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Mutator超家族转座子研究进展 预览
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作者 从春生 李玉斌 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期131-144,共14页
转座子是一类可以在基因组中不同遗传位点间移动的DNA序列,在其转移过程中有时会伴随自身拷贝数的增加。作为基因组的重要组成部分,转座子可以通过多种方式影响宿主基因及基因组的结构与功能,进而在宿主的演化过程中扮演重要角色。目前... 转座子是一类可以在基因组中不同遗传位点间移动的DNA序列,在其转移过程中有时会伴随自身拷贝数的增加。作为基因组的重要组成部分,转座子可以通过多种方式影响宿主基因及基因组的结构与功能,进而在宿主的演化过程中扮演重要角色。目前依据转座过程中间体类型的不同可以将其分为I类转座子和II类转座子。Mutator超家族转座子是20世纪70年代在玉米(Zea may L.)中发现的一类特殊的转座子,其属于II类转座子,广泛存在于真核生物基因组中,包含遗传特征明晰可分的众多转座子家族。此外,该超家族转座子转座频率高,倾向于插入基因富含区及低拷贝序列区,可快速产生大量新的突变体,目前已被广泛应用于正向及反向遗传学研究。本文结合近年来相关研究结果,围绕Mutator超家族转座子的分类组成、结构特征、转座机制、插入偏好、靶位点重复序列以及玉米自主性MULEs元件展开综述,并对转座子研究面临的问题及未来研究方向进行了探讨,旨在与研究领域内的同行探讨相关研究的可能突破点、未来发展方向及可能产生的重大影响。 展开更多
关键词 Mutator超家族 Mu家族 MULEs元件 转座机制 插入偏好 靶位点重复序列
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基因组选择在猪杂交育种中的应用 预览
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作者 杨岸奇 陈斌 +2 位作者 冉茂良 杨广民 曾诚 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期145-152,共8页
基因组选择是指在全基因组范围内通过基因组中大量的标记信息估计出个体全基因组范围的育种值,可进一步提升育种效率和准确性,目前在猪纯繁育种中得到广泛应用。但有研究表明,现有的基因组选择方法在猪杂交育种上的应用效果并不理想,在... 基因组选择是指在全基因组范围内通过基因组中大量的标记信息估计出个体全基因组范围的育种值,可进一步提升育种效率和准确性,目前在猪纯繁育种中得到广泛应用。但有研究表明,现有的基因组选择方法在猪杂交育种上的应用效果并不理想,在跨群体条件下预测准确性极低。杂交作为养猪业中最为广泛的育种手段之一,通过结合基因组选择理论进一步提升猪的生产性能,具有重要的经济和研究价值。本文综述了基因组选择的发展及其在猪育种中的应用现状,并结合国内外猪杂交育种的方式,分析了目前基因组选择方法在猪杂交育种应用方面的不足,旨在为未来基因组选择在猪杂交育种中的合理应用提供参考。 展开更多
关键词 基因组选择 杂交育种 统计模型
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RNAi在抗蚊媒病毒感染中的研究进展 预览
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作者 魏勇 何玉兰 郑学礼 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期153-160,共8页
蚊媒病因具有较高的发病率和传播率使其成为全球关注的重要公共卫生问题。蚊虫作为蚊媒病的传播媒介,研究其与蚊媒病毒两者之间的相互作用机制将有助于蚊媒病的防控。蚊虫抵御蚊媒病毒的先天免疫降低和病毒成功逃避蚊虫免疫屏障为病毒... 蚊媒病因具有较高的发病率和传播率使其成为全球关注的重要公共卫生问题。蚊虫作为蚊媒病的传播媒介,研究其与蚊媒病毒两者之间的相互作用机制将有助于蚊媒病的防控。蚊虫抵御蚊媒病毒的先天免疫降低和病毒成功逃避蚊虫免疫屏障为病毒在蚊虫体内的持续感染和蚊媒病的暴发流行造成了潜在风险。RNA干扰(RNA interference,RNAi)途径作为蚊虫体内强大的抗病毒防御屏障,通过产生多种小RNA降解病毒RNA,从而达到抑制病毒复制和传播的目的。本文对小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)、微小RNA(microRNA,miRNA)、Piwi蛋白相作用RNA(Piwi-interacting RNA,piRNA)等3种小分子RNA在蚊虫体内发挥抗蚊媒病毒感染的先天免疫机制的相关研究进行了综述,以期为蚊媒病的防控提供理论参考。 展开更多
关键词 蚊虫 蚊媒病毒 SIRNA MIRNA PIRNA
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TSR1突变导致先天性白内障及其在晶状体中的表达 预览
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作者 于雅洁 邱峰 张新安 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期161-171,共11页
先天性白内障(congenital cataract,CC)是一种罕见的晶状体发育异常疾病,主要表现为晶状体部分或完全浑浊。先天性白内障遗传异质性高,已鉴定的致病基因多达266个。本研究在一个中国先天性白内障家系中通过全基因组测序及Sanger测序验证... 先天性白内障(congenital cataract,CC)是一种罕见的晶状体发育异常疾病,主要表现为晶状体部分或完全浑浊。先天性白内障遗传异质性高,已鉴定的致病基因多达266个。本研究在一个中国先天性白内障家系中通过全基因组测序及Sanger测序验证,筛查到一个新的先天性白内障候选致病基因TSR1,与家系疾病表型共分离。通过minigene实验证实该变异影响TSR1基因mRNA剪接。Western blotting、免疫荧光和RT-PCR实验证实TSR1在人晶状体上皮细胞SRA01/04、年龄相关性白内障患者晶状体前囊膜组织、24周人胎眼晶状体和小鼠晶状体中表达。通过对iSyTE数据库的分析发现,Tsr1在小鼠的胚胎期和不同发育时期的晶状体中都有表达,且在晶状体特异性CBP:p300双敲除小鼠中Tsr1表达下调。提取在CBP:p300双敲除小鼠晶状体中与Tsr1具有相同表达模式的一组基因进行蛋白质-蛋白质相互作用网络(protein-protein interaction,PPI)分析,结果表明筛选出6个基因与Tsr1存在直接相互作用。GO功能分析表明Tsr1参与核糖体的组装,还可能在MAPK-Erk信号通路中发挥作用,为进一步明确Tsr1在晶状体中的功能提供了有价值的研究线索。 展开更多
关键词 TSR1 晶状体 蛋白质相互作用网络
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染色质构象与基因功能 预览
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作者 黄其通 李清 张玉波 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-17,共17页
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... 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。 展开更多
关键词 染色质构象 基因功能 动态调控
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CRISPR/Cas9基因编辑在三维基因组研究中的应用 预览
6
作者 刘沛峰 吴强 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期18-31,共14页
CRISPR/Cas9系统在基因编辑方面具有巨大优势,能够低成本、可编程、方便快捷地用于动物、植物以及微生物的基因组靶向编辑和功能改造。三维基因组学是近年来兴起的一门研究染色质高级结构动态调控及基因组生物学功能的交叉学科。在三维... CRISPR/Cas9系统在基因编辑方面具有巨大优势,能够低成本、可编程、方便快捷地用于动物、植物以及微生物的基因组靶向编辑和功能改造。三维基因组学是近年来兴起的一门研究染色质高级结构动态调控及基因组生物学功能的交叉学科。在三维基因组研究中,通常采用对DNA片段进行基因编辑以模拟基因组结构性变异,标记特定DNA片段,进而研究调控元件对于基因调控、细胞分化、组织发生、器官形成、个体发育的影响,最终阐明三维基因组的组装调控机制和生物学功能。因此,CRISPR及其衍生技术为研究三维基因组提供了极好的遗传学工具。本文主要综述了CRISPR片段编辑及其衍生技术在三维基因组调控与功能研究中的应用,以期为后续研究工作提供理论参考以及新的研究思路。 展开更多
关键词 CRISPR/Cas9系统 三维基因组 DNA片段编辑 染色质重排 Cas9核酸酶内切机制
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细胞终末分化过程中三维基因组结构与功能调控的分子机制 预览
7
作者 杨科 薛征 吕湘 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期32-44,共13页
真核细胞中的染色质DNA高度折叠形成复杂的三维结构,其空间组织方式对精准调控基因的表达和细胞发挥正常功能都起着重要的作用。细胞终末分化成熟过程中形态及基因表达谱常发生显著改变,同时伴随着明显的基因组三维结构变化。本文在简... 真核细胞中的染色质DNA高度折叠形成复杂的三维结构,其空间组织方式对精准调控基因的表达和细胞发挥正常功能都起着重要的作用。细胞终末分化成熟过程中形态及基因表达谱常发生显著改变,同时伴随着明显的基因组三维结构变化。本文在简单介绍三维基因组多层次组织结构(染色质领域、A/B区室、拓扑相关结构域和成环构象等)基础上,重点综述了细胞终末分化过程中三维基因组结构变化与功能调控方面的研究进展,并探讨了当前三维基因组研究在解析细胞分化成熟过程时存在的问题和前景。 展开更多
关键词 三维基因组 A/B区室 拓扑相关结构域 成环构象 细胞终末分化
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生物大分子“液–液相分离”调控染色质三维空间结构和功能 预览
8
作者 高晓萌 张治华 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期45-56,共12页
生物大分子的相分离聚集(简称相分离)是驱动细胞内无膜细胞器形成的主要机制,参与众多生物学过程并和多种人类疾病密切相关,如神经退行性疾病等。近年来,研究人员围绕相分离现象的分子机制和生物学功能,发现了相分离与信号传导、染色质... 生物大分子的相分离聚集(简称相分离)是驱动细胞内无膜细胞器形成的主要机制,参与众多生物学过程并和多种人类疾病密切相关,如神经退行性疾病等。近年来,研究人员围绕相分离现象的分子机制和生物学功能,发现了相分离与信号传导、染色质结构、基因表达、转录调控等一系列生物学过程存在紧密关联,为理解细胞命运决定和疾病发生提供了新的视角,为疾病治疗和新药研发开辟了新的可能途径。本文在回顾了相分离研究的发展过程、相分离现象在生物学中的应用,以及相分离与疾病的关系的基础上,重点分析了近年来相分离与染色质结构关联方面的研究突破,包括相分离如何感知并重塑染色质结构、超级增强子如何通过相分离调节基因表达、共转录激活因子如何通过相分离参与基因表达调控等,以期为进一步理解相分离与染色质空间结构的关系提供参考。 展开更多
关键词 相分离 染色质结构 基因表达 转录调控 疾病
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Cohesin结构及功能研究进展 预览
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作者 张雨 方玉达 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期57-72,共16页
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... 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。 展开更多
关键词 SMC COHESIN 细胞周期 三维基因组 转录调控
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脱发相关差异表达基因的生物信息学分析 预览
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作者 向虹 阳小胡 +2 位作者 艾亮霞 潘燕平 胡勇 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期172-182,I0002,I0003,共13页
利用生物信息学方法分析脱发相关差异表达基因,有望帮助了解脱发发生发展的分子机制。本研究从NCBI的子数据库GEO中选择基因表达谱GSE45512和GSE45513数据集,利用R语言limma工具包,筛选出两个物种斑秃样本与正常样本的共同显著差异表达... 利用生物信息学方法分析脱发相关差异表达基因,有望帮助了解脱发发生发展的分子机制。本研究从NCBI的子数据库GEO中选择基因表达谱GSE45512和GSE45513数据集,利用R语言limma工具包,筛选出两个物种斑秃样本与正常样本的共同显著差异表达基因。对这部分基因进行功能注释和蛋白互作网络分析,同时对全部差异表达基因进行基因集富集分析。结果发现,人头皮斑秃样本共筛选出225个差异表达基因;C3H/HeJ小鼠自发斑秃皮肤样本共筛选出337个差异表达基因;两个物种的共同显著差异表达基因有23个。GO功能富集分析和蛋白互作网络分析显示,这部分差异基因显著富集于免疫相关功能,并且彼此间存在蛋白互作关系。基因集富集分析显示两个物种的差异基因都能显著富集到趋化因子信号通路、细胞因子受体相互作用、金葡菌感染及抗原加工与呈递通路;而且人的下调差异基因不仅映射到了人类表型数据库的脱发表型,也映射到皮肤附属物病理相关表型。综上所述,本研究通过生物信息方法分析脱发皮肤组织与正常皮肤组织的差异表达基因,最终筛选出23个在人和小鼠中共同存在的显著差异表达基因;此外,分析发现脱发与免疫过程及皮肤附属物病变密切相关,这些结果为脱发的诊断和治疗提供了新思路。 展开更多
关键词 脱发 斑秃 GEO 生物信息学
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七鳃鳗Lja-SHP2分子鉴定、重组表达及免疫学研究 预览
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作者 李歆 渠成名 +2 位作者 韩英伦 刘欣 李庆伟 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期183-193,I0004,I0005,共13页
高等脊椎动物的蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2(SH2 domain-containing protein-tyrosine phosphatase-2)由ptpn11基因编码,催化酪氨酸残基去磷酸化,与其他能催化酪氨酸磷酸化的蛋白酪氨酸激酶共同调节机体内多种信号通路的信号传导。以往研究表... 高等脊椎动物的蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2(SH2 domain-containing protein-tyrosine phosphatase-2)由ptpn11基因编码,催化酪氨酸残基去磷酸化,与其他能催化酪氨酸磷酸化的蛋白酪氨酸激酶共同调节机体内多种信号通路的信号传导。以往研究表明,SHP2在高等脊椎动物T细胞和B细胞的激活与信号转导过程中起着重要作用。为了研究无颌类脊椎动物日本七鳃鳗(Lampetra japonica)中与SHP2同源的分子——Lja-SHP2在免疫应答反应中的作用,本研究通过PCR扩增获取其Lja-SHP2开放阅读框序列,并构建到原核表达载体pET-32a中,成功在大肠杆菌中实现重组蛋白表达并制备了其兔源多克隆抗体。用混合菌免疫刺激日本七鳃鳗后,通过实时荧光定量PCR和免疫印迹方法检测了Lja-SHP2在日本七鳃鳗免疫相关组织中mRNA和蛋白水平表达谱。结果显示,混合菌免疫刺激后,Lja-SHP2 mRNA和蛋白表达在外周血白细胞和髓样小体中无显著变化,而在鳃组织中显著性上调(P<0.05),说明Lja-SHP2在混合菌刺激后主要参与了鳃组织的免疫应答反应。为了进一步探究Lja-SHP2与淋巴细胞亚群免疫应答反应的相关性,本研究分别使用B细胞有丝分裂原脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)和T细胞的有丝分裂原植物凝集素(phytohemagglutinin,PHA)免疫刺激日本七鳃鳗。经LPS免疫刺激后,与对照组相比,白细胞中Lja-SHP2蛋白表达显著上调,鳃组织和髓样小体没有显著性差异表达;但经PHA免疫刺激后,与对照组相比,白细胞、鳃组织和髓样小体3种组织中Lja-SHP2均有上调,尤其在白细胞中上调最为显著,大约是对照组的2.5倍,说明Lja-SHP2参与了日本七鳃鳗由PHA介导的免疫应答反应。由于PHA能刺激日本七鳃鳗鳃组织中VLRA+淋巴细胞的活化,这表明Lja-SHP2可能参与了PHA介导的VLRA+淋巴细胞亚群的免疫应答反应。上述研究结果为进一步探索Lja-SHP2在七鳃鳗免疫应答过程中的功能奠� 展开更多
关键词 日本七鳃鳗 Lja-SHP2 抗体制备 免疫应答
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互花米草NAC转录因子家族的鉴定与表达分析 预览
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作者 王涛涛 杨勇 +2 位作者 魏唯 林辰涛 马留银 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期194-211,I0006,共19页
互花米草(Spartina alterniflora)作为一种海岸带盐生植物,高度耐盐胁迫,但因为缺少参考基因组,其耐盐的分子机制却尚未见报道。NAC家族蛋白是植物特有的转录因子,调控植物的生长发育和胁迫应答。为了鉴定互花米草NAC蛋白(SaNAC)并探究... 互花米草(Spartina alterniflora)作为一种海岸带盐生植物,高度耐盐胁迫,但因为缺少参考基因组,其耐盐的分子机制却尚未见报道。NAC家族蛋白是植物特有的转录因子,调控植物的生长发育和胁迫应答。为了鉴定互花米草NAC蛋白(SaNAC)并探究它们与互花米草生长发育及胁迫响应之间的关系,本研究以互花米草三代全长转录组数据为参考,通过与水稻(Oryza sativa)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和玉米(Zea mays)NAC蛋白序列进行比对,并结合保守功能域进一步筛选,最终找到62个SaNAC蛋白。从蛋白序列比对、进化、motif预测、同源性比较、亚细胞定位、组织表达以及非生物胁迫下的基因差异表达等方面分别对互花米草NAC家族成员进行分析,结果发现SaNAC蛋白均含有保守的NAM结构域,且在进化上与水稻NAC家族具有一定的相似性;SaNAC家族中的两个蛋白SaNAC9和SaNAC49在细胞核表达;另外,本研究还发现互花米草SaNAC基因表达具有高度组织和胁迫应答差异性。这些结果表明互花米草NAC转录因子家族不仅具有保守的功能域,而且在调控互花米草的生长发育和非生物胁迫响应过程中具有重要的作用。 展开更多
关键词 互花米草 NAC 转录因子 基因家族 基因表达
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2019新型冠状病毒信息库 预览
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作者 赵文明 宋述慧 +14 位作者 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 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期212-221,I0007,I0008,共12页
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... 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。 展开更多
关键词 冠状病毒数据库 2019新型冠状病毒 国家生物信息中心 国家基因组科学数据中心 基因组数据共享
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通识教育中融入人类遗传学的教学实践 预览
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作者 程汉华 周荣家 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期222-229,共8页
通识教育已经成为大学高等教育的重要组成部分,强调通专结合的办学理念,要求践行“以人为本”的教育实践。在教学实践中存在不少困难和困惑,需要不断总结和发展中国特色的通识教育体系。本文凝练了在人类生物学教学实践中如何融入人类... 通识教育已经成为大学高等教育的重要组成部分,强调通专结合的办学理念,要求践行“以人为本”的教育实践。在教学实践中存在不少困难和困惑,需要不断总结和发展中国特色的通识教育体系。本文凝练了在人类生物学教学实践中如何融入人类遗传学知识的通识教学理念、案例和分析,以“人是什么”为切入点引入贴近生活的教学内容。通过现代进化基因组学知识,解析人类自身发展的过去、现在和未来所涉及的生物学核心问题。剖析人的经典属性及其与通识教育的特殊关联,进而引出基于问题的深层次思考。 展开更多
关键词 通识教育 人类生物学 遗传学
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植物三维染色质构型研究进展 预览
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作者 董芊里 王金宾 +1 位作者 李晓宠 宫磊 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期73-86,共14页
染色质在细胞核内的缠绕、折叠及其在细胞核内的空间排布是真核生物染色质构型的主要特征。在经典DNA探针荧光原位杂交显微观察的基础上,基于新一代测序技术的Hi-C及ChIA-PET染色质构型捕获技术已经被广泛应用于动物及植物细胞核染色质... 染色质在细胞核内的缠绕、折叠及其在细胞核内的空间排布是真核生物染色质构型的主要特征。在经典DNA探针荧光原位杂交显微观察的基础上,基于新一代测序技术的Hi-C及ChIA-PET染色质构型捕获技术已经被广泛应用于动物及植物细胞核染色质构型的研究中,并以新的角度定义了包括:染色体(质)域(chromosome territory)、A/B染色质区室(compartment A/B)、拓扑偶联结构域(topological associated domains,TADs)、染色质环(chromatin loops)等在内的多个更为精细的染色质构型。利用以上两种主流技术,越来越多的植物物种染色质构型特征被鉴定、分析和比较。本文系统分析和总结了近年来以植物细胞为模型的细胞核染色构型领域取得的重要成果,包括各级染色质构型特征的组成、建立机制和主要影响因素等。在此基础上,分析了目前研究植物染色质构型技术的瓶颈和突破性的技术进展,并对后续研究主要关注的问题和研究内容进行了展望,以期为相关领域的研究提供更多的理论参考和依据。 展开更多
关键词 染色质构型 高通量染色质构象捕获测序 末端配对标签测序 染色质区室 拓扑偶联结构域
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基于生物信息学的Hi-C研究现状与发展趋势 预览
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作者 吕红强 郝乐乐 +3 位作者 刘二虎 吴志芳 韩九强 刘源 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期87-99,共13页
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... 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。 展开更多
关键词 3D基因组学 Hi-C 生物信息学
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DNMT3a通过提升基因内部甲基化介导紫杉醇诱导的LINE-1异常表达 预览
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作者 王昕源 张雨 +2 位作者 杨楠 程禾 孙玉洁 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期100-111,共12页
药物诱导的长散在重复序列LINE-1异常激活可促进细胞基因组不稳定,而基因组不稳定是促进肿瘤发生发展和耐药表型形成的重要因素。因此,探索LINE-1异常激活的分子机制具有重要的理论和临床意义。DNA甲基化是调控基因表达的重要方式,已知... 药物诱导的长散在重复序列LINE-1异常激活可促进细胞基因组不稳定,而基因组不稳定是促进肿瘤发生发展和耐药表型形成的重要因素。因此,探索LINE-1异常激活的分子机制具有重要的理论和临床意义。DNA甲基化是调控基因表达的重要方式,已知DNA甲基转移酶家族成员DNMT3a不仅能通过促进基因启动子甲基化抑制基因表达,还可通过增强基因内部甲基化上调基因表达。本实验室前期研究发现,将乳腺癌细胞暴露于化疗药物可诱导LINE-1异常高表达,但LINE-1启动子甲基化水平并无显著改变。本研究进一步探讨了在化疗药物压力下DNMT3a是否可通过增强LINE-1基因内部甲基化水平促进LINE-1在乳腺癌细胞中的异常高表达。ChIP实验和甲基分析结果显示,用化疗药物紫杉醇(PTX)处理乳腺癌细胞,不仅可以诱导DNMT3a表达,而且可以促进DNMT3a与LINE-1基因内部区域的结合,提升其基因内部甲基化水平,进而上调LINE-1的表达水平。利用表达载体增加细胞内DNMT3a的表达水平,可显著上调LINE-1基因内部的甲基化及基因的表达水平,而下调DNMT3a的表达可有效抑制LINE-1表达。上述研究结果表明,DNMT3a介导的基因非启动子区甲基化在药物诱导的LINE-1异常激活中发挥重要作用,为认识LINE-1在乳腺癌化疗耐药性形成过程中异常激活的机制提供了新思路。 展开更多
关键词 乳腺癌 LINE-1异常激活 基因内部DNA甲基化 DNMT3a
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内侧前额叶皮质DNA甲基化调控大鼠酒精相关行为 预览
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作者 崔亨贞 孙蜜烛 +4 位作者 王润芝 李辰雨 黄予暄 黄秋菊 乔晓孟 遗传 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期112-125,共14页
酒精滥用不仅导致组织器官损伤,还易诱发神经精神疾病。研究表明,DNA甲基化在酒精诱导基因表达和行为改变中发挥重要作用,但具体的神经生物学机制尚未被阐明。为了探索DNA甲基化在酒精滥用中的作用机制,本研究选取健康成年雄性SD大鼠(Ra... 酒精滥用不仅导致组织器官损伤,还易诱发神经精神疾病。研究表明,DNA甲基化在酒精诱导基因表达和行为改变中发挥重要作用,但具体的神经生物学机制尚未被阐明。为了探索DNA甲基化在酒精滥用中的作用机制,本研究选取健康成年雄性SD大鼠(Rattus norvegicus)32只,随机分为饮水对照组(n=16)和慢性酒精暴露组(n=16),运用双瓶选择实验(two bottle choice test,TBCT)评估大鼠酒精偏爱率(alcohol preference),通过旷场行为(open field test,OFT)评估活动状态并检测血酒精浓度。分离两组大鼠内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex,mPFC),提取总DNA,利用简化代表性重亚硫酸盐测序技术(reduced representation bisulfite sequencing,RRBS)构建mPFC甲基化谱,对差异基因进行功能富集和通路分析,筛选与酒精滥用密切相关的甲基化差异基因,运用qRT-PCR技术检测差异基因的表达,验证DNA甲基化对基因的表达调控;利用qRT-PCR和Western blot检测甲基转移酶(DNA methyltransferases,DNMTs)和甲基化CpG位点结合蛋白2(methyl CpG binding protein 2,MeCP2)的表达;同时,还检测了短期酒精暴露(7 d)对大鼠mPFC内DNMTs和MeCP2的影响(n=8/组)。结果表明,慢性酒精暴露大鼠mPFC内基因启动子区甲基化水平显著升高。与酒精滥用密切相关的差异基因中,慢性酒精暴露组Ntf3和Ppm1G启动子区甲基化水平升高,mRNA表达降低;Hap1和DUSP1启动子区甲基化水平降低,mRNA表达升高。慢性酒精暴露使DNMT3B和MeCP2 mRNA和蛋白表达升高,而短期内酒精暴露不影响它们的表达。本研究初步证实DNA甲基化与酒精滥用的发展相关,可能受DNMT3B和MeCP2分子的调控,并发现了与酒精滥用相关的靶基因Ntf3、Ppm1G、Hap1和DUSP1,为研究酒精滥用的神经生物学机制提供了新见解,同时为酒精滥用治疗提供了可能的药理学靶点。 展开更多
关键词 酒精滥用 DNA甲基化 DNA甲基转移酶 内侧前额叶皮质
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脂肪组织DNA甲基化与糖尿病和肥胖的发生发展 预览
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作者 黄鑫 陈永强 +1 位作者 徐国良 彭淑红 遗传 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期98-110,共13页
糖尿病和肥胖是经常一起出现的复杂性代谢疾病,均受遗传因素和环境因素双重影响。越来越多的研究表明,DNA甲基化的变化会导致糖尿病和肥胖的发生。脂肪组织是糖尿病和肥胖主要的受累组织,同时作为内分泌器官参与多种病理生理过程,调节... 糖尿病和肥胖是经常一起出现的复杂性代谢疾病,均受遗传因素和环境因素双重影响。越来越多的研究表明,DNA甲基化的变化会导致糖尿病和肥胖的发生。脂肪组织是糖尿病和肥胖主要的受累组织,同时作为内分泌器官参与多种病理生理过程,调节机体代谢平衡。脂肪组织相关基因的DNA甲基化变化会影响脂肪组织功能,从而与糖尿病和肥胖的发生密切相关。本文主要阐述糖尿病患者和肥胖患者不同类型脂肪组织DNA甲基化变化,以期深入了解糖尿病和肥胖发生发展的可能机制和探寻可能的防治途径。 展开更多
关键词 糖尿病 脂肪组织 DNA甲基化
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代谢组学在家养动物遗传育种中的应用 预览
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作者 周萌 景军红 +2 位作者 毛瑞涵 郭静 王志鹏 遗传 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期111-124,共14页
代谢组学是使用分析化学技术对生物样品(如乳液、血浆、血清等)中的大量小分子代谢物进行全面鉴定和定量分析,已经广泛应用于生物医学、营养学、作物学和畜牧学研究中。最初,代谢组学主要应用于畜牧生产中的非遗传学研究。目前,随着生... 代谢组学是使用分析化学技术对生物样品(如乳液、血浆、血清等)中的大量小分子代谢物进行全面鉴定和定量分析,已经广泛应用于生物医学、营养学、作物学和畜牧学研究中。最初,代谢组学主要应用于畜牧生产中的非遗传学研究。目前,随着生理基因组学、生理遗传学研究的增多,越来越多的研究者开始利用代谢组学的技术和方法开展动物遗传育种研究。本文综述了代谢组学检测技术与平台特点及代谢组学在动物遗传学与基因组中的应用,着重总结了动物代谢分子遗传参数估计、品系(品种)间代谢图谱差异、代谢组全基因组关联分析、筛选影响重要经济性状的生物标记等领域的研究进展,讨论了代谢组学研究还需亟待解决的问题。本文通过综述代谢组学在动物育种中的研究进展,旨在为进一步利用代谢组学技术开展动物重要经济性状的遗传基础研究提供参考。 展开更多
关键词 代谢组学 家养动物 遗传学 动物育种
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