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  • 当基因转入破坏生物体基因组内某个基因后,观察由此引起的表型变化,同样也可认识基因的功能,这是基因剔除(gene knock-out)。基因剔除是用DNA重组技术剔除或破坏生物体基因组内某一特定基因,而后观察由此引起的表型改变。这样,可以了解该基因的生物学功能。现以小鼠为例,先将待剔除的基因制成缺失突变型,在缺失的位置上插入一个选择基因如新霉素抗性基因(neo),同时再接上另一个选择基因如胸苷激酶基因(tk)。将这一段带有已失去原有功能的待剔除基因的DNA片段装在载体上,转入在体外培养的小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES cells)。在细胞内,通过同源重组将基因组里有功能的待剔除基因置换掉,也就是被剔除了。因为转入的外源DNA片段只有通过同源重组整合进基因组时,方能把片段上连接在待剔除基因旁边的选择基因丢掉。非同源重组也就是随机整合,则会把整个外源DNA片段包括已失去功能的待剔除基因序列和两个选择基因,全部插入ES细胞的基因组。此时,在体外培养ES细胞时,在培养液里加入针对两个选择基因的适当的化学物质,就可使随机整合(此时整个外源DNA包括neo和tk基因都被整合)而仍保留着待剔除基因的ES细胞被选择性地杀死;只有发生了同源重组(此时,tk基因不被整合)使待剔除基因被置换或剔除掉的ES细胞,方能选择性地存活下来。然后将这些存活的ES细胞注射进小鼠早期胚胎。由于ES细胞是二倍体细胞,所以已经剔除了待剔除基因的ES细胞是该基因的杂合子,也就是ES细胞的一对同源染色体中只有一条染色体上的等位基因被剔除了。所以这种ES细胞注入小鼠胚胎后产下的小鼠也是该基因的缺失杂合体,需要把同是该基因缺失杂合体的雌雄小鼠交配,从子代中选出该基因缺失的纯合体,其概率为四分之一。这些缺失纯合小鼠可用于研究鉴定被剔除基因的生物功能。
  • Colonocyte differentiation is associated with increased expression and altered distribution of protein kinase C isozymes.
  • Argonaute (AGO):一类庞大的蛋白质家族,是组成RISCs复合物的主要成员。AGO蛋白质主要包含两个结构域:PAZ和PIWI两个结构域,但具体功能现在尚不清楚。

    最近的研究表明,PAZ结构域结合到siRNA 的3’的二核苷酸突出端;一些AGO蛋白质的PIWI结构域赋予slicer以内切酶的活性。PAZ和PIWI两个结构域,对于siRNA和目标mRNA相互作用,从而导致目标mRNA的切割或者翻译抑制过程,是必不可少的。同时,不同的AGO蛋白质有着不同的生物学功能。

    例如,在人当中,AGO2“筹划”了RISCs对于目标mRNA的切割过程;而AGO1 和AGO3则不具备这个功能。

    其它相关名词:

    Core RISC:是介导目标mRNA切割过程或者翻译抑制的最小的RNA-蛋白质复合物。在人和果蝇身上发现的分子量少于200kDa的RISCs可能就是core RISC的重要代表。AGO蛋白质和Core RISC密切相关。

    Dicer (DCR):是RNAase Ⅲ家族中的一员,主要切割dsRNA或者茎环结构的RNA前体成为小RNAs分子。对应地,我们将这种小RNAs分子命名为siRNAs和miRNA。Dicer有着较多的结构域,最先在果蝇中发现,并且在不同的生物体上表现出很高的保守性。

    Holo RISC:是在果蝇中发现的有着RISC活性的最大的RNA-蛋白质复合物(80S)。Holo RISC的生物学活性牵涉到几乎所有的RISC的成员,RLC成员,和一些其他通路上的蛋白质分子。Holo RISC的存在,表明了RISC组装不是孤立的,同时还是一个有序的过程。以RISC为中心的RNAi和miRNA通路与一些其他的通路密切联系,很可能借此调控生物体的生长发育过程。

    Microprocessor:一种核内的复合物,主要由Drosha和Pasha两者组成,在miRNA的生物合成中促使原始的miRNA成为miRNA前体。 MicroRNA (miRNA):是含有茎环结构的miRNA前体,经过Dicer加工之后的一类非编码的小RNA分子(~21-23个核苷酸)。MiRNA,以及miRISCs(RNA-蛋白质复合物)在动物和植物中广泛表达。因之具有破坏目标特异性基因的转录产物或者诱导翻译抑制的功能,miRNA被认为在调控发育过程中有重要作用。

     RISC loading complex (RLC):是一种促使RISC形成的复合物。RLC有方向性地调节小RNA双螺旋,为以后的RISC组装作好铺垫。最近,siRISC loading complexes (siRLCs)在果蝇中研究最多。有研究者认为在果蝇中的siRLCs包含DCR2-R2D2异型二聚体和siRNA双螺旋;R2D2部分是非对称性的感受器,为RISC组装调整好siRNA的方向。

    miRISC loading complexes (miRISCs)的研究尚未报导,因为它的过程更为复杂,而且体外研究miRLCs的方法还没有建立。

    RNA-induced initiation of transcriptional gene silencing (RITS):是一种组织染色质变型的复合物。RITS复合物也包含Dicer加工形成的siRNA和AGO蛋白质,通过结合到异染色质的基因池上来促使异染色质上基因的沉默。

     RNA-induced silencing complex (RISC):一种RNA-蛋白质复合物,通过与目标mRNA完全或者部分的互补配对来实施切割或者翻译抑制功能。SiRNA组装siRISC,miRNA组装miRISC。RISCs(无论siRISC还是miRISC)包括两种类型:切割型和不切割型。现在的研究表明,RISC当中的AGO蛋白质决定了RISC是切割型的还是不切割型的。

     Slicer:在切割型RISC中的内切酶的另外一种表述方法。

    Small interfering RNA (siRNA):是一种小RNA分子(~21-25核苷酸),由Dicer(RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶)加工而成。SiRNA是siRISC的主要成员,激发与之互补的目标mRNA的沉默。

  • 科学家们可能正处于发现一个预防失明新方法的边缘。最近,科学家们新发现一种天然蛋白_神经丝氨酸蛋白酶(neuroserpin)能保护眼睛免受因青光眼带来的失明。

    视神经纤维将视网膜(即眼睛后面的光敏组织)连接到大脑的神经纤维簇。其损伤将破坏视觉信号并传播给大脑,这可能导致视力丧失和失明。青光眼是一些损害视神经的疾病的概括术语。

    青光眼最常见的诱因是眼压升高,后者可能会损伤视神经。然而,发生视神经损伤的精确机制尚不清楚,但澳大利亚麦考瑞大学的研究人员可能已经发现了一些。

    研究小组发现,称为神经丝氨酸蛋白的蛋白质在视网膜健康中起关键作用,但是这种蛋白质在青光眼发生时失活。他们说他们的研究结果可能催生出我们所急需的预防和治疗该疾病的策略。

    麦考瑞大学医学与健康科学系的主任VivekGupta博士及其同事们最近在“科学报告”杂志上发表了他们的研究成果。

    目前已经证实了神经丝氨酸蛋白酶可阻断称为纤溶酶的酶的活性的蛋白质,来保护神经元或神经细胞免受纤溶酶诱导的损伤。此项研究中,Gupta博士及其同事开始确定神经系统和纤溶酶如何受青光眼的影响。
  • 缩略语:EBI

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