化的分子标记。     

mtDNA在家畜遗传育种中的应用

家畜ｍｔＤＮＡ具有大小恒定、核苷酸替代率多，以母性方式遗传、密码不通用性、基因排列相当经济、同源性高等基本特点，其多态性很丰富，可用于基因工程，家畜品种起源进化、亲缘关系、畜群遗传结构、及其与家畜生产性能的关系等方面的研究，这将为ｍｔＤＮＡ广泛应用于家畜遗传能种领域提供重要的理论价值和实际意义。