外源CaCl2调控浒苔(Ulva prolifera)高温逆境的比较转录组研究

钙(Ca~(2+))作为一种必需的信号分子,在植物的生长发育和非生物胁迫调节中起着至关重要的作用。本实验采用BGISEQ平台进行高通量测序,获得浒苔外源CaCl_2添加(UpCa)和高温对照(UpHT)处理下相关的转录组数据,分析了在高温(35℃)下外源CaCl_2的添加转录组的变化。结果显示,根据UpHT和UpCa处理分析共获得36625条基因;与UpHT相比,在UpCa下鉴定出7513个差异表达的基因,包括6002个上调基因, 1151个下调基因,对差异基因进行了GO富集和KEGG富集分析。对膜转运、植物信号转导和环境适应性相关的差异基因进行KEGG富集分析,主要富集在内吞(Endocytosis)、植物病原菌互作(Plant-pathogeninteraction)、丝裂原激活的蛋白激酶信号通路(MAPK signaling pathway-plant)、植物激素的信号传递(Plant hormone signal transduction)、ABC转运(ABCtransporters)和磷脂酰肌醇信号系统(Phosphatidylinositolsignalingsystem)等代谢通路上。植物激素信号转导途径中,细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯和乙烯信号转导途径增强。抗氧化酶中FeSOD、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽S转移酶和抗坏血酸过氧化物酶等基因表达上调,下调的基因主要是热激蛋白。Ca~(2+)信号组分基因钙结合蛋白、钙调素、钙/钙调素依赖的蛋白激酶以及钙/钙调蛋白依赖性3′,5′环核苷酸磷酸二酯酶的基因表达上调,丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶和磷脂酰肌醇信号相关的基因也差异性上调。本研究系统阐述了植物信号转导、抗氧化酶、MAPK信号系统以及Ca~(2+)信号组分基因在外源CaCl_2对浒苔高温压力的调节中的重要作用,可为进一步阐明Ca~(2+)信号对高温的调节适应机制提供理论基础。     

蓝藻钙信号的研究进展

近年来对钙离子在蓝藻信号传导中的潜在作用进行了研究。大量证据表明,蓝藻能够“感知”与“区分”不同的环境刺激,并以钙瞬变的形式产生反应。这是不同的环境刺激所引起的钙离子的内流或外流的结果。由氮缺乏所引起的钙信号对丝状蓝藻鱼腥藻异型胞的分化非常关键。鱼腥藻PCC7120中钙结合蛋白（CcbP）的发现为钙信号在蓝藻中的作用提供了进一步的证据,CcbP的降解或表达下调是氮缺乏时钙信号产生的主要原因。但是与真核生物相比,蓝藻钙信号的编码与解码机制还不清楚。因此,为了解钙信号如何在蓝藻中发挥作用,还要进行系统的、深入的研究,特别是从细胞水平了解钙信号的动力学特征。     

脱落酸介导的逆境响应信号传导机制及在藻类中的分布与功能研究

植物激素是一类由植物合成的痕量有机物质,调控着植物的生长发育及对环境的适应。藻类属低级植物类群,且具有与高等植物类似的大多数激素类型,相对而言,藻类激素含量更少,却发挥着更高效的生理活性。无论在藻类,还是高等陆地植物,胁迫响应一直是研究十分活跃的领域。其中脱落酸(ABA)作为应激激素,所起的调节作用已得到人们的共识。本文总结了近些年关于ABA在藻类中的分布,ABA对抗氧化酶系的调控,ABA信号传导路径在陆地植物中的发现与代谢机制,以及利用蛋白质分子系统学对ABA信号传导途径的起源与进化的分析。在此基础上,提出未来藻类ABA参与的抗逆代谢调控研究应着重从潮间带海藻出发,参考陆地植物研究的成果,应用生物信息学结合生物化学等的手段,进行相关机制的探索。     

基于网络药理学的仙鹤草-鸡血藤治疗原发免疫性血小板减少症的作用机制研究

目的：基于网络药理学方法研究仙鹤草-鸡血藤治疗原发免疫性血小板减少症（ITP）的作用机制。方法：通过TCMSP平台筛选仙鹤草-鸡血藤的活性成分及其对应的靶基因,搜索疾病靶点、仙鹤草-鸡血藤治疗ITP的共同靶标基因,构建仙鹤草-鸡血藤活性成分-ITP靶标基因关系网络图、蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,进行基因本体(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果：获得仙鹤草-鸡血藤活性成分29种,作用靶点663个,疾病相关靶点1001个,成分-疾病-靶点47个。PPI网络显示,肿瘤坏死因子、白介素-6、白介素-1β、信号转导及转录激活蛋白3等靶点与仙鹤草-鸡血藤治疗ITP的关系最为密切。GO功能富集分析中,生物过程主要集中在对炎症反应、细胞对有机化合物的反应、对脂多糖的反应等;分子功能主要集中在蛋白结合、细胞因子活性、相同的蛋白质结合等;细胞组分主要集中在细胞外间隙、等离子膜外侧、细胞外区域等。KEGG 通路富集分析主要包括肿瘤坏死因子信号通路、趋化因子信号通路、Toll样受体信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶-丝氨酸-苏氨酸激酶信号通路等。结论：仙鹤草-鸡血藤可通过多靶标、多途径发挥治疗ITP的作用。     

基于网络药理学探讨肾复舒颗粒治疗慢性肾衰竭的作用机制

目的：基于网络药理学探讨肾复舒颗粒治疗慢性肾衰竭的相关靶点及其作用机制。方法：采用多个数据库获取肾复舒颗粒的化学成分、活性成分靶点及慢性肾衰竭的疾病靶点，获取药物-疾病的共同靶点，构建药物靶点-疾病靶点的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络以及核心靶点；对潜在作用靶点进行基因本体（GO）功能、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析；蛋白质免疫印迹实验检测5/6肾切除模型大鼠肾脏组织中磷酸化信号转录活化因子3（p-stat3）/信号转录活化因子3（stat3）以及抑癌基因（p53）蛋白的表达。结果：肾复舒颗粒共含有122个潜在活性成分，其对应872个药物靶点；共获得慢性肾衰竭的疾病靶点1159个；二者取交集后获得药物-疾病共同靶点137个。拓扑分析结果显示非受体酪氨酸激酶（SRC）、信号传导和转录激活因子3（STAT3）、p53、磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸肌醇-3-激酶（PIK3CA）、丝裂原活化蛋白激酶1（MAPK1）等蛋白为核心靶点。GO功能富集分析结果显示肾复舒颗粒的作用靶点与基因表达的正向调控、MAPK激酶活性的正向调控、负调节凋亡过程有关。KEGG通路富集分析结果显示肾复舒颗粒的作用靶点与糖尿病并发症的晚期糖基化终产物及其受体（AGE-RAGE）信号通路、低氧诱导因子-1（HIF-1）信号通路、流体剪切应力和MAPK信号通路有关。动物实验结果表明肾复舒颗粒可抑制p-stat3/stat3以及p53的表达。结论：肾复舒颗粒可通过多成分、多靶点和多通路治疗慢性肾衰竭。     

基于网络药理学探讨茵陈干预肝纤维化的作用机制

目的：基于网络药理学方法探讨茵陈干预肝纤维化的作用机制。方法：通过TCMSP数据库获取茵陈的活性成分及作用靶点;在GeneCards数据库和OMIM数据库中获取肝纤维化的相关靶点,将茵陈成分靶点与疾病靶点取交集,获得茵陈干预肝纤维化的作用靶点。运用Cytoscape 3.10.0构建化合物-靶点-疾病网络图,使用STRING数据库获得蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,通过Cytoscape 3.10.0进行可视化呈现及分析。使用Metascape数据库进行基因本体(GO)功能和京都基因与基因组百科全书（KEGG)通路富集分析。结果：筛选得到茵陈有效成分15个,作用靶点289个,其中肿瘤抑制蛋白基因53(TP53)、肿瘤坏死因子(TNF)、蛋白激酶1(AKT1)、白细胞介素-6(IL-6)、基质金属蛋白酶9(MMP9)、胱天蛋白酶3(CASP3)、缺氧诱导因子1A(HIF1A)和B细胞淋巴瘤2(BCL2)等为核心靶点。GO功能和KEGG通路富集分析结果主要涉及激素的反应、细胞迁移的正向调节、对细菌来源分子的反应、磷代谢过程的正向调节、对外源性刺激的反应等生物过程及癌症途径、血脂与动脉粥样硬化、磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶(PI3K-Akt)、Janus激酶-信号传导及转录激活蛋白(JAK-STAT)、核因子-κB(NF-κB)等信号通路。结论：茵陈干预肝纤维化具有多成分、多靶点、多途径的特点,可为进一步研究提供参考。     

壳聚糖诱导植物抗病机制研究进展

对壳聚糖在植物抗病诱导中的作用机制进行了综述。壳聚糖可直接抑制病原菌生长 ,诱导植物产生病程相关蛋白 ,积累次生代谢产物 ,并参与植物 -病原菌之间的信号传导。评述了壳聚糖信号传递的可能途径及其与激素信号传导的关系 ;提出了开发壳聚糖生防农药的可行性及进一步研究的重点。     

基于网络药理学和分子对接技术探讨通脉糖眼明胶囊治疗糖尿病视网膜病变的作用机制

目的：通过网络药理学和分子对接技术探讨通脉糖眼明胶囊对糖尿病视网膜病变（DR）的作用机制。方法：通过TCMSP、PubChem、Swiss Target Prediction等数据库和相关文献获取通脉糖眼明胶囊中药物的主要化学成分及其靶点,运用UniPort数据库进行基因名称统一,运用Cytoscape软件构建药物-化合物-靶点作用网络图;通过GeneCards数据库筛选DR的相关靶点,获取与药物作用靶点交集,基于STRING平台构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络;通过Metascape平台对活性成分靶点进行基因本体（GO）功能和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。运用AutoDock Vina对活性成分与关键靶点进行分子对接。结果：通脉糖眼明胶囊中含有99种活性成分,对应DR 92个靶点;主要通过肿瘤坏死因子（TNF）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（AKT1）、白细胞介素-6（IL-6）、血管内皮生长因子A(VEGFA)、白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤蛋白P53(TP53)、趋化因子配体2(CCL2）等关键靶点发挥疗效,主要途径为糖尿病并发症中的晚期糖基化产物(AGE)-晚期糖基化终末产物受体(RAGE)信号通路、低氧诱导因子-1（HIF-1）信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B（PI3K-Akt）信号通路、血管内皮生长因子（VEGF）信号通路、核因子-κB（NF-κB）信号通路等;具体生物学功能表现在正向调控细胞因子受体结合、蛋白质均二聚活性、转录共激活因子结合、氧化还原酶活性、激酶结合的调节等;分子对接结果显示,筛选的主要活性成分及靶点蛋白具有较好的结合活性。结论：本研究初步揭示了通脉糖眼明胶囊通过多成分、多靶点、多通路治疗DR的作用机制,为临床应用提供了理论依据。     

脱落酸介导的逆境响应信号传导系统及在藻类中的分布与功能

植物激素是一类由植物合成的痕量有机物质,调控着植物的生长发育及对环境的适应。藻类属低级植物类群,且具有与高等植物类似的激素类型,相对而言,藻类中激素含量更少,却发挥着更高效的生理活性。无论针对藻类还是高等陆地植物,胁迫响应研究一直是十分活跃的领域。其中,脱落酸(abscisic acid,ABA)作为应激激素,所起的调节作用已得到人们的普遍共识。本文总结了近年来ABA在藻类中的分布,ABA对抗氧化酶系的调控,ABA信号传导路径在陆地植物中的发现与代谢机制,以及利用蛋白质分子系统学对ABA信号传导途径的起源与进化。在此基础上提出:未来藻类ABA参与的抗逆代谢调控研究应着重以潮间带海藻为材料,参考陆地植物研究的成果,应用生物信息学,结合生物化学等手段,进行相关机制的探索。     

基于网络药理学与分子对接探讨六味地黄丸治疗肾阴亏虚型老年性便秘的作用机制

目的：运用网络药理学与分子对接技术探究六味地黄丸治疗肾阴亏虚型老年性便秘的作用机制。方法：通过TCMSP、TCMID、SwissTargetPrediction获取药物的活性成分并筛选,在Genecards、OMIM、TTD、DisGeNET数据库检索与该疾病相关的主要靶点;运用韦恩图获取六味地黄丸与老年性便秘的交集靶点。将以上数据通过STRING获得交集靶点的蛋白网络,构建药物-活性成分-靶点及蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络图,进行基因本体（GO）功能和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析,并对药物有效成分和核心靶点进行分子对接验证。结果：共获得58个有效活性成分和675个对应靶点,主要有效成分有槲皮素、羟基芫花素、泽泻醇B等;药物-疾病交集靶点296个,包括丝氨酸/ 苏氨酸蛋白激酶 1 (AKT1)、肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素-6（IL-6）等。GO功能富集共有3175个条目,KEGG通路富集得到215条通路,主要有癌症通路、磷脂酰肌醇3-激酶/苏氨酸蛋白激酶信号通路、癌症中的蛋白聚糖、丝裂原活化蛋白激酶信号通路等。分子对接显示该药物主要有效成分和核心靶点蛋白有较好的结合力。结论：该研究在总体上预测了六味地黄丸治疗肾阴亏虚型老年性便秘的活性成分、靶点和信号通路,表明了其多成分-多靶点-多途径的治疗特点。     

海洋动物中褪黑素信号系统的研究进展

褪黑素是神经内分泌调控的关键激素之一,具有重要的生理功能,在改善睡眠、调节生殖、延缓衰老等生理过程中起到不可或缺的作用,其功能机制研究亦较为成熟。本文综述了褪黑素和褪黑素受体的基本特征,特别关注褪黑素受体介导的信号转导特征;总结了其海洋生物中的褪黑素信号系统研究现状和面临的挑战,并对海洋生物开展该信号系统研究的理论价值及应用前景进行展望,以期为进一步探明海洋鱼类及无脊椎动物中褪黑素及其受体的信号转导特征和生理功能提供一定的线索,为褪黑素信号系统进化演变的探讨提供一定的理论参考。     

SDS-PAGE与液质联用技术分离和鉴定中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)血浆蛋白

提取中国明对虾的血浆蛋白用SDS-PAGE进行分离.将电泳条带从上到下平均切成4份,分别胶内酶解并利用液相色谱.串联质谱系统进行质谱分析.利用SEQUEST软件对NCBInr蛋白数据库进行检索,鉴定了66个中国明对虾血浆蛋白质.运用生物信息学手段,对鉴定的蛋白进行功能分类,包括转录、细胞结构和骨架、信号转导、蛋白质合成与处理、蛋白质折叠、分拣和降解、免疫功能、生长和发育、能量代谢、细胞周期、碳水化合物代谢、钙离子平衡、抗氧化剂和氨基酸和脂类代谢等.本研究丰富了中国对虾血浆蛋白质表达谱,可为进一步研究对虾免疫机制提供有力的支持.     

鱼类spexin系统鉴定及其生理功能研究

所有脊椎动物生殖均受下丘脑-垂体-性腺轴的调控,多种下丘脑神经肽参与了生殖调控过程。大多数神经肽具有促进生殖的功能,例如促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasinghormone,GnRH)、神经激肽B (neurokinin B, NKB)、神经肽Y (neuropeptide Y, NPY)、神经分泌素(secretoneurin, SN)、刺鼠相关蛋白(agouti-related peptide, AgRP)、甘丙肽(galanin, GAL)和吻素(kisspeptin, Kiss)。Spexin (SPX)是一种新型下丘脑神经肽,属于SPX/GAL/Kiss家族成员。SPX的成熟肽由14个氨基酸组成,该氨基酸序列在不同物种间高度保守。SPX可以激活GAL受体2和3 (GALR2/3)参与生殖、摄食等多种生理过程。本文围绕鱼类SPX基因鉴定、进化分析、组织分布、表达调控、生理功能以及信号转导机制等方面,简要总结鱼类SPX及其受体的研究进展,以期为后续深入研究提供参考。     

Characteristics and phylogeny of light-harvesting complex gene encoded proteins from marine red alga Griffithsia japonica

1 Introduction T he light-harvesting com plex (LH C ) com posedofphotosynthesis pigm ents and associated proteins arelocated on the thylakoid m em brane of chloroplast inhigherplants and algae. T he capture oflightenergy isthe first step in photosynthesis and is largely accom -plished by the pigm entprotein com plexes. To m axi-m ize the capture of light energy under various envi-ronm entalconditions, the LH C s w ith differentchro-m ophore com positions have evolved in differentpho-tosynth…     

Diurnal and tidal patterns of carbon uptake and calcification in geniculate inter‐tidal coralline algae

Research on coralline algal responses to ocean acidification and other environmental stressors has increased in recent years as coralline algae is thought to stand a higher chance of being affected by acidification stress than other macroalgae. To provide context and enhance the existing eco‐physiological framework for climate change studies, it is important to understand the effects of non‐extreme stressors experienced regularly by inter‐tidal coralline algae. In this study, we tested the potentially interacting effects of diurnal and tidal treatments on calcification in the geniculate coralline algae Corallina frondescens and Corallina vancouveriensis using ¹³C‐labeled bicarbonate. Both species deposited more calcium carbonate during the day than at night, and also when submerged (high tide) compared with when emerged (low tide) in their apical and mature segments (intergenicula). These results indicate that inter‐tidal coralline algae do in fact pay a cost for living inter‐tidally at the edge of an adaptive zone.     

蛋白质精氨酸甲基转移酶1调控DNA损伤修复和细胞凋亡

蛋白质精氨酸甲基转移酶1 (protein arginine methyltransferases 1, PRMT1)是PRMT家族中的重要一员,属于Ⅰ型PRMTs,细胞内超过85%的蛋白质精氨酸的甲基化由其催化。PRMT1通过调节底物的甲基化水平,从而调控蛋白的功能及蛋白参与的细胞活动和生理过程,包括细胞信号转导,DNA损伤修复,转录调控,RNA代谢,蛋白质相互作用等。本文着重讨论PRMT1的结构、底物及其在DNA损伤修复和细胞凋亡中的功能。