Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-B>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE B (Biomedicine & Biotechnology)

ISSNs 1673-1581 (Print); 1862-1783 (Online); CN 33-1356/Q; started in 2005,Monthly.

JZUS-B is an international "Biomedicine & Biotechnology" reviewed-Journal indexed by SCI-E, MEDLINE, PMC, BA, BIOSIS Previews, JST, ZR, CA, SA, AJ, ZM, CABI, CSA, etc., and supported by the National Natural Science Foundation of China. It mainly covers research in Biomedicine, Biochemistry and Biotechnology, etc.

Impact factor: 1.099 (2011), 1.108 (2012), 1.293 (2013), 1.278 (2014), 1.303 (2015), 1.676 (2016), 1.815 (2017), 1.879 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE B

ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly

2014 Vol.15 No.5 P.409-506

<<< CONTENTS >>>

Genetics and Gene Regulation

Editorial

Transcription: the epicenter of gene expression

Jiannan Guo

DOI: 10.1631/jzus.B1400113 Downloaded: 2169 Clicked: 4078 Cited: 0 Commented: 0(p.409-411) <Full Text> <PPT> 1775

Chinese summary <51> 轉錄在基因表達中(zhōng)的重要性

本文概要：基因被認爲是遺傳信息的載體(tǐ)，但是生(shēng)物(wù)體(tǐ)的複雜(zá)程度并不是由其所含基因數量決定的。基因表達的調控機制掌控着哪些遺傳信息被使用，以及使用到何種程度。高等生(shēng)物(wù)的複雜(zá)性正是這樣實現的：一(yī)個人有各種不同器官，而其中(zhōng)的細胞中(zhōng)卻攜帶着相同的基因。特定的基因被不同程度地表達導緻了某些細胞發展成頭發，某些細胞發展成手指等。基因表達的調控中(zhōng)，轉錄是初始的一(yī)個步驟，也是最關鍵的步驟之一(yī)。近二三十年來，分(fēn)子生(shēng)物(wù)學和生(shēng)物(wù)化學的發展對研究轉錄的調控機制起到了重要的推動作用。調控的機理、調控的對象以及促使調控産生(shēng)的信号，都在進行更深入和廣泛的研究。

關鍵詞組：基因表達；轉錄；DNA；RNA

Reviews

Epigenetic regulation by polycomb group complexes: focus on roles of CBX proteins

Rong-gang Ma, Yang Zhang, Ting-ting Sun, Bo Cheng

DOI: 10.1631/jzus.B1400077 Downloaded: 3506 Clicked: 11229 Cited: 8 Commented: 0(p.412-428) <Full Text> <PPT> 2202

Chinese summary <318> 多梳抑制複合體(tǐ)PRC1的CBX家族蛋白(bái)在表觀遺傳調控中(zhōng)的作用

研究目的：多梳蛋白(bái)家族（PcG）是一(yī)類染色質水平上通過表觀遺傳修飾調控靶基因的轉錄因子，其主要功能是使其靶基因轉錄受到抑制進而沉默。PcG通常以多梳蛋白(bái)複合體(tǐ)（PRC）的形式存在，目前研究的最多的是PRC1和PRC2。PRC1在PcG對其靶基因進行轉錄抑制發揮着主要作用。本綜述主要論述了哺乳動物(wù)中(zhōng)PRC1核心成員(yuán)CBX蛋白(bái)在多梳蛋白(bái)調控基因轉錄過程中(zhōng)發揮的作用及其對胚胎發育、細胞記憶、細胞周期、細胞增殖和腫瘤形成等過程的影響。
創新要點：現已有大(dà)量有關PcG在表觀遺傳水平對其靶基因進行修飾轉錄機制的綜述報道，且以PRC1和PRC2爲整體(tǐ)來介紹表觀遺傳調控機制的文章也屢見不鮮。然而，關于PRC1核心成員(yuán)CBX蛋白(bái)在哺乳動中(zhōng)的同源蛋白(bái)CBX2、CBX4、CBX6、CBX7、CBX8對哺乳動物(wù)個體(tǐ)發育調節及腫瘤發生(shēng)過程的分(fēn)子機制并沒有系統的論述。本綜述主要将這五種CBX蛋白(bái)在轉錄分(fēn)子水平上的所發揮的功能進行相關的介紹，并且總結了CBX2、CBX4、CBX6、CBX7、CBX8各自最新的研究進展，體(tǐ)現出五種CBX蛋白(bái)的共同功能、各自獨特的功能及彼此間的相互聯系。
重要結論：總結了在哺乳動物(wù)中(zhōng)的五種CBX蛋白(bái)在胚胎發育和腫瘤形成等過程中(zhōng)獨特的功能調節機制以及整體(tǐ)的相互作用，發現CBX作爲PRC1的核心組分(fēn)在基因表觀遺傳調控中(zhōng)發揮着極其重要的作用。

關鍵詞組：多梳蛋白(bái)；多梳抑制複合體(tǐ)；CBX蛋白(bái)；表觀遺傳調控；癌症

The polyadenylation code: a unified model for the regulation of mRNA alternative polyadenylation

Ryan Davis, Yongsheng Shi

DOI: 10.1631/jzus.B1400076 Downloaded: 2576 Clicked: 5975 Cited: 6 Commented: 0(p.429-437) <Full Text> <PPT> 1709

Chinese summary <163> 多腺苷酸化之密碼：調解mRNA可變聚腺苷酸化的統一(yī)模型

本文概要：真核生(shēng)物(wù)的大(dà)部分(fēn)基因都通過可變聚腺苷酸化（APA）而産生(shēng)多種不同的mRNA 3'端。近期的研究表明，可變聚腺苷酸化在組織發展中(zhōng)被動态調節，并且會受環境刺激而自動調節。現有文獻中(zhōng)表述了多種調節機制。本文整合所有現有的調節機制模型，進而提出一(yī)個綜合的統一(yī)模型。這個模型不僅概括了已知(zhī)的研究結果，而且爲未來的研究提供了一(yī)個預測可變聚腺苷酸化的方法。最後，我(wǒ)們讨論已知(zhī)和假設的可變聚腺苷酸化帶來的功能。

關鍵詞組：基因表達；可變聚腺苷酸化；預測模型；mRNA

mRNA quality control at the 5' end

Li-ting Zhai, Song Xiang

DOI: 10.1631/jzus.B1400070 Downloaded: 2399 Clicked: 4906 Cited: 3 Commented: 0(p.438-443) <Full Text> <PPT> 1568

Chinese summary <33> mRNA 5\'端的質量控制

本文概要：所有真核生(shēng)物(wù)的mRNA都在5'端被加帽，正确的加帽對mRNA的穩定性、出核及翻譯調控具有重要意義。近年來，随着對Rai1及其同源蛋白(bái)的酶活性的發現，引出一(yī)個對mRNA加帽過程質量控制機制的發現。研究表明，Rai1及其同源蛋白(bái)可以将未被加帽（含5'端三磷酸基團）或未被正确加帽的mRNA轉化成5'端含單磷酸基的RNA，使得它們可以被5'-3' RNA外(wài)切酶降解。某些Rai1的同源蛋白(bái)也具有5'-3' RNA外(wài)切酶的活性，可以同時完成降解RNA的工(gōng)作。Rai1的同源蛋白(bái)在真核生(shēng)物(wù)中(zhōng)廣泛保守，提示這一(yī)機制普遍存在于真核生(shēng)物(wù)中(zhōng)。

關鍵詞組：mRNA加帽；質量控制；Rai1；Dxo1；DXO

mRNA stability in the nucleus

Han Liu, Min Luo, Ji-kai Wen

DOI: 10.1631/jzus.B1400088 Downloaded: 2565 Clicked: 5360 Cited: 1 Commented: 0(p.444-454) <Full Text> <PPT> 1583

Chinese summary <32> 核内mRNA的穩定性

本文概要：真核生(shēng)物(wù)的基因表達由多種不同層次上的生(shēng)物(wù)學事件所調控，如轉錄因子調節基因轉錄的發生(shēng)時間和轉錄強度，RNA加工(gōng)轉錄速度，RNA加工(gōng)過程和翻譯過程中(zhōng)對mRNA穩定性的影響。mRNA分(fēn)子，相對其它生(shēng)物(wù)分(fēn)子而言，易受核酸酶的攻擊而更不穩定。RNA的數量和質量上的維系在多種生(shēng)物(wù)過程中(zhōng)是一(yī)個關鍵的影響因素。大(dà)量研究表明RNA的穩定性是在細胞核和細胞質中(zhōng)進行精細調控的過程，在轉錄中(zhōng)和轉錄後的加工(gōng)修飾以及翻譯的過程中(zhōng)均會發生(shēng)。新生(shēng)RNA在細胞核内穩定性的研究是近年來的研究熱點。在本文中(zhōng)，我(wǒ)們總結了細胞核内的mRNA穩定性的最新研究進展，表明細胞核内mRNA的穩定性以及其相應的RNA質量控制機理廣泛存在，并且和RNA生(shēng)成、修飾加工(gōng)以及成熟的每個步驟均有關聯。

關鍵詞組：mRNA穩定性；細胞核内mRNA滞留；RNA質量控制；mRNA降解

Mechanism and factors that control HIV-1 transcription and latency activation

Rong-diao Liu, Jun Wu, Rui Shao, Yu-hua Xue

DOI: 10.1631/jzus.B1400059 Downloaded: 2473 Clicked: 9341 Cited: 3 Commented: 0(p.455-465) <Full Text> <PPT> 1562

Chinese summary <41> 調控HIV-1轉錄和潛伏激活的機制及相關因子

本文概要：（1）反式激活蛋白(bái)（Tat）是病毒複制的重要因子，正性轉錄延伸因子b（P-TEFb）是Tat反式激活HIV-1轉錄所必需的特異性宿主細胞因子，其活性與HIV-1的轉錄密切相關。（2）在細胞内，無活性7SK snRNP複合體(tǐ)是功能性有活性P-TEFb的貯存和來源。在特定條件下(xià)，7SK snRNP複合體(tǐ)發生(shēng)解離(lí)并釋放(fàng)出P-TEFb，從而刺激轉錄延伸。可以說，P-TEFb的活性受到嚴格的調控，維持着一(yī)種動态的平衡。（3）同時，P-TEFb還存在于一(yī)個具有超高轉錄活性的超級延伸複合體(tǐ)（SEC）中(zhōng)。Tat能将含有兩個延伸因子P-TEFb和ELL2的SEC複合體(tǐ)募集至HIV-1長末端結構域（LTR），然後衆多因子協同作用有效地增強HIV-1的轉錄作用。（4）溴區包含蛋白(bái)4（Brd4）像Tat一(yī)樣，将P-TEFb募集至衆多細胞基因的啓動子區域，促進轉錄。Brd4也可激活基礎水平的HIV-1轉錄，卻對依賴Tat的HIV-1轉錄具有抑制作用，因爲Brd4和Tat競争性地與P-TEFb結合。（5）鑒于Brd4對Tat依賴性HIV-1轉錄的抑制作用，尋找能夠抑制Brd4的小(xiǎo)分(fēn)子藥物(wù)，激活HIV-1潛伏，結合高效抗逆轉錄病毒治療（HAART），使得徹底根除HIV-1變成可能。Brd4的抑制劑JQ1就是這樣的一(yī)種小(xiǎo)分(fēn)子，并且已被證明可以在多種細胞模型中(zhōng)激活HIV-1潛伏。

關鍵詞組：人類免疫缺陷病毒（HIV-1）；轉錄延伸；RNA聚合酶II；Tat；P-TEFb

Articles

Early lethality of shRNA-transgenic pigs due to saturation of microRNA pathways

Zhen Dai, Rong Wu, Yi-cheng Zhao, Kan-kan Wang, Yong-ye Huang, Xin Yang, Zi-cong Xie, Chang-chun Tu, Hong-sheng Ouyang, Tie-dong Wang, Da-xin Pang

DOI: 10.1631/jzus.B1400001 Downloaded: 3074 Clicked: 5774 Cited: 6 Commented: 0(p.466-473) <Full Text> <PPT> 2208

Chinese summary <32> shRNA轉基因豬中(zhōng)miRNA通路飽和引起的早期緻死性

研究目的：通過制備抗豬瘟病毒shRNA轉基因豬，探索shRNA對豬胎兒成纖維細胞、克隆豬早期胚胎發育以及轉基因豬的影響。
創新要點：基于穩定表達shRNA的豬胎兒成纖維克隆細胞及shRNA轉基因克隆豬制備的結果，發現shRNA對克隆豬早期囊胚發育階段無明顯毒性，并首次報道了在shRNA轉基因動物(wù)中(zhōng)，shRNA引起體(tǐ)内miRNA通路過飽和及動物(wù)緻死性等毒性。
研究方法：實驗構建了多種抗豬瘟病毒shRNA表達載體(tǐ)，轉染豬胎兒成纖維細胞并篩選得到細胞克隆，結合體(tǐ)細胞核移植技術制備了shRNA轉基因豬。使用實時熒光定量聚合酶鏈式反應（PCR）和蛋白(bái)質印迹法（Western blotting）檢測了細胞及個體(tǐ)水平siRNA的表達量、幹擾素反應相關基因、内源miRNA及通路因子的表達量，同時檢測了shRNA克隆細胞囊胚率。
重要結論：shRNA能有效抑制豬瘟病毒的複制。在豬胎兒成纖維細胞水平上，穩定表達shRNA能引起細胞内幹擾素反應、miRNA通路過飽和等副作用；在克隆豬發育階段，shRNA對克隆豬早期囊胚發育階段無明顯毒性；在shRNA轉基因克隆豬個體(tǐ)水平上，shRNA引起克隆豬體(tǐ)内miRNA通路過飽和及克隆豬早期易緻死等毒性。

關鍵詞組：緻死性；shRNA轉基因克隆豬；microRNA通路；豬瘟病毒；囊胚發育

Yan Li, Yu-jin Qu, Xue-mei Zhong, Yan-yan Cao, Li-min Jin, Jin-li Bai, Xin Ma, Yu-wei Jin, Hong Wang, Yan-ling Zhang, Fang Song

DOI: 10.1631/jzus.B1300233 Downloaded: 3084 Clicked: 5520 Cited: 3 Commented: 0(p.474-481) <Full Text>

Chinese summary <28> 兩例罕見I型Crigler-Najjar綜合征患者

研究目的：I型Crigler-Najjar綜合征（CN-I）爲先天性間接膽紅素血症的最嚴重的一(yī)種，是由位于染色體(tǐ)2q37的葡萄糖醛酸轉移酶基因（UGT1A1）的純合或複合雜(zá)合突變引起的一(yī)種罕見的遺傳性疾病。本研究對來自兩個無關家庭的兩例臨床診斷爲CN-I的患兒及父母進行UGT1A1基因分(fēn)子遺傳學分(fēn)析。
研究方法：經知(zhī)情同意後，采集兩例患兒及父母外(wài)周血；聚合酶鏈式反應（PCR）擴增UGT1A1基因5個外(wài)顯子及外(wài)顯子-内含子交界處，進行測序分(fēn)析。應用實時定量PCR（qRT-PCR）測定其中(zhōng)一(yī)例患者UGT1A1基因的拷貝數。
重要結論：本研究在兩例CN-I型患兒中(zhōng)檢測到3個UGT1A1基因突變：c.239_245delCTGTGCC (p.Pro80HisfsX6)、c.1253delT (p.Met418ArgfsX5)和c.1156G>T (p.Val386Phe)。前兩個突變均爲新發的移碼突變，預測提前出現終止密碼或誘發RNA降解；而突變c.1156G>T (p.Val386Phe)的緻病機制尚需進一(yī)步研究。

關鍵詞組：I型Crigler-Najjar綜合征（CN-I）；高膽紅素血症；UDP-葡萄糖醛酸轉移酶基因（UGT1A1）；突變；雜(zá)合性缺失

Adipose-derived stem cells transfected with pEGFP-OSX enhance bone formation during distraction osteogenesis

Qing-guo Lai, Shao-long Sun, Xiao-hong Zhou, Chen-ping Zhang, Kui-feng Yuan, Zhong-jun Yang, Sheng-lei Luo, Xiao-peng Tang, Jiang-bo Ci

DOI: 10.1631/jzus.B1300203 Downloaded: 3298 Clicked: 5897 Cited: 2 Commented: 0(p.482-490) <Full Text> <PPT> 1997

Chinese summary <25> pEGFP-OSX修飾的脂肪幹細胞促進牽張成骨中(zhōng)新骨形成

研究目的：觀察牽張間隙植入pEGFP-OSX修飾的脂肪幹細胞對牽張成骨中(zhōng)新骨形成的作用。
創新要點：提出來源廣泛容易獲取的脂肪幹細胞作爲種子細胞，被基因OSX修飾後，在體(tǐ)内環境下(xià)可能促進成骨。
研究方法：通過X射線檢查、組織學檢查等手段觀察成骨效果，進行統計學分(fēn)析。
重要結論：通過短期的動物(wù)試驗發現，pEGFP-OSX修飾的脂肪幹細胞在體(tǐ)内環境下(xià)促進牽張成骨中(zhōng)新骨形成（見表1和圖3-5）。

關鍵詞組：脂肪幹細胞；牽張成骨；轉錄因子；基因轉染

High-level soluble expression of the hemA gene from Rhodobacter capsulatus and comparative study of its enzymatic properties

Jia-wei Lou, Li Zhu, Mian-bin Wu, Li-rong Yang, Jian-ping Lin, Pei-lin Cen

DOI: 10.1631/jzus.B1300283 Downloaded: 3076 Clicked: 6163 Cited: 5 Commented: 0(p.491-499) <Full Text> <PPT> 1943

Chinese summary <34> 莢膜紅細菌hemA基因的高效可溶表達及其酶學性質對比研究

研究目的：提供一(yī)種酶學性質優良的，可在大(dà)腸杆菌體(tǐ)内高活性可溶表達的，具有工(gōng)業應用前景的5-氨基乙酰丙酸合成酶。
創新要點：利用E. coli Rosetta (DE3)表達編碼莢膜紅細菌5-氨基乙酰丙酸合成酶（RC-ALAS）的hemA基因，實現其在大(dà)腸杆菌體(tǐ)内高活性可溶表達。以放(fàng)射形土壤杆菌和類球紅細菌hemA基因表達的5-氨基乙酰丙酸合成酶（AR-ALAS和RS-ALAS）爲參照，對分(fēn)離(lí)純化後的RC-ALAS進行酶學性質對比研究。
研究方法：工(gōng)程菌的構建如圖1所示，酶的分(fēn)離(lí)純化采用鎳柱親和層析和凝膠過濾層析，酶學性質的測定采用對比研究法。
重要結論：（1）RC-ALAS酶活性高達198.2 U/mg，比AR-ALAS（151.1 U/mg）和RS-ALAS（116.9 U/mg）分(fēn)别提高31.2%和69.5%；（2）RC-ALAS對底物(wù)琥珀酰輔酶A的專一(yī)性常數（(k_cat/K_m)^S-CoA）爲1.4989，高于AR-ALAS（0.7456）和RS-ALAS（1.1699），具有較高的催化效率；（3）對含有莢膜紅細菌hemA基因的工(gōng)程菌進行補料分(fēn)批發酵，發酵結束時，ALA的産量高達8.8 g/L（67 mmol/L）。

關鍵詞組：5-氨基乙酰丙酸；莢膜紅細菌（Rhodobacter capsulatus）；高效表達；酶學性質

Expression of three essential antioxidants of Helicobacter pylori in clinical isolates

Yan-yan Shi, Mo Chen, Yue-xia Zhang, Jing Zhang, Shi-gang Ding

DOI: 10.1631/jzus.B1300171 Downloaded: 3251 Clicked: 5276 Cited: 2 Commented: 0(p.500-506) <Full Text> <PPT> 1890

Chinese summary <35> 幽門螺杆菌臨床分(fēn)離(lí)菌株中(zhōng)三個重要抗氧化物(wù)的表達水平及相關性分(fēn)析

研究目的：幽門螺杆菌（Helicobacter pylori）長期在宿主體(tǐ)内定植，并通過多種抗氧化蛋白(bái)對抗氧化應激，目前的研究認爲該過程與其所緻的胃粘膜疾病相關。我(wǒ)們拟臨床研究不同胃粘膜疾病來源的H. pylori菌株中(zhōng)三個關鍵抗氧化物(wù)的表達。
創新要點：首次分(fēn)析H. pylori臨床分(fēn)離(lí)菌株中(zhōng)氧化應激相關因子與胃粘膜疾病類型的關系，并對三種因子的表達水平進行相關性分(fēn)析。突出臨床病人感染H. pylori中(zhōng)氧化應激相關分(fēn)子的表達特點，對研究H. pylori各氧化應激相關分(fēn)子與臨床胃粘膜疾病的關系，以及臨床病人感染的H. pylori中(zhōng)各個氧化應激相關分(fēn)子之間的關系具有重要的意義。
研究方法：在胃鏡檢查時，取患者胃粘膜組織進行H. pylori培養，共分(fēn)離(lí)培養出40例臨床菌株，其中(zhōng)13例來自胃癌患者，13例來自消化性潰瘍患者，14例來自胃炎患者。用熒光實時定量聚合酶鏈式反應（PCR）的方法測定H. pylori臨床分(fēn)離(lí)菌株中(zhōng)硫氧還蛋白(bái)-1（Trx1）、精氨酸酶（RocF）以及烷基過氧化物(wù)酶（AhpC）的表達水平。多組樣本間比較用單因素方差分(fēn)析法，并用Pearson相關性分(fēn)析法評價多組連續變量的相關性。
重要結論：H. pylori Trx1 mRNA表達水平在胃癌和消化性潰瘍分(fēn)離(lí)菌株中(zhōng)顯著高于胃炎分(fēn)離(lí)株，H. pylori RocF mRNA表達水平在胃癌患者分(fēn)離(lí)菌株中(zhōng)顯著高于胃炎和消化性潰瘍分(fēn)離(lí)株，我(wǒ)們未發現胃炎、消化性潰瘍和胃癌患者分(fēn)離(lí)的H. pylori菌株中(zhōng)AhpC的表達差異。H. pylori RocF的表達水平與Trx1呈顯著線性正相關，AhpC的mRNA表達水平與Trx1呈非線性正相關，RocF與AhpC的mRNA表達水平無相關性。結果表明，H. pylori Trx1和RocF的表達水平可能與胃癌相關，在H. pylori菌株中(zhōng)，抗氧化系統的各個因子可能相互聯系，在胃癌發病中(zhōng)發揮作用。

關鍵詞組：抗氧化物(wù)；胃癌；幽門螺杆菌；氧化應激