全文下载排行
一年内发表文章 | 两年内 | 三年内 | 全部 | 最近1个月下载排行 | 最近1年下载排行

当前位置: 三年内
Please wait a minute...
选择: 显示/隐藏图片
微生物组数据分析方法与应用
刘永鑫,秦媛,郭晓璇,白洋
遗传    2019, 41 (9): 845-862.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-222
录用日期: 2019-09-02

摘要3999)   HTML124)    PDF (557KB)(4228)   

高通量测序技术的发展衍生出一系列微生物组(microbiome)研究技术,如扩增子、宏基因组、宏转录组等,快速推动了微生物组领域的发展。微生物组数据分析涉及的基础知识、软件和数据库较多,对于同领域研究者开展学习和选择合适的分析方法具有一定困难。本文系统概述了微生物组数据分析的基本思想和基础知识,详细总结比较了扩增子和宏基因组分析中的常用软件和数据库,并对高通量数据下游分析中常用的几种方法,包括统计和可视化、网络分析、进化分析、机器学习和关联分析等,从可用性、软件选择以及应用等几个方面进行了概述。本文拟通过对当前微生物组主流分析方法的整理和总结,为同领域研究者更方便、灵活的开展数据分析,快速选择研究分析工具,高效挖掘数据背后的生物学意义提供参考,进一步推动微生物组研究在生物学领域的发展。

现代代谢组学平台建设及相关技术应用
张凤霞,王国栋
遗传    2019, 41 (9): 883-892.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-122
录用日期: 2019-08-11

摘要300)   HTML8)    PDF (424KB)(2699)   

代谢组作为生命科学研究的5个层面(基因组、转录组、蛋白质组、代谢组和表型组)之一越来越受到科研工作者的关注。色谱-质谱联用技术由于其高分离能力、高灵敏度等优点在代谢组学(定性和定量)领域发挥重要的作用,基于色谱-质谱联用技术的代谢组学已成功应用于代谢表型差异研究、基因功能鉴定和转基因生物安全性评价等多个研究方向。本文以中国科学院遗传与发育生物学研究所代谢组学平台为例,详细介绍了现代代谢组学平台色谱-质谱联用仪器的硬件组成,以及不同技术平台在现在系统生物学研究中的具体应用。

基因编辑之“新宠”—单碱基基因组编辑系统
魏瑜,张晓辉,李大力
遗传    2017, 39 (12): 1115-1121.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-389
摘要1647)   HTML46)    PDF (343KB)(1818)   

近年发展起来的人工核酸酶可通过引起特定位点的DNA双链断裂实现对目的片段的有效编辑。为进一步提高碱基修改的效率和精确度,2016年研究者们利用CRISPR/Cas9识别特定DNA序列的功能,结合胞嘧啶脱氨酶的生化活性发明了将胞嘧啶高效转换为胸腺嘧啶(C>T)的嘧啶单碱基编辑系统(base editor)。这一系统虽然能精准实现嘧啶直接转换,大大提高精确基因编辑效率,但美中不足的是无法对嘌呤进行修改。近期,Nature报道了将细菌中的tRNA腺嘌呤脱氨酶定向进化形成具有催化DNA腺嘌呤底物的脱氨酶,将其与Cas9系统融合发明了具有高效催化腺嘌呤转换为鸟嘌呤的新工具—腺嘌呤单碱基编辑系统(ABEs, adenine base editors)。本文总结了单碱基编辑工具的发展历程和最新研究进展,着重介绍ABEs的研发过程,并对单碱基编辑工具今后的应用方向和研发方向进行展望。

被引次数: Baidu(4)
碱基编辑系统研究进展
宗媛,高彩霞
遗传    2019, 41 (9): 777-800.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-205
录用日期: 2019-08-21

摘要1252)   HTML62)    PDF (792KB)(1727)   

碱基编辑技术(base editing)是基于CRISPR/Cas系统发展起来的新型靶基因修饰技术,目前依据碱基修饰酶的不同可分为胞嘧啶碱基编辑器(cytosine base editor, CBE)和腺嘌呤碱基编辑器(adenine base editor, ABE)。这两类碱基编辑系统利用胞嘧啶脱氨酶或人工进化的腺嘌呤脱氨酶对靶位点进行精准的碱基编辑,最终可以分别实现C-T (G-A)或A-G (T-C)的碱基替换。碱基编辑技术自2016年被开发以来,因其高效、不依赖DNA双链断裂产生、无需供体DNA参与等优势,已经成功应用在各种动物、植物及其他生物中,为基因治疗及精准作物育种等领域提供了重要技术支撑。本文从碱基编辑技术的特点、开发过程、优化、应用、脱靶效应及改善策略等方面进行了系统介绍,最后对未来需要迫切解决的一些问题进行了分析和展望,以期为相关领域的科研人员进一步了解、使用及优化碱基编辑系统提供参考。

增强子RNA研究现状
程霄,杨琼,谭镇东,谭娅,蒲红州,赵雪,张顺华,朱砺
遗传    2017, 39 (9): 784-797.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-010
摘要1036)   HTML38)    PDF (607KB)(1712)   

增强子是真核生物基因表达调控的主要顺式作用元件,能有效促进基因表达。活化的增强子可以转录生成增强子RNA (enhancer RNAs, eRNAs),其合成受到信号系统和信号转录因子的约束。eRNAs与其他转录本(如lncRNAs和mRNAs)相比,其长度更短、稳定性更差、组织特异性更强。此外,eRNAs对增强子与启动子之间的染色质环(looping)的形成和稳定有一定的作用,并能促进靶基因的表达。目前,越来越多的研究发现eRNAs在发育和疾病发生等生物学过程中扮演着重要角色,但是其功能研究一直进展缓慢,调控机制尚不清楚。本文概述了eRNAs的特征、研究方法和功能特性,探讨了eRNAs作为潜在治疗靶标的可能性,以期为eRNAs的后续研究提供参考。

被引次数: Baidu(1)
水稻耐低温逆境研究:分子生理机制及育种展望
刘次桃, 王威, 毛毕刚, 储成才
遗传    2018, 40 (3): 171-185.   DOI: 10.16288/j.yczz.18-007
录用日期: 2018-02-26

摘要1464)   HTML52)    PDF (706KB)(1711)   

低温严重影响水稻的地理分布、生长发育及产量。水稻在低温逆境下会产生一系列的生理及代谢变化,如:叶绿素荧光的改变,电解质渗漏增加,活性氧、丙二醛、蔗糖、脂质过氧化物、脯氨酸等代谢物含量升高,植物内源激素ABA和GA的改变等。了解水稻在低温逆境下的生理代谢变化及低温应答分子机理对水稻耐低温性状的遗传改良具有重要的意义。本文系统总结了水稻在低温逆境下的生理代谢变化、已定位和克隆的耐低温基因/QTL,以及水稻应答低温逆境信号转导机制的最新研究进展,以期为水稻的耐低温育种提供参考。

2019新型冠状病毒信息库
赵文明, 宋述慧, 陈梅丽, 邹东, 马利娜, 马英克, 李茹姣, 郝丽丽, 李翠萍, 田东梅, 唐碧霞, 王彦青, 朱军伟, 陈焕新, 章张, 薛勇彪, 鲍一明
遗传    2020, 42 (2): 212-221.   DOI: 10.16288/j.yczz.20-030
录用日期: 2020-02-08

摘要2964)   HTML113)    PDF (2093KB)(1633)   

2019年12月在中国武汉开始爆发的新型肺炎已造成全球25个国家/地区的31516人感染、638人死亡(截止2020年2月7日16时),引起该肺炎的病毒被世界卫生组织命名为2019新型冠状病毒(2019-nCoV)。为促进2019-nCoV数据共享应用并及时向全球公众提供病毒的相关信息,国家生物信息中心(CNCB)/国家基因组科学数据中心(NGDC)建立了2019新型冠状病毒信息库(2019nCoVR,https://bigd.big.ac.cn/ncov)。该信息库整合了来自德国全球流感病毒数据库、美国国家生物技术信息中心、深圳(国家)基因库、国家微生物科学数据中心及CNCB/NGDC等机构公开发布的2019-nCoV核苷酸和蛋白质序列数据、元信息、学术文献、新闻动态、科普文章等信息,开展了不同冠状病毒株的基因组序列变异分析并提供可视化展示。同时,2019nCoVR无缝对接CNCB/NGDC的相关数据库,提供新测序病毒株系的基因组原始测序数据、组装后序列的在线汇交、管理与共享、国际数据库同步发布等数据服务。本文对2019nCoVR数据汇交、管理、发布及使用等进行全面阐述,以方便用户了解该信息库各项功能及数据状况,为加速开展病毒的分类溯源、变异演化、快速检测、药物研发以及新型肺炎的精准预防与治疗等研究提供重要基础。

全基因组染色质相互作用Hi-C文库制备的优化及其质量控制
张香媛,何超,叶丙雨,谢德健,师明磊,张彦,沈文龙,李平,赵志虎
遗传    2017, 39 (9): 847-855.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-152
摘要603)   HTML16)    PDF (765KB)(1474)   

Hi-C(highest-throughput chromosome conformation capture)技术是近年出现的一种研究染色质相互作用的关键技术。该技术步骤多、耗时长,涉及的试剂耗材繁杂,目前常规流程还有较多可以改进优化的步骤。本研究以GM12878细胞为材料,通过优化常规Hi-C实验中的交联、酶切、限制性内切酶的失活、末端生物素标记、原位连接等关键步骤,建立了稳健的Hi-C流程,制备了相应的Hi-C文库。文库经初步的Sanger测序等质量控制以后,两个生物学重复文库进行了高通量测序。测序结果利用生物信息学处理发现:原始测序数据中可比对率和配对率分别达到90%和72%左右。此外,去除自连片段(self-circular ligation)和dangling-ends片段以后,可获得超过96%的有效相互作用对,其中染色体内相互作用数据达到60%。进一步的染色体相互作用热图分析可见清晰拓扑学相关结构域TADs(topologically associated domains),与已发表的文献报道一致。而两次生物学重复之间的相关性分析则表明bin coverage和all bin pairs的相关性都极强。上述结果表明通过对常规Hi-C流程关键步骤的优化,本研究建立了高效、稳健、可靠的Hi-C流程,对Hi-C技术的进一步使用与推广具有重要的参考价值。

被引次数: Baidu(1)
时间生物学—2017年诺贝尔生理或医学奖解读
袁力, 李艺柔, 徐小冬
遗传    2018, 40 (1): 1-11.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-397
摘要1677)   HTML47)    PDF (672KB)(1338)   

时间生物学主要研究生物节律的产生及生物钟的运行机制,2017年诺贝尔生理或医学奖的颁布再次引发人们对该领域诸多科学问题的高度关注。生物钟与日月运行引起的环境信号周期性保持同步,有利于生物节律的相位和组织稳态的精确维持。本文介绍了生物节律现象的早期研究及随后生物钟理论体系建立的发展简史,并结合2017年诺贝尔生理或医学奖的解读阐述了果蝇生物钟基因的发现与分子调控机理,进而简单归纳当前时间生物学领域的前沿科学问题,阐明生物钟研究的意义。

被引次数: Baidu(1)
利用全基因组重测序分析鹿茸重量相关基因
胡鹏飞, 徐佳萍, 艾成, 邵秀娟, 王洪亮, 董依萌, 崔学哲, 杨福合, 邢秀梅
遗传    2017, 39 (11): 1090-1101.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-116
摘要439)   HTML20)    PDF (681KB)(1254)   

茸角是鹿科动物特有的器官,具有重要的生物学意义。鹿茸生长是一个复杂的生物代谢过程,其重量与遗传因素有一定关联。本研究对饲养条件基本一致的5个梅花鹿(Cervus nippon)群体进行调查,获得高产和低产梅花鹿个体共100只,利用全基因组重测序分析这些个体与鹿茸重量相关的遗传变异。结果表明,共得到94个与鹿茸重量可能相关的遗传变异,其中有2个变异位点分别定位于OAS2ALYREF/THOC4基因的外显子区,且ALYREF/THOC4基因在鹿茸中表达量很高。功能富集分析发现,这些遗传变异与鹿茸生长发育密切相关,可作为潜在的鹿茸重量相关遗传变异。本研究首次通过全基因组重测序直接筛选与鹿茸重量相关的遗传变异,并分析关联基因的生物学功能,对揭示鹿茸生长发育和鹿茸重量差异形成的遗传机制具有重要意义。

中国水稻遗传育种历程与展望
吴比, 胡伟, 邢永忠
遗传    2018, 40 (10): 841-857.   DOI: 10.16288/j.yczz.18-213
录用日期: 2018-09-20

摘要1651)   HTML33)    PDF (564KB)(1149)   

我国的水稻育种经历了矮化育种、杂种优势利用和绿色超级稻培育3次飞跃,其间伴随矮化育种(第一次绿色革命)、三系杂交稻培育、二系杂交稻培育、亚种间杂种优势利用、理想株型育种和绿色超级稻培育等6个重要历程。育种目标从唯产量是举到高抗、优质和高产并重,育种理念从高产优质逐步提升为“少投入,多产出,保护环境”。水稻功能基因组研究为第二次绿色革命准备了大量的有重要利用价值的基因,水稻育种正迈向设计育种的新时代。基因组选择技术和转基因技术将为培育“少打农药,少施化肥,节水抗旱,优质高产” 绿色超级稻保驾护航。本文对我国水稻遗传育种的发展历程进行了概括,指出了各种育种方法和育种技术的优缺点,系统介绍了水稻细胞质雄性不育和光温敏雄性核不育以及籼粳杂种不育的分子机制的研究进展,综述了水稻株型、穗型、粒形和养分高效利用相关的重要功能基因,阐明了产量与开花期联动的关系,凸显了我国水稻基础研究在国际上的重要地位。特别指出,近年来,我国水稻生产方式发生了或正在发生巨大变革,育种理念也要与时俱进。未来,杂交育种技术要与现代育种技术紧密结合,选育水稻品种不仅要满足市场需求,而且更要具备绿色健康的特点,同时还要适应新耕作制度和新耕作方法。

基于全基因组测序的MutMap方法在正向遗传学
研究中的应用
袁金红, 李俊华, 袁娇娇, 贾克利, 李书粉, 邓传良, 高武军
遗传    2017, 39 (12): 1168-1177.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-095
摘要1336)   HTML24)    PDF (766KB)(1129)   

在传统的正向遗传学分析过程中,基因定位需要构建复杂的后代群体,并借助大量分子标记进行遗传连锁分析和区间定位,使得这一过程成本高且耗时长。MutMap是近年来发展的基于高通量第二代测序技术的一种新的正向遗传学分析方法。该方法的优点是遗传定位的周期短且效率高。在此基础上扩展的新方法也不断出现,如基于自交的MutMap+、用于识别基因组缺失区间变异的MutMap-Gap、以及用于定位数量性状基因座的分析思路与MutMap类似的QTL-seq方法等。这些方法不需要建立繁琐的定位群体,甚至不依赖于遗传杂交和任何连锁信息即可进行,加快了对感兴趣表型的变异位点所在基因组区域的识别过程。本文对MutMap及其扩展方法进行了介绍,并对它们未来的应用和发展前景进行了讨论,以期为基于第二代测序技术的正向遗传学基因定位和作物遗传改良研究提供参考。

被引次数: Baidu(3)
植物古基因组学研究进展
张太奎, 苑兆和
遗传    2018, 40 (1): 44-56.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-191
摘要649)   HTML23)    PDF (1271KB)(1116)   

植物古基因组学是基因组学一个新兴分支,从现存物种中重建其祖先基因组,推断在古历史中导致形成现存物种的进化或物种形成事件。高通量测序技术的不断革新使测序读长更长、更准确,加快了植物参考基因组序列的组装进程,为古基因组学研究提供了大批量可靠的现存物种的基因组序列资源。全基因组复制(whole-genome duplication, WGD)亦称古多倍化,使植物基因组快速重组,丢失大量基因,增加结构变异,对植物进化极其重要。本文综述了植物基因组测序与组装研究进展、植物古基因组学的原理、植物基因组WGD事件以及植物祖先基因组进化场景,并对未来植物古基因组学研究进行了展望。

被引次数: Baidu(2)
LncRNA调控骨骼肌发育的分子机制及其在家养动物中的研究进展
周瑞,王以鑫,龙科任,蒋岸岸,金龙
遗传    2018, 40 (4): 292-304.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-358
录用日期: 2018-03-19

摘要856)   HTML16)    PDF (577KB)(1102)   

骨骼肌是维持机体功能必不可少的组织,与家养动物的产肉率等重要经济性状密切相关。近年来,高通量测序鉴定了大量与骨骼肌生成相关的长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA),它们可作为调节因子在表观调控、转录调控以及转录后调控等多个层面调控基因表达。lncRNA通过靶向关键因子参与调控骨骼肌发育的各个环节,包括骨骼肌干细胞增殖、迁移、分化,成肌细胞增殖、分化、肌管融合,肌纤维肥大和纤维类型转换等过程。本文重点归纳了lncRNA在人和小鼠骨骼肌发育中的分子调控机制,介绍了lncRNA的研究方法,综述了lncRNA在家养动物骨骼肌发育中的研究进展,分析了目前家养动物lncRNA研究所面临的困难和挑战,最后展望了未来家养动物lncRNA研究的方向,以期为进一步阐明骨骼肌生长发育的分子调控机制提供参考。

机器学习方法在基因交互作用探测中的研究进展
彭哲也,唐紫珺,谢民主
遗传    2018, 40 (3): 218-226.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-254
录用日期: 2018-01-31

摘要593)   HTML15)    PDF (309KB)(1033)   

复杂疾病是基因与基因、基因与环境交互作用的结果,高维基因交互作用的探测给计算带来了极大的挑战。在过去20年间,机器学习方法被用于探测基因-基因交互作用,并取得了一定的效果。本文综述了机器学习方法在基因交互作用探测中的研究进展,系统地介绍了神经网络(neural networks, NN)、随机森林(random forest, RF)、支持向量机(support vector machines, SVM)和多因子降维法(multifactor dimensionality reduction, MDR)等机器学习方法在全基因组关联研究(genome wide association study, GWAS)中探测基因交互作用的原理和局限性,并对未来的研究进行了展望。

被引次数: Baidu(12)
高危型HPV DNA整合导致宫颈癌的作用机制和临床检测进展
黄莎莎,郝登再,张岩,刘厚明,单万水
遗传    2017, 39 (9): 775-783.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-151
摘要484)   HTML41)    PDF (465KB)(975)   

高危型人乳头瘤病毒(human papillomavirus, HPV)感染是宫颈癌发生发展的必要因素之一。病毒DNA整合到宿主基因组中被认为是导致宫颈癌最重要的病因。高危型HPV DNA整合往往导致其E1和E2区大部分缺失或中断,E6和E7致癌基因过表达,宿主致癌基因激活和抑癌基因失活。目前研究表明高危型HPV整合可作为优质宫颈病变筛查的预测生物标志物,且其检测的有效方法大都基于荧光原位杂交、实时荧光定量PCR和杂交捕获技术结合Sanger测序法等。本文重点阐述了高危型HPV整合导致宫颈癌的主要机制,描述了宫颈病变筛查标志物以及预防性HPV疫苗研发和推广的研究进展,并综述了高危型HPV DNA整合状态的检测方法。

被引次数: Baidu(5)
中国绵羊起源、进化和遗传多样性研究进展
赵永欣, 李孟华, 赵要风
遗传    2017, 39 (11): 958-973.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-102
摘要747)   HTML14)    PDF (445KB)(966)   

中国地方绵羊品种资源丰富,部分品种具有繁殖力高、毛皮品质好、多角、多乳头、大尾脂、抗逆性强等独特性状,这些遗传资源引起了学者们对其进行深入研究的兴趣,但目前仍然存在绵羊起源问题的争议,缺乏对我国绵羊的遗传多样性进行全面系统研究等问题。本文综述了绵羊起源、品种分化等方面的研究进展,并从父系、母系、常染色体分子标记等不同层面介绍了中国绵羊遗传多样性的研究概况,为中国绵羊遗传资源的保护和利用、绵羊新品种(系)的培育以及我国绵羊产业良性发展提供参考。

被引次数: Baidu(3)
不同单细胞全基因组扩增方法的比较及MALBAC在辅助生殖中的应用
姚雅馨,喇永富,狄冉,刘秋月,胡文萍,王翔宇,储明星
遗传    2018, 40 (8): 620-631.   DOI: 10.16288/j.yczz.18-091
录用日期: 2018-07-05

摘要746)   HTML30)    PDF (482KB)(962)   

单细胞全基因组扩增(whole genome amplification, WGA)是指在单细胞水平对全基因组进行扩增的新技术,其原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增,获得高覆盖率的完整的基因组后进行高通量测序,用于揭示细胞异质性。目前,WGA方法主要包括引物延伸预扩增(primer extension preamplification PCR, PEP-PCR)、简并寡核苷酸引物PCR (degenerate oligonucleotide primed PCR, DOP-PCR)、多重置换扩增(multiple displacement amplification, MDA)、多次退火环状循环扩增(multiple annealing and looping-based amplification cycles, MALBAC)等。本文对不同的单细胞WGA方法的原理及应用情况分别进行了阐述,并对其扩增效率进行评价和比较,包括基因组覆盖度、均一性、重现性、SNV (single-nucleotide variants)和CNV (copy number variants)检测力等。综合对比不同单细胞WGA方法后发现,MALBAC的扩增均一性最高、等位基因脱扣率最低、重现性最好,且对于CNV和SNV的检测效果最好。本文还阐述了MALBAC技术在人类单精子减数重组、非整倍体分析以及人类卵细胞基因组研究中的应用。

哺乳动物生物钟的遗传和表观遗传研究进展
岳敏, 杨禹, 郭改丽, 秦曦明
遗传    2017, 39 (12): 1122-1137.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-350
摘要1019)   HTML40)    PDF (1091KB)(934)   

生物钟对生物机体的生存与环境适应具有着重要意义,其相关研究近年来受到人们的广泛关注。生物钟的重要性质之一是内源节律的周期性,当前的研究认为这种周期性是由生物钟相关基因转录翻译的多反馈环路构成核心机制调控着近似24 h的节律振荡。哺乳动物的生物钟系统存在一个多层次的结构,包括位于视交叉上核的主时钟和外周器官和组织的子时钟。虽然主时钟和子时钟存在的组织不同,但是参与调节生物钟的分子机制是一致的。近年来,通过正向、反向遗传学方法和表观遗传学的研究方法,对生物钟的分子机制的解析和认知愈发深入。本文在简单回顾生物钟基因发现历史的基础上,重点从遗传学和表观遗传学两个方面,从振荡周期的角度,对哺乳动物生物钟分子机制的研究进展进行了综述性介绍,以期为靶向调节生物钟来改善机体的稳态系统的研究提供参考,同时希望能促进时间生物学领域与更多其他领域形成交叉研究。

被引次数: Baidu(2)
肌球蛋白重链基因在人类遗传性疾病中的研究进展
何一旻, 顾鸣敏
遗传    2017, 39 (10): 877-887.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-090
摘要501)   HTML9)    PDF (825KB)(916)   

肌球蛋白超家族通过水解ATP,将化学能转化为机械能,在细胞迁移、肌肉收缩等多种生理活动中发挥重要的作用。其中,肌球蛋白Ⅱ类分子是肌细胞和非肌细胞中肌丝的重要组成成分。一个完整的肌球蛋白Ⅱ类分子是由2条肌球蛋白重链(myosin heavy chain, MyHC)和2对不同的轻链组成的六聚体。在人体中,存在多种MyHC亚型,分别由不同的MYH基因家族成员编码。迄今为止,人们已经发现MYH基因家族中多个成员的不同突变与人类遗传性疾病相关。其中,MYH2突变可以导致一类以眼肌麻痹为主要特征的骨骼肌疾病;MYH3MYH8突变可以引起远端关节挛缩综合征;MYH7突变即可以引起骨骼肌疾病包括肌球蛋白沉积性肌病和Laing远端肌病,也与肥厚性心肌病的发生密切相关;MYH9突变可以导致一类以巨大血小板、血小板减少和中性粒细胞包涵体为特征的MYH9相关性疾病。本文简要介绍MYH基因的表达特点,着重阐述MYH基因与人类遗传性疾病之间的相关性及研究进展。

真核生物mRNA翻译起始机制研究进展
郑超星, 马小凤, 张永华, 李洪杰, 张根发
遗传    2018, 40 (8): 607-619.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-393
录用日期: 2018-07-12

摘要992)   HTML30)    PDF (695KB)(911)   

在真核生物中,mRNA翻译是一个复杂的多步骤过程,包括起始、延伸和终止3个阶段。其中,起始阶段的调控是影响mRNA翻译的关键。目前已经发现,mRNA翻译起始方式有多种,以最早发现的m 7G帽依赖性扫描机制最为经典,但当细胞处于逆境,经典起始机制受到抑制时,其他类型的起始机制会将其替代以保证翻译的顺利进行。本文对目前已发现的真核生物mRNA不同翻译起始机制特别是经典起始机制的替代机制进行了综述,旨在为深入认识真核生物基因在翻译水平上的表达调控提供参考。

昆虫天然免疫相关基因研究进展
刘小民, 袁明龙
遗传    2018, 40 (6): 451-466.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-363
录用日期: 2018-05-21

摘要873)   HTML21)    PDF (570KB)(901)   

在长期进化过程中,昆虫形成了强大的天然免疫防御系统,即体液免疫和细胞免疫。体液免疫主要包括Toll、IMD和JAK/STAT 3条信号通路,通过信号转导及免疫途径调控免疫相关基因的表达,诱导产生抗菌肽和其他效应分子。细胞免疫由血细胞介导,主要完成对病原物的包裹、吞噬和集结等。近年来,昆虫基因组学快速发展,通过生物信息学等方法从昆虫基因组数据中已鉴定到大量免疫相关基因,对这些基因的研究加深了人们对昆虫天然免疫分子机制的认识和理解。根据基因功能,免疫相关基因分为识别、信号转导、调制器、效应分子、黑化反应、RNA干扰和其他基因等7类,这些基因通过互作来调控体液免疫和细胞免疫。本文对昆虫免疫相关基因的分类、功能及家族进化等方面的研究成果进行总结,并对今后昆虫免疫的研究重点进行了展望,以期为昆虫免疫分子机制的研究及开发新的害虫防治策略提供依据。

基于CRISPR/Cas系统的噬菌体基因组编辑
梁彩娇, 孟繁梅, 艾云灿
遗传    2018, 40 (5): 378-389.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-419
录用日期: 2018-04-04

摘要600)   HTML12)    PDF (1115KB)(880)   

对原核生物获得性免疫系统CRISPR/Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR- associated genes)的研究促进了新一代基因组编辑工具的产生和发展。噬菌体既是原核生物CRISPR阵列(CRISPR array)进化的原动力,又是CRISPR/Cas系统防御的对象。噬菌体功能基因组学研究的速率却落后于发现新噬菌体和测定基因组序列的速率。基于CRISPR/Cas系统的噬菌体基因组编辑,可为噬菌体功能基因组学研究提供新手段。本文评述了基于CRISPR/Cas系统编辑噬菌体基因组的几例开创性研究,并且比较了多种操作程序的异同点和优缺点。同时,进一步构建了联合使用CRISPR/Cas系统与噬菌体重组系统开展噬菌体基因组编辑的新方案,讨论了新方案的潜在局限性,并对如何选择不同方案给予了建议。

被引次数: Baidu(49)
低温变性下复合PCR技术及其应用
梁卉, 陈国杰, 于燕, 熊礼宽
遗传    2018, 40 (3): 227-236.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-369
录用日期: 2018-02-08

摘要666)   HTML16)    PDF (439KB)(868)   

低温变性下复合PCR(co-amplification at lower denaturation temperature-polymerase chain reaction, COLD- PCR)是一种在高丰度野生型序列背景下选择性变性和扩增低丰度突变型序列的方法,可将突变型序列富集10~100倍。基于突变片段Tm值的改变和异源双链DNA分子的形成,COLD-PCR可富集扩增片段中所有类型和位置的突变,也可富集未知突变,具有敏感、特异、精确、廉价和易操作等优点。COLD-PCR及其衍生方法被应用于肿瘤、微生物、产前筛查和动植物等领域,对疾病的早期诊断、病程和治疗监控、药物选择、预后判断和植物育种等均有积极的作用。本文就COLD-PCR的原理、关键技术、衍生方法及其应用进行综述。

细菌全基因组关联研究的方法与应用
杨超, 杨瑞馥, 崔玉军
遗传    2018, 40 (1): 57-65.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-303
摘要840)   HTML27)    PDF (368KB)(845)   

随着测序技术的发展和全基因组序列的不断积累,全基因组关联研究(genome-wide association study, GWAS)在人类复杂疾病研究中取得了丰硕成果,10余年间发现了数以万计的疾病风险因子。同样,GWAS也为探索细菌表型的遗传机制提供了新的工具。自2013年第一项细菌GWAS(bacterial GWAS, BGWAS)工作发表以来,目前已有10多项相关研究报道,分别揭示了细菌宿主适应性、耐药性及毒力等表型的遗传机制,极大加深了人们对细菌遗传、进化及传播等方面的认识。本文对目前BGWAS的研究方法、应用成果及存在的问题进行了总结,并对BGWAS的研究前景进行了展望,旨在为微生物学领域开展BGWAS研究提供参考。

被引次数: Baidu(1)
酿酒酵母染色体设计与合成研究进展
徐赫鸣,谢泽雄,刘夺,吴毅,李炳志,元英进
遗传    2017, 39 (10): 865-876.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-199
摘要476)   HTML20)    PDF (578KB)(844)   

随着合成生物学的蓬勃发展,基因组学的研究正在由读取基因组信息拓展到以编写基因组信息为主的合成基因组学时代。2009年,由Jef D. Boeke教授提出的人工合成酵母基因组计划(Sc2.0)旨在合成世界上首个真核生物基因组。在美、中、英、法、澳大利亚、新加坡等多国科学家的努力下,目前已经完成1/3的酵母染色体的人工合成。本文从合成基因组学领域的发展历程出发,介绍了Sc2.0计划中酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)染色体设计与合成的最新进展,包括酿酒酵母9号染色体右臂、3号染色体、2号染色体、5号染色体、6号染色体、10号染色体和12号染色体的设计与合成过程,阐述了其各自的合成策略以及生物学意义,以期为合成基因组学的深入开展提供借鉴与参考。

被引次数: Baidu(4)
不同电转仪的电转参数、质粒用量和拓扑结构对猪胎儿成纤维细胞转染效率的影响
钟翠丽, 李国玲, 莫健新, 全绒, 王豪强, 李紫聪, 吴珍芳, 张献伟
遗传    2017, 39 (10): 930-938.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-080
摘要469)   HTML6)    PDF (971KB)(835)   

为获得猪胎儿成纤维细胞(porcine fetal fibroblasts, PFFs)最佳的电转染效率,本研究利用荧光激活细胞分选技术(fluorescence activated cell sorting, FACS)辅助优化NEPA 21和Nucleofector? 2b两种电转仪电转染PFFs细胞的参数,比较不同质粒用量和拓扑结构在ECM? 830、NEPA 21和Nucleofector? 2b中的转染效率。结果显示:NEPA 21电转PFFs的最佳穿孔参数为脉冲电压200 V,脉冲长度3 ms,脉冲间隔50 ms,脉冲次数3次,脉冲电压衰减幅度10%;Nucleofector? 2b在U-023的转染参数下达到最高转染效率。ECM? 830和Nucleofector? 2b的最适质粒用量都为10 μg,而NEPA 21为8 μg;超螺旋质粒比线性化质粒的转染效率更高,且3种仪器中Nucleofector? 2b转染效果最佳。本研究综合考虑电转仪、电转参数、质粒用量和拓扑结构的影响因素以优化PFFs的电转条件,为高效制备转基因猪及基因编辑猪的研究奠定基础。

被引次数: Baidu(1)
环状RNA的产生、研究方法及功能
刘旭庆,高宇帮,赵良真,蔡宇晨,王汇源,苗苗,顾连峰,张航晓
遗传    2019, 41 (6): 469-485.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-061
录用日期: 2019-05-07

摘要927)   HTML44)    PDF (710KB)(829)   

随着高通量测序技术的发展,环状RNA (circular RNAs, circRNAs)逐渐成为非编码RNA研究领域的热点。本文系统综述了环状RNA侧翼内含子自身互补配对驱动、RNA结合蛋白驱动以及套索驱动这3种环状RNA形成模型,并从高通量文库构建、生物信息学鉴别和常用的实验验证等3个方面对环状RNA的研究方法进行了介绍。同时,本文详细归纳了环状RNA作为microRNA (miRNA)或蛋白的海绵体、调控宿主基因的选择性剪接和表达、翻译成多肽等多种功能。最后通过系统综述植物环状RNA的特征及最新研究进展,为环状RNA在植物学中的进一步研究提供了新的视野。

基因编辑技术及其在基因治疗中的应用
任云晓, 肖茹丹, 娄晓敏, 方向东
遗传    2019, 41 (1): 18-27.   DOI: 10.16288/j.yczz.18-142
录用日期: 2018-12-06

摘要2283)   HTML93)    PDF (477KB)(820)   

基因编辑技术是以特异性改变遗传物质靶向序列为目标的技术。近年来,锌指核酸酶(zinc finger nuclease, ZFN)、类转录激活因子效应核酸酶(transcription activator-like effector nuclease, TALEN)、规律成簇的间隔短回文重复(regular clustering of short palindrome repeats, CRISPR)和单碱基编辑(base editing, BE)技术的相继出现,不仅为基因功能研究提供了有力的工具,还为生命医学提供了新的治疗方案。基因编辑技术已经大范围应用于动物细胞模型的构建、药物靶点的筛查和基因功能研究等,在基因治疗领域也展现出广阔的应用前景。本文就基因编辑技术的研究进展及其在基因治疗中的应用进行了概述,并对基因编辑技术的的原理、发展史、优缺点以及在基因治疗中的应用前景和机遇挑战进行了讨论,以期为基因编辑技术的临床转化提供参考。

唐氏综合征小鼠模型的遗传背景和应用
孟晓伟, 汪洁, 马晴雯
遗传    2018, 40 (3): 207-217.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-279
录用日期: 2018-02-01

摘要623)   HTML12)    PDF (449KB)(779)   

唐氏综合征(Down syndrome, DS)是最常见的常染色体异常疾病,由人类21号染色体(human chromosome 21, Hsa21)的重复引起。由于Hsa21的直系同源基因分散于小鼠16、17和10号染色体上,所以用小鼠模拟人类唐氏综合征并不容易。早期的Ts65Dn小鼠虽然具有DS表型特征,但其重复片段由电离辐射产生,未包含所有Hsa21直系同源基因。2004年,Cre/LoxP重组酶系统介导的染色体编辑技术在Ts1Rhr小鼠中的成功应用,解决了特定片段重复化的难题,使DS小鼠模型在基因重复和表型模拟方面实现了精准化。本文从同源基因重复和DS表型模拟两方面简要介绍了不同时期DS小鼠模型的优势和局限,为科研人员在DS研究中对不同小鼠模型的选用提供了参考。

常用肿瘤基因分析方法及基于TCGA数据库的分析应用
李鑫,李梦玮,张依楠,徐寒梅
遗传    2019, 41 (3): 234-242.   DOI: 10.16288/j.yczz.18-279
录用日期: 2019-02-22

摘要1468)   HTML54)    PDF (411KB)(768)   

随着二代测序技术的快速发展,数据量不断累积,肿瘤学家的目光逐渐由多物种测序转移至高通量测序数据的分析和比对。基因数据分析方法层出不穷,高通量的组学分析手段不断优化和创新,基因数据的挖掘和分析工作正处于飞速发展的时期。以肿瘤病人样本为核心的数据库 The Cancer Genome Atlas (TCGA)由此应运而生,该数据库全方位记录了从临床肿瘤病人样本得到的基因数据如DNA序列、转录本信息、表观遗传学修饰等。本文主要从数据分析方法、TCGA数据库及其应用实例等3个方面详细介绍了肿瘤相关基因数据的深入挖掘和生物信息学分析方法的最新研究进展,以期为研究人员利用大数据发现肿瘤防治相关的新靶点提供借鉴和参考。

基因编辑技术及其在中国的研究发展
陈一欧, 宝颖, 马华峥, 伊宗裔, 周卓, 魏文胜
遗传    2018, 40 (10): 900-915.   DOI: 10.16288/j.yczz.18-195
录用日期: 2018-09-11

摘要1567)   HTML61)    PDF (456KB)(760)   

基因编辑技术是一种能够对生物体的基因组及其转录产物进行定点修饰或者修改的技术,早期基因编辑技术包括归巢内切酶、锌指核酸内切酶和类转录激活因子效应物。近年来,以CRISPR/Cas9系统为代表的新型技术使基因编辑的研究和应用领域得以迅速拓展。本文对基因编辑技术的原理、技术发展及其应用进行了阐述,对我国在基因编辑机制研究及技术发展、基因编辑动植物模型构建、基因治疗等领域的研究进展进行了回顾,并对基因技术的发展前景及趋势进行了展望。

哺乳动物卵母细胞不对称分裂的研究进展
张俊玉,吕珊,牛慧敏,雷安民
遗传    2018, 40 (4): 279-291.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-195
录用日期: 2018-03-20

摘要529)   HTML14)    PDF (609KB)(743)   

哺乳动物卵母细胞成熟过程需要进行两次连续的不对称分裂,最终形成体积差异巨大的子细胞:大体积的卵母细胞和两种体积较小的极体。不对称分裂现象是哺乳动物卵母细胞减数分裂的典型特征,不对称分裂后的卵母细胞是高度极化的细胞。精卵结合后,细胞重新恢复了对称分裂,但是在卵母细胞减数分裂过程中形成的极性特征却得以保留并影响早期胚胎的极性。本文对近年来在哺乳动物卵母细胞不对称分裂方面的相关研究展开综述,从细胞质不对称分裂和细胞核不对称分裂两个方面对染色体、细胞骨架在哺乳动物卵母细胞不对称分裂中的作用、细胞器在哺乳动物卵母细胞成熟过程中的重组分配、染色体非随机分离等过程进行介绍,旨在从细胞和分子水平阐述哺乳动物卵母细胞不对称分裂的主要机制。

CRISPR/Cas9系统在昆虫中的应用
童晓玲,方春燕,盖停停,石津,鲁成,代方银
遗传    2018, 40 (4): 266-278.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-263
摘要1014)   HTML27)    PDF (529KB)(742)   

CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR-associated nuclease 9)技术是一种RNA引导的基因组靶向编辑技术,能对基因组序列进行精确编辑,在探究基因功能、修复受损基因、沉默有害基因、改良品质性状等方面具有广阔的应用前景。近年来,随着对CRISPR/Cas9系统研究的不断深入和改造,该系统以其操作简易、省时、高效等优点在生物学研究的众多领域中得以推广和应用,特别是在果蝇(Bombyx mori)、家蚕(silkworm)、埃及伊蚊(Aedes aegypti)和蝴蝶(butterfly)等多种昆虫中。本文概述了CRISPR/Cas9的结构、作用原理及发展优化,总结了CRISPR/Cas9导入昆虫的策略和在昆虫中的应用,以及对CRISPR/Cas9系统产生脱靶问题的应对策略,以期对经济昆虫和有益昆虫的分子育种、害虫的生物技术防控等研究提供参考。

被引次数: Baidu(11)
DNA复制研究步入单分子时代
刘晓晶,楼慧强
遗传    2017, 39 (9): 771-774.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-251
摘要430)   HTML42)    PDF (310KB)(738)   

DNA复制是生命体内必不可少的基本过程之一。传统研究显示DNA复制体中前导链和后随链的合成速度总体来说是一致的,从而避免在新生链中产生明显的单链缺口。主流的观点认为这是由于负责前导链和后随链的两个DNA聚合酶分子之间存在着某种协调同步机制。然而,Kowalczykowski实验室最近采用单分子荧光显微技术实时跟踪发现,大肠杆菌DNA复制体前导链和后随链上两个DNA聚合酶分子互相独立工作,并且都不是匀速行进而是呈现断断续续、时快时慢的随机动态变化。当DNA聚合酶暂停复制时,解旋酶仍会持续解链,导致解旋酶和聚合酶短暂的分离。有意思的是,此时DNA复制体触发一种类似“死人键”(dead-man’s switch)的保险机制,使DNA解旋的速度降低80%,从而恢复解旋酶和聚合酶的偶联。基于单分子水平的实时观察,他们认为前导链和后随链DNA复制进程均遵循一个符合高斯分布的随机模型。这与传统的生化研究观察到两者的合成速度总体来说是一致的并不矛盾。Kowalczykowski实验室的研究实现了从复制开始到结束整个过程对每个单分子行为的连续观测,而传统研究反映的则是经过较长时间对多分子群体平均水平的最终结果进行测定。因此,单分子技术可以极大地弥补传统生化研究的不足。随着未来单分子技术的进步和更广泛的应用,必将把包括DNA复制在内的生物学研究带到一个新的时代。

缺氧诱导因子(HIFs)在肾癌发生中的作用及其分子机制
邹俊遐, 陈科
遗传    2018, 40 (5): 341-356.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-406
录用日期: 2018-03-30

摘要566)   HTML24)    PDF (666KB)(723)   

肾癌是一种常见的泌尿系统肿瘤,但在临床上对转移性肾癌的治疗手段还非常有限。缺氧是实体肿瘤微环境的一个重要的基本特征。近年来基于分子机制和临床研究的数据表明,低氧诱导因子(hypoxia-inducible factors, HIFs)在肾细胞癌(renal cell carcinoma, RCC)的发生发展中发挥着至关重要的作用。HIF是一类介导细胞适应低氧状况必需的转录激活因子,由α亚基和β亚基组成。研究已经证实,在RCC中HIF-1α和HIF-2α具有相反的作用,前者作为肿瘤抑制因子,而后者作为癌基因发挥功能。本文综述了HIF信号通路在RCC发生发展中的作用及其分子机制,并对靶向HIF信号通路治疗RCC的进行了探讨,以期指导临床肾细胞癌的精准化治疗和进一步的研究。

基因组时代线粒体基因组拼装策略及软件应用现状
匡卫民, 于黎
遗传    2019, 41 (11): 979-993.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-227
录用日期: 2019-10-15

摘要883)   HTML48)    PDF (476KB)(718)   

随着测序技术的不断发展,越来越多物种的全基因组数据被测定和广泛应用。在二代基因组数据爆发式增长的同时,除了核基因组数据,线粒体基因组数据也非常重要。高通量测序的全基因组序列中除了核基因组序列也包括线粒体基因组序列,如何从海量的全基因组数据中提取和拼装线粒体基因组序列并加以应用成为线粒体基因组在分子生物学、遗传学和医学等方面的研究方向之一。基于此,从全基因组数据中提取线粒体基因组序列的策略及相关的软件不断发展。根据从全基因组数据中锚定线粒体reads的方式和后续拼装策略的不同,可以分为有参考序列拼装方法和从头拼装方法,不同拼装策略及软件也表现出各自的优势和局限性。本文总结并比较了当前从全基因组数据中获得线粒体基因组数据的策略和软件应用,并对使用者在使用不同策略和相关软件方面给予建议,以期为线粒体基因组在生命科学的相关研究中提供方法上的参考。

基因编辑技术及其在疾病治疗中的研究进展
牛煦然,尹树明,陈曦,邵婷婷,李大力
遗传    2019, 41 (7): 582-598.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-102
录用日期: 2019-07-02

摘要544)   HTML26)    PDF (713KB)(704)   

基因编辑是一种基于人工核酸酶的遗传操作技术,能精确地对DNA或RNA进行高效改造。基因编辑除了在基础研究、生物育种和药物筛选等方面展现了巨大前景之外,在疾病治疗(特别是基因遗传病)领域的前景与进展尤为引人注目。本文在介绍基因编辑技术的发展及其在疾病治疗中不同策略的基础上,重点围绕遗传疾病的基因治疗研究,综述了基因编辑技术(包括单碱基编辑和表观调控等技术)在血液系统、肝脏、肌肉和神经系统等疾病治疗的研究进展,并对基因编辑治疗疾病的未来发展进行了展望。

机器学习方法在CRISPR/Cas9系统中的应用
张桂珊, 杨勇, 张灵敏, 戴宪华
遗传    2018, 40 (9): 704-723.   DOI: 10.16288/j.yczz.18-135
录用日期: 2018-07-30

摘要940)   HTML21)    PDF (653KB)(682)   

基于CRISPR/Cas9系统介导的第三代基因组定点编辑技术,已被广泛应用于基因编辑和基因表达调控等研究领域。如何提高该技术对基因组编辑的效率与特异性、最大限度降低脱靶风险一直是该领域的难点。近年来,机器学习为解决CRISPR/Cas9系统所面临的问题提供了新思路,基于机器学习的CRISPR/Cas9系统已逐渐成为研究热点。本文阐述了CRISPR/Cas9的作用机理,总结了现阶段该技术面临的基因组编辑效率低、存在潜在的脱靶效应、前间区序列邻近基序(PAM)限制识别序列等问题,最后对机器学习应用于优化设计高效向导RNA (sgRNA)序列、预测sgRNA的活性、脱靶效应评估、基因敲除、高通量功能基因筛选等领域的研究现状与发展前景进行了展望,以期为基因组编辑领域的研究提供参考。

TBC蛋白家族成员在人类疾病发生发展中的作用
施梦婷, 张莹, 周钢桥
遗传    2018, 40 (1): 12-21.   DOI: 10.16288/j.yczz.17-343
摘要1066)   HTML20)    PDF (633KB)(677)   

TBC(Tre-2/Bub2/Cdc16)是真核生物中普遍存在的一种由200个氨基酸残基组成的保守性蛋白质结构域,含有该结构域的蛋白质被称为TBC蛋白。TBC蛋白具有GTPase激活活性,可促进小G蛋白Rab-GTP水解为Rab-GDP,从而参与特异的胞内转运过程。在哺乳动物中,部分TBC蛋白具有十分重要的作用,其功能异常与人类疾病的发生发展密切相关。本文主要介绍了哺乳动物TBC蛋白的结构和功能,以及近年来TBC蛋白在人类疾病发生发展中的作用,以期为深入解析TBC蛋白的致病机制提供参考。