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植物信使RNA (mRNA)代谢和mRNA质量监控
真核生物中,mRNA的降解对于mRNA的数量和质量调控都发挥关键的作用。成熟的mRNA在细胞中作为模板指导蛋白质的合成,而参与蛋白质翻译的mRNA的数量受到精确调控。这一过程不仅取决于基因的转录水平,也决定于mRNA的降解速率。mRNA 降解主要包括多聚腺苷酸尾(polyA tail)的去除,脱帽(decapping)和核酸酶(ribonuclease)的消化。新近的研究表明,植物细胞中mRNA也可以在蛋白翻译进行的同时被核酸酶消化,即mRNA逐步退出蛋白翻译过程与其降解是偶联的过程。为保证蛋白翻译的准确性,植物细胞主要通过依赖翻译的mRNA质量监控机制进行缺陷mRNA的分选及清除,从而实现mRNA质量的调控。这些mRNA质量监控机制同时也可以作为一种基因表达调控方式精细调节植物生长发育及环境适应性。在有缺陷的mRNA不能被核酸酶及时清除时,植物启动依赖小RNA的转录后基因沉默途径(PTGS, posttranscriptional gene silencing)加以剪切使其丧失功能。转录后基因沉默作为一种防御手段清除过量产生的异常mRNA尤其是外源基因表达的mRNA,同时mRNA降解途径确保转录后基因沉默极少作用于内源编码基因。该综述对上述过程的分子机制及其在植物中的生物学功能进行梳理论述,并展望植物领域关于mRNA动态降解以及mRNA的数量和质量监控机制有待研究的问题。
南方科技大学 2021-04-13
非编码RNA的染色质结合机制研究
哺乳动物基因组的广泛转录产生了大量的非编码RNA,相比于细胞质定位的蛋白编码mRNA,这些非编码RNA如长链非编码RNA(lncRNA)、启动子和增强子关联的不稳定转录本(uaRNA、eRNA)等更倾向于结合染色质参与调控染色质结构、转录和RNA加工等过程。尽管零星报导少数RNA核滞留的现象,但为何大部分lncRNA会滞留于染色质上行使调控功能,仍是个不解之谜。上世纪80年代初,Joan Steitz通过系统性红斑狼疮患者血液抗体分离提取 U1,U2, U4, U5和U6小核糖核蛋白粒子(又称为 snRNP),揭示了它们参与RNA剪接的经典功能。近年来施一公团队系统报导了真核生物剪切体的原子结构和生化功能。然而,一直让人困惑的是,细胞内U1 snRNP的数量为什么比其它剪接相关snRNP高 2-5倍。虽然Gideon Dreyfuss和Phil Sharp等团队曾揭示U1 snRNP调控转录终止和方向的非经典功能,U1 snRNP在细胞中的丰富存在仍然是一个让人困惑的问题。为了探究lncRNA的染色质结合机制,研究者首先建立和运用一套新颖的mutREL-seq方法来高精度筛选调控RNA定位的关键序列,意外发现了U1 snRNP识别位点参与调控候选RNA的染色质滞留。相比于蛋白编码基因,lncRNA转录本含有更多的U1识别位点(同时也是潜在的5’剪接供体位点),而其基因组区域具有更少的3’剪接受体位点。并且U1 snRNP更高水平地结合在lncRNA上。随后,研究者分别使用antisense morpholino oligos(AMO)和auxin-induced degron(AID)诱导蛋白降解系统,来抑制U1 snRNA和核心蛋白组分SNRNP70的功能。研究者发现小鼠胚胎干细胞中近一半的lncRNA受U1 snRNP调控。另外,与转录调控元件关联的不稳定非编码转录本如uaRNA、eRNA等,它们的染色质结合在U1 snRNP抑制后也显著下降。研究者进一步证明了U1 snRNP直接调控成熟lncRNA与染色质的结合,而不是通过影响RNA合成、加工或降解过程的动态变化所产生的间接影响。机制上,研究者鉴定了U1 snRNP在染色质上的互作蛋白,发现U1 snRNP结合特定磷酸化状态的RNA转录聚合酶II(Pol II)。转录抑制明显降低了U1 snRNP及其所调控的非编码RNA与染色质的结合,表明U1 snRNP通过与磷酸化的Pol II互作来介导其互作RNA与染色质的结合。最后,研究者通过以lncRNA Malat1为例,进一步验证了U1 snRNP对其染色质结合的调控作用。去除SNRNP70后,绝大部分Malat1 “核斑”定位信号消失,并弥散在核质及细胞质中。同时,Malat1在活跃表达基因染色质区域的结合信号显著下降,表明U1 snRNP不仅可以将Malat1滞留在染色质上,同时也参与调控后者在染色质上的移动及其与靶基因的结合。综上,研究者提出如下模型(图1):5’和3’剪接位点在lncRNA上的不对称分布,致使U1 snRNP持续结合在lncRNA转录本上,而不能通过RNA剪接过程释放,从而介导了lncRNA的染色质滞留。磷酸化Pol II进一步介导了lncRNA-U1 snRNP复合体在染色质上的移动(mobilization)。对于大多数低丰度、不稳定的lncRNA,它们只能靶向结合邻近的染色质区域(顺式cis作用);而对于少数稳定和高丰度的lncRNA,如Malat1,U1 snRNP促进了其迁移和结合更多的靶基因区域(反式trans作用)。图1. U1 snRNP介导非编码RNA染色质结合的模式图。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2105-3
清华大学 2021-04-10
N端RNA结合域的晶体结构研究
2020年3月8日,中山大学第五医院在bioRxiv上上传了一篇题为Crystal structure of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein RNA binding domain reveal spotential unique drug targeting sites的研究,确定了SARS-CoV-2核糖蛋白N-端RNA结合域的晶体结构。虽然整体结构与其他冠状病毒核N端RNA结合域相似,但它们之间的表面静电电位特征却不同。与轻度病毒类型HCoV-OC43 等效域的进一步比较显示,β-螺旋核心旁边具有独特的潜在RNA 结合槽。结合体外数据,结果提供了SARS-CoV-2N端RNA结合域的几种原子分辨率特征,指导了针对SARS-CoV-2的新型抗病毒剂的设计。
中山大学 2021-04-10
一步法病毒RNA提取试剂
福州大学生物科学与工程学院林峻博士在第一代“新型冠状病毒检测试剂盒”的基础上,进一步研发出“一步法病毒RNA提取试剂”。
福州大学 2021-04-10
揭示环状RNA新功能—circRNA调控蛋白翻译过程
环状RNA(circular RNA, circRNA)circMYBL2通过招募RNA结合蛋白PTBP1调控癌基因FLT3 mRNA的翻译效率,从而促进了FLT3-ITD突变型白血的发生发展。该项研究成果首次报道新型非编码RNA circRNA以RNA-蛋白复合体形式发挥对翻译进程的正调控作用,揭示了环状RNA的新功能。  FLT3-ITD是在FLT3基因中间的一段串联重复序列突变,该突变可导致Y591等位点的自磷酸化,进而激发下游通路的过度激活,促进疾病进程。目前普遍认为FLT3-ITD突变型白血病预后极差且容易复发,因此,寻找新的 FLT3-ITD 白血病的药物靶点具有重要意义。该团队以FLT3-ITD突变型白血病为研究模型,深入研究circRNA潜在作用机制及其对该类白血病疾病进程的调控作用。研究发现,环状RNA circMYBL2在FLT3-ITD阳性白血病中高表达并特异性影响FLT3-ITD阳性白血病细胞的增殖、凋亡等一系列细胞功能,却对FLT3-ITD阴性白血病细胞无显著影响。 进一步研究显示,circMYBL2调控该疾病关键癌基因FLT3的蛋白翻译过程;揭示了circMYBL2与RNA结合蛋白PTBP1形成复合体促进了FLT3蛋白的翻译效率(如上图)。该工作报道了circRNA调控翻译的新功能。
中山大学 2021-04-13
无机-有机杂化体系递送小干扰RNA研究
总结了过去20年来siRNA药物在癌症治疗领域中的发展进程、企业和市场分布状况;分析和总结了功能性无机-有机杂体系在siRNA递送进展中的优势;总结了杂化纳米材料构建的基本策略,以优化siRNA递送。同时,他们还分析探讨了该领域的发展趋势。相关研究成果以“Engineering functional inorganic–organic hybrid systems: advances in siRNA therapeutics”为题发表在Chem. Soc. Rev.上(Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 1969-1995),并入选该期的封面(Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 1903-1903)。综述第一作者沈建良博士于2014年毕业于我校化学学院,目前受聘于中科院温州生物材料与工程研究所及温州医科大学眼视光学和视觉科学国家重点实验室担任课题组长,课题组主要从事智能多功能化纳米制剂在肿瘤中的诊疗应用。
中山大学 2021-04-13
“镜湖一号”——“高校对外宣传数据智能分析平台”一体机
当前,高校内部学院、部门网站更新不及时,僵尸网站、发布内容存在不规范用语、错别字等情况较为普遍,造成了很大的安全风险。由内蒙古财经大学自主开发的“镜湖一号——高校对外宣传数据智能分析平台一体机”,很好的解决了上述出现的问题。同时,还具备了呈现学校对外宣传数据数据分析与挖掘的可视化态势展现功能,支持大屏观看和手机端查看。“镜湖一号”基于高校对互联网发布的各类数据,使用人工智能和大数据分析技术设计应用模型,让学校的管理者实时掌握数据动态。 应用场景及创新点: 1.监控敏感信息泄露,展现处置状态。 2.代替人工发现更新不及时、不到位的网站。 3.对比分析高校党建态势,同时展现学校内部各部门党建状态和成果。 3.实时展示高校发布的宣传数据态势,分析出最受欢迎、热门文章等。 4.平台支持国产化平台部署。 5.实现一体机快速部署。
内蒙古财经大学 2025-05-08
RNA修饰m6A单基因单碱基检测新技术
( i )能够阻碍 DNA 聚合酶在反转录过程的单碱基延伸;( ii )能够降低缺口连接酶的连接效率。 SELECT 方法采用荧光定量 PCR 的方法进行定量。结合方法优化,发展了 SELECT 方法的 3 个应用实例:( i )在生物学样本总 RNA 或总 mRNA 中检测 mRNA 或 lncRNA 上单位点是否含有 m6A 修饰;( ii )检测生物学样本中特定 m6A 位点的修饰比例;( iii )鉴定 m6A 甲基转移酶或去甲基酶的生理作用靶点。 SELECT 方法不仅简化了生物学样品中 m6A 修饰的检测过程,实现低丰度 RNA 中 m6A 单碱基分辨率的检测,还能够应用于其他 RNA 化学修饰的检测中,例如 N1- 甲基腺嘌呤( N1-methyladenosine , m1A )和 2’-O- 甲基化修饰( 2’-O-methylation , Nm) 等。
北京大学 2021-04-11
具有抑制革登等RNA病毒复制作用的寡肽
北京工业大学 2021-04-14
揭示环状RNA circHIPH3调控肺癌自噬新机制
环状RNA在肿瘤治疗研究中的作用正在日益显现。近期,在多种肿瘤的HIPK3基因中存在的环状RNA(circHIPK3)被发现在肿瘤生长中起到重要作用,但其在肺癌中的作用尚未被阐明。此次的研究成果显示,沉默circHIPK3可以显著抑制肺癌细胞增殖、侵袭和转移,并导致细胞出现自噬。 在机制层面,本研究揭示出circHIPK3在STK11突变细胞系(A549和H838)中通过调控MIR12
南方科技大学 2021-04-14
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