BMC分子生物学:2016年综述

BMC分子生物学:2016年综述

2019-10-17 61 阅读

BMC分子生物学在2016年发表了一系列有趣的文章,主题从染色质结构的新发现到替代的mRNA物种。以下是《华尔街日报》最受欢迎的文章样本。

在科幻小说世界里,让生物发生基因突变的能力一直是幻想,也许最著名的例子就是《x战警》系列,在这部电影里,基因突变可以赋予超人力量。虽然科学家们还没有解开心灵遥感所需的遗传密码,但自1974年以来,就已经存在有针对性的基因编辑,以探索和探索遗传功能。操纵蛋白质含量和活动是一个主要的工具在理解细胞内分子组件的功能和关系,但真正的遗传操作产生一个稳定的转基因细胞系或真实遗传生物需要更先进分子操纵及以上技术hinder-some现代科学家的时间和劳动密集型的,要求一个科学家屏幕虽然一代又一代的生物,以及具有先进的分子技术知识。

这是一种直接而有效的方法,可以在没有选择的情况下筛选CRISPR/ cas9介导的基因敲除

遗传学家工具箱中的最新工具利用了聚集的、有规则间隔的短回文重复(CRISPR)/Cas系统,这是一种内源性适应性免疫系统,通常被细菌和古菌用来对抗外来DNA的“感染”。这种新方法极大地改变了分子生物学领域,并将使科学家们在基因实验方面突飞猛进。

来自化脓链球菌的II型CRISPR/Cas系统似乎特别适合科学家进行基因组编辑实验,原因很简单:crRNA结合和裂解需要一个Cas9蛋白,而RNA成分已被设计成一个单导向RNA (sgRNA)。因此,利用这两种试剂在感兴趣的细胞中几乎可以靶向任何基因组序列,而敲除线的建立仅依赖于Cas内切酶的DNA裂解,然后由细胞对位点进行非同源末端连接(NHEJ)修复。

当CRISPR系统完成转染过程时,一个小的、随机的缺失通常会在修复位点被引入,这可能导致一个非功能性蛋白序列,该序列可以作为无意义介导的mRNA衰变的目标。Cas的切割也可以基于提供的DNA模板刺激同源驱动的修复,并允许更大的标记和标记的删除或插入,而以前的方法不能或限制这样做。

在他们发表于BMC分子生物学的文章中,Estep和同事描述了一种改进的无选择克隆筛选方法:使用免疫印迹分析,以前通过PCR扩增DNA然后测序或酶切分离克隆的方法已经过时。通过直接筛选蛋白产生,可以确认基因敲除,避免与蛋白功能无关的非特异性阳性信号(假阳性)。研究人员成功地用这种方法快速产生基因组突变。

nonsense介导的mRNA衰退的调节

今年,科学家们在理解信使rna的调控过程方面取得了不少突破。在《BMC分子生物学》杂志上发表的一篇文章中,Jin和华中农业大学的同事们加深了我们对无意义介导的mRNA衰变机制的理解。

无意义介导的mRNA衰变通过靶向含有提前终止密码子的mRNA来清除细胞内的非功能蛋白,否则这些mRNA将被翻译成截短的蛋白序列。这个系统中涉及的细胞机制还没有完全被理解,尽管已知转录调节蛋白UPF1通过识别异常翻译激活mRNA的衰变,通过使用包括SMG5蛋白在内的蛋白复合物。当SMG5被去磷酸化时,它下调了nonsense介导的mRNA衰退。

Jin和同事发现了一种microRNA, miR-433,可以抑制SMG5的表达,并观察到一种对无意义介导的mRNA衰减的抑制,这为涉及蛋白质编码突变的各种疾病的新的临床治疗提供了可能性。

非编码的microrna可能只是在编码一些东西

microRNA(非常短的RNA非编码序列,也被称为miRNA)在细胞内的相互作用还没有被完全理解,要破译它们的作用通常需要一系列复杂的实验来证实它们对细胞过程的独立影响。尽管已知miRNA调节人类大约60%的蛋白质翻译和降解,但这是如何实现的仍然是个谜。

2016年BMC分子生物学的一个重要研究领域是miRNA在器官和肿瘤发育中的功能。

在一系列的小鼠实验中,Bartram和科隆大学的同事们发现,调节Pax8(一种调节干细胞内基因的转录因子,最终发展成上皮器官)的miRNAs也与甲状腺功能减退和终末期肾衰竭有关。

李和他的同事们从重庆医科大学进行了一系列实验对人类宫颈组织从宫颈癌患者和健康对照组和观察到microrna - 150调节FOXO4的表达,一个基因的调节有丝分裂过程中细胞周期的进展,发现增加宫颈癌。这一新信息为癌症治疗提供了新的可能靶点。

这两项研究都强调了miRNA在调节细胞周期多个方面的重要作用,并强调了我们对这些高度重要但经常被忽视的调节分子的认识是多么不完整。然而,最先进的技术正越来越多地用于对不同细胞和组织类型的miRNA丰度进行编目。例如,在今年早些时候发表于《BMC分子生物学》的一篇文章中,英国基尔大学的Tonge和Gant报告了正常人类受试者血浆中所有循环miRNA的全球表达水平,这大大加速了未来对血浆中miRNA功能的分析。通过了解人类miRNA的基线表达,研究人员希望利用这个超过500个miRNA签名的文库作为生物标志物的基线。miRNA生物标志物对于识别器官或系统特异性蛋白异常或疾病特别有用,因为miRNA在位置和用途上具有高度特异性。

这些分子生物学的新发现通过允许未来的基因建模和实验快速而容易地完成,正在改变现代遗传学。毫无疑问,未来的研究将受益于这些新技术和新发现,并以此为基础,使科学家进一步开阔视野,了解人类物种的更细微的细节。

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