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: 最近1个月下载排行
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3855)   HTML120)    PDF (557KB)(4036)   

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。

环状RNA翻译能力研究进展
郑帅龙, 李利, 张红平
遗传    2020, 42 (5): 423-434.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-354
录用日期: 2020-04-01

摘要310)   HTML19)    PDF (793KB)(318)   

随着高通量测序技术和翻译组学研究的快速发展,对环状RNA (circular RNA, circRNA)翻译能力的研究日益成为热点。已有研究表明,circRNA自身可以翻译为蛋白,其蛋白功能与人类疾病发生发展有着密切联系,而且其有望成为mRNA的理想替代品,未来可被广泛地应用在蛋白质工程。本文系统综述了circRNA来源、形成方式和主要特征、翻译蛋白的方式、翻译能力的鉴定和功能验证,归纳了近年来circRNA翻译在人类疾病中的研究进展及其在蛋白质工程的应用,并对后续研究关注的问题进行了展望,以期为相关领域的研究提供参考。

Prime editing引导植物基因组精确编辑新局面
秦瑞英, 魏鹏程
遗传    2020, 42 (6): 519-523.   DOI: 10.16288/j.yczz.20-125
录用日期: 2020-05-28

摘要147)   HTML3)    PDF (443KB)(185)   

由于植物细胞内同源重组频率较低、供体传递受限等原因,对植物基因组进行精准编辑十分困难。近期,中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队构建了适用于植物的引导编辑器(plant prime editor, PPE)系统,并在重要作物水稻和小麦中完成了引导编辑。该系统不产生DNA双链断裂,仍可高度准确实现所有可能的12种单碱基替换、多碱基替换及片段缺失插入,从而为植物基因组精确编辑提供了多用途工具。本文介绍了PPE的组成结构和编辑能力,同时也结合其他研究组随后发表的报告综述了植物引导编辑器的优化探索,为合理使用PPEs和继续开展优化工作提供帮助。

基于CRISPR/Cas9系统在全基因组范围内筛选功能基因及调控元件研究进展
刘思远, 易国强, 唐中林, 陈斌
遗传    2020, 42 (5): 435-443.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-390
录用日期: 2020-04-26

摘要199)   HTML11)    PDF (553KB)(306)   

CRISPR/Cas9系统是一种近年来被广泛应用于基因组编辑的强大工具。通过将CRISPR/Cas9系统中的Cas9蛋白突变后,使其失去剪切活性而成为dCas9 (nuclease-dead Cas9),再结合基因功能丧失(loss-of-function, LOF)、基因功能激活(gain-of-function, GOF)以及非编码功能基因鉴定技术即可实现全基因组高通量的功能基因及调控元件靶向鉴定和筛选。目前,该技术已被广泛应用于疾病免疫机理、药物靶点筛选和动物遗传育种等研究,为生命医学和基础科学带来了全新高效的技术方法和研究思路。本文综述了基于CRISPR/Cas9技术在全基因组中高通量筛选功能基因及调控元件的方法及研究进展,重点阐述了CRISPR/Cas9系统在动物细胞中筛选功能性基因的方法,以期为基因编辑及相关研究领域提供参考。

自噬与泛素化蛋白降解途径的分子机制及其功能
陈科,程汉华,周荣家
遗传    2012, 34 (1): 5-18.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2012.00005
摘要3059)      PDF (703KB)(6103)   
细胞内所有的蛋白质和大多数的细胞外蛋白都在不断的进行更新, 即它们在不断地被降解, 并被新合成的蛋白质取代。细胞内蛋白的降解主要通过两个途径, 即自噬和泛素蛋白酶体系统。自噬是一种由溶酶体介导的细胞内过多或异常蛋白质的降解机制。在细胞内主要有3种类型的自噬, 即分子伴侣介导的自噬、微自噬和巨自噬。泛素蛋白酶体系统是由泛素介导的一种高度复杂的蛋白降解机制, 它参与降解细胞内许多蛋白质并且这个过程具有高度特异性。细胞内蛋白质的降解参与调节许多细胞过程, 包括细胞周期、DNA修复、细胞生长和分化、细胞质量的控制、病原生物的感染反应和细胞凋亡等。许多严重的人类疾病被认为是由于蛋白质降解系统的紊乱而引起的。文章综述了自噬和泛素化途径及其分子机制, 以及蛋白质降解系统紊乱的病理学意义。
被引次数: Baidu(87)
精子尾部发育相关蛋白研究进展
钟亚楠, 牛长敏, 夏蒙蒙, 郑英
遗传    2020, 42 (6): 524-535.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-309
录用日期: 2020-05-07

摘要100)   HTML7)    PDF (585KB)(137)   

精子尾部结构与其运动功能密切相关。精子的运动能力直接决定了精子能否正常运输到输卵管与卵子受精。精子尾部的形成和发育是一个极其复杂的过程,由多种蛋白质精细调控。研究发现,多种精子尾部发育相关蛋白的缺陷可导致少、弱、畸形精子症。本文根据精子尾部的超微结构顺序,对近年来精子尾部发育相关蛋白的研究进展进行综述,以期为男性不育症的遗传学诊断和治疗提供理论基础和实践的可能。

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1426)   HTML54)    PDF (411KB)(692)   

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。

CRISPR/Cas9系统中sgRNA设计与脱靶效应评估
谢胜松,张懿,张利生,李广磊,赵长志,倪攀,赵书红
遗传    2015, 37 (11): 1125-1136.   DOI: 10.16288/j.yczz.15-093
摘要1347)      PDF (6702KB)(5963)   
基于CRISPR/Cas9系统介导的第三代基因组编辑技术,已成功应用于动物、植物和微生物等诸多物种的基因组改造。如何提高CRISPR/Cas9技术的基因组编辑效率和最大限度降低脱靶风险一直是本领域的研究热点,而使用高效且特异的sgRNA(Small guide RNA)是基因组改造成功的关键性因素之一。目前,已有多款针对CRISPR/Cas9技术的sgRNA设计和/或脱靶效应评估软件,但不同的软件各有优缺点。本文重点对16款sgRNA 设计和脱靶效应评估在线和单机版软件的特点进行了阐述,通过制定38项评估指标对不同软件进行了比较分析,最后对11种用于检测基因组编辑效率和脱靶的实验方法,以及如何筛选高效且特异的sgRNA进行了归纳总结。
被引次数: Baidu(16)
一个抗菌药物新靶点:细菌mRNA降解途径
谢兆辉
遗传    2013, 35 (3): 324-332.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2013.00324
摘要767)      PDF (448KB)(1619)   
细菌中mRNA的降解具有重要的意义, 它不仅可以再循环利用核苷酸, 而且还可以根据生长条件的变化调控基因表达。另外, mRNA降解过程中的很多核酸酶还可以控制细菌毒力因子的表达与分泌、细菌的运动与浸染及诱导宿主细胞凋亡等等, 进而来调控细菌的致病性。与真核生物mRNA的降解过程及核酸酶相比, 细菌mRNA的降解途径及核酸酶差异很大, 这使得细菌mRNA降解途径很有潜力成为抗菌药物研发的新靶点, 或通过降低毒性来制备无毒疫苗的新平台, 以应对越来越严重的全球性细菌耐药性问题。文章综述了细菌mRNA的一般降解机制, 以及核酸酶RNase R、PNPase、RNase Y、RNase III和RNase E等在细菌致病性方面的作用, 并对利用细菌mRNA降解途径研发抗菌药物的前景进行了展望。
CRISPR/Cas核糖核蛋白介导的植物基因组编辑
李霞, 施皖, 耿立召, 许建平
遗传    2020, 42 (6): 556-564.   DOI: 10.16288/j.yczz.20-017
录用日期: 2020-05-21

摘要131)   HTML2)    PDF (509KB)(115)   

CRISPR/Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins)系统作为一种重要的基因编辑工具,自诞生以来被广泛应用于作物的性状改良。与CRISPR/Cas DNA载体介导的植物基因组编辑相比,CRISPR/Cas核糖核蛋白(CRISPR/Cas ribonucleoprotein, CRISPR/Cas RNP)介导的植物基因组编辑具有作用迅速、脱靶率低和无外源DNA插入(DNA-free)等优点,因而无需清除CRISPR编辑工具而更容易获得纯合的编辑体。但是,由于植物细胞转化方法和细胞再生技术的限制,不借助筛选标记的辅助将CRISPR/Cas RNP直接导入植物细胞并获得高效基因编辑仍比较困难,直接限制了CRISPR/Cas RNP在植物基因组编辑中的广泛应用。本文系统介绍了CRISPR/Cas RNP 基因组编辑技术的分子作用机理及其优势,并总结了CRISPR/Cas RNP导入植物细胞的方法,最后对CRISPR/Cas RNP在植物基因组编辑中的新应用和新思路进行了展望,以期为进一步改进CRISPR/Cas RNP基因组编辑技术和扩大其在作物改良中的应用提供参考。

代谢组学技术发展及其在农业动植物研究中的应用
田菁, 王宇哲, 闫世雄, 孙帅, 贾俊静, 胡晓湘
遗传    2020, 42 (5): 452-465.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-287
录用日期: 2020-04-01

摘要253)   HTML14)    PDF (828KB)(262)   

代谢组学是依赖灵敏、稳定的分析流程和数据库,利用色谱-质谱联用、核磁共振技术对生物体内以及生物样品所有的小分子代谢物进行鉴定和定量分析的学科,在医学、食品科学、畜牧学、植物学等领域得到广泛应用。代谢组学方法可将代谢物种类和含量的变化与生物表型变化建立更直接的联系,因此代谢组学逐渐成为继基因组学、转录组学、蛋白组学后对复杂性状系统解析的新的研究手段。本文介绍了代谢组学常用分析策略、检测平台和常用数据库。在此基础上,综述了代谢组学在农业动物重要经济性状代谢分子鉴定、疾病诊断、肉品质及动物制品安全检测等领域取得的进展,并总结了利用代谢组学、转录组学和基因组学等多组学研究在动植物重要性状的发育、形成和解析等领域取得的最新成果。代谢组学与其他多组学方法整合分析,可以更全面地阐述各类复杂性状的遗传机制,有助于完善“突变-基因-表达-代谢-表型”的完整生物学过程,为复杂性状的机理解析提供新方法,为新型农业育种提供新思路。

印记基因:发育中的重要调节因子
吴瑜, 冯旭, 高岚, 焦保卫
遗传    2016, 38 (6): 508-522.   DOI: 10.16288/j.yczz.15-512
摘要969)      PDF (571KB)(2961)   
印记基因是一类单等位表达的基因,数量少但功能强大,构成了基因组印记这一表观遗传领域中的独特现象,来源于不同亲本的印记基因在个体发育过程中承担着不同的重要功能。除了印记基因状态的建立、保持,人们围绕印记基因在发育进程中的功能做了大量研究。印记基因最初在核移植研究中被发现,早期研究聚焦在个别基因簇上。随着组学技术的引入,更多的印记基因被筛选和鉴定出来,这也引起了该领域内的热烈讨论和关注。随着全基因组DNA甲基化及组蛋白修饰等研究方法的发展,人们对印记基因的两个经典调控模型又提出新的看法和思考,尤其是最近的一些研究成果对于解释印记基因在哺乳动物中的高度保守性及其存在的意义具有重要启示。本文立足于最新研究进展,从印记基因的特征和基本规律、发育中的调控作用、机制、研究方法、进化以及环境对其影响等几个方面进行了综述,旨在为人们全面了解印记基因概况及研究趋势提供参考和指导。
被引次数: Baidu(1)
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811)   HTML41)    PDF (476KB)(649)   

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。

节节麦X六倍体小黑麦杂种胚的离体培养、愈伤组织诱导和植株再生
李锁平,胡玉欣,张大卫
遗传    1992, 14 (6): 28-28.  
摘要1401)      PDF (517KB)(799)   
被引次数: Baidu(5)
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1212)   HTML60)    PDF (792KB)(1647)   

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。

快速构建多重sgRNA载体利用CRISPR/Cas9技术敲除拟南芥IAA2基因
刘丁源, 邱婷, 丁晓辉, 李苗苗, 朱睦元, 王君晖
遗传    2016, 38 (8): 756-764.   DOI: 10.16288/j.yczz.16-002
摘要1114)      PDF (717KB)(3109)   
IAA2(Indole Acetic Acid 2)是拟南芥Aux/IAA生长素响应基因大家族中的一员,目前还没有它的突变体的报道,阻碍了对其功能和作用机制的深入研究。在CRISPR/Cas9基因组编辑技术中,1个sgRNA只能靶向基因的1个位点,有时基因敲除的效率并不高。为了提高敲除效率,本文在Golden-Gate克隆技术的基础上,通过两轮PCR扩增,将每3个sgRNA串联到同1个入门载体中,再将入门载体与含Cas9表达框的目标载体LR反应,获得最终的表达载体。结果表明,设计的6个sgRNA有4个发挥了作用,产生了碱基插入突变和大片段缺失突变等多种可遗传的突变。与单个sgRNA相比,多重sgRNA的基因敲除效率高、种系突变多;与其他构建多重sgRNA载体的方法相比,本方法具有快速、高效等优点。本文所得到的5个突变体为后续的IAA2功能研究提供了良好的材料。
被引次数: Baidu(2)
“基因”一词的由来
高翼之
遗传    2000, 22 (2): 107-108.  
摘要2116)      PDF (51KB)(1539)   
1909年,约翰森创造“基因”(gene)一词作为遗传单位的名称。该词是由德?弗里斯创造的“泛生子”(pangene)一词缩短而成的,而“泛生子”一词则衍生于达尔文提出的“泛生论”(theory of pangenesis)。约翰森的这一创造堪称“推陈出新”的典范。
Abstract: In1909,Johannsen coined the word “gene”, shortened from the pangene of de Vries and ultimately derived from Darwin’s word pangenesis,to denote the unit of heredity.It was an outstanding example of“weeding through the old to bring forth the new ”.
被引次数: Baidu(11)
整合分析多组学数据筛选疾病靶点的精准医学策略
谢兵兵, 杨亚东, 丁楠, 方向东
遗传    2015, 37 (7): 655-663.   DOI: 10.16288/j.yczz.15-061
摘要1283)      PDF (1136KB)(4323)   
随着高通量测序技术的不断发展与完善,对于不同层次和类型的生物组学数据的获取及分析方法也日趋成熟与完善。基于单组学数据的疾病研究已经发现了诸多新的疾病相关因子,而整合多组学数据研究疾病靶点的工作方兴未艾。生命体是一个复杂的调控系统,疾病的发生与发展涉及基因变异、表观遗传改变、基因表达异常以及信号通路紊乱等诸多层次的复杂调控机制,利用单一组学数据分析致病因子的局限性愈发显著。通过对多种层次和来源的高通量组学数据的整合分析,系统地研究临床发病机理、确定最佳疾病靶点已经成为精准医学研究的重要发展方向,将为疾病研究提供新的思路,并对疾病的早期诊断、个体化治疗和指导用药等提供新的理论依据。本文详细介绍了基因组、转录组和表观组等系统组学研究在疾病靶点筛选方面出现的新技术手段和研究进展,并对它们之间的整合分析新策略和优势进行了讨论。
被引次数: Baidu(18)
基于CRISPR/Cas9系统高通量筛选研究功能基因
王干诚, 马明, 叶延帧, 席建忠
遗传    2016, 38 (5): 391-401.   DOI: 10.16288/j.yczz.15-329
摘要1455)      PDF (1204KB)(4042)   
利用功能缺失型(Loss-of-function)或者功能获得型(Gain-of-function) 策略高通量筛选功能基因,是研究人员快速寻找调控特定表型的重要或关键基因的主要方法。RNA干扰(RNA interference,RNAi)的遗传筛选方法因操作简单、成本相对较低等优势,尽管已经得到了广泛的应用,然而其抑制效果不完全、脱靶效应明显等劣势依然存在。近年来兴起的CRISPR/Cas9 (Clustered regularly interspaced short palindromic repeat sequences/ CRISPR-associated protein 9)技术能快速、简便、准确地实现基因组敲除等编辑功能,因而成为一种强大的遗传筛选工具;在各种细胞系、人和小鼠及斑马鱼等多种模式动物中,大规模运用该方法筛选功能基因已经取得了巨大成功。本文总结了CRISPR/Cas9技术的特点,将其与传统基因工程方法进行了分析比较,回顾了近期相关的高通量功能基因筛选工作,最后探讨了该技术未来的发展趋势。
被引次数: Baidu(3)
中国西南地区藏族人群遗传亚结构研究
王小娟, 钱恩芳, 李悦, 宋正阳, 赵慧, 谢何鑫, 李彩霞, 黄江, 江丽
遗传    2020, 42 (6): 565-576.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-330
录用日期: 2020-04-17

摘要124)   HTML3)    PDF (1031KB)(110)   

藏族为中国西南地区典型的少数民族,分为卫藏、康巴、安多和嘉绒等多个支系。然而,对藏族支系人群的遗传结构,特别是各分支人群的父系、母系遗传结构却缺乏深度解析。本研究基于个体水平的常染色体、父系来源的Y染色体和母系来源的线粒体3个类别遗传信息,对西藏地区卫藏藏族、四川甘孜地区康巴藏族、青海地区安多藏族和四川阿坝地区嘉绒藏族共4个藏族群体进行研究,以揭示其遗传亚结构关系。采用微测序技术检测各位点分型,利用PowerPlex ?Y23和DNATyper TM Y26试剂盒检测Y-STRs基因座分型,通过热图和主成分分析、祖先成分分析、单倍群频率统计、网络图及多维尺度分析等探讨其遗传亚结构。结果表明,常染色体和Y染色体遗传标记可将4个藏族人群分为3类:青藏高原的卫藏藏族为一类,高原周边地区的康巴藏族和安多藏族的遗传结构类似分为一类,“藏彝走廊”中嘉绒藏族的遗传结构与其他藏族人群差异显著而为一类。不同藏族分支人群在线粒体遗传信息方面无明显差异性。上述多类别遗传信息的分析结果为深入了解藏族不同分支人群的遗传亚结构提供了新视角。

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877)   HTML44)    PDF (710KB)(776)   

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536)   HTML26)    PDF (713KB)(674)   

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。

单分子实时测序技术的原理与应用
柳延虎, 王璐, 于黎
遗传    2015, 37 (3): 259-268.   DOI: 10.16288/j.yczz.14-323
摘要1947)      PDF (340KB)(6061)   
单分子DNA测序技术是近10年发展起来的新一代测序技术,也称为第三代测序技术,包括单分子实时测序、真正单分子测序、单分子纳米孔测序等技术。文章介绍了单分子实时(Single-molecule real-time,SMRT)测序技术的基本原理、性能以及应用。与Sanger测序法和下一代测序技术相比,SMRT测序具有超长读长、测序周期短、无需模板扩增和直接检测表观修饰位点等特点,为研究人员提供了新选择。同时,SMRT测序的低准确率备受争议(约85%),其中约93%的错误是插入缺失,因此,其数据应用于基因组组装前需先对数据进行纠错处理。目前,SMRT测序在小型基因组从头测序和完整组装中已有良好应用,并且已经或将在表观遗传学、转录组学、大型基因组组装等领域发挥其优势,促进基因组学的研究。
被引次数: Baidu(19)
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1610)   HTML46)    PDF (343KB)(1755)   

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)
影响RNA剪接的基因变异
邹永新,龚瑶琴
遗传    2017, 39 (3): 200-207.   DOI: 10.16288/j.yczz.16-336
摘要620)   HTML4)    PDF (489KB)(1950)   

发现和正确解读疾病相关突变是遗传病分子诊断和临床指导的关键。尽管二代测序技术的应用显著改善了突变检测效率,但解读突变的生物学效应仍然存在挑战。目前对基因检测结果的解读更多地关注突变对蛋白质结构和功能的影响,而忽视了基因变异对RNA剪接的影响。越来越多的证据显示引起RNA剪接异常的基因变异在疾病发生中发挥重要作用。本文对影响RNA剪接的主要突变类型和确认方法进行介绍,以期为准确判断突变的遗传效应提供参考。

植物单倍体诱导技术发展与创新
陈海强, 刘会云, 王轲, 张双喜, 叶兴国
遗传    2020, 42 (5): 466-482.   DOI: 10.16288/j.yczz.20-033
录用日期: 2020-05-07

摘要193)   HTML8)    PDF (812KB)(162)   

单倍体育种是培育作物新品种的主要育种技术之一,提高单倍体诱导频率和简化诱导程序是单倍体育种技术的关键。随着单倍体诱导技术的发展与改进,单倍体育种技术已被广泛应用于许多重要植物的育种研究中,展现出基因纯合快速、育种年限缩短、育种效率提高等优势。单倍体诱导技术与杂交育种、诱变育种、反向育种和分子标记辅助选择育种等技术相结合,在作物品种改良上的作用更加显著。单倍体和双单倍体在遗传群体构建、基因功能鉴定、转基因研究、细胞学研究等方面具有重要应用价值。本文从单倍体诱导技术、单倍体和双单倍体应用等方面综述了植物单倍体诱导技术的发展,尤其是近年来利用基因组编辑技术创制主要作物单倍体诱导系的进展,并分析了目前研究中存在的问题和今后的发展方向,以期促进单倍体诱导技术尤其是利用基因编辑创造诱导系技术在作物育种中的应用。

“睡美人”转座子的研究进展
谢飞,高波,宋成义,陈国宏
遗传    2007, 29 (7): 785-792.   DOI: 10.1360/yc-007-0785
摘要3348)      PDF (804KB)(98982)   
“睡美人( Sleeping Beauty, SB) ”转座系统是Tc1/mariner 转座子超家族中的一员,已经失活了一千多万年。1997年,Ivics 等根据积累的系统发生数据,利用生物信息学的方法, 对其进行分子重建, 终于唤醒了其转座活性。近年来对“睡美人”转座系统的转座效率和转座机理进行的研究,已证明SB转座子在基因筛选,转基因及基因治疗等领域具有广阔的应用前景。文章重点论述了SB转座子在结构及其优化、转座机制和应用等方面的进展,同时对其研究中出现的各种问题进行了总结并提出了一些解决方案。
被引次数: Baidu(7)
RNA表观遗传修饰:N6-甲基腺嘌呤
张笑, 贾桂芳
遗传    2016, 38 (4): 275-288.   DOI: 10.16288/j.yczz.16-049
摘要1307)      PDF (907KB)(3980)   
N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine, m6A)是真核生物信使RNA(Messenger RNA, mRNA)上含量最多的化学修饰之一。类似于DNA和组蛋白化学修饰,m6A修饰也同样是动态可逆的,可在时间和空间上被甲基转移酶和去甲基酶调控。哺乳动物体内m6A甲基转移酶复合物中有一部分成分已被解析,主要有METTL3 (Methyltransferase-like protein 3)、METTL14 (Methyltransferase-like protein 14)和WTAP (Wilms tumor 1-associating protein)。m6A去甲基酶肥胖蛋白FTO (Fat mass and obesity associated protein)和ALKBH5 (AlkB homolog 5)依赖α-酮戊二酸(α-Ketoglutaric acid, α-KG)和Fe(Ⅱ)对m6A进行氧化去甲基化反应。m6A在生物体内由m6A结合蛋白识别,并介导其行使功能。目前发现的m6A结合蛋白有YTH结构域蛋白YTHDF1 (YTH domain-containing family protein 1)、YTHDF2 (YTH domain-containing family protein 2)、YTHDC1 (YTH domain-containing protein 1)和核内HNRNPA2B1 (Heterogeneous nuclear ribonucleoproteins A2B1)。本文综述了m6A的分布和相关蛋白介导的m6A功能研究,以期全面理解m6A这一RNA表观遗传新修饰在生命进程中的重要调控作用。
被引次数: Baidu(3)
基于生物信息学的Hi-C研究现状与发展趋势
吕红强, 郝乐乐, 刘二虎, 吴志芳, 韩九强, 刘源
遗传    2020, 42 (1): 87-99.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-163
录用日期: 2019-12-05

摘要250)   HTML5)    PDF (510KB)(437)   

染色体的空间交互作用被视为影响基因表达调控的重要因素,高通量染色体构象捕获(high-throughput chromosome conformation capture, Hi-C)技术已成为3D基因组学中探索染色体空间交互作用的主要实验手段之一。随着Hi-C样本数据的持续累积以及分析处理流程复杂度的不断提升,基于生物信息学的Hi-C数据分析对探究基因表达的时空调控机制而言,是机遇也是挑战。本文从生物信息学角度,综合阐述了Hi-C的国内外研究现状及发展动态,包括数据标准化、多级结构分析、数据可视化以及三维建模,重点剖析了多级结构中的A/B区室(A/B compartments)、拓扑相关域(topological associated domains, TADs)和染色质环(chromain looping),在此基础上分析了该方向未来可能的研究热点及发展趋势,以期为将基因表达调控的探索从传统线性空间进一步拓展到三维结构空间提供支持。

遗传与基因表达数据的整合—— eQTL的方法及应用
刘刚,彭惠茹,倪中福,秦丹丹,宋方威,宋广树,孙其信
遗传    2008, 30 (9): 1228-1236.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2008.01228
摘要2228)      PDF (384KB)(10494)   

高通量的基因型分析和芯片技术的发展使人们能够进一步研究哪些遗传差异最终影响基因的表达。通过表达数量性状座位(eQTL)作图方法可对基因表达水平的遗传基础进行解析。与传统的QTL分析方法一样, eQTL的主要目标是鉴别表达性状座位所在的染色体区域。但由于表达谱数据成千上万, 而传统的QTL分析方法最多分析几十个性状, 因此需要考虑这类实验设计的特点以及统计分析方法。本文详细介绍了eQTL定位过程及其研究方法, 重点从个体选择、基因芯片实验设计、基因表达数据的获得与标准化、作图方法及结果分析等方面进行了综述, 指出了当前eQTL研究存在的问题和局限性。最后介绍了eQTL研究在估计基因表达遗传率、挖掘候选基因、构建基因调控网络、理解基因间及基因与环境的互作的应用进展。

被引次数: Baidu(25)
染色质构象与基因功能
黄其通, 李清, 张玉波
遗传    2020, 42 (1): 1-17.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-257
录用日期: 2019-12-04

摘要244)   HTML15)    PDF (647KB)(289)    PDF(mobile) (3839KB)(49)   

在真核细胞中,DNA序列以染色质为载体,高度凝缩并存储于细胞核内,其复制、修复和转录表达等过程受到染色质构象的精准调控。越来越多的研究表明,特定的染色质构象可选择性激活或沉默基因,从而控制细胞自我维持或定向分化,决定细胞的组织特异性和细胞命运。因此,对染色质构象的深入研究已成为准确解析基因功能的一个关键切入点,也是当前基因组学研究所面临的一个巨大挑战。本文对染色质构象的研究历史、结构特征、动态调控机制进行了综述,并重点论述了不同维度构象特征对基因转录调控的影响,对该领域的研究难点进行了讨论,展望了其未来的发展方向,期望通过有效梳理染色质构象与基因调控之间的脉络关系,为未来该领域的研究提供参考。

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943)   HTML30)    PDF (695KB)(874)   

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。

细菌固有耐药的研究进展
张刚, 冯婕
遗传    2016, 38 (10): 872-880.   DOI: 10.16288/j.yczz.16-159
摘要753)      PDF (1291KB)(1316)   
人们以往大多只关注由敏感细菌通过基因水平转移和自发突变方式获得的耐药性,而忽略了细菌对某类抗生素天然耐药的重要特性,细菌的这种特性又被称为固有耐药。固有耐药由固有耐药基因决定,这类基因是指存在于某类细菌染色体上位置保守的与耐药相关的一类基因。近年来,对固有耐药基因的研究已经越来越受到重视。固有耐药基因的发现不仅可以为新药研制提供药物作用靶标,而且通过阻断病原菌固有耐药基因还可使以往对该类菌不起作用的抗生素药物重新焕发抗菌活性。此外,已有研究表明固有耐药基因能够被移动元件捕获进而可水平转移至其他细菌,因此通过监测固有耐药基因可以预测耐药菌的出现。本文对传统的细菌固有耐药机制包括细胞膜的低渗透性和多药外排泵系统,以及已知重要病原菌的转移酶和代谢相关酶的固有耐药机制进行了介绍。同时,进一步对隐性固有耐药基因的特性进行了阐释,最后探讨了固有耐药与获得性耐药的进化关系,指出固有耐药基因很可能是一些获得性耐药基因的来源。
被引次数: Baidu(6)
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2928)   HTML110)    PDF (2093KB)(1579)   

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。

基于高通量测序的全基因组关联研究策略
周家蓬 裴智勇 陈禹保 陈润生
遗传    2014, 36 (11): 1099-1111.  
摘要1550)      PDF (1580KB)(2053)   

全基因组关联研究(Genome-wide association study, GWAS)是人类复杂疾病研究的重要组成部分之一,在群体水平检测全基因组范围的遗传变异与可观测性状间的遗传关联。传统的GWAS是以芯片(Array)技术获得高密度的遗传变异,尽管硕果累累,但也存在不少问题。如:所谓的“缺失的遗传力”,即利用关联分析检测达到全基因组水平显著的遗传变异位点只能解释小部分遗传力;在某些性状上不同研究的结果一致性较弱;显著关联的遗传变异位点的功能较难解释等。高通量测序技术,也称第二代测序(Next-generation sequencing, NGS)技术,可以快速、准确地产出高通量的变异位点数据,为解决以上问题提供了可行的方案。基于NGS技术的GWAS方法(NGS-GWAS),可在一定程度上弥补传统GWAS的不足。文章对NGS-GWAS策略和方法进行了系统性调研,提出了目前较为可行的NGS-GWAS的实施策略和方法,并对NGS-GWAS如何应用于个体化医疗(Personalized medicine, PM)进行了展望。

被引次数: Baidu(16)
ROS在细菌耐药及抗生素杀菌中的作用机制
马丽娜, 米宏霏, 薛云新, 王岱, 赵西林
遗传    2016, 38 (10): 902-909.   DOI: 10.16288/j.yczz.16-157
摘要796)      PDF (893KB)(1950)   
抗生素的不合理使用甚至滥用,使得细菌耐药性问题日趋严重。如何解决这一难题是人类目前面临的一项巨大挑战。除开发新型抗菌药物之外,寻找新的方法以增强现有抗生素的杀菌效果也是一种切实可行的策略。近期的研究发现活性氧簇(Reactive oxygen species, ROS)在细菌耐药及抗生素杀菌方面均发挥重要作用。非致死浓度的抗生素作用下产生的ROS会通过影响MarR(Multiple antibiotic resistance repressor)-MarA (Multiple antibiotic resistance activator)激活药物外排泵,通过SoxR(Superoxide response transcriptional regulator)-SoxS(Superoxide response transcription factor)途径启动细菌应激保护机制以及通过促进SOS DNA损伤修复系统诱导耐药突变,从而促成抗生素耐药与耐受的形成。而致死浓度的抗生素作用产生的ROS则会参与抗生素杀菌并减少耐药菌产生。除与抗生素浓度有关外,ROS参与细菌耐药与抗生素杀菌过程还会受到一系列遗传调控因子(如MazEF、Cpx、SoxR和MarRAB)的影响,因此存在一定复杂性。本文综述了ROS在细菌耐药与抗生素杀菌方面的作用机制,以期为寻找新的方法以增强现有抗生素杀菌效果,解决抗生素耐药问题提供一定的借鉴和指导。
被引次数: Baidu(6)
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1020)   HTML38)    PDF (607KB)(1662)   

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)
下一代测序中ChIP-seq数据的处理与分析
高山,张宁,李勃,徐硕,叶彦波,阮吉寿
遗传    2012, 34 (6): 773-783.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2012.00773
摘要2327)      PDF (728KB)(6936)   
将染色质免疫共沉淀技术(ChIP)与下一代高通量测序技术相结合的染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq), 已成为功能基因组学、特别是基因表达调控领域研究的关键技术。ChIP-seq实验带来的海量数据向生物信息学研究人员提出了新的挑战。由于此领域数据处理技术的发展大大滞后于实验技术进步, 有必要系统地介绍和回顾ChIP-seq数据处理的各个方面, 以便更多研究人员进入此领域设计或改进相应的算法。文章结合实例详细介绍了ChIP-seq数据整个流程, 并重点讨论了其中的主要问题和关键环节, 为这一研究领域的科研人员提供一个快速而深入的认识。
被引次数: Baidu(20)
长链非编码RNA的作用机制及其研究方法
夏天,肖丙秀,郭俊明
遗传    2013, 35 (3): 269-280.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2013.00269
摘要1995)      PDF (611KB)(8773)   
长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)通过多种机制发挥其生物学功能, 这些机制包括基因印记、染色质重塑、细胞周期调控、剪接调控、mRNA降解和翻译调控等。lncRNA通过这些作用机制在不同水平进行基因表达调控。在研究lncRNA功能的过程中, 研究方法的建立和应用起着非常重要的作用。目前用于lncRNA研究的主要方法有:微阵列、转录组测序、Northern印迹、实时荧光定量逆转录-聚合酶链反应、荧光原位杂交、RNA干扰和RNA结合蛋白免疫沉淀等。文章着重介绍了3种前沿方法, 即:在线快速预测RNA与蛋白质相互作用的catRAPID、RNA纯化的染色质分离(Chromatin isolation by RNA purification, ChIRP)以及非编码RNA沉默与定位分析技术(Combined knockdown and localization analysis of non-coding RNAs, c-KLAN)。
被引次数: Baidu(121)
染色体多态性与临床效应及生殖关系的探究
王小荣,邓剑霞,李津津
遗传    2007, 29 (11): 1362-1362―1366.   DOI: 10.1360/yc-007-1362
摘要1984)      PDF (336KB)(5202)   

为了探讨人类染色体结构多态性与生殖异常临床效应的关系,按常规技术方法制备外周血淋巴细胞染色体,经G、C显带,对1 414例遗传咨询者进行核型分析,检出异常核型273例。其中多态性变异180例,占65.93%,非多态性异常核型93例,占34.07%。多态性变异包括D、G组短臂增长10例,次缢痕增长(包括1、9和16号染色体)35例,大Y染色体和小Y染色体 99例,Y染色体臂间倒位6例,9号染色体臂间倒位30例。结果表明,人类染色体多态性与流产、不孕不育、死胎、生育畸形儿等有相关性。

被引次数: Baidu(120)