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文献检索:
  • 基因组织特异性相关研究进展
  • 研究基因的组织特异性是了解生命活动进程和组织功能的重要一步.尽管对于看家基因和组织特异基因的研究由来已久,但是对于它们仍缺少统一的定义方式和检测方法.在定义方式上,可以从基因的组织表达数和在各组织间的表达变化情况来分别定义看家基因和组织特异基因.通常将在大多数正常组织中有表达,且表达水平较稳定的基因称为看家基因,而将在一个或少数组织中优势表达的基因定义为组织特异基因或组织选择基因.在检测方法上,高通量实验技术,包括基因芯片、RNA-seq和质谱技术等已成为检测基因组织特异性的主要方法.通过比较多个典型研究的实验结果,发现不同检测方法的覆盖度和灵敏度存在很大差异,其中RNA.seq技术最为灵敏,获得的看家基因数目最多,质谱技术检测出来的看家基因和组织特异基因数目较少,而基因芯片方法给出的多个检测结果间差别较大.尽管不同的定义方式和检测方法所导致的看家基因(或组织特异基因)的集合不完全一致,但不同的看家基因数据集(或组织特异基因)却展现出非常一致的功能和特性.看家基因通常实现所有组织和细胞都必须的基本功能,而看家基因与其他组织表达基因间的相互作用以及组织特异基因间的相互作用则实现了组织的特有功能.同时,基因的组织特异性与疾病之间具有密切联系,相比其他基因,看家基因更有可能成为癌基因,而组织特异基因则更有希望发展成为药物靶标.
  • 糖鞘脂分析技术及相关疾病研究进展
  • 糖鞘脂是一类广泛分布在动物细胞膜表面的糖脂类物质,它在调控细胞识别、黏附、增殖以及凋亡等方面均有重要的生物学作用.本综述主要讨论了在现代分析技术范畴中,糖鞘脂的鉴定及其糖链结构的分离与解析方面的研究进展和糖鞘脂在癌症等疾病发生发展中所起的生物学功能,以及糖鞘脂作为疾病治疗靶标的可能性.随着现代仪器技术,尤其是质谱技术和色谱一质谱联用技术的发展,糖鞘脂的分离与检测也进入了高速发展的时代.目前,使用质谱技术在肝癌、结直肠癌、乳腺癌等恶性肿瘤的组织样本中均发现了不同种类糖鞘脂不同程度的异常表达.其中,岩藻糖基化的糖鞘脂上调表达在众多癌症糖鞘脂检测中尤为突出,故岩藻糖基化的糖鞘脂可能会成为一类癌症的早期诊断标志物.近年来,随着对糖鞘脂理解的不断深入,糖鞘脂在诸多疾病,如癌症血管生成过程中的功能研究成为了热点之一.例如,从肿瘤细胞表面脱落的大多数糖鞘脂在肿瘤微环境中主要起到了促进血管生成的作用,而与此相反的是,另一种结构简单的神经节苷脂GM3却起到了抑制血管生成的作用.本综述汇集了对上述现象在分子水平上的不同解读以及利用此现象对癌症靶向治疗的研究与探索,并对基于抑制糖鞘脂合成的靶向治疗的发展前景进行了分析展望.
  • AFM单分子力谱技术及其在活体细胞和菌体表面生物大分子研究中的最新进展
  • 生命活动过程与生物分子内或生物分子间机械力的作用密不可分.原子力显微镜具有极高的力学分辨率,可以在近生理条件下对生物样品进行力学测量,是研究生物体系力学相互作用的理想工具.基于原子力显微镜的单分子力谱(AFM-SMFS)技术可以在单分子、单细胞水平测量生物分子内或生物分子间的相互作用.本文首先扼要介绍了AFM-SMFS技术,包括AFM-SMFS的基本原理、力谱测量及分析方法(蠕虫链模型、自由连接链模型和自由旋转链模型1以及探针的化学修饰方法(硅/氮化硅探针和镀金探针的修饰);重点介绍了利用AFM-SMFS技术对活体细胞表面蛋白(转化生长因子β1、CD20、热休克蛋白以及蛋白酪氨酸激酶)和糖类分子(葡萄糖和甘露糖)的近期研究进展;随后介绍了利用AFM.SMFS技术对活菌体表面蛋白(肝素结合血凝黏附素和Als5p黏附蛋白)和糖类分子(半乳糖、甘露糖、B族碳水化合物、荚膜多糖、α-甘露聚糖、β-甘露聚糖、β-葡聚糖以及几丁质)的近期研究进展;最后对AFM-SMFS技术的缺点和发展前景进行了总结和展望.
  • 丝状真菌胞外蛋白高效分泌机制的研究进展
  • 丝状真菌由于其胞外蛋白分泌的高效性,成为生产酶制剂的高效细胞工厂.近年来针对真核生物胞外蛋白分泌途径的研究发现,丝状真菌蛋白的分泌途径相比其他真核生物具有高效分泌的特性.为了研究丝状真菌高效分泌的机制,本文总结了近年来丝状真菌分泌途径的最新研究进展,并且选取了分泌途径中关键环节的数种蛋白进行分析,通过与其他真核生物相关蛋白进行结构与序列比对,推测了丝状真菌胞外蛋白高效分泌的可能机制.
  • 膀胱癌中唾液酸酶Neu1的异常表达对Toll样受体的影响
  • 哺乳动物细胞内的某些蛋白质或脂类可以被糖基化修饰,而糖链末端往往存在唾液酸化的现象,催化添加唾液酸的酶为糖基转移酶(sialyltransferase,ST),而去除唾液酸的为唾液酸酶(sialidase,sA或称为neuraminidase,NELl).本实验检测了人膀胱正常上皮细胞HCV29、非浸润性膀胱癌细胞KK47和浸润性膀胱癌细胞YTS-1中唾液酸的表达,发现恶性肿瘤细胞中唾液酸的含量高于正常细胞;进一步分析唾液酸酶和唾液酸转移酶的表达,发现唾液酸酶Neul在正常细胞中表达最高,在良性肿瘤细胞中次之,在恶性肿瘤细胞中表达最低,推测在膀胱癌中Neul对唾液酸的异常表达起着主要作用.同时,膀胱癌细胞中Toll样受体1,2,3,4(toll.1ikereceptors,TLRs)表达趋势也与Neul一致.利用TGF.B处理HCV29,使之发生上皮间质转化(epithelial.mesenchymaltransition,EMT),细胞中Neul和TLR3表达明显减少;将Neul基因沉默后,TLR3表达也明显减少.此外,在YTS.1细胞中过表达Neul,TLR3表达增高且激活了下游NF.KB通路.这一结果说明膀胱癌中Neul与TLR3的表达有着密切的关系,这为膀胱癌的分子机理研究提供了工作基础.
  • 肺鳞状细胞癌癌症发展模式识别分类模型及特征基因识别
  • 本文利用先进的生物信息学方法,首次从全基因组水平综合基因表达、甲基化水平和拷贝数变异三类数据,寻找与肺鳞状细胞癌(LUSC)发生和发展密切相关的特征基因,为进一步解释其内在机理、开发新的靶向药物和治疗手段提供更加深入的理论依据.为克服全基因组数据超高维高噪声小样本特性对机器学习算法性能的影响,防止信息饱和现象的干扰,本文创新性地组合应用4种特征基因筛选方法,分别从特异性、相关性、生物学功能和对肿瘤分类模型的贡献等多个方面,通过迭代降维技术递归筛选真正的特征基因.研究中,我们以TCGA(The Cancer Genome Atlas projecO数据库中的LUSCI~Ⅲ期病人样本为例,对其基因表达数据(GE)、基因甲基化数据(ME)以及拷贝数变异数据(CNV)进行分析.结果筛选出67个GE特征基因,对3类样本分类的平均准确率达到86.29%,70个ME特征基因,相应的分类准确率为90.92%,31个CNV特征基因,相应的分类准确率为69.16%.KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genesand Genomes)和IPA(Ingenuity Pathway Analysis)对上述3类特征基因集在代谢通路水平和基因调控网络水平上的分析,证明了其在调控水平上的密切关系.同时也表明,识别的特征基因与LUSC肿瘤进展之间有着重要的直接关系,这对了解肿瘤机理以及新靶向治疗的发展非常重要.
  • 细胞穿膜肽的穿膜活性与序列特征的关系
  • 细胞穿膜肽(cell penetrating peptides,CPPs)是一种小分子多肽,能够容易地穿过细胞膜.这类分子,尤其是具有靶向功能的CPPs为高效率投送药物到靶细胞带来希望.因此,对其展开研究对于生物医学有着一定的意义.本工作主要从序列水平对具有不同穿膜活性的CPPs进行研究,试图找出影响CPPs穿膜活性的因素,以及不同活性CPPs与非穿膜肽(NonCPPs)序列上的差异,并引入一种分析生物序列的方法.我们基于CPPsite数据库和不同的文献获取CPPs和NonCPPs序列,并进一步从CPPs序列中提取具有高、中、低穿膜活性的穿膜肽(HCPPs、MCPPs、LCPPs)用于构建数据集.基于这些数据集,开展了以下研究:首先,利用方差分析的方法,对不同活性的CPPs以及NonCPPs的氨基酸及二级结构组成进行分析,发现氨基酸的静电与疏水相互作用对CPPs的穿膜活性起到了重要影响,同时螺旋结构和无规卷曲也会影响CPPs的穿膜活性;其次,使用理化性质与长度将不同活性的CPPs展示在二维平面上,发现在某些特殊的性质下不同活性的CPPs与NonCPPs可以产生聚簇现象,HCPPs、MCPPs以及LCPPs和NonCPPs被分成了三簇,这种现象显示了它们之间的差异;最后,本文引入了生物序列理化质心的概念,将组成序列的残基看作质点,进而把序列抽象成质点系进行研究,并将此方法应用到CPPs的分析中,通过PCA方法将不同活性的CPPs投射到三维平面上,结果发现绝大部分CPPs聚在一起,部分LCPPs与NonCPPs聚在一起.此工作对于CPPs的设计,以及理解不同活性CPPs序列上的差异具有一定的意义.另外,本文引入的生物序列理化质心的分析方法也可以用于其他生物问题的分析,同时它们可以作为某些生物分类问题的输入参数,在模式识别中起到一定的作用.
  • 榕小蜂基因共表达研究
  • 榕小蜂的雌雄个体之间存在很大表型差异,以至于很难将雌雄个体彼此联系在一起.以对叶榕传粉榕小蜂作为材料,利用“加权基因共表达网络分析”软件(WGCNA),对榕小蜂的基因组和转录组进行分析,结果发现,5个基因共表达模块,分别用蓝色、蓝绿色、棕色、绿色和黄色标识,其中2个模块偏爱在雌蜂中表达,3个模块偏爱在蛹中表达.基因本体(GO)分析发现在蓝绿色和黄色表达模块中发现3个功能富集的基因集合.在蓝绿色基因表达模块中发现2个基因集合,分别与细胞周期和核苷酸结合活性有关;在黄色基因表达模块中发现1个基因结合,与细胞分化有关,尤其是与神经发育有关.
  • 《生物化学与生物物理进展》征稿简则
  • 本刊为国内外公开发行的全国性学术期刊,月刊,每月20日发行.征稿的学科范围是生物化学、分子生物学、生物物理学、细胞生物学、神经科学、免疫学,以及基因组学、蛋白质组学、系统生物学等相关学科领域.
  • [综述与专论]
    基因组织特异性相关研究进展(刘伟;孙志强;谢红卫)
    糖鞘脂分析技术及相关疾病研究进展(杜昊骐;于汉杰;贾丽苑;李铮)
    AFM单分子力谱技术及其在活体细胞和菌体表面生物大分子研究中的最新进展(于小婷;杨忠波;王鑫艳;汤明杰;王占忠;王化斌)
    丝状真菌胞外蛋白高效分泌机制的研究进展(周娜娜;王禄山;公维丽;赵越;张怀强)
    [研究报告]
    膀胱癌中唾液酸酶Neu1的异常表达对Toll样受体的影响(翟延红;刘昌梅;郭辉;杨刚龙;关锋)
    肺鳞状细胞癌癌症发展模式识别分类模型及特征基因识别(张飞;王世祥;王玲;宋凯[1,3])
    细胞穿膜肽的穿膜活性与序列特征的关系(曹赞霞[1,2];董川;赵立岭[1,2];王吉华[1,2])
    榕小蜂基因共表达研究(崔东亚[1,2,3];孙旭斌[1,2];王佳佳[1,2];张鹏;孙宝发;陈小伟;Robert W. Murphy;何顺民;黄大卫[1,2])
    《生物化学与生物物理进展》征稿简则
    《生物化学与生物物理进展》封面

    主管单位:中国科学院

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    主  编:王大成

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