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SOX_DMRT性别决定基因家族及其应用研究进展_李楠

SOX 、DMRT 性别决定基因家族及其应用研究进展

李楠

1,2

王秀利

1**

仇雪梅

(1大连水产学院生命科学与技术学院,大连 116023;2黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,大庆 163319)

摘要: SO X 基因家族是在动物中发现的一类新的编码转录因子的基因家族,其产物具有一个HM G 基序保守区,参与诸如性别决定等多种早期胚胎发育过程。到目前为止,在XX -XY 染色体性别决定系统中,只发现了两个性别决定基因:一个是SRY ,它主要在哺乳动物性别决定中起作用;一个是DM Y,它是在青鳉(Or y z ias latip es )中发现的。SRY 属于SOX 基因家族,而DM Y 则属于另一个普遍参与脊椎动物性别决定过程的D M T R 基因家族。本文综述了这两大性别决定基因的研究进展,并探讨了它们在水产养殖动物性别决定基因研究中的意义和价值。

关键词: 性别控制 SO X 基因 DM R T 基因动物水生动物

The Research Advances and Applications of SOX and

DMRT Gene Family

Li Nan 1,2 Wang Xiuli 1 Qiu Xuemei 1

(1College of L if e scie nce and Biotec hnology ,Dalian Fisher ie s Unive rsity ,Dalian 116023;

Colleg e of L if e science and Biotechnolog y ,H eilongj iang A ug ust First L an d Rec lamation Univ er sity ,Daqing 163319)

Abstract: T he Sox g ene family of transcriptio n factor s ar e fo und thro ug hout t he animal kingdom.T hey ar e char acter ized by the presence of a H M G domain,involved in the r egulation of such diverse dev elo pmental pro cesses of early embry o -g enesis as sex deter minat ion.In the XX -XY sex determining chro mosomal sy stem,there are only tow sex deter mined gene has been found:one is the SRY g ene,which play an im po rtant ro le in mammals;the ot her is the D M Y g ene,which has been found in Or y z ias latip es .T he SR Y g ene belonged to the SO X g ene fam ily ,and DM Y belonged t o the DM T R gene family,w hich is inv olv ed in sex det erminatio n of v ertebrates.T his r eview mainly discusses the research trends and development o f SOX gene family,and DM T R gene family,and po int out the re -search value in searching for sex deter mined g ene in aquatic animals.

Key words : Sex -determining co nt rol SOX DM RT A nimal Aquat ic animal

动物的性别控制是指通过对精子或胚胎的性别进行鉴定,从而达到调控子代性别的目的。随着胚胎冷冻、胚胎切割、体细胞克隆技术的日渐成熟,使得动物的性别控制显得更为重要。多少年来人们一直在不停地探索如何提高动物性别控制的准确性。随着科学技术的发展,人们不仅在细胞水平上发现了高等动物的性别决定于性别分化过程,而且还通过染色体的组型和核型分析,找到了与性别紧密相关的染色体)))性染色体。分子遗传学原理和分子

生物技术的飞速发展,使得人们在基因水平上研究动物的性别控制有了可能。如果我们掌握了某些动物的性别决定基因,利用现代分子标记技术,便可极

大的提高性别控制的准确性和有效性。1990年哺乳动物性别决定基因SRY 的发现[1],是哺乳动物性别控制领域的一项重大突破。近年来人们又发现和确定了一些与哺乳动物性别决定相关的基因(DM -RT 1、DAX1、WT1等),并提出几种基于哺乳动物性别决定基因的分子调控模型。人们在研究和应用哺

收稿日期:2005-04-07 *

基金项目:大连水产学院科研基金项目

**通讯作者:王秀利(1964-),男,博士,教授。E -mail:xiuliw ang417@sin https://www.wendangku.net/doc/245886152.html,

生物技术通报

#综述与专论#

BIOTECHNOLOGY BU LLETIN

2005年第3期

乳动物性别决定基因的同时,也致力于探索水生动物的性别决定基因,但到目前为止,仅在青鳉(Or y-z ias latip es)中发现了鱼类性别决定基因DM Y。在已知的与哺乳动物和脊椎动物性别决定有关的基因中,以SOX基因家族和DM RT基因家族最具有代表性。

1SOX基因家族

1.1SRY基因

Sinclair等人[1](1990年)在人类和小鼠中克隆了睾丸决定因子SRY(sex determining region on Y chrom oso me,SRY)基因,进一步研究发现SRY基因产物含有一段高迁移率蛋白质群(hig h mobility gro up,H M G),并发现它具有高度保守性[1][2]。根据该H M G的保守性,发现了一类新的编码转录因子的SOX(SRY-type H MG box,SOX)基因家族[2]。目前,人们仅在哺乳动物中,就发现了30多种SOX基因,它们广泛参与诸如性别决定、骨组织的发育、血细胞生成、神经系统的发育、晶状体的发育等多种早期胚胎发育过程。属于SOX基因家族的众多已知基因中,目前只有SRY基因的被确定为哺乳动物性别决定基因。研究发现X染色体上的SOX3基因是与SRY基因相似程度最高的基因,一般认为SRY基因与SOX3基因原本是同一基因的不同等位基因,只是在进化过程中SRY基因获得了性决定的功能[3],而SOX3的表达则与性别决定无关。

Koichiro等[4](2004)通过对老鼠胚胎性别分化过程中SRY表达量和SRY的5c端甲基化程度的研究,认为在老鼠的性腺发育过程中,机体可以利用DNA甲基化的方式调控SRY基因表达。哺乳动物性别决定和性别分化依靠于Y染色体上的SRY基因。SRY基因的瞬间表达产物能激发支持细胞分化和使双功能的胚胎性腺发育成睾丸。

1.2哺乳动物性别决定的其他SOX基因

SOX9基因是与哺乳动物性别决定直接相关的基因,SOX9在XY雄性鼠胚胎的睾丸形成中表达,而在雌鼠中不表达[5],这表明SOX9基因在其性别决定过程中起作用。该基因可能是靠近SRY基因的下游基因,并且与人类的睾丸生成过程有关。人的SOX9基因位于17q上,在骨骼发育和性别决定中都有作用,它的突变可导致骨骼形成异常综合症(Compom dic Dysplasia,CD)和性反转现象,患有CD 的XY性染色体型的患者多数为性反转女性[6]。目前,一般认为,SOX9基因既是CD基因,参与胚胎早期骨骼形成和发育的过程,同时又是一个常染色体上与性别决定有关的基因,参与调控睾丸发育过程。

近来有研究表明SOX8可以促进SOX9在睾丸形成中的决定作用。人的SOX8基因(5.4kb)位于16p13.3上,编码一个466个氨基酸组成的蛋白[7]。SOX8是哺乳动物睾丸决定途径中的一个关键基因,与SOX9一样也在性别决定时期的鼠的睾丸中表达[8,9]。目前已经证实SOX8能部分补偿骨骼形成异常综合症中已经削弱的SOX9活性[9]。有人预言在许多物种中当SOX9不表达或表达的太晚,以至于不能参与性别决定和调节米勒管抑制因子(M u-l lerian inhibitor y substance,M IS)表达时,SOX8可能是SOX9的替代物[8,9]。SOX8在性别决定及其他发育方面的许多重要作用,仍需要我们不断的去探索。

除了SRY、SOX8和SOX9的表达与哺乳动物性别决定有关外,还有一些SOX基因在性腺的生殖细胞中表达,如SOX5、SOX6在小鼠的减数分裂后的生殖细胞中表达,尤其是在精细胞阶段[10]。此外,爬行类温度依赖型性别决定(Temperature-depend-ant sex determ ination,TSD)的海龟中,也发现SOX9参与其T SD过程[11]。由于SOX基因广泛参与动物的性别决定和性别分化等多种早期胚胎发育过程,所以人们在鱼类的性别决定基因研究中,不得不十分重视它。

1.3鱼类SOX基因的探索与研究

鱼类,是良好的研究细胞发育的试验模型,同时也是遗传研究上不可多得的好材料。鱼类存在着复杂的性别控制机制(XX-XY,ZZ-ZW,X1X2Y, XY1Y2和ZW1W2性染色体系统)[12]。鱼类性别控制的研究,对水产养殖来说,具有重大的实用价值和意义。因为许多养殖鱼类其生物学性状诸如生长率、成熟年龄、繁殖方式、体色、体型、个体大小等雌雄鱼之间存在较大的差异。

由于SOX基因家族在哺乳动物性别决定中独特的地位,所以,人们在探索鱼类性别决定基因的过

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程中,首先考虑到的就是鱼类中是否在也存在像SRY、SOX9这样的SOX基因。如果鱼类中存在这类基因,那么它们的作用又是如何。为了解决这些疑问,人们做了大量的研究工作,但结果并不是十分理想。现已研究证实在一些鱼类中确实存在SRY 基因[13]、SOX9基因[14],但其并不具备性别专一性表达的特性。有趣的是,用northern blot和原位杂交分析青鳉中的SOX9,发现它主要在成年鱼的卵巢中表达[14]。然而,在精巢中,仅能用RT-PCR法检测到,这说明在鱼鳉中的性腺发育中,SOX9有着与其它脊椎动物的不同作用[14]。近几年,在鲈鱼中已经克隆出12种SOX基因,它们分别属于SOX基因家族中的Sox B,So xC,Sox E和Sox F亚型[15]。还有人以SOX同源盒设计探针,在雌雄罗非鱼中进行PCR扩增,结果发现两者都有扩增带,这说明此序列在进化中较保守,在罗非鱼无性别特异性,其在罗非鱼性别决定中的作用还不能明确[16]。另外在斑马鱼、泥鳅、黄鳝等鱼中也都有类似情况[17]。可以说,鱼类的性别决定基因的寻找,并没有像预期设想的那样一帆风顺。正在人们困惑不解的时候,DM RT 基因的发现,为鱼类等水产养殖动物性别决定基因的探索者们,注入了一针强心剂。

2DMR T基因家族

DMRT(do ublesex-and mab3-relatated tran-scriptio n facto r,DM RT)基因是一类具有DM(DM dom ain protein)结构域的基因家族。DM(Dou-blesex and Male aberrant-3relativ e do-main)结构域是在果蝇的性别决定基因double-sex(Dsx)编码的蛋白质中发现的,它是一个富含半肤氨酸的类似锌指的结构基序[18]。后来又在线虫的雄性异常基因Male aberrant-3(Mab-3)中发现了同样的DM结构域[19]。与SOX基因类似,DM RT基因主要参与性别决定与分化过程和组织器官的发育。近年来从分子、发育及进化等水平对性别决定机制的研究,仅发现DM RT1参与在整个脊椎和非脊椎动物的性别决定过程,只有性别决定基因DMRT1才具有进化保守性。迄今为止,发现人类具有8种平行进化同源的DM RT相关基因,而小鼠共有7个与人高度同源的相应的DM RT基因。在其他物种中,也都发现了多个DM RT相关基因,形成了一个基因家族。这些高度保守的、编码含DM保守结构域转录因子的基因被统一命名为DMRT基因。DMRT基因在性别决定、分化以及早期胚胎发育中具有重要作用。

2.1DM RT1

在人的基因组cDNA克隆中发现了一个编码DM结构域蛋白的基因,并命名为DM RT1(dou-blesex-and m ab3-relatated transcr iption facto r1, DMRT1)。DMRT1与SRY基因相似,在雄性胚胎中专一性表达,并参与了雄性的性别决定过程,该基因的缺失会导致发生性反转现象[20]。近年来又发现,定位于人9p末端区的DMRT1和DM RT2可能都是性别决定基因。DMRT2基因的表达方式与DMRT1相似,雌性中无表达,其缺失同样会导致性反转[21]。在XY雄性小鼠中研究发现,DM RT1基因敲除会导致睾丸分化不完全甚至会导致生殖细胞死亡[22]。以上都证实了DMRT1、DM RT2基因对于哺乳类雄性性别决定与分化的重要性和必要性。

鸟类通过ZZ/ZW性染色体系统来决定个体性别的分化发育,具有ZZ性染色体组成的个体发育为雄性,而ZW性染色体的个体将发育为雌性。在探索鸟类的性别决定基因的研究中发现,DM RT1基因在分化过程中可能直接参与了性别决定。DM-RT1定位于Z染色体上,在鸡胚胎发育的性腺中特异表达,且精巢中表达量高于卵巢[23]。原位杂交也表明,在生殖晴和吴夫氏管中都有表达[22]。这些都暗示DM RT1基因可能处于雄性性别决定的级联反应的上游位置,一旦鸟类性腺分化方向确定,DM-RT1呈现为睾丸专一性表达[23]。

在爬行类温度依赖型性别决定(T emperatur e-dependant sex deter mination,T SD)的海龟中,运用RT-PC R手段研究M PT(male-prom oting temper-ature)与FPT(fem ale-pro moting tem peratur e)温度下性腺中DM RT1的表达量,结果是发育过程中MPT条件下DM RT1的表达量一直高于FPT条件下的表达量[11]。在TSD型的鳄中,在雄性启动温度下,其胚胎发育的性腺中DM RT1的表达量提高[24]。在晰蝎中,DM RT1在生殖晴及成体睾丸中分别编码可变的剪接因子。DM RT1在晰蝎发育第3天的生殖嵴中开始表达,随后仅限于间充质细胞,而间充质细胞将进一步发育成精巢足细胞[25]。在两栖类的

2005年第3期李楠等:SOX、DMRT性别决定基因家族及其应用研究进展

一种虎纹蛙(Rana rugosa)中,当用M PT孵化受精卵时,DM RT1在精巢分化时专一表达,在卵巢分化时无表达。在蛙的成体组织进行RT-PCR分析时发现,DMRT1在精巢中专一表达[26]。据此推断DM-RT1可能广泛参与了爬行类、两栖类、鱼类等脊椎动物的性别决定与性别分化过程。

2.2鱼类DMRT基因的探索与研究

到目前为止,XX-XY染色体系统的性别决定中,只发现了两个性别决定基因,一个是SRY,另一个是DM Y,它是在青鳉中发现的。青鳉具有XX/ XY性别决定系统,M atsuda等(2002)用重组断点法(recom binant break point)将青鳉的性别决定区定位于Y染色体一个长530kb的区段上,在删除Y染色体上一段XY雌鱼共有的基因序列后,将此区域缩短到250kb[27]。然后对这个区域进行鸟枪法测序,结果发现该区域具有27个基因。但在这些基因中只有DM-related PG17基因是Y染色体专一性表达的,于是,把它命名为DMY(DM domain g ene on Y chro mosome)。经研究发现DMY突变会导致产生XY雌鱼。相似的,XY突变的雌鱼中,DM Y的表达量也会明显减少,并且产能生大量的XY雌性后代[27]。这些都强烈预示DM Y是精巢发育所必需的,在青鳉中它是一个主要的性别决定基因。在DMY首次报道后不久,Nanda等人也报道了DM Y 基因,并将它命名为DM RT1Y[28]。日本科学家Ai Shinim iya等(2004)通过大量调查发现在野生青鳉种群中大概存在1%性别反转个体,并且它们都被检测出携带有突变的DM Y基因[29]。这又进一步证实了,DMY基因是鱼鳉性别决定基因的可靠性。

有报道称在青鳉和剑尾鱼中,存在着多种DM-RT基因[30]。完整的DMRT1编码序列已在许多不同的硬骨鱼的基因组中发现[31],但直到今天,人们仅在青鳉的Y染色体上发现具有DMRT1的拷贝。通过种系发生(Phy log enetic)分析研究表明,青鳉常染色体上的DMRT1基因是在其进化早期时,复制转移到Y染色体上,进而形成了DM Y基因的[32]。Kobay ash等(2004)在研究DMY基因和DMRT1基因在青鳉性腺分化中的表达位点和表达形式时,发现DMY基因在早期性腺分化XY成个体,调控原生殖细胞的繁殖和性别专一分化,而DM RT1则调控精原细胞的分化[33]。DM Y基因在青鳉的雄性发育中起关键作用,它可以作为此类物种中性别决定的主要候选基因。对DM RT1和DM Y基因序列的进一步研究证实了DM RT1和DMY基因表达的氨基酸序列,只有一个特征氨基酸不同[34]。或许就是因为这一个氨基酸的改变,才使得DMY基因能够成为性别决定基因。Yuki等(2003)[35]用RT-PCR试验,检测出DM Y和DMRT1在青鳉发育的不同阶段的许多组织中都有表达。DM Y作为性别决定基因只在雄性中表达,但这种表达却并不只限于精巢。事实上,它还在脑,肝脏,眼睛,肌肉,垂体,心脏,脾脏,肠等组织中表达[35]。这预示着,DM Y在其他方面的具有许多作用,仍需要不断的探索研究。

3哺乳动物的性别控制现状

SOX基因家族中,SRY基因的发现是哺乳动物性别控制领域的一项重大突破。近年来,人们又确定了一些与哺乳动物性别决定相关的基因(DM-RT1、DAX1、WT1等),并提出几种基于哺乳动物性别决定基因的调控模型。可以说,哺乳动物的性别决定与分化的分子机制已经初步被人们掌握。一些相关的性别控制手段也相继出现。

现在像杂交育种、人工受精、同期发情、胚胎移植这样的技术,已经在畜牧业中普遍应用。对那些采用未定性的精子进行人工受精的或自然受精产出的家畜,进行胚胎性别鉴定,理所当然的成为一种行之有效的性别控制手段。同时,许多哺乳动物的精子又能用流式细胞仪迅速定性分离,不仅准确率很高,并且对精子并不造成严重伤害。精子性别控制的优势在于可以迅速准确的大量繁殖已知性别的哺乳动物。

人类的性别控制由于法律、道德、宗教等因素的制约,目前主要集中于胚胎移植前遗传学诊断(Pre-im plantation GeneticDiagnosis,PGD)和产前检查(pr enatal diag no sis)。它们大多采用PCR方法或FISH对体外或体内的胚胎进行遗传分析,以避免患有遗传病或与性染色体相关疾病的婴儿出生。目前,哺乳动物的性别控制主要集中在胚胎性别鉴定和精子性别鉴定两个方向上。

4存在的问题与展望

人们在XX-XY染色体性别决定的系统中,发现

生物技术通报Biotechnology Bulletin2005年第3期

的SRY属于SOX基因家族,而DMY则属于另一个普遍参与脊椎动物性别决定过程的DM TR基因家族。尽管如此,各国科学家也在不断的探索非哺乳类动物的性别决定基因。同时,由于鱼类等水产养殖动物的自身受精与发育的特点,也给人们带来了不小的阻力。

鱼类性别决定类型和性别决定方式因种而异,因而性别决定的分子机制也表现为复杂多样。在鱼类胚胎发育过程中,原始的生殖腺同时具有向雌性和雄性发展的双向潜力。某些外部和内部因素,如水温、光照以及激素、代谢物等都可能通过某种途径改变机体的新陈代谢,特别是改变与性别决定有关的某些生理生化过程,从而影响鱼类的性别分化。R mer等[36]对慈鲷鱼科南美短鲷属的37个种和两种硬骨鱼分别进行了研究,指出环境温度和pH均可影响性别比例,其中南美短鲷的33个种的个体性别比例主要受温度影响,高温下雄性个体比例较高,但在低温下则雌性比例较高。Patino等[37]对海峡鲶鱼(Ictalurus puncatatus)进行了研究报道,在34e高温下孵育时,雌鱼比例将升高,而在27e 时,温度对性别比例没有影响。也许正是鱼类的性别决定与分化具有上述特点,才使得鱼类性别控制的手段,仍然集中在传统方法上。目前对鱼类性别决定和分化分子机制尚未形成统一认识。以往人类对鱼类性别决定的认识,多集中于激素类物质的调控水平上。近几年,分子生物学技术的飞速发展,使人们不仅仅满足于对鱼类性别决定认识的现有水平,也开始致力于探索鱼类性别决定基因。青鳉的性别决定候选基因DM Y的成功发现,就是一个佳例。但令人遗憾的是,目前的研究表明,DMY并不是一个普遍存在的鱼类性别决定基因,它仅在XX-XY染色体系统的性别决定青鳉的几个种系存在,而在其他硬骨鱼类中未能发现类似DM Y的性别决定基因。

除了鱼类外,海洋中的虾、贝类、藻类等已成为人类不可缺少的营养食品。由于过度捕获、海区污染、海洋生态条件破坏等因素,海洋生物资源已面临严重的威胁。因此,大力发展海洋动植物的养殖业是海洋生物资源的合理开发利用与可持续性发展的根本措施和策略。许多养殖动物因性别的不同其生长速度和肉用品质存在着较大差别。如罗非鱼的雄鱼比雌鱼长的快;海胆等经济动物因其外观难以鉴别雌雄,其性腺更因为性别不同而呈现不同的颜色,使得海胆性腺的商品价格差别非常大。因此,海胆等棘皮动物品种的选育、杂交利用及其生产等因其性别难以判定而受到了影响。

在哺乳动物的性别控制,已形成了一个比较完善的理论和技术体系,尤其是在基因水平上对哺乳动物进行有效的性别控制,已在人类生长发育以及疾病预防等现实生活中得到普遍应用。同时在农业动物生产上广泛应用性别控制技术,已经带来了巨大的经济效益。然而,对海水养殖动物的性别控制,仍然集中在传统方法上,并没有像哺乳动物性别控制那样,形成一套行之有效的基于性别决定基因的控制技术体系。可喜的是渔业科学工作者利用哺乳动物基因的保守序列,已经在水生或海水养殖动物开展了相关研究,并取得了一些初步研究进展。海水养殖动物性别机制的研究,不仅有利于它们性别控制技术的完善与成熟,而且对于我们了解脊椎动物的性别起源、机制和进化具有十分重要的的意义。

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#国外动态#

英国皇家学会维护转基因食品

AgBio tech Repo rter 2003年20卷6期16页报道:据伦敦发行的5泰晤士报6(T he Tim es)近期披露,英国的权威学术机构/英国皇家学会0最近宣称,与常规食品比较,转基因(GM )食品并不构成对人类健康的更

大的威胁。

英国皇家学会在一份提呈英国政府的/GM 学术评议报告0中说:/GM 食品的营养品质及其引起变态或过敏反应的可能性,与非GM 食品并无差异。而且,迄今尚无确实可信的调查研究可以确证基因工程可损害人类健康。0还说:/无论如何,反对派所宣扬的食用GM 食品有风险的观点,是毫无科学根据的。0

英国皇家学会副会长兼生物学秘书Patr ick Bateson 说:/去年,我们曾经对有关GM 植物与人类健康的论据进行了全面的考察,但我们一直没有找到GM 食品可损害人类健康,从而使我们更改我们原先对这一问题所作结论的任何证据。0还说:/如果确实有真实可靠的证据是以说明GM 食品比非GM 食品更有害于人类健康,那么我们很想知道,为什么到目前为止,我们尚未目睹这一类证据公诸于世呢?0

英国皇家学会的上述报道还指出:/令人遗憾的是,我们发现,虽然某些组织例如-绿色和平.曾在其互联站上宣称什么-食用GM 食品的风险是十分巨大的,是具有潜在的灾难性后果的.,然而这个组织却没有能够对于自己的这一观点,提供任何实质性论据。0汪开治

生物技术通报Biotechnology Bulletin

2005年第3期

性别决定及其控制

性别控制是通过人为地干预并按人们的愿望使雌性动物繁殖出所需性别后代的一种繁殖技术。可以通过人工授精或体外授精将分离的优良精子注入受体，精子的分离可通过物理、免疫、流动细胞等分离方法进行分离。授精后，可通过胚胎性别鉴定，如染色质、染色体组型鉴定法、雄性特异抗原鉴定或分子生物学SRY-PCR鉴定。性别控制对我们的生产、生活都有很重要的作用。1：可使受性别限制的生产性状（如泌乳性状）和受性别影响的生产性状（如肉用、毛用性状等）能获得更大的经济效益；2：可增强良种选种的强度和提高育种效率，以获得最大的遗传进展；3：对人类来说，通过精子性别的选择，可以避免怀孕一个与X相关隐性疾病的婴儿；对于平衡一个家庭后代的性别比例也将起到积极的作用，从而可以控制人口增长。两栖爬行动物性别决定的研究进展摘要:两栖爬行动物性别决定的方式有基因型性别决定和环境型性别决定两种类型.本文综述了两种类型的最新研究进展，推测两种性别决定机制在分子水平上可能是一致的，对进一步研究存在的问题作了一定的分析. 性别决定和分化机理的研究一直是生命科学的一个热点领域.科学家们经过异常艰苦的研究才逐步揭开了性别决定的神秘面纱.众所周知，哺乳动物的性别是由性染色体决定的，在受精时，带有Y染色体的精子与卵子结合发育为雄性，带有X染色体的精子与卵子结合发育为雌性，X染色体与Y染色体在动物性别决定中似乎具有同等的作用，但随着细胞生物学、分子遗传学、发育生物学等学科的迅速发展，专家们发现，位于Y染色体上的SRY(Sex determing of Y chromosome)基因才是辜丸决定因子TDF(Testis determing factor,Tl)F)的最佳候选基因[ 1]. SRY基因的缺失可以使动物个体发育过程出现性反转(2)，这更进一步证明了SRY基因在性别决定中的重要作用‘可是，两栖爬行动物的许多物种没有性染色体的分化，这说明两栖爬行动物性别决定机制可能具有多样性.目前认为两栖爬行动物性别决定的方式有二:一是基因型性别决定，二是环境型(主要是温度依赖型)性别决定. 1、两栖爬行动物基因型性别决定(Gene type sex determination, GSD) 两栖爬行动物基因型性别决定遗传学上的证据: 基因型性别决定是指子代的性别是通过性染色体来决定的，它不受外界环境的影响，胚胎发育成雌性或雄性的趋向取决于其性染色体的组成，XY型(或zz型)将发育成雄性，而XX型(或zw型)将发育成雌性.哺乳动物是基因型性别决定的代表.二十世纪五十年代以前，两栖爬行动物染色体是否有性染色体的分化，尚未完全清楚，直到1962年sew[31第一次报道了爬行类有异型染色体的存在，继此之后，性染色体在两栖爬行动物中才相继被发现.在蛇类中，性染色体的分化最为明显，其性染色体为zw(或ZZ)型，其分化程度从低等到高等逐渐增高[41.经典的分类和解剖学认为，蟒蛇科是较原始的类群，而游蛇科是由其演化而来的，蝗科又是在游蛇科的基础上进一步发展来的，性染色体的分化也表现这一规律.蛇类的性染色体一般是由核型中的第四对大染色体分化形成.在这种分化中，z染色体一直保持不变，仅w 发生了变化，这种变化主要通过缺失卜倒位及重复等形式而进行[s1蜘蝎类目前已有7科约70多种发现具有性染色体〔6-71.龟鳖目大多缺乏性染色体的分化!8-91鳄目至今未发现有异型染色体〔10-111.两栖类即使有异型染色体分化的种类，也仅在性相关区有分化〔121.在两栖爬行动物中，具有性染色体的物种，其性别是由异型性染色体决定的，或者说是由基因型决定受精卵发育为雄性或雌性;其性别决定机制与哺乳动物和鸟类相似.例如，动胸龟科中沙氏赓香龟与大1!d香龟是具异型性染色体的，雄性为XY型，雌性为XX型;中华大婚蛛也具异型性染色体，雌性为zw型，雄性为zz型.而在虎绞蛙、乌龟、平胸龟、中华鳌等物种中，雌雄个体均未见有异型性染色体的分化，这些物种*基因保守区的克隆及序列分析也显示[13一‘6)，雌雄个体间未有差异，这些物种性别决定为EST)机制.这就从反面证实了性染色体的分化是GSI〕机制的遗传基础.

植物中SWEET基因家族研究进展

植物生理学报 Plant Physiology Journal 2014, 50 (9): 1367~1373 doi: 10.13592/https://www.wendangku.net/doc/245886152.html,ki.ppj.2014.03021367 收稿 2014-06-26 修定 2014-07-24 资助国家自然科学基金(31372054)和植物生理学与生物化学国家重点实验室开放课题(SKLPPBKF1404)。 * 通讯作者(E-mail: jiangjingcau@https://www.wendangku.net/doc/245886152.html,; Tel: 024-********)。植物中SWEET 基因家族研究进展刘畅, 姜晶*, 韩晓雪, 韩佳轩沈阳农业大学园艺学院, 设施园艺省部共建教育部重点实验室, 辽宁省设施园艺重点实验室, 沈阳110866 摘要: SWEET 基因家族是一个新的糖转运蛋白, 具有2个MtN3/saliva 跨膜结构域, 从单细胞的原生生物到高等的真核生物中均有出现。目前对该家族功能研究较少, 尽管基于MtN3/saliva 的不同类型的基因已经被确定, 但确切的生物学功能与该跨膜结构域的分子功能仍有待研究。近来的研究表明MtN3/saliva/SWEET 基因可能作为糖转运蛋白或通过与离子转运蛋白的互作促进离子转运, 调节不同的生理过程, 在包括转运糖类、发育、环境适应性、宿主-病原体的相互作用中发挥作用。本文介绍了MtN3/saliva/SWEET 基因结构功能的最新研究进展, 将为阐明其在不同植物中的功能提供分子基础。关键词: 糖转运蛋白; SWEET ; 研究进展; 植物 Research Advances in SWEET Gene Family in Plants LIU Chang, JIANG Jing *, HAN Xiao-Xue, HAN Jia-Xuan Key Laboratory of Protected Horticulture, Ministry of Education, Key Laboratory of Protected Horticulture of Liaoning Province, College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China Abstract: SWEET gene family, harboring two MtN3/saliva transmembrane domains, is a new sugar transporter and is present from protozoa to high eukaryotes. Some types of the family genes are characterized, but little was known regarding the biological and molecular functions of the family and the transmembrane domains. Recently, MtN3/saliva/SWEET genes have been reported to be involved in multiple physiological processes by facilitating ion transport via interaction with ion transporters or as sugar transporters. They play more diverse roles in plants like transport sugar, reproductive development, environmental adaptation and host-pathogen interaction. This article focuses on the advance of the MtN3/saliva /SWEET gene family, including details about their struc-ture, function and regulation. It will help to elucidate the molecular bases of their function in plants.Key words: sugar transporters; SWEET ; research advance; plants SWEET 蛋白是一个结构保守、不依赖能量的糖转运蛋白。具有2个MtN3/saliva 跨膜结构域。MtN3结构域最早发现在苜蓿根部结瘤素(nodulin, 是蒺藜苜蓿在与苜蓿根瘤菌互作的过程中被诱导表达的基因) MtN3蛋白中(Gamas 等1996)。此后, 在果蝇胚胎唾液腺的saliva 蛋白中(Artero 等1998)、小鼠、人、海鞘等动物, 矮牵牛、水稻、拟南芥等植物中也相继发现具有相同结构域的蛋白。该保守的跨膜结构域被命名为MtN3/saliva (Hamada 等2005)。在后来的研究中发现, 此蛋白起蔗糖、果糖转运体的作用(Yuan 等2010), 所以被重新命名为SWEET (sugars will eventually be exported trans-porters) (Chen 等2010)。1 SWEET 蛋白的结构特征根据蛋白质家族数据库的注释和多序列比对(PFAM), MtN3-like 大族(https://www.wendangku.net/doc/245886152.html,/clan/MtN3-like)包括5个家族: MtN3/saliva (PF03083)、 PQ-loop (PF04193)、UPF0041 (PF03650)、ER Lu-men Receptor (PF00810)和Lab-N (PF07578)。真核生物的MtN3/saliva 和PQ-loop 蛋白家族包括7个跨膜螺旋(transmembrane domains, TMs) (图1-A)。而少数的原核生物中只含有一个结构域, 由3个跨膜螺旋组成(图1-B)。Xuan 等(2013)利用分裂泛素和分裂GFP 系统研究显示具有3个跨膜结构的原核生物SWEET 蛋白可发生寡聚化形成二聚体后才行使转运糖的功能。大多数已知的糖转运蛋白多位于质膜, 与质子耦合, 通过质外体逆浓度梯度进行糖转运(Lalonde 等2004)。这种质子推动的糖的流入可促进蔗糖在

毛果杨PP2C基因家族生物信息学分析

毛果杨PP2C基因家族生物信息学分析摘要：蛋白磷酸酯酶2C(PP2C)是蛋白磷酸酯酶中的一大类,广泛参与逆境信号的传递过程。本实验采用比较基因组学的方法，利用已知的拟南芥PP2C蛋白序列为检索序列，在全基因组水平上搜索毛果杨的PP2C基因的同源序列。最终确定了毛果杨45个PP2C候选基因。对同源序列作进一步的多序列联配、ESTs、MEME和系统发生表达分析。关键词：毛果杨比较基因组学基因家族 Abstract: Protein phosphatase 2C (PP2C) is a protein phosphatase in a large class, the broad participation of adversity signal transmission process. In this study, we searched the homologous sequence from Populus trichocarpa protein database based on the complete genome by using comparative genomics methods and taking the Arabidopsis thaliana PP2C protein which has been isolated as the retrieval sequence. The results showed that 45 PP2C-like protein were identified from Populus trichocarpa. Further, we also analyzed the sequence alignment, MEME, EST and phylogenetic. Keywords: Populus trichocarpa comparative genomics genne family 真核生物基因组中，编码蛋白磷脂酶的基因远远少于蛋白激酶，一般只有蛋白激酶基因数的四分之一至三分之一。在过去的研究中，蛋白质可逆磷酸化研究的重点主要针对蛋白激酶，不过，现在越来越多的研究显示，在信号转导中，蛋白磷酸酶和蛋白激酶同样重要[1]。根据底物蛋白分子上去磷酸化的氨基酸残基的种类，PP主要分为三个家族：酪氨酸蛋白磷酸酶（protein tyrosine phosphatases, PTPs）、丝氨酸蛋白磷酸酶（protein serine phosphatases, PPPs）和双特异性蛋白磷酸酶（dual specificity phosphatases, PSPs）。根据酶对底物选择的特异性和对抑制剂的敏感程度，PPPs分为PP1和PP2。根据亚基的结构、二价离子的依赖性和底物特异性，PP2又可进一步分为PP2A、PP2B和PP2C[2]。大量研究表明，PP2A在进化过程中，高度保守且广泛表达。PP2B是由催化亚基A和调节亚基B构成的二聚体，也是唯一受Ca2+／CaM调节的丝氨酸蛋白磷酸酶，在介导Ca2+信号到细胞应答中发挥了重要作用。在所有PSPs的亚类中，只有PP2C没有调控亚基，是一种单体蛋白磷酸酶，活性依赖于Mg2+或Mn2+[4]。PP2C与其他类型的PPP类蛋白磷酸酶相比,没有较明显的氨基酸序列同源性，但是蛋白质三维结构的相似性却揭示这些蛋白磷酸酶可能拥有相似的催化机制或相同的催化底物。PP2C类蛋白磷酸酶的一个重要的结构特征是在其催化区域内含有11个保守的结构亚区[3]。与哺乳动物PP2Cs相比，植物PP2Cs具有独特的结构模式，即植物中多数PP2C类磷酸酶C端具有保守的催化区域，而N端却是保守性不强、长度不一的延伸区域，在这些延伸区域内，含有与胞内信号相关的序列包括跨膜区域和激酶互作区域等，从而赋予了PP2C 不同的功能[1]。蛋白磷酸酶结构的复杂性是功能广泛性的基础。随着植物中越来越多的蛋白磷酸酶基因及其相关蛋白的分离、纯化与鉴定，以及基因特性与生理生化的深入研究，其众多的功能也陆续的被确定。迄今为止，蛋白磷酸酶已经被证实与植物的生长发育、信号转导、细胞周期、渗透胁迫以及活性氧胁迫等各种抗逆性反应相关联。如今，毛果杨的全基因组测序已经完成，数据库Populus trichocarpa v1.1(https://www.wendangku.net/doc/245886152.html,/Poptrl_1/Poptrl_1.home.html)公布了全部序列。此后，在第一测序的基础上，进行了第二次补充测序。毛果杨全基因组最新数据已经包含在数据库Phytozome v7.0(https://www.wendangku.net/doc/245886152.html,/poplar)。本实验运用生物信息学

SOX_DMRT性别决定基因家族及其应用研究进展_李楠

SOX 、DMRT 性别决定基因家族及其应用研究进展 * 李楠 1,2 王秀利 1** 仇雪梅 1 (1大连水产学院生命科学与技术学院,大连 116023;2黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,大庆 163319) 摘要: SO X 基因家族是在动物中发现的一类新的编码转录因子的基因家族,其产物具有一个HM G 基序保守区,参与诸如性别决定等多种早期胚胎发育过程。到目前为止,在XX -XY 染色体性别决定系统中,只发现了两个性别决定基因:一个是SRY ,它主要在哺乳动物性别决定中起作用;一个是DM Y,它是在青鳉(Or y z ias latip es )中发现的。SRY 属于SOX 基因家族,而DM Y 则属于另一个普遍参与脊椎动物性别决定过程的D M T R 基因家族。本文综述了这两大性别决定基因的研究进展,并探讨了它们在水产养殖动物性别决定基因研究中的意义和价值。关键词: 性别控制 SO X 基因 DM R T 基因动物水生动物 The Research Advances and Applications of SOX and DMRT Gene Family Li Nan 1,2 Wang Xiuli 1 Qiu Xuemei 1 (1College of L if e scie nce and Biotec hnology ,Dalian Fisher ie s Unive rsity ,Dalian 116023; 2 Colleg e of L if e science and Biotechnolog y ,H eilongj iang A ug ust First L an d Rec lamation Univ er sity ,Daqing 163319) Abstract: T he Sox g ene family of transcriptio n factor s ar e fo und thro ug hout t he animal kingdom.T hey ar e char acter ized by the presence of a H M G domain,involved in the r egulation of such diverse dev elo pmental pro cesses of early embry o -g enesis as sex deter minat ion.In the XX -XY sex determining chro mosomal sy stem,there are only tow sex deter mined gene has been found:one is the SRY g ene,which play an im po rtant ro le in mammals;the ot her is the D M Y g ene,which has been found in Or y z ias latip es .T he SR Y g ene belonged to the SO X g ene fam ily ,and DM Y belonged t o the DM T R gene family,w hich is inv olv ed in sex det erminatio n of v ertebrates.T his r eview mainly discusses the research trends and development o f SOX gene family,and DM T R gene family,and po int out the re -search value in searching for sex deter mined g ene in aquatic animals. Key words : Sex -determining co nt rol SOX DM RT A nimal Aquat ic animal 动物的性别控制是指通过对精子或胚胎的性别进行鉴定,从而达到调控子代性别的目的。随着胚胎冷冻、胚胎切割、体细胞克隆技术的日渐成熟,使得动物的性别控制显得更为重要。多少年来人们一直在不停地探索如何提高动物性别控制的准确性。随着科学技术的发展,人们不仅在细胞水平上发现了高等动物的性别决定于性别分化过程,而且还通过染色体的组型和核型分析,找到了与性别紧密相关的染色体)))性染色体。分子遗传学原理和分子生物技术的飞速发展,使得人们在基因水平上研究动物的性别控制有了可能。如果我们掌握了某些动物的性别决定基因,利用现代分子标记技术,便可极大的提高性别控制的准确性和有效性。1990年哺乳动物性别决定基因SRY 的发现[1],是哺乳动物性别控制领域的一项重大突破。近年来人们又发现和确定了一些与哺乳动物性别决定相关的基因(DM -RT 1、DAX1、WT1等),并提出几种基于哺乳动物性别决定基因的分子调控模型。人们在研究和应用哺收稿日期:2005-04-07 * 基金项目:大连水产学院科研基金项目 **通讯作者:王秀利(1964-),男,博士,教授。E -mail:xiuliw ang417@sin https://www.wendangku.net/doc/245886152.html, 生物技术通报 #综述与专论# BIOTECHNOLOGY BU LLETIN 2005年第3期

基因家族生信分析

基因家族生信分析一、什么是基因家族概念：是来源于同一个祖先，有一个基因通过基因重复而产生两个或更多的拷贝而构成的一组基因，他们在结构和功能上具有明显的相似性，编码相似的蛋白质产物。划分：按功能划分：把一些功能类似的基因聚类，形成一个家族。按照序列相似程度划分:一般将同源的基因放在一起认为是一个家族。 1.常见基因家族： WRKY基因家族：是植物前十大蛋白质基因家族之一，大量研究表明，WRKY 基因家族的许多成员参与调控植物的生长发育，形态建成与抗病虫。 NBS-LRR抗病基因家族：是植物中最大类抗病基因家族之一。 MADS-BOX基因家族：是植物体内的重要转录因子，它们广泛地调控着植物的生长、发育和生殖等过程。在植物中参与花器官的发育，开花时间的调节，在果实，根，茎，叶的发育中都起着重要的作用。热激蛋白70家族（HSP70）是一类在植物中高度保守的分子伴侣蛋白，在细胞中协助蛋白质正确折叠。二、基因家族分析流程：

●利用蛋白保守域结构提取号在Pfam数据库提取其隐马尔科夫模型矩阵文件（*.hmm） ●在数据库（Ensemble 、JGI、NVBI）下载你所需要的物种的基因组数据（*.fa,*.gff） ●在虚拟机中Bio-Linux中的hummsearch程序，用隐马尔科夫模型矩阵文件在蛋白序列文件中搜索含有该保守结构域的蛋白 ●将蛋白序列导入MEGA软件构建进化树（可以阐明成员之间系统进化关系，从进化关系上揭示其多样性） ●利用MEME搜索蛋白质的保守结构域利用MEME搜索基因家族成员的motif可以揭示基因家族在物种内的多样化及其功能，如果他们都含有相同的motif表明其功能具有相似性，如果部分家族成员含有其他不同的motif,很可能这些成员有其他特异功能，或者可以归分为一个亚族 ●绘制基因染色体位置图从*.gff文件中抽取我们搜索到的基因位置信息，http://mg2c.iask.in/mg2c_v2.0/在线绘制基因染色体位置图通过染色体位置分布，可以了解基因主要分布字哪条染色体上，及是否能形成基因簇（被认为是通过重组与错配促进基因交流） ●基因结构分析从gff文件中抽取基因的结构信息，绘制转录本结构图。 ●计算串联重复基因的Ka,Ks 1.首先将筛选到的基因的cds序列进行多序列对比，筛选identity > 75%，tength大于对比的两条序列中较长的那条的长度的75%，将筛选到的基因分别用clustalw进行比对，比对结果导入 KsKs_Calculster计算Ka，Ks、 Ka/ks比，计算核苷酸的非同义替代（ka）与核苷酸的同义替代（ks）的平均速率。 2.Ka/ks比值<1表明：通过纯化选择降低了氨基酸变化的速率；比值=1表示中性选择；比值>1,表明这些基因可能已经收到积极选择，有利于适应性遗传，这些受正向选择的基因将作为以后的研究重点。软件的安装从图片中获得进入NCBI-blast官网复制blast-linux版本的链接

高通量SNP基因分型技术研究进展

10　Sheng W et al.J Virol,2003;77(6):3859 11　C ohen J I,et al.J Virol,1999;73(9):7627 12　Wei MX et al.Cancer Res,1994;54(7):1843 13　G ao Y et al.Oncogene,2002;21(5):825 14　T anner J E et al.J In fect Dis,1997;175(1):3815　Decaussin G et al.Cancer Res,2000;60(19):5584 16　Brink AA et al.J Clin M icrobiol,1998;36(11):3164 17　Hayes DP et al.M ol Pathol,1999;52(2):97 18　zur Hausen A et al.Cancer Res,2000;60(10):2745 (2002211201　收稿) 高通量SNP基因分型技术研究进展方唯意综述　姚开泰审阅中南大学湘雅医学院肿瘤研究所(长沙,410078) 摘要　在后基因组时代,单核苷酸多态性研究已迅速成为了生物医学许多领域的焦点。发展可靠、敏感、经济、稳定、高通量的S NP基因分型技术已迫在眉睫。本文主要着重于高通量S NP基因分型技术的原理、利弊以及这些技术在这个领域过去几年中的进展。关键词　高通量;单核苷酸多态性;基因分型单核苷酸多态性(S NPs)是最普遍的遗传变异形式。通过开展具有明显表型特征的S NPs基因分型大规模相关研究,有助于鉴定许多复杂疾病原因,了解个体对各种药物的耐受性和对环境因子的反应。人类基因组测序的完成和142万个S NPs在基因组上的定位[1],为首次在全基因组水平上进行S NPs研究打开了方便大门。经典的S NPs分析方法是PCR 扩增后用凝胶电泳检测,虽然可靠性好,但缺乏效率。寡核苷酸微阵列和其他高通量筛选技术效率有了明显的提高,但临床应用绝非可靠,因此,有必要改进和发展新的可靠、敏感、高通量、经济、稳定的S NPs基因分型技术。在本文中,我们主要阐述高通量S NPs基因分型方法,包括一步均质法、焦磷酸测序、DNA芯片/阵列分析法、微球法、MA LDI2T OF质谱基因分型分析法等,讨论这些技术的目前状态和将来潜力。 1　一步均质法 T aqman、Scorpion分析和分子灯塔组成了微滴定平板荧光阅读系统。T aqman和分子灯塔都依赖于等位基因特异性寡核苷酸杂交在PCR期间对等位基因进行区分。而Scorpion分析能使用等位基因特异性PCR或是等位基因特异性杂交反应[2]来区分等位基因。它们作为一个末端分析能在一个完全均质的反应条件下进行分析。在反应起始,所有试剂和基因组DNA都混合在一起,经热循环步骤后,荧光信号能被检测到。该反应既没有单独的预扩增步骤,也没有中间的处理过程,因此它们是一种最简单的分析方法。由于没有适合这些方法的384孔荧光检测器,以及荧光标记探针的价格过高和缺乏可靠的自动化基因型呼叫软件,因此阻碍了这些方法的发展。最近,Applied Biosystems公司新开发的7900HT型高通量荧光定量PCR仪,使得进行384孔微滴定平板荧光检测成为了可能,这主要归因于高通量能力的增加和反应容积的减少。当如果要发展更高的基因分型通量时,一个可靠的自动化等位基因呼叫能力是必须的,它不只是纠正基因型呼叫信号更快,而且在处理和加工数据上必须更迅速,更准确。近来研究表明,自动化基因型呼叫在无阳性对照情况下进行聚类分析是可行的[3]。 2　焦磷酸测序Pyrosequencing 焦磷酸测序是对短到中等长度的DNA序列样品进行高通量、精确和重复性好的分析方法。其反应原理是当测序引物与PCR扩增的,单链DNA模板杂交,和各种酶包括DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、荧光素酶、三磷酸腺苷双磷酸酶、以及底物、荧光素一起共同孵育。4种dNTP之一被加入反应体系,如与模板配对,该dNTP与引物的末端形成共价键,dNTP 的焦磷酸基团释放出来。ATP硫酸化酶在APS存在的情况下催化焦磷酸生成ATP,ATP驱动荧光素酶介导的荧光素向氧化荧光素的转化,氧化荧光素发出的可见光信号与ATP量成正比。ATP和未掺入的dNTP由三磷酸腺苷双磷酸酶降解,光信号淬灭,并再生反应体系,然后再加另一种dNTP继续反应。焦磷酸测序最初作为DNA测序方法而发展起来的,其化学反应与Sanger双脱氧二核苷酸法完全不同。它无需灌胶、毛细管电泳,也无需同位素或荧光染料

生物性别决定方式

决定方式不同的生物，性别决定的方式也不同。性别的决定方式有：环境决定型（温度决定，如很多爬行类动物）；年龄决定型（如鳝）；染色体数目决定型（如蜜蜂和蚂蚁）；有染色体形态决定型（本质上是基因决定型，比如人类和果蝇等XY型、矢鹅和蛾类等ZW型）等等。 1 性染色体决定性别多数生物体细胞中有一对同源染色体的形状相互间往往不同，这对染色体跟性别决定直接有关，称为性染色体；性染色体以外的染色体统称常染色体。 1.1 XY型性别决定箭头所指性染色体,大者为X染色体,小者为Y染凡是雄性个体有2个异型性染色体，雌性个体有2个相同的性染色体的类型，称为XY型。这类生物中，雌性是同配性别，即体细胞中含有2个相同的性染色体，记作XX；雄性的体细胞中则含有2个异型性染色体，其中一个和雌性的X染色体一样，也记作X，另一个异型的染色体记作Y，因此体细胞中含有XY两条性染色体。XY型性别决定，在动物中占绝

大多数。全部哺乳动物、大部分爬行类、两栖类以及雌雄异株的植物都属于XY型性别决定。植物中有女娄菜、菠菜、大麻等。在哺乳动物的性别决定中，X染色体和Y染色体所起作用是不等的。Y染色体的短臂上有一个“睾丸决定”基因，有决定“男性”的强烈作用；而X染色体几乎不起作用。合子中只要有Y就发育成雄性；仅有X染色体（XO）则发育成雌性。雌雄异株的女娄菜体内，Y染色体携带决定雄性的基因，具有决定雄株的作用。决定雌株的基因大部分在X上，也有一些在常染色体上。但对于果蝇来说，Y染色体上没有决定性别的基因，在性别决定中失去了作用。X是雌性的决定者。例如染色体异常形成的性染色体组成为XO的果蝇将发育为雄性，而性染色体为XXY的果蝇则发育为雌性。 1.2 ZW型性别决定 ZW型性别决定凡雌性个体具有2个异型性染色体，雄性个体具有2个相同的性染色体的类型，称为ZW 型。这类生物中，雄性是同配性别。即雌性的性染色体组成为ZW，雄性的性染色体组成为ZZ。鸟类、鳞翅目昆虫、某些两栖类及爬行类动物的性别决定属这一类型。例如家鸡、家蚕等。

人类Argonaute基因家族与肿瘤关系的研究进展

·综述· Argonaute （AGO ）蛋白通过结合小RNAs 来调控蛋白质的合成或影响mRNA 的稳定性即RNA 干扰（RNAi ）。AGO 蛋白家族是RNA 诱导沉默复合体（RISC ）的核心蛋白，在RNAi 中发挥重要作用，参与染色质修饰，靶向mRNA 断裂、翻译抑制，从而产生特异性基因沉默作用[1]，并与多种恶性肿瘤的发生密切相关。AGO 蛋白家族是一类高度保守的碱性蛋白，分为AGO 亚家族（包括AGO 1~4）和PIWIL 亚家族（包括PIWIL 1~4），其典型特征为N 端的PAZ 结构域、Mid 结构域和C 末端的PIWI 结构域[2]。PAZ 结构域和PIWI 结构域形成一个供底物结合的沟槽，有助于sRNA 和目标mRNA 结合，并可以剪切mRNA [3]。PAZ 结构域是核糖核蛋白复合体（RISC ）中小RNAs 的结合位点，PIWI 结构域是RISC 中的酶切割活性中心。1AGO1与肿瘤的关系 AGO1的PIWI 结构域结合RNase Ⅲ内切酶Dicer 来调节Dicer 酶和AGO 蛋白之间的相互作用，从而促进RNAi 的进行[4]。有研究提示，AGO1可能还通过参与异染色质沉默进而参与肿瘤的进展[5?6]。AGO1在细胞核中作用于DNA 启动子区域，使组蛋白和靶基因发生甲基化，从而抑制基因表达[6?7] 。AGO1在正常肺和肾的发育过程中和在缺少Wilms 肿瘤抑制基因WT1的肾癌中高表达[8]，提示AGO1在这些组织的胚胎发生过程中起重要作用。BEHMT?ANSMANT 等[9]还发现，AGO1蛋白的PIWI 结构域可与RNA 沉默相关的GW182蛋白N 端的GW 重复结构相互作用，从而参与微小RNA （miR?NA ）途径对目标mRNA 的降解。姜琳等[10]对AGO 蛋白亚家族研究发现，在人乳腺癌MCF7、子宫颈癌HeLa 细胞系中，小干扰RNA （siRNAs ）对AGO 蛋白的基因沉默效果明显，AGO 蛋白沉默导致细胞增殖活性下降，使肿瘤细胞周期阻滞在G 0/G 1期，其中AGO1沉默所致的细胞生长抑制程度最大。在结肠癌研究中，LI 等[11]发现AGO1~4和PIWIL1~4表达于肿瘤组织明显高于癌旁组织；结肠癌组织与非癌组织相比，AGO1和PIWIL2表达显著可能代表新的早期诊断结肠癌标志物。2AGO2与肿瘤的关系 AGO 蛋白家族在肿瘤的研究中，关于AGO2蛋白的报道较多。AGO2蛋白在生物体内广泛表达，具有核酸内切酶活性。AGO2的PIWI 结构域与miRNA 结合而参与mRNA 的基因沉默[12]。AGO2表达水平与多种肿瘤的发生、发展，以及肿瘤细胞的增殖与分化、新生血管的发生、对缺氧应激的耐受性等密切相关。miRNA 广泛参与肿瘤细胞增殖、浸润、转移等恶性生物学行为。在癌前病变日光性角化病、皮肤基底细胞癌、鳞癌中，AGO2均高表达[13]。在胃癌中，ZHANG 等[14]发现，随着病程的发展，AGO2的表达也在不断变化。在乙型肝炎病毒相关肝细胞癌研究中发现，AGO2mRNA 的表达水平在癌症组织中较高，研究进一步发现AGO2可以通过增加黏附斑激酶基因的表达来参与肝细胞癌的进展[15?16]。在多发性骨髓瘤研究中，WU 等[17]发现，AGO2的高表达可使抗血管生成的miR?145和促血管生成的let?7家族及miR?17/92基因簇表达失调，进一步促进新生血管形成，进而参与肿瘤的迁移。VAKSMAN 等[18]研究发现，在晚期卵巢浆液癌患者中，化疗后的AGO2mRNA 和蛋白水平较未化疗患者低，这可能是延长患者生存时间的一个潜在指标。在非小细胞肺癌研究中，DIEDERICHS 等[19]发现，抑制AGO2的表达可使癌基因miR?100的表达下调，也使抑癌基因miR?34a 、miR?125b 的表达上调，提示AGO2在非小细胞肺癌中的高表达可能促进肿瘤的发展。最近研究发现，在宫颈癌中，通过miRNA 和GRSF1参与miRNA 途径AGO2的正向调节[20]。AGO2的表达增强通过miR ?346和GRSF1独立于AGO2稳定性的增加。miR?346通过上调AGO2的表达来增加宫颈癌细胞的恶性表型。miR?346对AGO2的上调也发生在其他类型的癌细胞中，包括SW480结直肠癌细胞和OVCAR3卵巢癌细胞。证明了miR?346在GRSF1依赖的方式上增加AGO2的表达，从而参与调节其他miRNAs 的活性。这一发现暗示，miR?346可能是宫颈癌预防和治疗的潜在治疗靶点。CUBILLOS?RUIZ 等[21]在对卵巢癌相关树突状细胞的研究中发现，在细胞内注入合成的内源性双链pre?miR?155表达出来的卵巢癌抑癌基因miR ?155首先与AGO2结合，进入RNA 诱导沉默复合体后，miR?155的人类Argonaute 基因家族与肿瘤关系的研究进展* 张成晨，刘莉娟，李楠，郭秀丽，章梦琦综述，肖娟，翟立红审校△（湖北文理学院，湖北襄阳441053）【关键词】Argonaute 基因家族；肿瘤；预后；人类；综述 DOI ：10.3969/j.issn.1009?5519.2018.12.016文献标识码：A 文章编号：1009?5519（2018）12?1820?05 *基金项目：湖北省卫生计生科研项目（WJ2016M228）；湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目（T201715）；大学生创新创业训练项目（8243）△ 通信作者，E?mail ：zlh_0302@https://www.wendangku.net/doc/245886152.html, 现代医药卫生2018年6月第34卷第12期J Mod Med Health ，June 2018，Vol.34，No.12 ··1820

基因家族分析套路.docx

基因家族分析套路（一）近年来，测序价格的下降，导致越来越多的基因组完成了测序，在数据库中形成了大量的可用资源。如何利用这些资源呢？今天小编带你认识一下不测序也能发文章的思路--全基因组基因家族成员鉴定与分析（现在这一领域可是很热奥）；一、基本分析内容 ?数据库检索与成员鉴定 ?进化树构建 ?保守domain和motif分析. ?基因结构分析. ?转录组或荧光定量表达分析. 二、数据库检索与成员鉴定 1、数据库检索 1）首先了解数据库用法，学会下载你要分析物种的基因组相关数据。一般也就是下面这些数据库了 ?Brachypodiumdb: ?Rice?Genome?Annotation?Project?：. 2）已鉴定的家族成员获取。 ? ? ??如何获得其他物种已发表某个基因家族的所有成员呢，最简单的就是下载该物种蛋白序列文件（可以从上述数据库中下载），然后按照文章中的ID，找到对应成员。对于没有全基因组鉴定的，可以下列数据库中找： ???a.?NCBI:?nucleotide?and?protein?db.

谢谢你的观赏 2、比对工具。一般使用blast和hmmer，具体使用命令如下： ?Local?BLAST formatdb–i?db.fas–p?F/T； blastall–p?blastp(orelse)?–i?known.fas–d?db.fas–m?8?–b?2(or?else)?e?1e-5?– o?alignresult.txt. -b:output?two?different?members?in?subject?sequences?(db). ?Hmmer?(hidden?Markov?Model)?search.?Thesame?as?PSI-BLAST?in?function.?It?has?a ?higher?sensitivity,?but?the?speed?islower. Command: 3、过滤。 ?Identity:?至少50%. ?Cover?region:?也要超过50%或者蛋白结构域的长度. ?EST?支持 ??Blast?and?Hmmer同时检测到 4、通过上述操作获得某家族的所有成员基因家族分析套路（二）本次主要讲解在基因家族分析类文章中，进化部分分析的内容。主要是进化树的构建与分析。谢谢你的观赏

超广谱β-内酰胺酶的基因分型及研究进展

综述超广谱β-内酰胺酶的基因分型及研究进展超广谱β-内酰胺酶（Extended spectrum beta-lactamases, ESBLs）是由质粒介导的能水解青霉素类、头孢菌素类、单环内酰胺类抗生素的耐药性酶，由于作用底物广泛而称之，并可在菌株间转移和传播[1、2]。ESBLs主要由革兰氏阴性杆菌产生，尤其以肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌为代表。肺炎克雷伯菌是呼吸道感染最常见的病原菌，由产ESBLs肺炎克雷伯菌引起的医院感染爆发流行时有发生[3]。自1983年在德国首次报道分离出SHV-2型ESBLs以来，全世界许多地方不断有新的ESBLs检出[4]。目前，产ESBLs细菌在临床标本中的分离率有增加的趋势，产ESBLs菌对氨基糖苷类、喹诺酮类和磺胺类交叉耐药也呈逐年上升趋势，这给临床感染的治疗带来了新的难题。 1.ESBLs的定义超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）是由质粒介导的能水解青霉素类、头孢菌素类、单环酰胺类抗生素的耐药性酶，由于作用底物广泛而称之[5]。有人将ESBLs 理解为以下几条：主要由肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌等肠杆菌科细菌产生；在体外试验中可使三代头孢菌素和氨曲南的抑菌圈缩小，但并不一定在耐药范围；加入克拉维酸可使其抑菌圈扩大；临床对β-内酰胺类药物（包括青霉素和头孢类）耐药，但对碳青霉素类药物敏感；由质粒介导，往往由普通的β-内酰胺基因（TEM-1、TEM-2、SHV-1）突变而来。 2.ESBLs的耐药机制细菌对抗生素的耐药机制可分为以下几点：细胞膜通透性的改变，使抗生素不能或很少透入细菌体内到达作用靶位;灭活酶或钝化酶的产生，如β-内酰胺酶使抗生素的作用下降；与抗生素结合靶位（亲和力）的改变，使抗生素的作用下降；其他，如主动外排系统等。对于ESBLs的近年来发现，其多种耐药性的产生与其质粒编码的ESBLs有直接关系。随着第三代头孢菌素及其他β-内酰胺类抗生素的广泛使用，产ESBLs菌增加很快。世界上许多国家和地区都有ESBLs菌流行的报道，国内也有许多地区产ESBLs菌的报道[6]。因此国内外专家一致认为广谱头孢菌素类尤其是第三代头孢菌素的广泛使用产生的选择性压力是导致产生ESBL革兰阴性杆菌增加的主要原因。由于ESBLs是质粒编码的，能通过接合、转化和转导形式，使耐药基因在菌间扩散，使敏感菌变成耐药菌

两栖动物性别决定相关基因的研究进展

动物学杂志Chinese Journal of Zoology 2011，46（6）：134 140 两栖动物性别决定相关基因的研究进展刘佳李忻怡张育辉 *陕西师范大学生命科学学院西安 710062 摘要：两栖动物的性别决定机制主要包括遗传性别决定（genetic sex determination ，GSD ）和环境性别决定（environmental sex determination ，ESD ）。近年来，在两栖动物性别决定和性腺分化机制的研究中，运用分子生物学技术探讨性别决定相关基因及其相互关系方面的研究已获得新的成果。本文通过对DMRT 1、DAX 1、SF 1、SOX 3、SOX 9、FOXL 2、CYP 19、CYP 17在两栖动物性别决定中作用的分析，显示DAX 1、SF 1、FOXL 2、SOX 3均参与芳香化酶基因转录的调节，其中FOXL 2、SOX 3促进了CYP 19的表达，DAX 1、SF 1则与CYP 17的表达调节有关。这些结果提示，两栖动物性别决定相关基因通过作用于CYP 19、CYP 17的表达调控性别决定过程，基因和温度分别在GSD 和ESD 过程中通过影响雌、雄激素的水平而决定两栖动物性别。关键词：两栖动物；性别决定；基因；温度中图分类号：Q953 文献标识码：A 文章编号：0250-3263（2011）06-134-07 Sex Determination-related Genes in Amphibians LIU Jia LI Xin-Yi ZHANG Yu-Hui * College of Life Science ，Shaanxi Normal University ，Xi'an 710062，China Abstract ：The sexual phenotype of amphibians is determined either by chromosomal factors （genetic sex determination ，GSD ），or by environmental factors （environmental sex determination ，ESD ）．Recently ，new findings on the sex determination-related genes and their interactions have obtained by utilizing molecular biology methods．Several genes such as DMRT 1，DAX 1，SF 1，SOX 3，SOX 9，FOXL 2，CYP 19and CYP 17have been found to play roles in determining the sexual phenotype of amphibians ，with DAX 1，SF 1，FOXL 2and SOX 3involved in transcriptional regulation of aromatase gene．FOXL 2and SOX 3promote CYP 19expression．DAX 1and SF 1can influence CYP 17expression．Sex-determination genes play their roles by acting on the expression of CYP 19and CYP 17．Both sex-determination related genes and temperature determine sex of amphibians by affecting estrogen and /or androgen levels．Key words ：Amphibians ；Sex determination ；Gene ；Temperature 基金项目国家自然科学基金项目（No．130770243）； *通讯作者，E-mail ：yu-huizhang@163．com ；第一作者介绍刘佳，女，硕士研究生；E-mail ：liujia1986jj @ sina．com 。收稿日期：2011-07-03，修回日期：2011-09-22 动物性别决定一直是生物学研究的热点内容。哺乳类的性别由性染色体决定， Y 染色体性别决定区（sex-determining region of Y-chromosome ，SRY ）在性别决定中起着主导作用， SOX 9、SF 1、WT 1和DAX 1等基因也参与了胚胎性别决定的过程［1］。鸟类的性别也是由基因决定的， EFT 1和DMRT 1分别为雌性和雄性的性别决定候选基因［2］。爬行动物的一些物种是遗传依赖性性别决定，另一些则为温度依赖性性别决定，其中温度可能通过控制性别基因表达或调节雌激素水平来决定性别［3］。