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关键词： 尖嘴魟   种群遗传学   大银鱼   基因组学   系统进化树  

摘要： 软骨鱼类是起源于4亿年前较原始的鱼类，在其进化过程中历经了海洋环境变迁和数次生物大灭绝，是大尺度研究海洋生物地理学的理想物种。本研究选取广泛分布在西北太平洋地区具有典型代表意义的软骨鱼类尖嘴魟（Telatrygon zugei）为研究对象，采用线粒体和微卫星两种分子标记开展种群遗传学研究，为该类群多样性保护、资源可持续利用以及渔业管理等方面提供科学依据。本研究对来自中国沿海、日本海、泰国湾和安达曼海8个种群244尾尖嘴魟遗传多样性进行分析，结果显示1812bp线粒体序列发现了209个变异位点共定义115个单倍型，所有样本单倍型多样性(h)为0.975，核苷酸多样性(π)为0.017。微卫星遗传多样性结果显示期望杂合度(HE)为0.951和观测杂合度(Ho)为0.803，该物种具有较高的遗传多样性水平。尖嘴魟线粒体单倍型在进化上分为明显的两支（A枝和B枝），A枝来自中国沿海和日本海个体，B枝来自安达曼海和泰国湾个体，A、B两枝的分歧时间在2.5-1.6个百万年前(Mya)。AMOVA与STRUCTURE结果均支持将尖嘴魟种群分成日本种群(JP)、泰国湾种群(TLD)、安达曼海种群(ADM)和中国沿海种群(CHN)4个遗传单元。FST结果显示这4个遗传单元之间存在较大的遗传差异。分析认为种群遗传分化的原因与更新世气候变化和尖嘴魟底栖的生活习性密切相关。中性检测和BSP分析结果显示尖嘴魟群体经历过更新世群体扩张事件。基于微卫星数据模拟种群历史动态结果显示，所有的尖嘴魟种群在全新世出现了种群数量下降的趋势。尖嘴魟种群数量的下降与人类活动和气候变化密切相关。因此保护它们的繁育生境和防止过度捕捞对种群的恢复十分重要。　　随着测序技术的不断发展，越来越多的鱼类基因组得到解析。鱼类基因组数据为研究鱼类的进化、生物学特征、性别分化、生长发育、免疫等提供了重要的基础数据。大银鱼(Protosalanx chinensis)为银鱼科重要的经济鱼类，也是东亚地区特有的一年生小型鱼类。该物种具有幼态持续特征表现为体色透明、身体小型化、软骨无鳞、终生具有脊索。为揭示大银鱼短寿和幼态持续特征的分子和遗传机制，对大银鱼开展了基因组和转录学研究。本研究采用二代和三代相结合的测序方法进行de novo测序，组装得基因组大小为484.10M，contig N50长度为103.01Kbp，scaffold N50长度为5.10Mbp，注释得到23，645个蛋白编码基因，获得了高质量大银鱼基因组数据。物种进化分析发现，大银鱼与大西洋鲑鱼和白斑狗鱼的分歧时间为185.5百万年前。与其它硬骨鱼比较，大银鱼大部分基因家族发生收缩，收缩的基因家族主要富集在免疫信号通路上。特别是免疫基因家族MHCⅠ、MHCⅡ、补体C3家族、NOD-like受体基因数量少于其它硬骨鱼类。获得性免疫T细胞介导的免疫应答过程缺少大量的细胞因子。大银鱼CD4+T细胞系中还缺少两个重要的与MHCⅡ类分子识别有关的细胞膜结合蛋白CD4和CD40L。因此认为大银鱼获得性免疫系统尚不完善。研究发现，大银鱼基因组中与骨骼钙化密切相关的SCPP家族基因部分发生缺失，其中scpp1基因为假基因，与鳞片形成密切相关的EDAR基因缺少信号肽结构。分析认为SCPP基因的缺失和EDAR基因变异有可能与大银鱼软骨无鳞的生物学特征密切相关。本研究对大银鱼四个发育时期转录组进行分析，发现甲状腺激素受体基因在受精卵和仔鱼期低表达而在成鱼期高表达，这与其它硬骨鱼类甲状腺激素受体基因的表达模式刚好相反。推测大银鱼甲状腺激素受体基因在受精卵和仔鱼期低表达模式有可能导致大银鱼不能完成从仔鱼期到幼鱼期变态发育，使得大银鱼终生保持幼体时的状态。至今，银鱼科在分类和系统进化研究存在较大分歧，本研究对银鱼科9种银鱼进行重测序，基于全基因组SNP数据构建系统进化树，明确了银鱼科物种间的进化关系。大银鱼基因组数据和转录组数据为今后研究鱼类的遗传进化、分子育种和资源保护提供有价值的遗传信息。

关键词： 急性淋巴细胞白血病   细胞遗传学异常   染色体  

摘要： 目的:细胞遗传学分析是决定急性淋巴细胞白血病诊断、危险度分层、治疗及预后评估的重要条件。本文旨在分析本中心原发初治急性淋巴细胞白血病患者遗传学特征,比较遗传学畸变与临床特征之间的联系,以及中外之间分布的差异。方法:2014年1月至2018年12月期间,在中国医学科学院血液病医院白血病诊疗中心就诊的原发初治ALL患者共359例,初诊时完成细胞形态学,免疫表型、细胞遗传学、分子生物学检测。对其中临床特征、染色体的结构及数量异常进行统计,分析其相关性,并与国内外其他研究队列进行对比。结果:符合标准的330例患者被纳入研究,中位年龄31岁(范围13-69岁)。99例(30%)为正常染色体核型,231例(70%)存在遗传学异常,其中染色体数目畸变占7.79%,结构畸变92.21%。年龄≥35岁患者染色体结构畸变明显高于年龄<35岁患者(P=0.011),而数目异常方面并未发现明显统计学差异。高危险度染色体异常的患者高白细胞的可能性更大。最常见的遗传学异常为Ph染色体阳性(53.25%),其在高龄患者中发生率明显升高。结论:急性淋巴细胞白血病的遗传学异常与其临床特征危险度一致,以年龄、初诊白细胞数为基础的临床特征危险度分组中判断为高危的患者往往存在不良染色体核型异常。年青成人与中老年组,中西方患者遗传学异常的频率和分布均存在显著差异,国内成人ALL患者出现预后不良染色体核型的比例较国外资料略高。

关键词： 东北红豆杉   单核苷酸多态性   种群遗传学   简化基因组测序   景观基因组学  

摘要： 东北红豆杉(Taxus *** Zucc.)为红豆杉科(Taxaceae)红豆杉属(Taxus)植物,广泛分布于我国东北地区长白山一带及俄罗斯,朝鲜和日本。但是东北红豆杉自然种群生境破碎化严重,现存种群规模极小,为濒危物种。目前关于东北红豆杉的研究主要集中在其化学成分、生理生态以及繁殖培育等几个领域,而关于造成其濒危的遗传机理研究较少。本文通过双亲遗传的限制性酶切位点相关的 DNA 测序(Restriction site-associated DNA sequencing,RADseq,又称简化基因组测序)对东北红豆杉进行种群遗传学和景观基因组学分析。首先使用Taqa I+MseI两种酶对26个居群共179个个体中提取的高质量东北红豆杉DNA进行酶切建库,然后对其进行简化基因组测序,通过对原始序列质量控制分析和过滤,得到31,343个单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点信息。其次通过基于遗传分化(FST)的异常值检测(BAYESCAN)和基于等位基因频率与环境梯度相关的异常值检测(LFMM)等挑选出了受到选择的单核苷酸多态性位点,并将基于FST挑选出的受方向性选择的SNP位点摘取出来作为异常值SNP数据(其中所有种群检测出184个SNP,自然种群检测出158个SNP)用于种群遗传学分析。通过对东北红豆杉进行种群遗传学分析发现,东北红豆杉遗传多样性高,种群遗传分化低(FST=0),种群间没有明显的遗传结构。利用森林梯度模型(Gradient Forests,GF)分析东北红豆杉遗传变异对环境梯度的响应模式,结果表明,地理因素是对东北红豆杉遗传变异影响最大的因素,最寒冷季节的温度对遗传变异的影响相对大于其他气候因子。本文通过针对东北红豆杉遗传机理研究提出了合理的保护策略:对东北红豆杉种群的保护要重点关注其遗传多样性高的种群,此外还要加强对东北红豆杉原生境的保护,维持其频繁的基因交流。

关键词： 病理性瘢痕   MECP2   HDAC6   Smad7高甲基化  

摘要： 第一部分:病理性瘢痕成纤维细胞中MECP2的表达及差异研究目的:探讨人体正常皮肤、正常瘢痕、瘢痕疙瘩及增生性瘢痕处于不同生长时期时成纤维细胞中MECP2的表达量及差异。研究方法:收集临床手术患者标本,其中包括正常皮肤33例,正常瘢痕32例,增生性瘢痕51例,瘢痕疙瘩35例,并将增生性瘢痕按照不同生长时间分为四个组即:0-3M组、3-6M组、6-12M组、>12M组。然后通过免疫组化技术、Western Blot、qRT-PCR技术检测正常皮肤、正常瘢痕、瘢痕疙瘩及增生性瘢痕处于不同生长时期时成纤维细胞中MECP2蛋白及mRNA的表达量。研究结果:与正常皮肤相比正常瘢痕、增生性瘢痕、瘢痕疙瘩组织中MECP2蛋白及mRNA的表达量有明显差异且呈逐渐增加的趋势。增生性瘢痕处于不同生长时期时MECP2的表达也有差异,当增生性瘢痕处于早期(0-3M)和增生期(3-6M)时MECP2的表达量未见明显差异,但当增生性瘢痕处于稳定期(6-12M)和消退期(>12M)时MECP2的表达量明显减少。结论:MECP2在人体瘢痕形成过程中发挥着至关重要的角色,MECP2在各组之间的差异提示在人体病理性瘢痕形成过程中,MECP2的表达量与纤维化程度呈正相关,这为抑制病理性瘢痕的形成提供了新的研究方向。第二部分:病理性瘢痕成纤维细胞中HDAC6表达及差异研究目的:探讨人体正常皮肤、正常瘢痕、瘢痕疙瘩及增生性瘢痕处于不同生长时期时成纤维细胞中HDAC6的表达量及差异。研究方法:收集临床手术患者标本,其中正常皮肤33例,正常瘢痕32例,增生性瘢痕51例,瘢痕疙瘩35例,并将增生性瘢痕按照不同生长时间分为四个组即:0-3M组、3-6M组、6-12M组、>12M组。然后通过Western Blot、qRT-PCR技术检测正常皮肤、正常瘢痕、瘢痕疙瘩及增生性瘢痕处于不同生长时期时成纤维细胞中HDAC6蛋白表达量并比较其差异。研究结果:瘢痕疙瘩组织中HDAC6的表达量较正常瘢痕明显增加,增生性瘢痕HDAC6表达量介于正常瘢痕及瘢痕疙瘩之间,正常皮肤中HDAC6的表达量最少。增生性瘢痕处于不同生长时期时HDAC6的表达也有差异,当增生性瘢痕处于早期(0-3M)和增生期(3-6M)时HDAC6的表达量未见明显差异,但当增生性瘢痕处于稳定期(6-12M)和消退期(>12M)时HDAC6的表达量明显减少。结论:组蛋白去乙酰化修饰在人体病理性瘢痕形成过程中扮演着重要的角色,HDAC6在瘢痕疙瘩中的高表达说明组蛋白去乙酰化参与的表观遗传学调控是瘢痕防治的重要切入点。第三部分:病理性瘢痕成纤维细胞中Smad7基因启动子甲基化状态分析研究目的:探讨正常皮肤及病理性瘢痕中Smad7基因启动子甲基化状态。研究方法:通过通过离心柱法提取人体正常皮肤、正常瘢痕、增生性瘢痕及瘢痕疙瘩组织中总DNA,重亚硫酸氢盐修饰DNA后,MSP技术检测各组组织中Smad7基因启动子的甲基化状态。研究结果:瘢痕疙瘩组Smad7基因启动子的甲基化状态明显较其他组高。结论:Smad7启动子的高甲基化状态为MECP2的结合提供了前体条件,后期可进一步研究在病理性瘢痕形成过程中MECP2与Smad7的关系。第四部分:MECP2表达受抑后对瘢痕疙瘩成纤维细胞的影响研究目的:探讨人体瘢痕疙瘩成纤维细胞MECP2表达受抑后细胞的增殖能力、Samd7蛋白及与细胞纤维化相关的细胞因子如TGF-β1、α-SMA、P-Smad2表达是否发生改变。研究方法:常规培养人瘢痕疙瘩成纤维细胞,通过RNA干扰技术使SiRNA-MECP2转染瘢痕疙瘩成纤维细胞,并通过qRT-PCR、Westren Blot技术验证其转染有效性。然后通过MTT技术检测不同干扰时间即:0h、24h、48h、72h时成纤维细胞的增殖能力,Western Blot及qRT-PCR技术检测转染成功后人体瘢痕疙瘩成纤维细胞中Samd7、TGF-β1、α-SMA、P-Smad2蛋白及mRNA的改变。研究结果:SiRNA-MECP2成功转染人体瘢痕疙瘩成纤维细胞后,随着转染时间的延长瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖能力逐渐降低。瘢痕疙瘩成纤维细胞MECP2表达受抑后Smad7蛋白的表达量增加,且与细胞纤维化相关的细胞因子TGF-β1、α-SMA、P-Smad2蛋白及mRNA的表达量均降低。结论:瘢痕疙瘩成纤维细胞MECP2表达受抑后细胞增殖力降低及相应细胞因子发生改变,说明在瘢痕形成过程中MECP2不仅对Smad7蛋白的表达有明显抑制作用,而且对纤维化的形成及诱导均具有明显促进作用。

关键词： Biomedical engineering   Calcium imaging   Image processing   Optical imaging  

摘要： Imaging of multiple cells has rapidly multiplied the rate of data acquisition as well as our knowledge of the complex dynamics within the mammalian brain. The process of data acquisition has been dramatically enhanced with highly affordable, sensitive image sensors enable high-throughput detection of neural activity in intact animals. Genetically encoded calcium sensors deliver a substantial boost in signal strength and in combination with equally critical advances in the size, speed, and sensitivity of image sensors available in scientific cameras enables high-throughput detection of neural activity in behaving animals using traditional wide-field fluorescence microscopy. However, the tremendous increase in data flow presents challenges to processing, analysis, and storage of captured video, and prompts a reexamination of traditional routines used to process data in neuroscience and now demand improvements in both our hardware and software applications for processing, analyzing, and storing captured video. This project demonstrates the ease with which a dependable and affordable wide-field fluorescence imaging system can be assembled and integrated with behavior control and monitoring system such as found in a typical neuroscience laboratory. An Open-source MATLAB toolbox is employed to efficiently analyze and visualize large imaging data sets in a manner that is both interactive and fully automated. This software package provides a library of image pre-processing routines optimized for batch-processing of continuous functional fluorescence video, and additionally automates a fast unsupervised ROI detection and signal extraction routine. Further, an extension of this toolbox that uses GPU programming to process streaming video, enabling the identification, segmentation and extraction of neural activity signals on-line is described in which specific algorithms improve signal specificity and image quality at the single cell level in a behaving animal. This project de

关键词： 医学  

ISBN: (纸本)9787040510362

摘要： 本书以医学本科生必须掌握的知识为基础，内容包括遗传学与医学、基因与基因组、染色体与减数分裂、染色体畸变与染色体病、孟德尔遗传与单基因病、多基因遗传、线粒体遗传病、群体遗传学、分子病与先天性代谢缺陷病、肿瘤遗传学、药物遗传、免疫遗传学、发育遗传学与出生缺陷、表观遗传学，以及遗传病的诊断、治疗与预防，编写简洁扼要、重点突出。教材配有数字课程，提供微课、动画、研究进展、临床视角、深入学习、练习题等丰富的拓展学习资源，便于学生学习。

关键词： Genetics   Systematic biology   Bioinformatics  

摘要： DNA sequence information is constantly threatened by damage. In the clinic, intentional DNA damage is often used to treat cancer. Cisplatin, a first-line chemotherapy used to treat millions of patients, functions specifically by generating physical links within DNA strands, blocking DNA replication, and killing dividing cells. To maintain genome integrity, organisms have evolved the capacity to repair, respond, or otherwise resist change to the DNA sequence through a network of genetically encoded DNA damage tolerance pathways. In chapter 1, I present advances in experimental design and current progress for a systems genetics approach, using Saccharomyces cerevisiae, to reveal relationships between cisplatin tolerance pathways. Additionally, recent efforts to sequence thousands of cancer genomes have revealed recurrent genetic changes that cause overexpression of specific cisplatin tolerance genes. In chapter 2, I present a submitted manuscript that models overexpression of an essential cisplatin tolerance gene. This study uses a systems genetics approach to reveal the genetic pathways that are essential for tolerating this perturbation, which ultimately led to mechanistic insights for this gene. Convenient genome engineering in Saccharomyces has made this organism an ideal model to develop systems genetics concepts and approaches. In chapter 3, I present a published manuscript that demonstrates a new approach to disrupting genes by making site-specific nonsense mutations. Importantly, this approach does not require cytotoxic double-strand DNA breaks and is applicable to many model organisms for disrupting almost any gene, which may advance systems genetics into new model organisms. Systems genetics provides a framework for determining how DNA damage tolerance pathways act together to maintain cellular fitness and genome integrity. Such insights may one day help clinicians predict which cancers will respond to treatment, potentially sparing patients from unnecessary

摘要： 钙离子是细胞内重要的信号分子,从细胞的分化、生长、死亡,到细胞的收缩、分泌、代谢、增殖,钙离子均有着不可或缺的作用[1] .作为一种重要的细胞内信号分子,钙离子的稳态对细胞稳态的维持显得尤为重要.细胞内钙离子的释放和摄入对于细胞维持其自身正常的生理功能有着不可替代的作用.正因为如此,细胞内产生了多种可以调节钙离子浓度的机制,本文研究的肌浆网/内质网钙 ATP 酶( sarcoplas-mic reticulum/endoplasmic reticulum calcium AT-Pase , SERCA )就在维持细胞内 Ca2+的稳定起着至关重要的作用. SERCA 目前已知的亚型共有3 种,分别是 SERCA1 、 SERCA2 和 SERCA3 ,有研究表明, SERCA 的不同亚型在不同组织和细胞中与凋亡关系紧密但具体作用不同[2] .

关键词： 岩羊   毛尾线虫   遗传进化   捻转血矛线虫   种群遗传学  

摘要： 岩羊(Pseudois nayaur)是贺兰山国家级自然保护区内分布最为广泛的小反刍兽类,在我国被列为二级重点保护野生动物。寄生虫病往往会给野生动物的健康带来较大的危害。而目前对于野生岩羊寄生虫病的研究,国内鲜有报道。本研究中,对于救护失败的幼龄岩羊,主要是对毛尾线虫病的病原进行鉴定及遗传进化分析。对于因种群管理而捕获的岩羊,研究工作主要针对的捻转血矛线虫,进行群体遗传学的相关研究。因为捻转血矛线虫在中国小反刍兽类中是一种较为常见的病原体,有较强的致病性。本实验中,我们从救护失败的幼龄岩羊盲肠中发现四条毛尾线虫,根据尾部形态学结构的差异,初步鉴定为两种(T skrjabini和***)。为了更准确的鉴定,我们利用巢式PCR方法的扩增了这四条毛尾线虫的18S-ITS1-5.8S的片段基因,进行分子学鉴定以及遗传进化分析。基因序列比对发现,依据形态学结构分成的两种毛尾线虫,无论是种间还是种内18S序列及5.8S序列较为保守;ITS1序列的种间差异较大,范围在10.69%～11.29%之间,而种内的ITS1序列的差异较小,仅为0.20%～1.06%。对这四条毛尾线虫进行遗传进化分析,与形态学的鉴定结果一致,这四条毛尾线虫在进化树上分为独立的两个进化枝。其中一种与***构成姐妹类群(Clad A)。因此感染此幼龄岩羊的毛尾线虫其中一种为***(Clad B)。另外一种岩羊毛尾线虫在进化树上与来自黑山羊的毛尾线虫聚集在一起。因此,在贺兰山分布的野生岩羊受到来自两种不同的毛尾线虫病原的威胁。本实验中,我们从因种群管理而捕获的5只老弱病残岩羊体内分离得到57条捻转血矛线虫,又从岩羊自然栖息地的附件的一个山村(第七农场大队)内的家养绵羊内采集到20条捻转血矛线虫。通过PCR方法,扩增得到这77条捻转血矛线虫的ITS2全序列。序列分析表明这77条虫均属于捻转血矛线虫,且共有10个基因类型。其中GT1、2以及3为主要的ITS2基因类型,岩羊捻转血矛线虫和绵羊捻转血矛线虫的ITS2核苷酸多样性分别为0.008和0.004。通过PCR方法,扩增出这77条捻转血矛线虫的nadh4基因片段进行种群遗传分析,其中有73个单倍型,55个来自岩羊,18个来自绵羊,单倍型多样性分别为0.999和0.995。此外又从数据库中下载了中国其他七个地区的家养反刍类(绵羊、山羊)的捻转血矛线虫nadh4单倍型序列,共计142条。AMOVA分析有94.21%的变异是出现种群内部,仅有5.35%的变异出现种群间。无论进化树拓扑结构还是单倍型网络图,来自野生岩羊与家养反刍类的捻转血矛线虫之间无任何分化。种群间Fst数值趋近0,种群间的基因流指数Nm几乎全部大于1。因此野生岩羊捻转血矛线虫种群与家养反约类捻转血矛线虫种群之间无种群分化,且存在较高的基因流。

关键词： 表观遗传学   肾脏纤维化   糖尿病  

摘要： 肾脏纤维化是糖尿病肾病终末期的重要病理基础,其病变程度与肾功能进行性下降有密切的联系.表观遗传学的发展如DNA甲基化、组蛋白修饰等为肾脏纤维化的治疗提供了新的方向.