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中国科学 生命科学(中国科学C辑)
2016年 46卷 3期
发布日期:2016-03-17


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  中国科学 生命科学--2016, 46(3)   发布日期: 2016-03-17
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评述

光和温度调控开花时间的研究进展

李莉, 李旭, 刘亚文, 刘宏涛
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 253-259 | doi: 10.1007/s11427-015-4910-8
全文 : PDF (379 KB)  
摘要

光和温度作为最重要的环境信号调控植物的生长与发育. 植物在进化中具备了应对和适应各类环境改变的策略. 它们通过整合外源信号与内源信号, 继而调控各类生理过程, 包括开花时间. 在模式植物拟南芥中至少存在5种不同的开花调控途径: 光周期途径、春化/温度响应途径、自主开花启始途径、赤霉素途径以及年龄途径. 其中光周期途径与温度/春化途径主要感知外界环境信号调控开花时间, 而自主途径与年龄途径则介导了植物内源信号调控开花启始. 在许多植物物种中, 开花时间受到光(光周期)和温度的精确调控, 确保植物在特定环境下的最佳时机开花以确保产量. 通过正向和反向遗传途径的研究, 人们揭示了光和温度调控开花的部分分子机制, 本文概述了最近的一些重要进展.

评述

鹅掌楸属树种分子生物学研究进展

钟永达, 胡淼, 余发新
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 260-268 | doi: 10.1360/N052015-00292
全文 : PDF (511 KB)  
摘要

鹅掌楸属树种是珍稀的第三纪孑遗树种, 也是优良的用材兼园林绿化树种. 开展鹅掌楸属树种研究, 不仅具有重大科学意义, 而且具有重要的经济和生态价值, 但该属的分子生物学研究相对缓慢. 本文从分子标记、转录组学、蛋白质组学、基因克隆和转基因等方面对鹅掌楸属树种的分子生物学研究进展进行综述, 并就当前亟需解决的问题进行讨论, 以期为加快分子生物学技术在鹅掌楸属乃至其他树种研究中的应用提供参考.

论文

ATP合酶旋转催化的一种新机制

刘佳峰, 付新苗, 昌增益
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 269-273 | doi: 10.1007/s11427-015-4995-0
全文 : PDF (2388 KB)  
摘要

ATP合酶利用跨膜离子(主要是质子)梯度提供的能量, 催化由ADP和Pi(磷酸)合成ATP的反应. 已有证据表明, 这种催化反应通过ATP合酶内部亚基之间的相对旋转而实现. 然而, 现有的基于整合在细胞膜内的c环及附着于其上的中心杆(由e和g亚基组成)转动的ATP合酶旋转模型存在多方面的理论缺陷, 也与某些实验数据不符. 本文提出了一种新的ATP合酶旋转催化模型, 其中发生旋转的是α3β3六聚体. 具体而言, 质子的跨膜转运引起c环的周期性构象改变, 从而使得附着在c环上的中心杆产生往复运动, 这种往复运动驱动α3β3六聚体的连续转动. 这种工作模式与按压式伸缩圆珠笔中推杆的往复运动驱动凸轮产生连续转动的工作机理十分相似. 新模型不仅避免了现有模型的理论缺陷, 而且更好地解释了已有实验数据.

论文

基于RNA-seq测序数据鉴定和分析猪基因组可变剪接事件

冉茂良, 陈斌, 李智, 董莲花, 贺长青, 柳小春
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 274-284 | doi: 10.1360/N052015-00174
全文 : PDF (3027 KB)  
摘要

可变剪接作为一种增加基因组和蛋白质组多样性的重要机制, 广泛发生于真核生物基因转录的过程中. 本文采用Illumina Hiseq 2500测序平台对猪睾丸组织4个不同发育时期(60胚龄、90胚龄、30日龄和180日龄)进行转录组测序, 以猪基因组数据为参考, 鉴定和分析了猪基因组可变剪接事件. 从猪基因组中鉴定出20398个基因(80.6%)对应的92738个可变剪接事件. 在不同的可变剪接类型中, 以第一个外显子可变剪切(alternative 5' first exon, TSS)、最后一个外显子可变剪切(alternative 3' last exon, TTS)、单外显子跳跃(skipped exon, SKIP)和可变5'或3'端剪切(alternative exon ends, AE) 4种类型为主, 分别占所有可变剪接事件的41.0%, 32.9%, 7.6%和7.4%. GO功能富集分析显示, 发生可变剪接的基因主要富集于物质合成、物质结合及酶活性相关的GO项中, 而各发育时期特异的可变剪接基因与发育时期的生理状态密切相关, 60胚龄时主要与酶活性和组织形成相关, 30日龄时主要与抗环境应激和离子通道活性相关, 180日龄时则主要与循环系统相关. 此外, 在筛选出64个与睾丸素代谢相关的基因中, 63个基因发生可变剪接, 且以TSS和TTS为主, 表明这两种可变剪接类型与睾丸素合成和分泌密切相关. 通过对猪基因组可变剪接的分析, 为深入研究可变剪接生物学功能及进一步开展分子育种工作提供理论依据.

论文

原生动物柯立斯四膜虫(Tetrahymena corlissi)超高砷耐受性的分子机制研究

韦薇, 袁冬霞, 杨文涛, 张晶, 陈瑛, 缪炜
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 285-293 | doi: 10.1360/N052015-00323
全文 : PDF (1410 KB)  
摘要

以原生动物柯立斯四膜虫(Tetrahymena corlissi)为实验对象, 通过流式细胞仪测定细胞密度分析四膜虫相对生长率, 得到砷暴露下T. corlissi 24 h的半数效应浓度(EC50)为110.7 μg/mL, 是梨形四膜虫(T. pyriformis)的3倍; 在克隆到T. corlissi砷甲基转移酶(ArsM)基因的基础上, RT-PCR结果显示, 该基因在砷暴露下表达; 利用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱仪(HPLC-ICP-MS)联用方法对细胞内砷形态的检测显示, 野生型T. corlissi具有比T. pyriformis强数倍的甲基化砷的能力, ArsM基因敲除的T. corlissi失去了甲基化砷的能力, 从而推测T. corlissiArsM具有高效甲基化砷的能力, 是其具有超高的砷耐受性的分子基础.

论文

厦门海域放流中华鲟的迁移和分布

王成友, 杜浩, 刘猛, 危起伟, 张辉, 吴金明, 刘志刚, 沈丽
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 294-303 | doi: 10.1360/N052015-00211
全文 : PDF (2332 KB)  
摘要

2010~2013年, 在厦门九龙江口共标志放流了258尾4~12龄中华鲟(全长142~210 cm), 其中13尾个体使用了弹出式卫星档案标志(MK 10-PAT). 放流后共收集到21尾个体误捕信息以及10尾卫星标志个体的迁移和分布位点信息, 结果显示, 中华鲟分布位点主要位于中国沿海大陆架水域, 集中分布位点为厦门至舟山群岛之间的近海区. 除3尾个体离岸距离为350, 41和29 km外, 其余个体与海岸线距离均在15 km范围内; 从分布纬度来看, 向南迁移的纬度范围为1.366°, 到达南海海域, 向北最远迁移的纬度范围为14.539°, 到达朝鲜东部海域, 纬度跨度为15.905°. 沿大陆架的直线迁移距离和速度分别为449/378 km(卫星标志/回捕个体, 范围=11~2205/3~1488 km)和0.18/0.18 km/h(卫星标志/回捕个体, 范围=0.03~0.73/0.02~1.07 km/h), 卫星遥测中华鲟与回捕中华鲟的迁移速度和迁移距离均没有显著性差异. 1尾卫星标志中华鲟的详细迁移监测结果表明, 该尾鱼放流后134 d共完成了2205 km距离的迁移, 平均迁移速度为0.52 km/h(范围=0.23~7.53 km/h). 中华鲟的栖息水温和栖息水深分别为22.8℃(范围=17.2℃~29.5℃)和22.19 m(范围=11.25~32.25 m). 中华鲟的海区迁移和分布与水温、盐度、水深和饵料等环境因素有关. 研究结果有助于弄清中华鲟在海区的空间分布特征和迁移速度, 为后期深入研究中华鲟在海区的生境选择特征提供有价值的数据, 也为该物种的海洋保护和管理提供理论依据.

论文

利用猪单个胚胎建立高效快速的CRISPR/Cas9打靶位点检测方法

康难难, 陈红全, 高基民
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 304-313 | doi: 10.1360/N052016-00034
全文 : PDF (1735 KB)  
摘要

基因工程猪可作为动物模型研究人类疾病, 也是异种器官移植最合适的供体. CRISPR/Cas9系统是高效特异的基因编辑工具. 因此本文通过显微注射的方式将sgRNA和Cas9 mRNA注射入单细胞期的孤雌胚胎中, 待其发育为囊胚后检测打靶效率. T7EN1酶切和TA克隆测序结果表明, 本研究可以在猪的孤雌胚胎中同时实现3个基因(B2M, CIITA, GGTA1或者LDLR, LEP, LEPR)的高效敲除(敲除率分别为62.5%和50%), 为使用CRISPR/Cas9系统高效、快速和经济地建立多基因修饰的猪模型提供了基础.

论文

DNA功能化纳米金结合基因芯片可视化检测microRNAs

王萍, 赵建龙, 胡斌, 程祖乐, 白亚楠, 金庆辉, 刘慧颖, 毛红菊, 李三强, 赵建龙
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 314-320 | doi: 10.1007/s11427-015-4987-0
全文 : PDF (1577 KB)  
摘要

开发了一种纳米金探针结合基因芯片用于microRNAs(miRNAs)检测的高灵敏度便携式生物传感器. 靶标miRNAs特异性捕获探针固定在芯片上, 通过与纳米金探针杂交进行检测, 最后利用过氧化氢(H2O2)还原四氯金酸(HAuCl4)来放大检测信号. 利用单个纳米金探针结合基因芯片可以检测到10 pmol/L的靶标miRNAs, 测得miR-126在胎牛血清中的回收率为81.5%~109.1%. 用这种生物传感器检测肺癌组织样本总RNA中的miR-126, 结果与定量PCR结果具有一致性. 利用双纳米金探针进一步提高了检测灵敏度, 可以检测到1 fmol/L的miR-125a-5p. 整个分析时间不超过1 h, 并且实验结果可以用肉眼观察. 这个平台可以同时检测肺癌相关miR-126和miR-125a-5p, 并且具有费用低、快速和便捷的优势, 有望用于miRNAs的超灵敏可视化检测.

论文

微图案技术研究MSCs几何形状对YAP定位的影响

张莹莹, 孙艳, 黄艳, 宫赫
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 321-329 | doi: 10.1360/N052016-00005
全文 : PDF (2910 KB)  
摘要

已有研究证明, 一些物理因素, 如基底的硬度、几何约束等对干细胞的凋亡、增殖及分化有影响. 转录因子YAP已被证实在胞外力学刺激通过细胞骨架向细胞核内传递过程中起着非常重要的作用. 本研究通过微图案技术控制骨髓间充质干细胞(MSCs)的几何形状, 探讨了相同面积下, 7种几何形状的MSC单细胞中YAP定位情况. 结果显示, 当微图案限制细胞的生长时, 这种几何约束促进YAP出核. 进一步观察发现, 在细胞骨架肌动蛋白纤维束较明显、收缩性较强的细胞内, YAP核定位仍较明显; 反之, 丝状肌动蛋白(F-Actin)排列松散的几何结构细胞中, YAP出核, 主要定位在细胞质. 通过用不同几何图案限制细胞铺展, 进一步证实了细胞的几何约束可以通过肌动蛋白收缩性对YAP活性进行调控, 肌动蛋白骨架对YAP的胞质、胞核转移有分子开关的作用.

论文

负性情绪加工与体验以相反方式影响冲突适应

罗培, 胡学平, 王小影, 王婷, 陈安涛
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 330-338 | doi: 10.1360/N052015-00346
全文 : PDF (801 KB)  
摘要

情绪和认知控制的相互影响塑造着我们的行为. 冲突适应反映了认知控制的两个关键加工(监测冲突和控制冲突), 因此调查情绪对冲突适应的影响有助于说明情绪与认知控制相互作用的基本机制. 不过, 已有研究在负性情绪如何影响冲突适应的问题得到了矛盾的结果: 有研究发现负性情绪抑制了冲突适应; 有研究发现负性情绪易化了冲突适应. 值得注意的是, 在冲突适应受到抑制的研究中, 负性情绪是通过在认知任务中插入图片临时诱发的, 而在冲突适应受到易化的研究中, 负性情绪是在实验前诱发并在实验中持续存在的. 据此推测, 抑制冲突适应的负性情绪带有更多情绪加工的成分, 而易化冲突适应的负性情绪带有更多的情绪体验成分. 本研究采用插入情绪图片来诱发负性情绪, 但将情绪诱发分为早期组块(此时被试对情绪材料没有形成习惯化反应, 情绪加工占主导地位)和晚期组块(此时被试对情绪材料已经形成习惯化反应, 情绪体验占主导地位)进行分析. 与本课题组的预期相符, 早期组块中冲突适应受到抑制, 晚期组块中冲突适应受到易化. 因此, 本研究解决了已有研究间的分歧, 说明冲突适应之所以受到抑制是因为受到负性情绪加工的影响, 而冲突适应之所以受到易化是因为受到负性情绪体验的影响. 本课题组进一步提出, 负性情绪加工可能是通过占用认知资源抑制冲突适应的, 而负性情绪体验可能是通过提升警觉水平而易化冲突适应的. 本研究也凸显了任务配置在冲突适应中的重要性, 加深了对冲突适应产生机制的理解.

亮点

揭秘环内过氧桥键生物合成新机制

高强, 赵树欣, 纪增春, 曹鹏, 胡栋
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 339-340 | doi: 10.1360/N052015-00391
全文 : PDF (612 KB)  
摘要
亮点

“癫痫”线虫解析突触维持新机制

丁梅
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 341-342 | doi: 10.1360/N052016-00078
全文 : PDF (266 KB)  
摘要
亮点

DNA甲基化起始的原动力:sidRNAs

王小康, 钱伟强
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 343-345 | doi: 10.1360/N052016-00098
全文 : PDF (517 KB)  
摘要
点评

2015年诺贝尔奖分子阿维菌素与青蒿素不同在哪里?

陈金松, 苗靳, 刘梅, 刘雪婷, 暴连群, 姜玉国, 王得明, 张庆, 张立新
中国科学 生命科学, 2016, 46(3): 346-348 | doi: 10.1360/N052015-00390
全文 : PDF (736 KB)  
摘要
 
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