关键词： 光周期   基因克隆   基因表达   BaCCA1  

摘要： 昼夜节律钟基因CCA1在调解水稻和拟南芥的光周期反应中起着重要作用。利用BLAST手段以玉米中的CCA1基因序列作为靶序列,调取Genbank数据库信息,并结合RT-PCR方法获得了大麦的cDNA同源序列。BLASTx分析发现其与水稻和玉米的序列相似性分别达到72%和69%。通过ORF Finder软件分析发现,该序列包含一个2157bp的开放阅读框,编码一个由718个氨基酸残基组成的蛋白序列,其分子量为77 769.4Da,等电点为6.55。采用实时荧光定量PCR分析发现,随光照时间的变化,该基因在大麦叶片中的表达量呈现出白天不断降低而夜晚逐渐升高的昼夜变化趋势,且在华大麦1号和华大麦2号中的表达曲线存在一定的差异。本研究为进一步研究大麦CCA1基因在调控大麦光周期响应途径中的功能,阐明大麦光周期敏感机制提供了科学依据。

关键词： 血压昼夜节律   颈动脉   粥样硬化  

摘要： 目的探讨高血压病昼夜节律对颈动脉粥样硬化的影响。方法住院高血压患者146例,行无创血压检测,根据血压节律变化分为杓型和非杓型两组,所有患者均行颈动脉超声检查,测量颈动脉内中膜厚度及粥样斑块形成,进行统计学分析。结果非杓形组的颈动脉内中膜增厚及粥样斑块形成明显高于杓形组。结论非杓型血压促进动脉粥样硬化形成,增加心脑血管事件的风险。

关键词： 昼夜节律   基因组参数   晚期胚胎发育蛋白   哺乳动物   胚胎滞育   调控机制   周期性表达  

摘要： 自然环境的周期性变化是普遍存在的，其中最明显的两种现象是昼夜交替和季节更换。生物体在长期适应环境的过程中，产生了相应的应对策略，其中哺乳动物的昼夜节律和节肢动物的胚胎滞育分别是适应昼夜交替和季节更换的典型机制。为了深入的研究哺乳动物昼夜节律和节肢动物胚胎滞育的调控机制，需要对昼夜节律基因和胚胎滞育相关基因的特征有一个系统的认识。在此框架下，我们的研究工作主要集中在以下两个方面。　　 哺乳动物昼夜节律系统通过调控大量的每天周期性表达的基因(昼夜节律基因)来支配机体许多的生理过程和行为反应。在哺乳动物基因组中，还有许多基因，它们每天的表达模式不呈现周期性(非昼夜节律基因)，这些基因是研究昼夜节律基因特征的一个最优参照组。在本研究中，基于公共数据库中小鼠肝脏和肾上腺的昼夜节律转录组数据，我们在这两个组织中重新鉴定了昼夜节律和非昼夜节律基因;并且整合了蛋白组等多个层面上的数据集对这两组基因的特征进行了比较。通过比较同一组织内鉴定的昼夜节律基因和非昼夜节律基因，我们发现前者表现出十分特殊的性质。首先，昼夜节律基因总体上具有较少的邻近基因，较长的基因组和3’端非翻译区长度，以及较短的蛋白编码区长度。其次，昼夜节律基因具有较高的基因和蛋白表达丰度，并且具有较高的时间表达变异度和较短的转录本半衰期。再次，至少有60％的昼夜节律基因位于4个主要的同峰表达节律群中，即黎明，白天，黄昏，和夜晚节律群。通过组织间的比较分析，我们发现一半以上的昼夜节律基因在组织中广泛表达，但却只在特定的一个或几个组织中周期性的表达。昼夜节律基因在不同时间点间的表达变异度比在不同组织间的表达变异度至少小3倍，这一结果提示昼夜节律系统可能在组织特异性功能的微调控中发挥着较为重要的作用。另外，编码大蛋白和小蛋白的昼夜节律基因分别在白天和夜晚同峰表达节律群中富集，因此我们认为昼夜节律基因在基因表达调控网络中的位置与它们本身的基因大小，表达约束性，和染色体结构等方面的特征密切相关。综上所述，我们认为昼夜节律系统根据不同基因的不同特征对它们进行综合调配，进而以最经济的方式对组织功能的特异性进行微调控来适应环境的即时变化，这可能是在长期的进化过程中逐渐形成的。　　 晚期胚胎发育蛋白(LEA)与滞育胚胎和滞育后胚胎的抗逆机制密切相关，从卤虫滞育后胚胎中，我们界定了14个LEA和LEA－like基因，其中包括4个新发现的基因，它们分别是Afrleal-5，Afrlea3-5，Afrlea3-like1和Afrlea3-like2。基于这些LEA和LEA-like基因编码的蛋白序列的保守性和差异性，氨基酸组成等方面的特点，并通过与细菌，植物和动物中已报道的LEA蛋白的性质进行比较，卤虫中的14个LEA和LEA－like基因被分成了4组，分别是第1组，第3组，第3组类似LEA基因，以及种子成熟蛋白(SMP)类似编码基因。我们同时对其中的6个有代表性的基因，采取RT-qPCR的方法，研究它们从滞育后胚胎到孵化为浮游幼虫期间的表达模式，3个LEA基因，2个第3组类似LEA基因在从耐受干燥的虫卵到孵化成不耐受干燥的浮游幼虫的过程中表达量呈现下调，而种子成熟蛋白类似基因的表达量却并没有呈现出明显下调。这些结果表明不同的LEA和LEA-like基因在卤虫滞育后胚胎的抗逆和发育过程中可能具有不同的功能。

摘要： Cyanobacteria are photosynthetic prokaryotes that live in aquatic environments. The cyanobacterium Synechococcus elongatus PCC 7942, (hereafter S. elongatus) coordinates its day and night behaviors via a circadian clock. The clock is entrained by light/dark cycles but continues to run in constant light conditions. The core circadian clock in S. elongatus is encoded by post-translational modifications of three Kai proteins, but the extent and mechanism of circadian gene expression are unknown. We provide the first unbiased characterization of circadian gene expression in S. elongatus, demonstrating that ∼65% of genes display oscillation in continuous light conditions, with some genes peaking in expression at subjective dawn and others at subjective dusk. We next sought to identify the mechanism by which such a large fraction of the genome could be rhythmically controlled. Through bioinformatic, correlative, and perturbation experiments, we find that circadian changes in chromosome topology/supercoiling are sufficient to drive rhythmic expression (Chapter 2). To further investigate how chromosome topology can control gene expression we performed a high resolution characterization of transcripts and RNA polymerase across the S. elongatus genome (Chapter 3). Bioinformatic analysis of transcription start sites suggests that the AT/GC content a particular region of the promoter is informative in defining the phase at which a transcript is maximally expressed. We find that these sequences are sufficient to drive circadian gene expression at a particular phase and that mutation of single nucleotides in this region can reverse the expression phase of a transcript (Chapter 4). To understand the role of chromosome dynamics in circadian gene expression and cyanobacterial physiology, we tagged and followed chromosomes over multiple cell divisions. We find that S. elongatus cells harbor multiple ordered copies of a single chromosome, and the organization of chromosomes in the cyt

关键词： 昼夜节律基因   食管癌   Eca-109细胞   凋亡   放射敏感性  

摘要： 目的探讨昼夜节律基因hPer1和hPer2对食管癌细胞株(Eca-109)放射敏感性的影响。方法体外培养食管癌Eca-109细胞株,通过避光和乙酰肉豆蔻佛波酯(PMA)分别诱导昼夜节律基因hPer1和hPer2节律性的表达,用RT-PCR检测出表达高峰和低谷。在hPer1和hPer2表达的高峰和低谷时,分别用6mV-X射线给予照射,通过Tunel及流式细胞术,检测肿瘤细胞的凋亡。结果昼夜节律基因表达高峰时照射与低谷时照射比较,肿瘤细胞凋亡率减少(P<0.05)。结论昼夜节律基因hPer1和hPer2高表达,能够降低食管癌细胞的放射敏感性。

关键词： 光周期   基因克隆   基因表达   玉米CCA1  

摘要： 昼夜节律钟基因CCA1在调解水稻和拟南芥的光周期反应中起着重要作用。本研究利用从水稻和拟南芥中分离到的CCA1基因序列作为靶序列BLAST获取Genbank中的信息,通过RT-PCR方法克隆获得了一条2326bp的玉米CCA1基因cDNA序列。BLAST比对发现其与水稻、大麦和拟南芥的序列相似性分别达73.7%、69.4%和39.8%。利用NCBI中的ORF Finder软件分析,发现该序列包含一个2163bp的开放阅读框,编码720个氨基酸残基,蛋白的分子量约为78819.17Da,等电点为6.468。推测其含有3个myb-DNA结合域、7个N-豆蔻酰化位点、1个G-box蛋白结合域以及1个蛋白跨膜结合域。采用实时荧光定量PCR分析发现,随光照时间的变化,该基因在玉米叶片中的表达量呈现出白天不断降低而夜晚逐渐升高的昼夜变化趋势。本研究为进一步研究玉米CCA1基因在调控玉米光周期敏感现象中的功能,阐明玉米光周期敏感机制提供了科学依据。

关键词： 血压昼夜节律   颈动脉粥样硬化   动脉粥样硬化病变   高血压   糖尿病   危险因素   发生率   脑梗塞   脑供血不足   颈动脉斑块  

摘要： 目的动脉粥样硬化是一影响多处血管床的疾病,许多研究发现心血管疾病患者超声检测颈动脉斑块发生率较高。颈动脉内膜增厚,与病理研究结果一致。血压昼夜节律异常与心、脑、肾等靶器官(TOD)损害有关。我们对169例中老年患者进行了颈动脉超声检查。分析颈动脉粥样硬化与年龄,高血压,冠心病,脑血管意外。脑供血不足,糖尿病血压昼夜节律异常等危险因素的关系。方法 (1)采用美国太空动态血压记录仪监测动态血压,记录每次SBP、DBP、平均动脉压(MBP)和心率。昼夜节律<10%为异常、<5%为明显异常。(2)应用百胜公司魅力-70型彩色心超仪,探头频率为7.0 MHz。检查部位包括颈总动脉(CCA),颈动脉分叉部(BIF),颈内动脉(ICA),近端及颈外动脉(ECA)。检查时注意两侧对比,并注意切勿加压,以免产生人为的狭窄。(3)颈动脉粥样硬化病变的超声分型标准(Ⅰ型:内膜脂纹,局部内膜扁平或稍隆起,边界不整齐;Ⅱ型:纤维斑块,突出管腔,班块可以互相融合;Ⅲ型:复合病变,可有斑块钙化、破裂、斑块破裂后可引起出血或形势溃疡)。结果除脑梗塞发生率在<60岁年龄组与≥70岁年龄组有显著性差异(P<0.05),其余冠心病,高血压,脑供血不足,高脂血症,糖尿病的发生率差别无明显性(P>0.05)。A组与B.C两组在颈动脉内径,超声分型,面积狭窄,昼夜血压节律(%)指标均存在显著性差异P<0.05,A组与C组在超声分型Ⅲ型(复合斑块型),面积狭窄>20%,昼夜血压节律(%),三个指标存在显著性差异P<0.05。其余指标间差别无显著性P>0.05。高血压,脑梗塞,糖尿病组颈动脉粥样硬化Ⅲ型(复合斑块型)发生率均>30%,面积狭窄>20%,发生率>20%,昼夜血压节律(SBP)均<5%。结论老年患者中颈动脉粥样硬化教常见,年龄60～69岁和70岁以上的斑块检出率分别达44.1%和63.9%。>20%的面积狭窄分别为10.9%和26.3%。具有血液动力学意义的狭窄(>50%)少见。发生率仅约9%。这些结果与国外文献报道相似。由此可见,在动脉粥样硬化的各种危险因素中,年龄是一个很有独立的相关性。值得注意的是,本研究结果还揭示在老年人血压昼夜节律消失者颈动脉粥样斑块检查率较高,同时伴有高血压,脑梗塞,糖尿病者昼夜节律(SBP)均<5%(正常应>10%。昼夜血压节律对适应机体活动和保护心血管结构与功能是有益的,有报道血压昼夜节律消失的高血压可能有较大发生脑卒中的危险性。因此,可以认为夜间血压调节机制丧失使心血管系统更长时间地处于过重负荷情况下,容易导致靶器官损害(心、脑、肾)和加重动脉粥样硬化的发生和发展。

关键词： 基因   肿瘤   DNA损伤   磷酸化  

摘要： 昼夜节律（24h）存在于所有的原核和真核生物中,在哺乳动物中,这一系统的中央起搏点位于下丘脑前部的视交叉上（suprachiasmatic nucleus,SCN）[1]。目前,昼夜节律的产生机制已成为生命科学研究的一个热点和前沿性问题。许多研究表明，昼夜节律与失眠症、内分泌代谢性疾病、肿瘤等都具有一定的相关性[2-6]。近年来，节律失调与肿瘤的关系越来越受到关注，现综述如下。

关键词： 昼夜节律时钟基因   肿瘤坏死因子   光生物调节作用  

摘要： 背景和目的:昼夜节律是影响运动成绩的一个重要因素。研究发现,介导运动应激的肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)能够抑制昼夜节律时钟基因的表达。研究了低强度810nm激光(low intensity 810 nm laserir radiation,LIL)对TNF抑制效应的调节作用。材料和方法:50%马血清休克处理NIH3T3成纤维细胞2h,同步化昼夜节律时钟基因的表达后,加入10ng/mL TNF-alpha抑制它的表达,与此同时给予20min10mW/cm2的LIL照射。36h内,每隔6h检测细胞中时钟基因Clock、Bmal1、Per2、Dbp和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸辅酶(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)依赖的组蛋白去乙酰化酶1(sirtuin1,Sirt1)的mRNA的表达及胞内NAD+和其还原形式NADH的比值NAD+/NADH。结果:TNF-alpha分别在第12h和第18h抑制了Clock(P<0.05)、第18h抑制了Bmall(P<0.05)和Dbp(P<0.005)、第18h和第30h抑制了Per2(P<0.05)及第18h和第24h抑制了Sirt1(P<0.05)的mRNA表达,并且在第6h、第12h、第18h和第30h降低了NAD+/NADH(P<0.005)的比值。LIL抑制了TNF-alpha在第18h对Clock(P<0.05)、Bmall(P<0.05)和Sirt1(P<0.005)及第30h对Dbp(P<0.05)和Per2(P<0.005)的抑制作用,并且抑制了TNF-alpha在第6h(P<0.005)、第12h(P<0.05)和第18h(P<0.05)对NAD+/NADH比值的降低作用。结论:LIL对被TNF-alpha抑制的昼夜节律时钟基因表达的促进作用可能是通过NAD+/Sirt1介导的。

关键词： Clock基因   Bmal1基因   昼夜节律   外周血淋巴细胞   生物钟基因   分子机制  

摘要： 人和动物的生理机能、生化代谢、行为表现等常以24 h为周期发生规律性变动，这种变化的节律称为昼夜节律。产生昼夜节律的结构基础是分子计时器-昼夜节律生物钟(circadian clock)。对于主导节律调节的一些重要基因，称之为生物钟基因。机体的各种内在昼夜节律性变化可在外界环境因素的作用下得到重设性调节，以使机体活动与环境变化达成和谐统一。\n 引发和调控昼夜节律生物钟的分子机制是在钟输入信号(如光照、温度等)的作用下，若干钟基因、钟相关基因和钟控基因及其蛋白产物通过转录-翻译-翻译后事件的相互衔接，组成钟振荡器的自身调控反馈环路，实现钟信号的精确输出。其中作为环路中正向调节成分的核心钟基因Clock和Bmal1，已被证实不但24h节律性表达于中枢钟组织如视交叉上核与松果体，而且也表达于包括血细胞在内的各种外周钟组织。上述基因产物以杂二聚体形式形成正向转录因子，与下游钟基因Per(Period)、Cry(Cryptochromes)或tim(Timeless)启动子区的E-box元件结合，激活一系列基因的转录和翻译，因此，Clock和Bmal1在生物钟的分子振荡机制中被认为起着极其重要的作用。然而，有关人外周血淋巴细胞核心钟基因Clock和Bmal1的昼夜节律性转录在南极大陆特殊环境下有着怎样的表现，至今未明，这正是本文所要探讨的内容。\n 目的：\n 探讨赴南极前后科考队员外周血淋巴细胞核心钟基因Clock和Bmal1的昼夜节律性表达规律，旨在解析、拓展特殊环境下人类外周免疫钟运行的分子调控机制。\n 方法：\n 8名健康、男性中国南极科考队员志愿者，年龄24～30岁，平均25岁。赴南极前在昼夜节律模式条件(自然光制，16 h-light：8 h-dark cycle，LD)下生活1周：室温25±1℃，起床时间：7:00，睡眠时间(无光照期)：23:00～7:00，早餐时间：7:30～8:00，午餐时间：11:30～12:00，晚餐时间：5:30～6:00；睡眠时光照强度<0.1 Lux；受试者自由饮水，无烟酒嗜好，在过去6个月内未做过跨时区旅行和未接受过药物治疗，日常活动和饮食成分基本一致。随后在一昼夜内，随机选择2位受试者，每隔4 h抽取各自外周血6 ml，血样采集在4个不连续的随机昼夜内完成。分离其淋巴细胞，提取总RNA，逆转录为cDNA，采用实时荧光定量PCR方法，测定不同昼夜时点(zeitgeber time，ZT，共6个，每个时点n=8)每个样品中Clock和Bmal1基因的mRNA表达量，并以熔解曲线和凝胶电泳条带加以验证，通过余弦法和ClockLab软件获取节律参数，并经振幅F检验分析是否存在昼夜节律性表达。\n 选取相同8名男性科考队员，赴南极后生活一年，经历了极昼与极夜光照差异、季节与气候差异、气温与气压差异等自然环境变化。其昼夜模式生活条件、采血方式、取样时间、实验检测方法及数据统计学处理同上。\n 结果：\n 1.科考队员赴南极前外周血淋巴细胞核心钟基因Clock和Bmal1的昼夜表达\n 1.1在LD(16:8)光制下，科考队员外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal1的mRNA表达呈现明显的昼夜节律性振荡(振幅F检验，P<0.05)；\n 1.2 Clock基因的峰值相位-335.85±13.80，表达振幅3.46±1.27，中值-11.40±1.59，峰时和谷时分别位于ZT22和ZT10，峰时与谷时mRNA水平分别为-7.95±2.55和-14.85±1.32；\n 1.3 Bmal1基因的峰值相位-307.12±108.17，表达振幅2.77±1.11，中值-5.50±1.32，峰时和谷时分别位于ZT20和ZT8，峰时与谷时mRNA水平分别为-2.74±0.71和-8.25±2.33；\n 1.4 Clock和Bmal1昼夜节律性转录的比较：两个基因LD(16:8)光制下在所检测的6个昼夜时点中表达水平均有明显差异(P<0.05)，Clock基因的表达水平较Bmal1基因降低；从昼夜节律性参数比较看出，两个基因表达的峰值相位、振幅无差异(P>0.05)，而Clock基因转录的中值水平以及峰时mRNA水平和谷时mRNA水平均降低(P<0.05)，Clock峰时和谷时比Bmal1推后约2小时(P<0.05)。\n 2.科考队员赴南极后外周血淋巴细胞核心钟基因Clock和Bmal1的昼夜表达\n 2.1八名科考队员中分别有2人钟基因Clock、3人Bmal1的转录表达具有明显的昼夜节律性(振幅F检验，P<0.05)；\n 2.2二人Clock基因的峰值相位-42.28±