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应用基因加性和显性效应模型论证相对遗传力的两个基本公式
戴君惕
遗传    1981, 3 (6): 34-35.  
摘要1478)      PDF (676KB)(1087)   
杂交优势在农业上已得到广泛的利用,但 人们对杂交优势的有无及优势的程度尚没有较 好的预测方法。裴新澎从杂种性状的发育和表 现主要受杂交亲本的遗传特性和遗传传递力制 约这一基本事实出发,提出了相对遗传力理论。 相对遗传力系指两个亲本遗传传递力的相对强 度。若对某一性状而言,大值亲本与小值亲本 的平均表现型值分别为P1和P2,相对遗传力分 别为。a1和a2,杂种一代的平均表现型值为FI, 则它们满足下列关系式:
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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4468)   HTML138)    PDF (557KB)(4850)   

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。

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442)   HTML25)    PDF (647KB)(558)    PDF(mobile) (3839KB)(62)   

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。

密码子与反密码子的相互作用—从“摆动假说”到“三中读二”
张伊平,祁国荣
遗传    1984, 6 (4): 38-40.  
摘要1521)      PDF (273KB)(1039)   
除了一些个别情况,一般认为遗传密码对于各种 生物都是通用的。当密码子与反密码子相互作用时, 前两个碱基的识别严格根据标准的碱基配对原则,而 第三位碱基配对的情况则比较复杂。
被引次数: Baidu(6)
组蛋白修饰及其生物学效应
王维,孟智启,石放雄
遗传    2012, 34 (7): 810-818.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2012.00810
摘要1517)      PDF (477KB)(4477)   
组蛋白是染色质的主要成分之一, 其氨基端的氨基酸残基可以被共价修饰, 进而改变染色质构型, 导致转录激活或基因沉默。组蛋白修饰除了简单地调控基因表达, 更在于它可以招募蛋白复合体, 影响下游蛋白, 从而参与细胞分裂、细胞凋亡和记忆形成, 甚至影响免疫系统和炎症反应等。不仅如此, 最近的研究表明, 组蛋白修饰与CTD密码、生物节律、DNA修复之间也存在一定的联系。这些发现证明了组蛋白修饰的重要性。在组蛋白的密码形成与密码破译、修饰级联与招募蛋白质过程中, 蛋白复合体的特殊结构域起到的中介作用都是无法替代的。因此, 这些特殊结构域将是了解“组蛋白密码”的关键。目前质谱分析等技术的广泛应用, 正使得许多新的结构域不断被发现。文章旨在对组蛋白密码的基本内容作一述评, 同时对可能的研究热点进行展望。
被引次数: Baidu(42)
真核生物起源研究进展
高志伟, 王龙
遗传    2020, 42 (10): 929-948.   DOI: 10.16288/j.yczz.20-107
录用日期: 2020-05-25

摘要295)   HTML14)    PDF (1503KB)(386)   

作为重大进化谜题,真核生物起源的研究对于解码真核基因组、阐释真核细胞内部结构之间的关系有重要启示作用。在1977年美国微生物学家Carl Woese发现古细菌并提出三域生命之树之后,大量研究显示古细菌与真核生物在进化上存在着密切联系。21世纪以来,系统发育分析方法不断改进,泉古菌门(Crenarchaeota)、广古菌门(Euryarchaeota)之外与真核生物更加相似的新古细菌门类也相继被发现,这些证据更加支持将真核生物与古细菌合并为一域,形成二域生命之树。目前,通过宏基因组技术发现的Asgard古细菌是与真核生物进化距离最近的原核生物。然而,真核生物祖先的身份以及线粒体起源的时间等核心问题仍是学术界争论的焦点。本文结合近年来国内外研究成果,从生命之树的形态变化与真核生物演变的具体机制两个角度梳理了目前对真核生物起源的认知过程、现有水平和研究前景,以期为揭示真核生物起源进程的后续研究提供参考与指引。

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1105)   HTML71)    PDF (476KB)(1050)   

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。

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1683)   HTML56)    PDF (411KB)(1036)   

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。

体细胞克隆猪发育异常研究进展
敖政, 陈祥, 吴珍芳, 李紫聪
遗传    2020, 42 (10): 993-1003.   DOI: 10.16288/j.yczz.20-105
录用日期: 2020-07-29

摘要135)   HTML2)    PDF (473KB)(146)   

克隆又称体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT),是一种将已分化的细胞重编程恢复全能性而生产与供体细胞基因型完全相同后代的无性繁殖技术。猪的克隆技术具有重要的应用价值,包括扩繁优良种猪、制备基因修饰猪、保护珍贵和濒危猪种以及研究猪体细胞重编程机制。然而,克隆猪存在出生率和初生重低以及死胎率、新生期死亡率和畸形率高等问题,这些都严重影响了克隆猪的应用前景。供体核的表观重编程错误被认为是克隆效率低和胚胎发育异常的主要原因,但是目前大多数研究通过修正表观重编程错误并没有大幅度提高克隆猪的出生率和健康率。本文综述了克隆猪的异常表型、发育异常的原因以及提高猪克隆效率的有效方法,以期为提高克隆猪的成活率提供参考。

增强子的鉴定及其在肿瘤研究中的应用
刘倩, 李春燕
遗传    2020, 42 (9): 817-831.   DOI: 10.16288/j.yczz.20-097
录用日期: 2020-08-04

摘要270)   HTML26)    PDF (827KB)(269)   

增强子是一类增强靶基因转录活性的DNA顺式作用元件。但是增强子与靶基因的方向和距离不确定,大大增加了研究增强子调控的靶基因及其作用机制的困难。已有大量研究显示,增强子的突变或功能异常与疾病发生发展相关;仅有少量研究报道增强子通过促进靶基因的表达,引发癌症或产生抗药性。目前与癌症发生发展和在癌症治疗过程中抗药性产生相关的增强子尚未得到充分鉴定,这些增强子的调控机制也未得到充分解析。本文对目前可在全基因组水平上预测和鉴定增强子以及解析增强子调控机制的方法进行总结和对比,并对近几年增强子在肿瘤诊断、治疗和发生发展机制中的研究进展进行综述。期望本文为筛选与癌症发生发展相关的增强子和解析这些增强子的调控机制提供参考,为提高癌症的诊断和制定癌症的治疗策略提供新的视角。

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427)   HTML15)    PDF (812KB)(334)   

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。

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1149)   HTML41)    PDF (607KB)(1962)   

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)
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1759)   HTML51)    PDF (343KB)(2018)   

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)
“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3574)      PDF (804KB)(99271)   
“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。
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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1384)      PDF (907KB)(4273)   
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1740)   HTML67)    PDF (456KB)(886)   

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。

CRISPR-Cas基因编辑系统升级:聚焦Cas蛋白和PAM
唐连超, 谷峰
遗传    2020, 42 (3): 236-249.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-297
录用日期: 2020-03-04

摘要438)   HTML23)    PDF (1173KB)(514)   

以CRISPR-Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR associated proteins)系统为代表的基因编辑技术的出现极大地促进了人类改造自然界物种的能力。在医疗、工业、农业等多个研究领域,基因编辑技术正在被广泛应用。Cas蛋白是CRISPR-Cas系统的功能蛋白,不同类型的Cas蛋白在其自身活性、识别位点、切割末端、RNA需求等方面具有不同的特性。PAM (protospacer adjacent motif)是靶位点附近的若干个碱基,对Cas蛋白识别靶序列至关重要,也是CRISPR-Cas系统发挥功效的关键特性之一。目前已有多种不同的PAM鉴定方法被报道。本文对Cas蛋白的寻找、Cas蛋白突变体筛选及PAM的确定方法(含PAM谱拓展)进行了综述,以期为新型基因编辑工具的发展和优化提供借鉴。

弗朗西斯·克里克的科学人生
孙咏萍
遗传    2012, 34 (12): 1638-1642.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2012.01638
摘要773)      PDF (281KB)(2101)   
被引次数: Baidu(2)
Cohesin结构及功能研究进展
张雨, 方玉达
遗传    2020, 42 (1): 57-72.   DOI: 10.16288/j.yczz.19-288
录用日期: 2019-12-23

摘要218)   HTML6)    PDF (551KB)(351)   

Cohesin是一类在真核生物进化过程中保守的蛋白复合体,由4个重要亚基相互作用形成环状结构,在细胞分裂过程中参与维持染色体的有序排布。在动物中研究发现cohesin还可以作为分子间的连结器介导绝缘子/增强子-启动子间长距离交互,导致基因表达增强或者抑制,但在植物中关于cohesin在调控基因表达和维持染色体构象方面的研究却相对滞后。本文介绍了cohesin的结构特点和主要组成亚基,对调控cohesin在染色质上动态变化的相关因子进行了总结,并结合近年来植物中cohesin的功能研究和动物中cohesin在三维基因组及转录调控中的重要作用,展望了植物中cohesin在转录调控中的潜在功能。

DNA甲基转移酶分类、功能及其研究进展
王志刚,吴建新
遗传    2009, 31 (9): 903-912.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2009.00903
摘要1557)      PDF (362KB)(7075)   

DNA甲基化是一种在原核和真核生物基因组中常见的复制后修饰, 参与体内多种重要生理过程, 主要包括:调节基因表达, 基因印记, 维持染色体完整性以及X-染色体灭活等。依据结构和功能的不同, 哺乳动物中DNA甲基转移酶(Dnmts)主要分为两大类: DNA甲基化维持酶Dnmt1以及DNA从头甲基化酶Dnmt3a、, Dnmt3b和Dnmt3L等。此外, Dnmt2也具有弱的DNA甲基转移酶活性, 近年来发现它可以甲基化tRNAAsp反密码子环处38C。这些Dnmts对于哺乳动物的生长发育是十分重要的, 它们的功能异常将导致胚胎发育障碍, 癌症等多种疾病。因此, Dnmts可能成为一个重要的分子靶标, 在疾病的治疗和预防中发挥重要作用。文章就Dnmts的分类、功能以及研究进展进行综述。

被引次数: Baidu(106)
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902)      PDF (893KB)(2182)   
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)
鱼类雄核发育的研究进展
赵振山,吴清江,高贵琴
遗传    2000, 22 (2): 109-113.  
摘要1797)      PDF (148KB)(2601)   
雄核发育是在雄核控制下发育的一种特殊的有性生殖方式,它是鱼类单性发育的重要组成部分。本文全面综述了国内外鱼类雄核发育研究的进展状况。主要包括雌核染色体灭活和雄核二倍化诱导技术。雌核染色体灭活主要通过γ、X和紫外线(UV)等辐射处理完成的,其辐射剂量和方法因研究者不同而不同。雄核的二倍化诱导则主要是采用静水压和温度休克阻止第一次有丝分裂来实现的,其二倍化诱导条件与研究的种类不同而有所差异。同时,本文对鱼类雄核发育在遗传育种中的应用前景作了评价。
Abstract:Fish andtogenesis is a kind of secial sexual development which is controlled by male nucleus and it is an important part of fish unisexual development. This paper summarizes the progress of fish androgenesis comprehensively in the world.It includes the techniques of inactive female nucleus of eggs and diploidization of male nucleus. The methods of inactive female nucleus are carride out by using γ,X and ultraviolet (UV)rays to irradiate the eggs,the irradiation dosages and methods are different based on the different researchers. The techniques of diploidization of male nucleus are carried out by using hydrostatic pressure, heat and cold shock to restrain the fish mitosis,the diploidization condition are different from species to species.Meanwhile,the paper evaluates the application perspectives of fish androgenesis on the genetics and breeding.
被引次数: Baidu(37)
采用DNA片段编辑技术反转CTCF结合位点改变基因组拓扑结构和增强子与启动子功能
郭亚, 吴强
遗传    2015, 37 (10): 1073-1074.   DOI: 10.16288/2015-10-1073
摘要346)      PDF (277KB)(1458)   
被引次数: Baidu(2)
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2652)   HTML104)    PDF (477KB)(962)   

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。

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2095)      PDF (340KB)(6390)   
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)
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1075)      PDF (571KB)(3384)   
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。
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真核生物翻译起始机制
杨蓉,潘建伟,朱睦元
遗传    1999, 21 (5): 67-590.  
摘要1227)      PDF (343KB)(2370)   
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2015年中国动物遗传学研究领域若干重要进展
张博, 陈晓芳, 黄勋, 杨晓
遗传    2016, 38 (6): 467-507.   DOI: 10.16288/j.yczz.16-205
摘要752)      PDF (900KB)(1071)   
2015年中国科学家在动物遗传学领域的研究成果斐然。据不完全统计,2015年围绕线虫(Caenorhabditis elegans)、果蝇(Drosophila melanogaster)、斑马鱼(Danio rerio)、爪蛙(Xenopus)和小鼠(Mus musculus)等5个模式动物发表的论文中涉及中国的论文数约占总论文数的1/5,众多具有原创性的研究成果在国际高影响力的期刊上发表。例如:首次鉴定出潜在的磁受体MagR,为磁感应遗传与分子机制的研究带来了重大突破;揭示了褐飞虱(Nilaparvata lugens)翅多型性的遗传基础;首次证明在果蝇基因组中存在腺嘌呤的N6-甲基化;揭示了哺乳动物树突棘修剪与成熟的新的分子机制;发现CRTC2介导的信号通路调控肝脏脂代谢;发现神经递质多巴胺能够调节炎症反应;发现Gasdermin蛋白家族具有诱导细胞焦亡的功能;发现小清蛋白阳性的兴奋性视觉通路能够触发小鼠的恐惧反应等。2015年中国科学家在TALEN和CRISPR/Cas基因组靶向编辑技术领域同样做出了重要贡献。据不完全统计,其中涉及中国的论文占比多于1/5,覆盖了从线虫到灵长类的多种动物、多种基因组修饰方法,并且在世界上首次成功编辑了人类早期胚胎。中国在基因组序列测定与分析研究领域一如既往地保持世界领先,2015年中国科学家在动物基因组方面绘制了家鹅(Anser cygnoides)、壁虎(Gekko japonicus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)和大黄鱼(Larimichthys crocea)的基因组序列图谱,完成了69头中国地方猪(Sus scrofa)的基因组重测序,分别分析了这些动物所独有的生理病理特征以及环境适应能力的遗传基础。本文首次尝试对以中国本土科研团队为主的动物遗传学领域若干重要科研进展进行年度回顾,并选取若干重点论文进行简要介绍,以彰显中国科学家在动物遗传学领域的科研实力和重要贡献。
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DNA甲基化和去甲基化的研究现状及思考
邓大君
遗传    2014, 36 (5): 403-410.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2014.0403
摘要1056)      PDF (932KB)(3453)   

DNA甲基化通过调节基因转录、印记、X染色体灭活和防御外源性遗传物质入侵等, 在细胞分化、胚胎发育、环境适应和疾病发生发展上发挥重要作用, 是当前表观遗传学研究的热点领域之一。文章介绍了在过去几年中TET介导的DNA羟甲基化及其在早期胚胎发育中的作用, DNA主动去甲基化及其与被动去甲基化的关系, DNA甲基化建立及其与组蛋白修饰、染色质构象、多梳蛋白和非编码RNA结合等关系方面的重要研究进展和存在的问题以及DNA甲基化的转化应用前景。

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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1345)      PDF (1136KB)(4630)   
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。
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CRISPR/Cas9的应用及脱靶效应研究进展
郑武, 谷峰
遗传    2015, 37 (10): 1003-1010.   DOI: 10.16288/j.yczz.15-070
摘要1944)      PDF (842KB)(4829)   
CRISPR/Cas9基因编辑技术在生命科学领域掀起了一场全新的技术革命,该技术可以对基因组特定位点进行靶向编辑,包括缺失、插入、修复等。CRISPR/Cas9比锌指核酸酶 (ZFNs)和转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)技术更易于操作,而且更高效。CRISPR/Cas9系统中的向导RNA(Single guide RNA, sgRNA)是一段与目标DNA片段匹配的RNA序列,指导Cas9蛋白对基因组进行识别。研究发现,设计的sgRNA会与非靶点DNA序列错配,引入非预期的基因突变,即脱靶效应(Off-target effects)。脱靶效应严重制约了CRISPR/Cas9基因编辑技术的广泛应用。为了避免脱靶效应,研究者对影响脱靶效应的因素进行了系统研究并提出了许多降低脱靶效应的方法。文章总结了CRISPR/Cas9系统的应用及脱靶效应研究进展,以期为相关领域的工作提供参考。
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我国主要遗传病的发病率
胡诞宁
遗传    1986, 8 (3): 8-10.  
摘要2522)      PDF (232KB)(1848)   
遗传病发病率的研究是医学遗传学,特别是群体 遗传学的主要内容之一。遗传病患病率的调查可以提 供人口素质的重要数据,对开展计划生育、优生与遗传 病防治工作,都有重要意义。比较各种族、各地区的遗 传病患病率的差异,又可为探索发病机理提供线索。国 外主要遗传病的发病率,我们已有叙述介绍“’。国内 遗传病发病率的研究工作开始较迟。目前资料较齐全 的疾病主要是一些多基因病、眼遗传病、血红蛋白病和 智力发育不全。新生儿染色体普查工作刚开始。各种 单基因遗传病的发病率,虽已积累了一些资料,但还不 够完整。同时,我国是一个多民族的国家,而目前普查 材料大都来自汉族集居区,因此也只能反映汉族的一 些情况。由于以往这方面的资料分别发表于遗传学、医 学遗传学、综合性医学、各专科医学的会议材料或刊物 上,比较分散。现将我们收集到的资料综合如下,供读 者参考。
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中华民族永生细胞库在生命科学研究中的支撑作用
许崇凤,段子渊
遗传    2017, 39 (1): 75-86.   DOI: 10.16288/j.yczz.16-391
摘要506)   HTML3)    PDF (365KB)(1864)   

人类样品是生物医学研究必需的物质基础。B淋巴母细胞系(LCL)是利用Epstein-Barr(EB)病毒转化人的B细胞获得,制备简便,可以无限繁殖,是非常便捷的保存人类样品的形式。中华民族永生细胞库保藏有中国各个民族群体的LCL。目前,已经有详实的LCL的性质研究以及关于LCL的全基因组数据,因而, LCL已经广泛应用于遗传学、免疫学、药学基因组学、再生医学、癌症发生与免疫治疗、筛选制备全人单克隆中和抗体及EB病毒致病机理等研究领域。本文对LCL的特性以及LCL在上述研究领域中的应用进行了综述,最后对中华民族永生细胞库的保藏内容做了简单介绍,以促进广大科研人员进一步了解该细胞库的科研价值,充分发挥该库保藏资源在基础科学、生物医学研究中的科技支撑作用。

染色体移动复合物的结构、定位与功能
戴建国,郑慧华,张平
遗传    2011, 33 (6): 576-584.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2011.00576
摘要1612)      PDF (392KB)(2807)   
染色体移动复合物主要由蛋白激酶Aurora B、内层着丝粒蛋白、存活蛋白及蛋白Borealin组成。它在细胞分裂的不同阶段, 能及时精确地定位到相关部位并作用于相应底物; 具有调节染色质组蛋白磷酸化, 控制姐妹染色单体的粘着、分离, 参与分裂纺锤体组装及其对染色体的捕捉, 纠正动粒与微管间不适当附着, 将染色体精确分配到子细胞及促进胞浆分离等重要功能。文章简要介绍了染色体移动复合物的结构成分, 在染色体臂部、内层着丝粒及纺锤体中区的定位过程, 及其定位在不同部位的相应功能。
诱导多能干细胞技术及其在疾病研究中的应用
蔡晨依, 孟飞龙, 饶琳, 刘云玥, 赵小立
遗传    2020, 42 (11): 1042-1061.   DOI: 10.16288/j.yczz.20-235
录用日期: 2020-11-03

摘要84)   HTML2)    PDF (1267KB)(80)   

自2006年Takahashi和Yamanaka报道生成诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)以来,多能干细胞领域进入了前所未有的发展状态,在疾病建模、药物发现以及细胞疗法等各方面都发挥重要作用,促进了细胞生物学和再生医学等学科的发展。目前,iPSCs技术已成为研究病理机制的重要工具,利用iPSCs技术筛选的新药物正在研发中,使用iPSCs衍生细胞的临床试验数量也在逐渐增长。iPSCs与基因编辑技术以及3D类器官相结合的最新研究进展促进了iPSCs在疾病研究中的进一步应用。本文介绍了近年来重编程方法的革新,分析了整合病毒载体系统、整合非病毒载体系统、非整合病毒载体系统以及非整合非病毒载体系统四种重编程方法的利弊;同时综述了iPSCs在疾病建模以及临床治疗等方面的最新研究进展,为促进iPSCs各领域的深入研究提供参考。

SIRT3与细胞代谢及心血管疾病的相关性
曹丽娟,刘昕訸,查晴,宋倩,杨克,刘艳
遗传    2015, 37 (2): 111-120.   DOI: 10.16288/j.yczz.14-283
摘要746)      PDF (789KB)(2297)   
蛋白去乙酰化酶在细胞生理过程中发挥着极为重要的作用。人蛋白去乙酰化酶包括HDACⅠ、HDACⅡ、HDACⅢ和HDACⅣ4个家族。其中第Ⅲ类即Sir2(Silent information regulator 2)家族包括7个成员——SIRT1~ SIRT7,每个成员都具有不同的细胞定位,并且发挥不同的生物学功能。作为主要定位于线粒体的组蛋白去乙酰化酶,SIRT3不仅调节细胞的能量代谢,并在细胞凋亡、肿瘤生长和一些疾病中发挥作用。文章综述了SIRT3在细胞代谢中的生物学功能以及其在心血管疾病中的研究进展。
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基因组DNA甲基化及组蛋白甲基化
王瑞娴, 徐建红
遗传    2014, 36 (3): 191-199.   DOI: 10.3724/SP.J.1005.2014.0191
摘要1458)      PDF (1904KB)(3644)   

在真核生物中, DNA甲基化是一种非常重要的表观遗传学标记, 能影响染色质的结构和基因的表达。随着全基因组甲基化测序的发展, 全基因组范围内的DNA甲基化水平得以了解。文章概述了基因组中启动子、基因本体、增强子、沉默子和转座子等不同元件的DNA甲基化的研究进展, 以及DNA甲基化与基因表达调控间的关系。启动子的DNA甲基化对基因的表达有抑制作用, 而基因本体的DNA甲基化与基因的表达关系因物种或细胞类型不同而异。增强子的DNA甲基化状态与基因活性呈反比关系, 沉默子则相反呈正相关。转座子的DNA高度甲基化抑制其转座活性, 从而维持基因组的稳定性。文章还探讨了DNA甲基化与组蛋白甲基化间的相互作用及其对基因表达、可变剪切、转录的调控作用, 以及本领域的未来研究方向。

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CRISPR/Cas9系统在培育抗病毒植物新种质中的应用
张道微, 张超凡, 董芳, 黄艳岚, 张亚, 周虹
遗传    2016, 38 (9): 811-820.   DOI: 10.16288/j.yczz.16-134
摘要793)      PDF (542KB)(2202)   
随着CRISPR/Cas9系统在基因组编辑技术上的开发和完善,CRISPR/Cas9系统在应用于动物病毒感染性疾病防治并取得相当成效的同时,也逐步被应用到对植物病毒基因组进行高效靶向修饰的研究中。CRISPR/Cas9系统对基因组靶向修饰作用不仅实现了对植物DNA病毒基因组序列的编辑,还展示了其有效作用于植物RNA病毒基因组的潜力,同时CRISPR/Cas9系统还能在基因转录和转录后调控水平发挥作用,说明该系统具有通过多种途径调控植物病毒复制的潜能。相对其他植物病毒病防治策略,该系统对病毒基因组的编辑更精准、对基因表达的调控更稳定,对病毒病的抗性也更为广谱。本文将CRISPR/Cas9系统与其他植物病毒病防治策略进行了比较,概述了该系统在培育植物抗病毒病新种质中的优势,分析了其具体应用在该领域中面临的主要问题,讨论了该系统在培育抗病毒植物新种质应用中的发展趋势。
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超级增强子在肿瘤研究中的进展
吴志强, 米泽云
遗传    2019, 41 (1): 41-51.   DOI: 10.16288/j.yczz.18-152
录用日期: 2018-11-06

摘要1224)   HTML39)    PDF (652KB)(618)   

超级增强子是由多个相邻近的普通增强子组成的、驱动调控细胞身份基因表达的一个大簇,该区域富集高密度的转录因子、辅因子及增强子相关表观修饰。超级增强子所驱动的异常转录基因对维持肿瘤细胞特性至关重要。肿瘤细胞通过组装自身超级增强子,显著促进多种癌基因表达,从而增强肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移的能力;抑制超级增强子的活性,则显著抑制肿瘤细胞的生长和存活。本文对目前报道的肿瘤细胞中超级增强子的结构特征和功能调控,以及靶向超级增强子药物研发现状进行了总结,旨在为研发新的针对超级增强子为靶点的抗肿瘤药物提供理论基础和借鉴。

全基因组关联研究通路分析方法现状
王钰嫣,王子兴,胡耀达,王蕾,李宁,张彪,韩伟,姜晶梅
遗传    2017, 39 (8): 707-716.   DOI: 10.16288/j.yczz.16-419
摘要989)   HTML20)    PDF (361KB)(2317)   

全基因组关联研究(genome-wide association study, GWAS)自2005年首次发表以来已不断增进人们对疾病遗传机制的认识,结合系统生物学并改进统计分析方法是对GWAS数据进行深度挖掘的重要途径。通路分析(pathway analysis)将GWAS所检测的遗传变异根据一定的生物学含义组合为集合进行分析,有利于发现对疾病单独效应小却在通路中相互关联的遗传变异,更有利于进行生物学解释。当前通路分析在GWAS数据上已有较为广泛的应用并取得初步成果。与此同时,通路分析的统计方法仍在不断发展。本文旨在介绍现有直接以SNP为对象的GWAS通路分析算法,根据方法中是否采用核函数分为非核算法和核算法两大类,其中非核算法主要包括基因功能富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA)和分层贝叶斯优取(hierarchical Bayes prioritization, HBP),核算法包括线性核(linear kernel, LIN)、状态认证核(identity-by-status kernel, IBS)和尺度不变核(powered exponential kernel)。通过介绍这些方法的计算原理和优缺点,以期为新算法的构建提供更好的思路,为GWAS领域研究方法的选择提供参考。

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