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LncRNA编码小肽的功能及研究现状

中国生物化学与分子生物学报 2021年第12期37卷 1577-1583页

作者：黎秋慧陈瑜丽刘向华南京医科大学基础医学院生物化学与分子生物学系南京211166

长非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNA)是一类长度大于200 nt的RNA,在表观遗传的调控中发挥重要作用。由于缺乏编码性开放阅读框(open reading frame,ORF)、序列保守性低及缺乏已知的蛋白质结构域,lncRNA被认为不能编码蛋白质。随... 详细信息

长非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNA)是一类长度大于200 nt的RNA,在表观遗传的调控中发挥重要作用。由于缺乏编码性开放阅读框(open reading frame,ORF)、序列保守性低及缺乏已知的蛋白质结构域,lncRNA被认为不能编码蛋白质。随着质谱、RNA测序和核糖体分析等先进技术的快速发展和应用,短开放阅读框(short open reading frames,sORFs)被证实具有编码蛋白质的潜力。LncRNA具有sORFs并且能够与核糖体结合。另外,lncRNA类似于mRNA也是由RNA聚合酶II转录而来,因此lncRNA极有可能进行翻译。目前,一些在线工具和实验技术联合运用,成功检测到lncRNA编码的小肽。由于当前实验技术仍存在不足,例如小分子量的肽很难被检测到、小肽的抗体合成困难等,只有较少一部分lncRNA编码小肽被鉴定出来。LncRNA编码的小肽在生物体内发挥重要作用,例如参与胚胎发育、肌细胞发生及肿瘤发生发展等过程。其中,在肿瘤中异常表达的lncRNA编码小肽,有望成为肿瘤治疗的小分子药物、药物靶标和生物标志物,表现出诱人的应用前景。本文对常用的预测和验证lncRNA编码小肽的在线工具和实验技术进行了简单介绍,总结了lncRNA编码小肽的功能并探讨了其在肿瘤中的应用前景,同时也分析了目前研究lncRNA编码小肽所面临的挑战,为更好地理解和研究lncRNA编码小肽提供参考。

关键词：长非编码RNA 短开放阅读框小肽预测与鉴定小肽的功能

CRISPR/Cas9技术编辑OsRhoGDI2基因导致水稻半矮化

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生物工程学报 2020年第4期36卷 707-715页

作者：王凯婕安文静刘亚菲刘迪冯连杰王俊杰黄俊骏刘肖飞梁卫红河南师范大学生命科学学院河南新乡453007

OsRhoGDI2是通过酵母双杂交从水稻幼穗中分离的一个与Rho蛋白家族成员OsRacD相互作用蛋白的编码基因,但功能尚不明确。本研究利用CRISPR/Cas9技术创制水稻OsRhoGDI2基因敲除突变体。检测结果表明,转基因水稻T0代获得2种纯合突变体,T1代... 详细信息

OsRhoGDI2是通过酵母双杂交从水稻幼穗中分离的一个与Rho蛋白家族成员OsRacD相互作用蛋白的编码基因,但功能尚不明确。本研究利用CRISPR/Cas9技术创制水稻OsRhoGDI2基因敲除突变体。检测结果表明,转基因水稻T0代获得2种纯合突变体,T1代获得8种纯合突变体。序列分析显示,在敲除水稻中,该基因的编辑靶点附近发生了碱基的替换或缺失,预期生成丧失RhoGDI保守结构域的截短蛋白。表型比对分析发现,敲除水稻与对照相比,株高显著降低,统计学分析结果显示,敲除水稻株高降低源于第Ⅱ和第Ⅲ茎节的缩短,提示OsRhoGDI2基因可能与水稻株高控制相关。

关键词： CRISPR/Cas9技术水稻 OsRhoGDI2 株高

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水稻MAPK级联的功能和作用机制

中国生物化学与分子生物学报 2021年第12期37卷 1569-1576页

作者：刘亚菲张帆梁卫红河南师范大学生命科学学院分子细胞生物学研究室河南新乡453007

促分裂原活化的蛋白质激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联是广泛存在于真核生物中的高度保守的信号转导途径。MAPK级联由MAPKKK(MEKK)、MAPKK(MEK或MKK)和MAPK三种蛋白质激酶组成。当细胞应答发育信号或者环境胁迫时,MAP... 详细信息

促分裂原活化的蛋白质激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联是广泛存在于真核生物中的高度保守的信号转导途径。MAPK级联由MAPKKK(MEKK)、MAPKK(MEK或MKK)和MAPK三种蛋白质激酶组成。当细胞应答发育信号或者环境胁迫时,MAPK级联组分通过依次磷酸化被顺序激活,通过活化的MAPK磷酸化靶蛋白质,改变靶蛋白质的活性,将信号传递下去。MAPK级联在真核生物信号转导过程中发挥至关重要的作用,通过以复杂的信号传递网络形式整合多种外源和内源信号,涉及生长、发育、分化和应激等过程。已有研究显示,MAPK级联参与了植物生长发育、生物和非生物胁迫应答以及激素信号转导等过程。近年来,随着基因编辑技术、蛋白质相互作用技术以及磷酸化分析等技术的发展,水稻MAPK级联的鉴定和功能研究取得较大进展。本文概述了水稻MAPK级联的组成和分类,重点综述了水稻MAPK级联在粒型、粒数和休眠控制中的作用,以及在水稻基础免疫、稻瘟病、白叶枯病等生物胁迫中,低温、干旱、盐胁迫和创伤等非生物胁迫响应中的功能,讨论了MAPK级联和植物激素信号关系的研究现状,并就MAPK级联研究的前景和存在的主要问题进行了展望和分析,旨在为水稻MAPK级联的研究提供参考。

关键词：水稻促分裂原活化蛋白质激酶促分裂原活化的蛋白质激酶级联

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水稻表皮毛发育相关基因研究进展

生物技术通报 2021年第6期37卷 236-243页

作者：冯连杰安文静刘迪刘亚菲王凯婕梁卫红河南师范大学生命科学学院新乡453007

表皮毛作为大多数陆生植物表面的常见结构,不仅增强了植物抵抗干旱、紫外线和病虫害等不良环境因素的能力,其发育形成过程更是研究植物细胞命运分化的重要模型,因此对表皮毛发育调控机制的研究具有重要意义。目前,模式植物拟南芥表皮毛... 详细信息

表皮毛作为大多数陆生植物表面的常见结构,不仅增强了植物抵抗干旱、紫外线和病虫害等不良环境因素的能力,其发育形成过程更是研究植物细胞命运分化的重要模型,因此对表皮毛发育调控机制的研究具有重要意义。目前,模式植物拟南芥表皮毛发育的一些关键基因已被克隆,表皮毛发育的调控机制也逐渐明了。但是有关水稻表皮毛发育机制的研究很大程度上不清楚,近年来一些水稻表皮毛相关基因陆续被鉴定或克隆,对其功能的研究也在不断深入。综述了水稻表皮毛相关基因的研究历程和进展,归纳了水稻表皮毛发育的调控途径,并展望了水稻表皮毛相关基因在光叶稻分子设计育种中的价值和应用前景。

关键词：水稻表皮毛图位克隆分子机制

CRISPR/Cas9介导的水稻OsRhoGAP2基因的敲除

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中国生物化学与分子生物学报 2020年第8期36卷 977-986页

作者：安文静王凯婕刘亚菲刘迪冯连杰王高华黄俊骏刘肖飞王俊杰梁卫红河南师范大学生命科学学院分子细胞生物学研究室河南新乡453007

OsRhoGAP2是通过酵母双杂交从水稻幼穗组织分离的一种Rho GTP酶激活蛋白质编码基因,其功能尚不明确。为鉴定该基因的功能,本研究采用CRISPR/Cas9技术构建了OsRhoGAP2基因单靶标敲除载体,并转化日本晴水稻。对转基因水稻的筛选以及编辑... 详细信息

OsRhoGAP2是通过酵母双杂交从水稻幼穗组织分离的一种Rho GTP酶激活蛋白质编码基因,其功能尚不明确。为鉴定该基因的功能,本研究采用CRISPR/Cas9技术构建了OsRhoGAP2基因单靶标敲除载体,并转化日本晴水稻。对转基因水稻的筛选以及编辑靶点扩增和测序结果表明,在T0代获得3种杂合突变体,在T1代获得2种纯合突变体,命名为株系1和株系16。2个纯合敲除株系在OsRhoGAP2编辑靶点分别缺失2个和1个碱基,均导致该基因的移码突变并最终造成无义突变。序列分析显示,突变体中预期生成的OsRhoGAP2截短蛋白质丧失了保守的RhoGAP结构域及CRIB基序。抽穗期水稻的叶片扫描电镜观察结果显示,株系1的叶片表皮毛大量缺失;对抽穗期水稻的剑叶进行光合指标测量,发现突变体与野生型在净光合速率与气孔导度上存在显著差异。其中,株系1和株系16的净光合速率分别上升17.79%和7.70%,气孔导度分别上升113.10%和64.50%,提示OsRhoGAP2基因的功能可能涉及这些生物学过程。

关键词： CRISPR/Cas9 水稻 OsRhoGAP2 叶片