DNA双链断裂（DNA double-strand breaks, DSBs）是威胁基因组完整性和细胞存活的最有害的DNA损伤类型。同源重组（homologous recombination，HR）和非同源末端连接（non-homologous end joining，NHEJ）是修复DNA双链断裂的两种主要途径。DSB修复涉及到损伤部位修复蛋白的募集和染色质结构的改变。在DNA双链断裂诱导下，染色质结构的动态变化在时间和空间上受到严格调控，进而对DNA双链断裂修复过程进行精细调节。特定的染色质修饰形成利于修复的染色质状态，有助于DNA双链断裂修复机器的招募、修复途径的选择和DNA损伤检查点的活化；其中修复途径的选择对于基因组稳定性至关重要。修复不当或失败可导致基因组不稳定性，甚至促进肿瘤的发生。本文综述了染色质结构和染色质修饰的动态变化在DSB修复中的重要作用。此外，文章还总结了在癌症治疗中靶向关键染色质调控因子在基因组稳定性维持、肿瘤发生发展以及潜在临床应用价值等方面的进展。
microRNA（miRNA）作为一类内源性的短链非编码RNA，广泛存在于真核细胞中，主要通过对转录本剪切和抑制翻译等方式，参与转录后基因的表达调控。近年来研究表明，多种药用植物中鉴定出大量的miRNA。这些miRNA对药用植物的生长发育和次生代谢产物合成具有调控功能。次生代谢产物是药用植物的主要有效成分，研究miRNA对药用植物次生代谢过程的调控作用具有十分重要的意义。本文综述了miRNA在植物中的产生途径、作用方式和体内功能，在此基础上重点介绍了miRNA对药用植物生长发育和次生代谢产物生物合成的调控作用，并对药用植物miRNA的研究进行了展望，以期为提高药用植物产量，高效获得药用植物有效成分以及临床应用开拓新的思路。
线粒体是一种由两层膜包被的细胞器，其功能和结构的稳定性取决于线粒体膜上精确的磷脂组成及分布。线粒体膜上的大部分脂类物质由内质网合成，既而转运到线粒体。而部分脂类利用内质网上产生的前体，在线粒体内膜上合成。由此可见，线粒体膜脂的生物合成需要线粒体与内质网以及线粒体外膜(outer mitochondrial membrane, OMM)与内膜(inner mitochondrial membrane, IMM)之间进行大量的脂质转运。目前认为，这种运输过程既可在拴系因子（tether factors）形成的膜结合部位（membrane contact sites, MCSs）内发生，也可借助脂质转运蛋白（lipid transfer proteins, LTPs）完成。近年来, 研究者以酵母为对象，建立了多种线粒体磷脂转运（phospholipid trafficking）的模型，这使人们初步理解了线粒体磷脂转运的机制。本综述总结了酵母线粒体磷脂转运的最新发现，并对这些磷脂转运的模型进行了讨论，以期为今后深入了解线粒体脂类代谢提供参考。
前体mRNA（precursor messager RNA，pre-mRNA）剪接是去除内含子和将外显子彼此连接形成成熟mRNA的过程。剪接过程在一个呈动态变化的大核糖核蛋白（ribonucleoprotein, RNP）复合体，即剪接体催化作用下完成。DExD/H-box RNA解旋酶在剪接体组装、激活及解聚过程中都发挥着重要作用。Brr2（bad response to refrigeration 2）这种DExD/H-box RNA解旋酶是构成U5稳定的亚单位。Brr2含有两个串联解旋酶盒结构，在剪接体激活中负责U4/U6的解旋，还参与剪接体催化及解聚过程，因此Brr2在剪接过程中必需具备严格的调控机制。在剪接过程中，Prp8的C端包含两个连续的RNase H域和Jab1/MPN域，能够正负调控Brr2活性。Snu114在调节Brr2活性中具有非常重要的作用。此外，Brr2通过C端解旋酶盒（C-terminal cassette, CC）与N末端域(N-terminal region)进行分子内的自我活性调节。本文综述了近年来在Brr2的分子间和分子内活性调节机制的研究进展，这些不同的调节机制协同作用才确保真核生物premRNA可变剪接的保真性。
肿瘤相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs）是肿瘤微环境中最主要的成分之一，在肿瘤的发生发展中发挥着必不可少的作用。骨髓和脂肪的局部组织固有成纤维细胞及间充质干细胞是CAFs来源的主要前体细胞。大量研究表明，CAFs并不作为单独细胞在肿瘤周围存在，而是和肿瘤细胞相互作用，促进肿瘤的生长与存活并维持其恶性倾向。肿瘤细胞可以影响CAFs前体的招募，并诱导正常成纤维细胞活化为CAFs；同时,CAFs可以分泌多种细胞因子、生长因子和细胞外基质蛋白质，促进肿瘤细胞的增殖、耐药及侵袭转移，从而影响肿瘤的预后。CAFs还参与血管淋巴管的生成、细胞外基质重塑、免疫抑制以及肿瘤细胞上皮间质转化等有利于肿瘤发生发展的外源性途径，为肿瘤细胞提供了一个良好的微环境。大量研究显示，研发靶向CAFs的药物可以中断其与肿瘤细胞之间的联系，从而抑制肿瘤的生长和转移。因此，深入了解CAFs促肿瘤的作用机制将有利于肿瘤治疗新靶点的发现。本文将对CAFs促进肿瘤侵袭转移的作用机制加以综述。
近年来，CRISPR/Cas系统因其效率高、靶向性强、易操作等优势，已被广泛应用于多种病毒研究中。本文首先简单介绍了CRISPR/Cas系统的分类，并比较了Cas9和Cas12a与Cas13a的特点；其次重点介绍了CRISPR/Cas9通过靶向破坏病毒基因组，或编辑宿主关于病毒生命周期的关键因子的策略在抗病毒方面的各种应用，CRISPR/Cas13a采用靶向破坏病毒基因组方法在抗病毒中的应用，以及CRISPR/Cas12a和CRISPR/Cas13a在病毒基因检测中的应用。最后讨论了CRISPR/Cas在病毒研究中面临的挑战，并讨论了CRISPR/Cas12a作为抗病毒工具的潜在应用前景。由于CRISPR/Cas系统自身的优势，预计该系统将会给病毒相关的疾病诊断和控制带来革命性的变化。
胆汁酸作为一种信号分子通过激活肝、肠道和外周组织中的胆汁酸受体影响体内葡萄糖和脂质的代谢平衡，对于调节肥胖、2型糖尿病和非酒精性脂肪肝等代谢性疾病具有非常重要的意义。胆汁酸与相应核受体，如法尼醇X受体(farnesoid X receptor, FXR)和Takeda G蛋白偶联受体5 (Takeda G protein-coupled receptor 5，TGR5)的相互作用影响了这些代谢性疾病。FXR主要通过影响胆汁酸的合成及转运对非酒精性脂肪肝发挥作用,TGR5则是间接增加褐色脂肪组织中的生热作用，改善肥胖和2型糖尿病。这些调控机制的研究是非常必要的。本文综述了胆汁酸代谢及其对代谢性疾病调控的分子机制的研究进展，以期为科研工作者提供一定的参考。
短链脂肪酸（short chain fatty acids, SCFAs）是碳原子数为1～6的有机脂肪酸，不但可以作为生物体内能源物质，而且还具有抗炎、影响肠道菌群代谢和预防早发1型糖尿病等重要作用。然而，目前多数是对传统短链脂肪酸的生物学作用进行研究，对取代短链脂肪酸（short branchedchain fatty acids, SBCFAs）的相关研究甚少。本研究以秀丽隐杆线虫为模式动物，系统探究SBCFAs的抗氧化生物活性作用。采用胡桃醌氧化应激模型，在体内评价SBCFAs对秀丽隐杆线虫生存能力的影响，并通过体外抗氧化及H2DCFDA荧光染色实验，进一步评价SBCFAs清除活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）的能力。本研究证实，在氧化应激研究中，传统脂肪酸不能延长秀丽隐杆线虫的存活时间，而2′-甲基取代短链脂肪酸(n=4-6)具有显著的抗氧化作用。体外抗氧化实验表明，2′-甲基取代短链脂肪酸(n=4-6)不具有体外直接清除ROS的能力，但是H2DCFDA荧光染色实验显示2′-甲基丁酸能够显著降低线虫体内的ROS水平，表明2′-甲基丁酸通过降低体内ROS水平，从而增强秀丽隐杆线虫的抗氧化应激能力。本研究提示，传统短链脂肪酸不具有抗氧化作用；2′-甲基取代短链脂肪酸(n=4-6)能显著增强秀丽隐杆线虫的抗氧化能力；甲基取代位置和取代烷基长度对短支链脂肪酸的抗氧化作用至关重要，其作用机制需进一步研究。
周期蛋白在细胞增殖过程中呈现周期性表达变化，不同的周期蛋白通过结合周期蛋白激酶（cyclin-dependent kinase，CDKs）及靶向特定蛋白质参与细胞有丝分裂和减数分裂过程的精确调控。嗜热四膜虫有性生殖期特异表达的B3型周期蛋白Cyc2(cyclin 2,Cyc2)对减数分裂的启始是必需的，但Cyc2蛋白的分子调控机制并不清楚。本研究通过0.1 μg/mL和03 μg/mL镉离子诱导突变细胞株OE-CYC2-B2086和OE-CYC2-CU428中CYC2基因在金属硫蛋白1基因（metallothionein gene 1，MTT1）启动子调控下上调表达。实时荧光定量PCR检测突变株OE-CYC2-B2086和OE-CYC2-CU428中CYC2的转录水平分别上调7.8倍和9.8倍。细胞有性生殖发育进程的荧光显微观察发现CYC2的表达上调并不影响有性生殖前期减数分裂的启始，但是干扰四膜虫有性生殖后期中新大核和新小核的正确形成。同时突变株OE-CYC2-B2086和OE-CYC2-CU428交配后，在镉离子诱导下不能产生有性生殖后代，但是该突变株分别和两种不同野生型细胞或CYC2敲除的突变细胞株交配能够恢复产生3%，15%或32%的有性生殖后代，有性生殖发育异常程度与CYC2的表达水平成正相关。进一步突变Cyc2第312位磷酸化位点丝氨酸为丙氨酸，获得CYC2单位点突变细胞株CYC2-S312A-B和CYC2-S312A-C。丝氨酸单位点突变阻止了四膜虫有性生殖期小核减数第1次分裂起始。结果表明周期蛋白2的表达水平和磷酸化修饰影响了不同阶段细胞核的功能，周期蛋白2对四膜虫有性生殖发育的正常进行是必需的。
表观遗传修饰参与了药物成瘾的形成过程，而在药物成瘾过程中组蛋白泛素化水平的变化仍未可知。药物成瘾过程中常表现为多巴胺(dopamine， DA)表达量的升高，因此本研究欲探讨多巴胺升高对神经细胞组蛋白泛素化的影响及其机制。Western印迹结果显示，在终浓度0.8 mmol/L的多巴胺作用8 h后，人神经母细胞瘤细胞系SHSY5Y细胞中环指蛋白20（ring finger protein 20, RNF20）表达量降低(0.29 ± 0.032 vs. 1.0 ± 0.025，P＜ 0.0001)，泛素化组蛋白H2B(H2Bub1)表达量下降(0.28 ± 0.032 vs. 1.0 ± 0.017，P＜ 0.0001)。但是RT-PCR结果显示，多巴胺处理SH-SY5Y细胞后，RNF20在mRNA水平的表达无明显变化。在SH-SY5Y细胞中沉默RNF20的表达，H2Bub1在蛋白质水平的表达明显降低(0.20 ± 0.069 vs. 1.0 ± 0.060，P=0.001)。在加入多巴胺的基础上，分别加入蛋白酶体抑制剂MG132、自噬体形成抑制剂3MA以及空泡型H+-ATP酶特异性抑制剂Baf-A1等药物来检测RNF20的降解途径，结果发现，加入MG132、3-MA以及BafA1后，RNF20表达量均比DA处理组显著上升(1.51 ± 0.095, P=0.0003; 0.89 ± 0.075，P=0.0021; 2.74 ± 0.099, P＜ 0.0001; vs. 0.27 ± 0.044)。上述结果表明，在SH-SY5Y细胞中，RNF20对H2Bub1具有调控作用，多巴胺可通过泛素化及自噬两种途径促进RNF20降解，从而抑制组蛋白H2B泛素化。
卵巢生殖干细胞（ovarian germline stem cells, OGSCs）的发现，打破了生殖医学领域传统的“固定卵泡池”理论。近年来，OGSCs新的研究成果不断涌现，但关于OGSCs体内调控机制的研究仍然较少。Notch通路广泛参与多种成体干细胞不对称分裂的过程，并与细胞衰老密切相关，但其是否参与OGSCs的体内调控机制及卵巢的衰老进程尚不清楚。本研究以原代培养技术提取OGSCs，通过荧光双标染色发现，OGSCs标志基因MVH、Oct4与Notch信号通路相关分子Notch1、Hes1在OGSCs中存在共表达；抑制Notch信号通路活性后，cck-8检测发现，OGSCs的增殖活性呈下降趋势；而以免疫组化、荧光双标、Western 印迹法检测性成熟期（2月龄）、不孕和衰老（20月龄）小鼠卵巢皮层中MVH、Oct4、Notch1和Hes1的表达变化，发现2月龄小鼠卵巢皮层中MVH、Oct4、Notch1和Hes1的表达量较高（P<0.05），而不孕和衰老小鼠卵巢皮层中，MVH、Oct4、Notch1和Hes1的表达量均明显下降。上述结果表明，Notch信号通路在小鼠OGSCs中高表达，并可能参与调控OGSCs的增殖机制及卵巢的衰老进程。
自由基过度引起的氧化应激是多种疾病发生的因素。连翘花黄色素(forsythia flower yellow pigment, FFYP)中含有大量的抗氧化活性物质，但其对氧化应激的抵抗性仍不清楚。本文首先通过化学方法检测FFYP的体外抗氧化活性；用细胞内抗氧化活性（cellular antioxidant activity，CAA）方法检测FFYP细胞内抗氧化活性；然后以秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C. elegans）为模型，检测FFYP对线虫氧化应激抵抗力及体内抗氧化指标的影响；用Daf16和Skn1突变体线虫和qRTPCR实验探究其作用机制。研究结果表明，FFYP具有1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH)自由基清除能力，铁离子还原能力和活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS）清除能力，并且具有浓度依赖性。用500 μmol/L的胡桃醌提供氧化应激压力时，FFYP能显著提高线虫在氧化应激下的寿命，表明FFYP可以提高线虫对氧化应激的抵抗力。进一步研究发现，FFYP可显著降低线虫体内ROS自由基含量，提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性，增加还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)含量，表明FFYP通过提高线虫体内抗氧化防御系统活性清除自由基来提高线虫对氧化应激的抵抗力。突变体线虫实验显示，FFYP对线虫延长氧化应激下寿命的效应在Skn-1突变体线虫中完全消失，在Daf-16突变体中效应被减弱。qRT-PCR实验也显示，Daf-16和Skn-1靶基因的表达量均被提高。表明FFYP对线虫氧化应激抵抗力提高的作用是通过Daf-16和Skn-1共同作用。这预示着FFYP具有很好的抗氧化及抗应激药用价值，有潜力成为一种新的有生物活性的天然色素。
DEAD-box家族是在生物体内普遍存在的一类高度保守的RNA解旋酶，在RNA的合成和加工、细胞发育和细胞代谢等过程中都发挥着重要作用。DDX21 RNA解旋酶是DEAD-box家族成员之一，而目前为止DDX21的酶学功能及结构特征尚未被完全了解。本研究运用生物化学与生物物理学前沿技术，系统地研究了DDX21各结构域在不同功能中发挥的作用。首先重组构建并纯化了人的DDX21 RNA解旋酶及不同的截短蛋白质，利用动态激光散射和凝胶层析技术分析各蛋白质的寡聚形态，发现N-端的非功能区（N-端181aa）与C-端的4个FRGQR重复结构域对其结构有较大的影响；利用荧光偏振技术比较分析了各蛋白质与单链RNA的结合反应，结果显示，仅保留DEADc和HELICc结构域的截短蛋白质与单链RNA完全没有亲和性，缺失N-端181aa的截短蛋白质对ssRNA的结合能力与全长蛋白质基本一致，而仅缺失C-端的4个重复FRGQR结构域的截短蛋白质与单链RNA的亲和能力将显著下降；利用快速停流检测技术分析各截短蛋白质的解旋及退火活性，发现DEADc、HELICc及GUCT_RHII三个结构域共同参与DDX21的解旋功能，另一方面，缺失C-端4个FRGQR重复结构域的截短蛋白质导致退火能力的丧失。本研究揭示了DDX21的GUCT_RHII结构域及C-端4个FRGQR重复结构域在其结构及功能中发挥的重要作用，为今后研究DDX21的结构及其细胞功能提供了重要的理论依据。
硫氧还蛋白互作蛋白（thioredoxin interacting protein, Txnip）是一种氧化还原调节蛋白质，与硫氧还蛋白结合并抑制其活性，调节细胞氧化还原状态，影响细胞多种生理过程，然而其在猪脂肪细胞分化中的作用尚不明确。本文设计合成3对靶向猪Txnip基因的shRNA寡核苷酸，分别连接于重组慢病毒载体pGLV3/H1/GFP+Puro构建siRNA表达质粒。测序验证后，与包装质粒共转染293T细胞，获得滴度1×108 pfu/mL的慢病毒干扰质粒。以MOI值100转染原代培养猪前体脂肪细胞，转染率均达80%以上，其中Txnip-shRNA-2转染细胞Txnip基因沉默率达75%。转染Txnip-shRNA-2的猪前体脂肪细胞用成脂分化培养液诱导后，每隔1 d检测细胞成脂分化及相关基因表达。结果发现，其分化比阴性对照质粒转染或未转染细胞显著增强（P<0.05），PPARγ和FAS mRNA表达水平显著提高（P<0.05）。本文构建siRNA慢病毒表达质粒能有效干扰猪Txnip基因表达，Txnip表达沉默可通过上调PPARγ表达促进猪前体脂肪细胞分化。本研究提示，Txnip可能是猪脂肪细胞分化的抑制因子。
为提高对发生基因编辑细胞的筛选效率，本研究构建了具备正负筛选功能的供体质粒pN(CDS)(N2)-R，其正选择基因是无启动子NeoR，负选择基因是能自主表达的RED。利用该质粒和CRISPR-Cas9系统对小鼠B16细胞FasL进行编辑。G418筛选2周，获得混合克隆。镜下观察显示，混合克隆质量较高。junction PCR结果表明，有基因编辑发生。DNA测序结果表明，NeoR准确插入靶位点。细胞杀伤实验表明，FasL功能被有效敲除。该供体质粒的多克隆位点，充分利用同尾酶酶切位点，因而具有广泛的适用性。综上所述，在对各种位点进行编辑时，使用该供体质粒有助于混和克隆的筛选。
