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鱼类褪黑素合成酶系编码基因的系统进化与生理功能

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 158-171页

作者：卞超张新辉张凯魏汉银何哲文正勇黄玉石琼深圳大学生命与海洋科学学院水产基因组学实验室广东深圳518057 深圳市华大海洋研究院广东深圳518081 内江师范学院生命科学学院/长江上游鱼类资源保护与利用四川省重点实验室四川内江641100 中国科学院水生生物研究所湖北武汉430072

褪黑素是一种小分子神经递质,主要在脊椎动物的松果腺中合成与分泌,到达机体各部位来参与调控生物节律、生殖、生长与发育等生理过程。在鱼类中,松果腺是一个复合体,主要由类光感细胞构成,具有感光与内分泌双重功能。褪黑素的生物合成... 详细信息

褪黑素是一种小分子神经递质,主要在脊椎动物的松果腺中合成与分泌,到达机体各部位来参与调控生物节律、生殖、生长与发育等生理过程。在鱼类中,松果腺是一个复合体,主要由类光感细胞构成,具有感光与内分泌双重功能。褪黑素的生物合成从色氨酸开始,涉及色氨酸羟化酶(TPH)、芳香族L-氨基酸脱羧酶(AAAD)、芳香烷胺-N-乙酰转移酶(AANAT)和乙酰色胺甲基转移酶(ASMT)。前期,我们通过对众多脊椎动物开展比较基因组学研究,发现这4个褪黑素合成酶系编码基因的系统进化与脊椎动物的物种进化基本一致,表明这些基因(同褪黑素一样)都很保守。有意思的是,在鱼类中各催化酶基因拷贝数出现显著增加,但四倍体与二倍体鱼中的拷贝数并不一定是2∶1,这是因为鱼类基因组复制后存在部分基因丢失的现象。此外,在大多数鱼类基因组中还鉴定到一些新基因,譬如aaad-like和asmt-like,可能拥有新的功能;有的催化酶基因缺失、出现移码突变或假基因化,可提升物种对特殊生境(诸如洞穴或深海)的生存适应性。本综述主要以我们团队近十年来的相关工作为主线,综合简介鱼类褪黑素合成酶系编码基因的系统进化与生理功能,以期深入理解褪黑素对鱼类生殖内分泌活动的影响,为进一步促进鱼类性腺发育、人工繁殖和分子育种等提供指导和支撑。

关键词：褪黑素褪黑素合成酶系统进化生理功能适应机制

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非编码RNA多维调控网络与肝细胞癌

中国科学：生命科学 2023年第11期53卷 1626-1642页

作者：杨金娥谢忱黎兰奇王宇朱颖庄诗美中山大学生命科学学院基因功能与调控教育部重点实验室广州510275

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC,下称肝癌)是一种全球高发的恶性肿瘤,其生长快、易转移、死亡率高.非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指由基因组转录的不编码蛋白质的RNA.它们数量巨大,占人类基因组转录产物的90%以上.近年研... 详细信息

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC,下称肝癌)是一种全球高发的恶性肿瘤,其生长快、易转移、死亡率高.非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指由基因组转录的不编码蛋白质的RNA.它们数量巨大,占人类基因组转录产物的90%以上.近年研究发现,ncRNA可以在表观遗传、转录和转录后水平调控基因表达,或者调控蛋白质的定位及活性,进而影响细胞的分化、增殖、死亡、运动等重要活动;ncRNA的失调与疾病的发生发展密切相关.发现肝癌相关的ncRNA并深入研究其调控网络及作用机制将为肝癌的诊断和治疗提供新策略.本文介绍了ncRNA的分类,ncRNA的生成、加工和降解机制,ncRNA的功能网络,并总结了ncRNA在肝癌细胞恶性表型调控中的功能及机制,最后讨论了ncRNA作为诊断标志物和治疗靶点的潜在应用.

关键词：非编码RNA 微小RNA 长非编码RNA 肝癌

SARS-CoV-2入侵细胞相关分子结构与机制的研究进展

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生命科学 2021年第3期33卷 337-345页

作者：李沛霖刘海英中山大学生命科学学院基因功能与调控教育部重点实验室广州510275

新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)疫情的迅速发展与其病原体新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)具有的高传播、高感染能力关系密切。这是一种新型β属冠状病毒,为了探究... 详细信息

新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)疫情的迅速发展与其病原体新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)具有的高传播、高感染能力关系密切。这是一种新型β属冠状病毒,为了探究其高传染性的原因,并为治疗药物和防控疫苗的开发提供理论依据,研究人员迅速展开了针对新型冠状病毒入侵细胞分子机制的研究,并取得了较多进展。该文以新型冠状病毒表面的刺突糖蛋白(spike glycoprotein,S protein)和宿主细胞表面的血管紧张素转换酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)的相互作用为重点,介绍了此病毒入侵细胞的分子结构与机制的最新研究进展,总结了病毒入侵环节中潜在的药物靶点,并对新型冠状病毒的研究提出了展望。

关键词：新冠肺炎新型冠状病毒刺突糖蛋白血管紧张素转换酶2 病毒入侵

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靶向端粒的天然产物抗衰老研究进展

中药材 2024年第3期47卷 779-785页

作者：丘泓欣黄燕中山大学生命科学学院基因功能与调控教育部重点实验室广东广州510275

我国已步入老龄化社会,探讨延缓衰老方法、防治衰老相关疾病已成为医学领域的研究热点。端粒是真核生物细胞染色体末端的重复序列和蛋白质复合物组成的特殊结构,端粒缩短会导致细胞进入衰老或凋亡,因此维持端粒正常长度与对细胞行使正... 详细信息

我国已步入老龄化社会,探讨延缓衰老方法、防治衰老相关疾病已成为医学领域的研究热点。端粒是真核生物细胞染色体末端的重复序列和蛋白质复合物组成的特殊结构,端粒缩短会导致细胞进入衰老或凋亡,因此维持端粒正常长度与对细胞行使正常功能至关重要,也与衰老的发生密切相关。近年来研究发现多种天然产物影响端粒长度和端粒酶活性,在延缓衰老、防治老龄化相关疾病方面有独特的疗效和巨大的潜力,与西药相比有作用温和、副作用小等优点,因此,该文从端粒角度对天然产物干预衰老和与衰老相关疾病进行综述,并结合相关研究的最新进展,为研究天然产物抗衰老提供理论依据。

关键词：天然产物端粒端粒酶衰老

CRISPR/Cas基因编辑技术治疗人类遗传性疾病的临床研究进展

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生命科学 2022年第10期34卷 1250-1263页

作者：胡思慧刘倩宜谢冬纯黄军就中山大学生命科学学院基因功能与调控教育部重点实验室中山大学生命科学学院和附属第一医院广东省生殖医学重点实验室

随着人类基因组计划完成，人类遗传信息的解码推动着疾病诊疗迈入基因组学时代。许多医学领域中的“罕见病”和“不治之症”也被逐渐揭开了神秘的面纱，越来越多的疾病被确证为遗传性疾病。2012年，CRISPR/Cas (clustered regularly int... 详细信息

随着人类基因组计划完成，人类遗传信息的解码推动着疾病诊疗迈入基因组学时代。许多医学领域中的“罕见病”和“不治之症”也被逐渐揭开了神秘的面纱，越来越多的疾病被确证为遗传性疾病。2012年，CRISPR/Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated enzyme)基因编辑技术的发现和应用，是近十年生物医学领域最具革命性的突破之一。该技术具有简便、高效、适用性广泛等特点，不但被广泛应用于基因功能研究，而且也在遗传病的基因治疗临床试验上取得重要进展。针对遗传背景明确的单基因遗传病，CRISPR/Cas可通过对目的 DNA序列进行精准靶向编辑，实现对内源基因序列的改变或者基因功能的重新调控，为治愈部分重大遗传性疾病提供了新的工具和治疗策略。目前，多个基于CRISPR/Cas技术研发的基因药物已经进入临床试验，并取得了令人鼓舞的阶段性成果。本文就目前已公布临床试验的基因编辑药物研究进展进行回顾与展望。

关键词：遗传性疾病基因编辑 CRISPR/Cas9 临床试验

生物大分子的“液-液”相分离及其在生理与疾病中的作用

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世界华人消化杂志 2020年第18期28卷 884-890页

作者：陈娅婧杨金娥中山大学生命科学学院基因功能与调控教育部重点实验室广东省广州市510275

真核生物细胞中存在许多无膜液相区室.近年来研究发现,这些无膜区室是通过生物大分子如核酸、蛋白质凝聚发生“液-液”相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)后形成的.它参与基因表达调控和细胞信号转导等多个生理过程LLPS结构... 详细信息

真核生物细胞中存在许多无膜液相区室.近年来研究发现,这些无膜区室是通过生物大分子如核酸、蛋白质凝聚发生“液-液”相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)后形成的.它参与基因表达调控和细胞信号转导等多个生理过程LLPS结构的失调与神经退行性疾病及肿瘤相关.本文就细胞中LLPS结构的形成、调控、功能及其与疾病的关系做一综述.

关键词：无膜区室 “液-液”相分离疾病

嗜铬粒蛋白N端片段基因在枯草杆菌中的表达及表达产物的活性分析

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生物工程学报 2004年第2期20卷 274-278页

作者：李瑞芳罗进贤张添元中山大学生命科学学院基因工程教育部重点实验室广州510275

嗜铬粒蛋白 (CGA)是存在于分泌细胞的由 43 9个氨基酸组成的可溶性蛋白。近年的研究发现CGA的N端具有抗血管收缩、抗细菌和抗真菌的功能。为了寻找高效低毒的抗真菌片段 ,利用PCR技术扩增了编码人嗜铬粒蛋白N端 1 76位氨基酸 (CGA1 76)... 详细信息

嗜铬粒蛋白 (CGA)是存在于分泌细胞的由 43 9个氨基酸组成的可溶性蛋白。近年的研究发现CGA的N端具有抗血管收缩、抗细菌和抗真菌的功能。为了寻找高效低毒的抗真菌片段 ,利用PCR技术扩增了编码人嗜铬粒蛋白N端 1 76位氨基酸 (CGA1 76)的DNA片段 ,并将之克隆进本实验构建的枯草杆菌诱导型表达载体pSBPTQ ,获得含CGA1 76基因的重组质粒pSVTQ ,转化蛋白酶三缺陷的枯草杆菌DB40 3。经蔗糖诱导后 ,CGA1 76片段在枯草杆菌DB40 3 (pSVTQ)中获得表达 ,产物分泌到细胞外 ,分泌量约为 5mg L ,占总分泌蛋白的 13 3 %。测试了表达产物对几种丝状真菌和酵母的抑制作用 ,发现在 4μmol L的浓度下 ,枯草杆菌表达的重组CGA1 76对镰刀菌。

关键词：嗜铬粒蛋白枯草杆菌基因表达抗真菌活件酵母丝状真菌浓度 CGA

柑橘黄龙病罹病植株显症差异组织内生细菌群落结构分析

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微生物学报 2014年第8期54卷 868-875页

作者：王芳殷幼平孙丽琴吴晓芳王中康重庆大学生命科学学院重庆市基因功能及调控重点实验室重庆400030

【目的】分离鉴定同株罹病柑橘黄龙病植株不同显症状况组织的内生细菌,寻找与黄龙病菌[‘Candidatus Liberibacter asiaticus’(***)]相互作用的优势菌株。【方法】利用基于16S rDNA的PCRDGGE(Denaturing gradient gel electrophoresis)分析同一柑橘黄龙病罹病植株的显症和未显症组织内生细菌多样性,并用定量PCR方法,对果、枝、叶3种组织黄龙病菌、优势菌株及细菌总数进行检测。【结果】结果显示显症和无症组织所带黄龙病菌差异很大,显症部位病菌量明显高于无症部位。分析显症和无症组织内生细菌DGGE图谱显示,同一组织内生菌群结构基本相同;对图谱中17条明显条带回收克隆测序,发现其中8个条带均属于沙雷氏菌属(Serratia),占总条带数的47.06%。序列分析显示这8条序列为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)不同的菌株(序列相似性为99.63%)。定量分析各差异显症部位单位组织内的粘质沙雷氏菌和细菌总数,发现相同部位的总细菌量差异不显著,但粘质沙雷氏菌与黄龙病菌的量呈负相关。【结论】柑橘黄龙病病株中,各部位所带病菌量不均匀,是否显症与组织内柑橘黄龙病菌的量呈正相关,内生菌群总量与显症无相关性,但粘质沙雷氏菌与黄龙病菌的量呈负相关。粘质沙雷氏菌与黄龙病菌在韧皮部细胞内增殖过程中的相互作用值得深入研究。

关键词：柑橘黄龙病内生细菌细菌多样性粘质沙雷氏菌

利用CRISPR/Cas9构建甲基丙二酸血症cblC型W203X突变小鼠模型

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中国当代儿科杂志 2019年第8期21卷 824-829页

作者：马飞石聪聪梁普平李思涛古霞肖昕郝虎中山大学附属第六医院遗传代谢病实验室广东广州510655 中山大学附属第六医院儿科广东广州510655 中山大学生命科学学院基因功能与调控教育部重点实验室广东广州510275

目的利用CRISPR/Cas9技术构建与人甲基丙二酸血症cblC型W203X突变型一致的小鼠模型。方法通过BLAST比对人和小鼠cblC基因和蛋白序列的保守性,应用CRISPR/Cas9技术进行小鼠受精卵显微注射,获得杂合子F1代小鼠,F1代小鼠通过杂交获得W203X... 详细信息

目的利用CRISPR/Cas9技术构建与人甲基丙二酸血症cblC型W203X突变型一致的小鼠模型。方法通过BLAST比对人和小鼠cblC基因和蛋白序列的保守性,应用CRISPR/Cas9技术进行小鼠受精卵显微注射,获得杂合子F1代小鼠,F1代小鼠通过杂交获得W203X纯合突变型小鼠,并对纯合突变型、同窝杂合型及野生型3种类型小鼠进行血代谢产物丙酰肉碱检测。结果人和小鼠甲基丙二酸血症cblC型的致病基因MMACHC的核苷酸和氨基酸序列高度保守。通过CRISPR/Cas9技术成功获得W203X纯合突变型小鼠,该小鼠模型在生后24 h丙酰肉碱明显升高(P<0.001)。结论利用CRISPR/Cas9技术成功构建了与人甲基丙二酸血症cblC型W203X突变型一致的小鼠模型。

关键词：甲基丙二酸血症cblC型 CRISPR/Cas9技术 W203X突变小鼠模型