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: 4555 Clicked: 7371 Cited: 0 Commented: 0(p.409-411) <Full Text> <PPT> 3339

Chinese summary <75> 转录在基因表达中的重要性

本文概要：基因被认为是遗传信息的载体，但是生物体的复杂程度并不是由其所含基因数量决定的。基因表达的调控机制掌控着哪些遗传信息被使用，以及使用到何种程度。高等生物的复杂性正是这样实现的：一个人有各种不同器官，而其中的细胞中却携带着相同的基因。特定的基因被不同程度地表达导致了某些细胞发展成头发，某些细胞发展成手指等。基因表达的调控中，转录是初始的一个步骤，也是最关键的步骤之一。近二三十年来，分子生物学和生物化学的发展对研究转录的调控机制起到了重要的推动作用。调控的机理、调控的对象以及促使调控产生的信号，都在进行更深入和广泛的研究。

关键词组：基因表达；转录；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: 5824 Clicked: 21639 Cited: 8 Commented: 0(p.412-428) <Full Text> <PPT> 3549

Chinese summary <342> 多梳抑制复合体PRC1的CBX家族蛋白在表观遗传调控中的作用

研究目的：多梳蛋白家族（PcG）是一类染色质水平上通过表观遗传修饰调控靶基因的转录因子，其主要功能是使其靶基因转录受到抑制进而沉默。PcG通常以多梳蛋白复合体（PRC）的形式存在，目前研究的最多的是PRC1和PRC2。PRC1在PcG对其靶基因进行转录抑制发挥着主要作用。本综述主要论述了哺乳动物中PRC1核心成员CBX蛋白在多梳蛋白调控基因转录过程中发挥的作用及其对胚胎发育、细胞记忆、细胞周期、细胞增殖和肿瘤形成等过程的影响。
创新要点：现已有大量有关PcG在表观遗传水平对其靶基因进行修饰转录机制的综述报道，且以PRC1和PRC2为整体来介绍表观遗传调控机制的文章也屡见不鲜。然而，关于PRC1核心成员CBX蛋白在哺乳动中的同源蛋白CBX2、CBX4、CBX6、CBX7、CBX8对哺乳动物个体发育调节及肿瘤发生过程的分子机制并没有系统的论述。本综述主要将这五种CBX蛋白在转录分子水平上的所发挥的功能进行相关的介绍，并且总结了CBX2、CBX4、CBX6、CBX7、CBX8各自最新的研究进展，体现出五种CBX蛋白的共同功能、各自独特的功能及彼此间的相互联系。
重要结论：总结了在哺乳动物中的五种CBX蛋白在胚胎发育和肿瘤形成等过程中独特的功能调节机制以及整体的相互作用，发现CBX作为PRC1的核心组分在基因表观遗传调控中发挥着极其重要的作用。

关键词组：多梳蛋白；多梳抑制复合体；CBX蛋白；表观遗传调控；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: 4860 Clicked: 8954 Cited: 6 Commented: 0(p.429-437) <Full Text> <PPT> 2829

Chinese summary <187> 多腺苷酸化之密码：调解mRNA可变聚腺苷酸化的统一模型

本文概要：真核生物的大部分基因都通过可变聚腺苷酸化（APA）而产生多种不同的mRNA 3'端。近期的研究表明，可变聚腺苷酸化在组织发展中被动态调节，并且会受环境刺激而自动调节。现有文献中表述了多种调节机制。本文整合所有现有的调节机制模型，进而提出一个综合的统一模型。这个模型不仅概括了已知的研究结果，而且为未来的研究提供了一个预测可变聚腺苷酸化的方法。最后，我们讨论已知和假设的可变聚腺苷酸化带来的功能。

关键词组：基因表达；可变聚腺苷酸化；预测模型；mRNA

mRNA quality control at the 5' end

Li-ting Zhai, Song Xiang

DOI: 10.1631/jzus.B1400070 Downloaded: 4561 Clicked: 7091 Cited: 3 Commented: 0(p.438-443) <Full Text> <PPT> 2778

Chinese summary <57> mRNA 5\'端的质量控制

本文概要：所有真核生物的mRNA都在5'端被加帽，正确的加帽对mRNA的稳定性、出核及翻译调控具有重要意义。近年来，随着对Rai1及其同源蛋白的酶活性的发现，引出一个对mRNA加帽过程质量控制机制的发现。研究表明，Rai1及其同源蛋白可以将未被加帽（含5'端三磷酸基团）或未被正确加帽的mRNA转化成5'端含单磷酸基的RNA，使得它们可以被5'-3' RNA外切酶降解。某些Rai1的同源蛋白也具有5'-3' RNA外切酶的活性，可以同时完成降解RNA的工作。Rai1的同源蛋白在真核生物中广泛保守，提示这一机制普遍存在于真核生物中。

关键词组：mRNA加帽；质量控制；Rai1；Dxo1；DXO

mRNA stability in the nucleus

Han Liu, Min Luo, Ji-kai Wen

DOI: 10.1631/jzus.B1400088 Downloaded: 4974 Clicked: 13411 Cited: 1 Commented: 0(p.444-454) <Full Text> <PPT> 3592

Chinese summary <56> 核内mRNA的稳定性

本文概要：真核生物的基因表达由多种不同层次上的生物学事件所调控，如转录因子调节基因转录的发生时间和转录强度，RNA加工转录速度，RNA加工过程和翻译过程中对mRNA稳定性的影响。mRNA分子，相对其它生物分子而言，易受核酸酶的攻击而更不稳定。RNA的数量和质量上的维系在多种生物过程中是一个关键的影响因素。大量研究表明RNA的稳定性是在细胞核和细胞质中进行精细调控的过程，在转录中和转录后的加工修饰以及翻译的过程中均会发生。新生RNA在细胞核内稳定性的研究是近年来的研究热点。在本文中，我们总结了细胞核内的mRNA稳定性的最新研究进展，表明细胞核内mRNA的稳定性以及其相应的RNA质量控制机理广泛存在，并且和RNA生成、修饰加工以及成熟的每个步骤均有关联。

关键词组：mRNA稳定性；细胞核内mRNA滞留；RNA质量控制；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: 4912 Clicked: 12909 Cited: 3 Commented: 0(p.455-465) <Full Text> <PPT> 2733

Chinese summary <65> 调控HIV-1转录和潜伏激活的机制及相关因子

本文概要：（1）反式激活蛋白（Tat）是病毒复制的重要因子，正性转录延伸因子b（P-TEFb）是Tat反式激活HIV-1转录所必需的特异性宿主细胞因子，其活性与HIV-1的转录密切相关。（2）在细胞内，无活性7SK snRNP复合体是功能性有活性P-TEFb的贮存和来源。在特定条件下，7SK snRNP复合体发生解离并释放出P-TEFb，从而刺激转录延伸。可以说，P-TEFb的活性受到严格的调控，维持着一种动态的平衡。（3）同时，P-TEFb还存在于一个具有超高转录活性的超级延伸复合体（SEC）中。Tat能将含有两个延伸因子P-TEFb和ELL2的SEC复合体募集至HIV-1长末端结构域（LTR），然后众多因子协同作用有效地增强HIV-1的转录作用。（4）溴区包含蛋白4（Brd4）像Tat一样，将P-TEFb募集至众多细胞基因的启动子区域，促进转录。Brd4也可激活基础水平的HIV-1转录，却对依赖Tat的HIV-1转录具有抑制作用，因为Brd4和Tat竞争性地与P-TEFb结合。（5）鉴于Brd4对Tat依赖性HIV-1转录的抑制作用，寻找能够抑制Brd4的小分子药物，激活HIV-1潜伏，结合高效抗逆转录病毒治疗（HAART），使得彻底根除HIV-1变成可能。Brd4的抑制剂JQ1就是这样的一种小分子，并且已被证明可以在多种细胞模型中激活HIV-1潜伏。

关键词组：人类免疫缺陷病毒（HIV-1）；转录延伸；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: 5548 Clicked: 8138 Cited: 6 Commented: 0(p.466-473) <Full Text> <PPT> 3648

Chinese summary <56> shRNA转基因猪中miRNA通路饱和引起的早期致死性

研究目的：通过制备抗猪瘟病毒shRNA转基因猪，探索shRNA对猪胎儿成纤维细胞、克隆猪早期胚胎发育以及转基因猪的影响。
创新要点：基于稳定表达shRNA的猪胎儿成纤维克隆细胞及shRNA转基因克隆猪制备的结果，发现shRNA对克隆猪早期囊胚发育阶段无明显毒性，并首次报道了在shRNA转基因动物中，shRNA引起体内miRNA通路过饱和及动物致死性等毒性。
研究方法：实验构建了多种抗猪瘟病毒shRNA表达载体，转染猪胎儿成纤维细胞并筛选得到细胞克隆，结合体细胞核移植技术制备了shRNA转基因猪。使用实时荧光定量聚合酶链式反应（PCR）和蛋白质印迹法（Western blotting）检测了细胞及个体水平siRNA的表达量、干扰素反应相关基因、内源miRNA及通路因子的表达量，同时检测了shRNA克隆细胞囊胚率。
重要结论：shRNA能有效抑制猪瘟病毒的复制。在猪胎儿成纤维细胞水平上，稳定表达shRNA能引起细胞内干扰素反应、miRNA通路过饱和等副作用；在克隆猪发育阶段，shRNA对克隆猪早期囊胚发育阶段无明显毒性；在shRNA转基因克隆猪个体水平上，shRNA引起克隆猪体内miRNA通路过饱和及克隆猪早期易致死等毒性。

关键词组：致死性；shRNA转基因克隆猪；microRNA通路；猪瘟病毒；囊胚发育

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: 5922 Clicked: 9664 Cited: 3 Commented: 0(p.474-481) <Full Text>

Chinese summary <52> 两例罕见I型Crigler-Najjar综合征患者

研究目的：I型Crigler-Najjar综合征（CN-I）为先天性间接胆红素血症的最严重的一种，是由位于染色体2q37的葡萄糖醛酸转移酶基因（UGT1A1）的纯合或复合杂合突变引起的一种罕见的遗传性疾病。本研究对来自两个无关家庭的两例临床诊断为CN-I的患儿及父母进行UGT1A1基因分子遗传学分析。
研究方法：经知情同意后，采集两例患儿及父母外周血；聚合酶链式反应（PCR）扩增UGT1A1基因5个外显子及外显子-内含子交界处，进行测序分析。应用实时定量PCR（qRT-PCR）测定其中一例患者UGT1A1基因的拷贝数。
重要结论：本研究在两例CN-I型患儿中检测到3个UGT1A1基因突变：c.239_245delCTGTGCC (p.Pro80HisfsX6)、c.1253delT (p.Met418ArgfsX5)和c.1156G>T (p.Val386Phe)。前两个突变均为新发的移码突变，预测提前出现终止密码或诱发RNA降解；而突变c.1156G>T (p.Val386Phe)的致病机制尚需进一步研究。

关键词组：I型Crigler-Najjar综合征（CN-I）；高胆红素血症；UDP-葡萄糖醛酸转移酶基因（UGT1A1）；突变；杂合性缺失

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: 5592 Clicked: 11139 Cited: 2 Commented: 0(p.482-490) <Full Text> <PPT> 3356

Chinese summary <49> pEGFP-OSX修饰的脂肪干细胞促进牵张成骨中新骨形成

研究目的：观察牵张间隙植入pEGFP-OSX修饰的脂肪干细胞对牵张成骨中新骨形成的作用。
创新要点：提出来源广泛容易获取的脂肪干细胞作为种子细胞，被基因OSX修饰后，在体内环境下可能促进成骨。
研究方法：通过X射线检查、组织学检查等手段观察成骨效果，进行统计学分析。
重要结论：通过短期的动物试验发现，pEGFP-OSX修饰的脂肪干细胞在体内环境下促进牵张成骨中新骨形成（见表1和图3-5）。

关键词组：脂肪干细胞；牵张成骨；转录因子；基因转染

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: 5701 Clicked: 11048 Cited: 5 Commented: 0(p.491-499) <Full Text> <PPT> 3537

Chinese summary <58> 荚膜红细菌hemA基因的高效可溶表达及其酶学性质对比研究

研究目的：提供一种酶学性质优良的，可在大肠杆菌体内高活性可溶表达的，具有工业应用前景的5-氨基乙酰丙酸合成酶。
创新要点：利用E. coli Rosetta (DE3)表达编码荚膜红细菌5-氨基乙酰丙酸合成酶（RC-ALAS）的hemA基因，实现其在大肠杆菌体内高活性可溶表达。以放射形土壤杆菌和类球红细菌hemA基因表达的5-氨基乙酰丙酸合成酶（AR-ALAS和RS-ALAS）为参照，对分离纯化后的RC-ALAS进行酶学性质对比研究。
研究方法：工程菌的构建如图1所示，酶的分离纯化采用镍柱亲和层析和凝胶过滤层析，酶学性质的测定采用对比研究法。
重要结论：（1）RC-ALAS酶活性高达198.2 U/mg，比AR-ALAS（151.1 U/mg）和RS-ALAS（116.9 U/mg）分别提高31.2%和69.5%；（2）RC-ALAS对底物琥珀酰辅酶A的专一性常数（(k_cat/K_m)^S-CoA）为1.4989，高于AR-ALAS（0.7456）和RS-ALAS（1.1699），具有较高的催化效率；（3）对含有荚膜红细菌hemA基因的工程菌进行补料分批发酵，发酵结束时，ALA的产量高达8.8 g/L（67 mmol/L）。

关键词组：5-氨基乙酰丙酸；荚膜红细菌（Rhodobacter capsulatus）；高效表达；酶学性质

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: 5789 Clicked: 7674 Cited: 2 Commented: 0(p.500-506) <Full Text> <PPT> 3303

Chinese summary <59> 幽门螺杆菌临床分离菌株中三个重要抗氧化物的表达水平及相关性分析

研究目的：幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）长期在宿主体内定植，并通过多种抗氧化蛋白对抗氧化应激，目前的研究认为该过程与其所致的胃粘膜疾病相关。我们拟临床研究不同胃粘膜疾病来源的H. pylori菌株中三个关键抗氧化物的表达。
创新要点：首次分析H. pylori临床分离菌株中氧化应激相关因子与胃粘膜疾病类型的关系，并对三种因子的表达水平进行相关性分析。突出临床病人感染H. pylori中氧化应激相关分子的表达特点，对研究H. pylori各氧化应激相关分子与临床胃粘膜疾病的关系，以及临床病人感染的H. pylori中各个氧化应激相关分子之间的关系具有重要的意义。
研究方法：在胃镜检查时，取患者胃粘膜组织进行H. pylori培养，共分离培养出40例临床菌株，其中13例来自胃癌患者，13例来自消化性溃疡患者，14例来自胃炎患者。用荧光实时定量聚合酶链式反应（PCR）的方法测定H. pylori临床分离菌株中硫氧还蛋白-1（Trx1）、精氨酸酶（RocF）以及烷基过氧化物酶（AhpC）的表达水平。多组样本间比较用单因素方差分析法，并用Pearson相关性分析法评价多组连续变量的相关性。
重要结论：H. pylori Trx1 mRNA表达水平在胃癌和消化性溃疡分离菌株中显著高于胃炎分离株，H. pylori RocF mRNA表达水平在胃癌患者分离菌株中显著高于胃炎和消化性溃疡分离株，我们未发现胃炎、消化性溃疡和胃癌患者分离的H. pylori菌株中AhpC的表达差异。H. pylori RocF的表达水平与Trx1呈显著线性正相关，AhpC的mRNA表达水平与Trx1呈非线性正相关，RocF与AhpC的mRNA表达水平无相关性。结果表明，H. pylori Trx1和RocF的表达水平可能与胃癌相关，在H. pylori菌株中，抗氧化系统的各个因子可能相互联系，在胃癌发病中发挥作用。

关键词组：抗氧化物；胃癌；幽门螺杆菌；氧化应激