Informatie

12.6: Regulatie van genexpressie (oefeningen) - biologie

12.6: Regulatie van genexpressie (oefeningen) - biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

12.1 Noem alle mechanismen die kunnen worden gebruikt om genexpressie in eukaryoten te reguleren.

12.2 Met betrekking tot de expressie van β-galactosidase, wat zou het fenotype zijn van elk van de volgende stammen van E coli?

een) l+, O+, Z+, ja+(geen glucose, geen lactose)

B) l+, O+, Z+, ja+ (geen glucose, hoge lactose)

C) l+, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, geen lactose)

NS) l+, O+, Z+, ja+(hoge glucose, hoge lactose)

e) l+, O+, Z-, ja+(geen glucose, geen lactose)

F) l+, O+, Z-, ja+ (hoge glucose, hoge lactose)

G) l+, O+, Z+, ja- (hoge glucose, hoge lactose)

H) l+, Oc, Z+, ja+ (geen glucose, geen lactose)

l) l+, Oc,Z+, ja+ (geen glucose, hoge lactose)

J) l+, Oc, Z+, ja+ (hoge glucose, geen lactose)

k) l+, Oc, Z+, ja+ (hoge glucose, hoge lactose)

ik) l-, O+, Z+, ja+ (geen glucose, geen lactose)

m) l-, O+, Z+, ja+ (geen glucose, hoge lactose)

N) l-, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, geen lactose)

O) l-, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, hoge lactose)

P) ls, O+, Z+, ja+ (geen glucose, geen lactose)

Q) ls, O+, Z+, ja+ (geen glucose, hoge lactose)

R) ls, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, geen lactose)

s) ls, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, hoge lactose)

12.3 In de E coli stammen die hieronder worden vermeld, zijn sommige genen aanwezig op zowel het chromosoom als het extrachromosomale F-factor episoom. De genotypen van het chromosoom en het episoom worden gescheiden door een schuine streep. Wat wordt de-galactosidase-fenotype van deze stammen? Alle stammen worden gekweekt in media die geen glucose bevatten.

een) l+, O+, Z+, ja+ / O-, Z-, ja- (hoge lactose)

B) l+, O+, Z+, ja+ / O-, Z-, ja- (geen lactose)

C) l+, O+, Z-, ja+ / O-, Z+, ja+ (hoge lactose)

NS) l+, O+, Z-, ja+ / O-, Z+, ja+ (geen lactose)

e) l+, O+, Z-, ja+ / L-, O+, Z+, ja+ (hoge lactose)

F) l+, O+, Z-, ja+ / L-, O+, Z+, ja+ (geen lactose)

G) l-, O+, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (hoge lactose)

H) l-, O+, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (geen lactose)

l) l+, Oc, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (hoge lactose)

J) l+, Oc, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (geen lactose)

k) l+, O+, Z-, ja+ / L+, Oc, Z+, ja+ (hoge lactose)

ik) l+, O+, Z-, ja+ / L+, Oc, Z+, ja+ (geen lactose)

m) l+, O+, Z-, ja+ / Ls, O+, Z+, ja+ (hoge lactose)

N) l+, O+, Z-, ja+ / Ls, O+, Z+, ja+ (geen lactose)

O) ls, O+, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (hoge lactose)

P) ls, O+, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (geen lactose)

12.1 Transcriptioneel: initiatie, verwerking & splitsing, degradatie

Translationeel: initiatie, verwerking, degradatie

Post-translationeel: modificaties (bijv. fosforylering), lokalisatie

Anderen: histonmodificatie, andere chromatine-remodellering, DNA-methylatie

12.2 Legende:

+++ Veel β-galactosidase-activiteit

+ Matige β-galactosidase-activiteit

-- Geen β-galactosidase-activiteit

-- een) l+, O+, Z+, ja+(geen glucose, geen lactose)

+++ b) l+, O+, Z+, ja+ (geen glucose, hoge lactose)

-- C) l+, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, geen lactose)

+ d) l+, O+, Z+, ja+(hoge glucose, hoge lactose)

-- e) l+, O+, Z-, ja+(geen glucose, geen lactose)

-- F) l+, O+, Z-, ja+ (hoge glucose, hoge lactose)

+ g) l+, O+, Z+, ja- (hoge glucose, hoge lactose)

+++ h) l+, Oc, Z+, ja+ (geen glucose, geen lactose)

+++ ik) l+, Oc,Z+, ja+ (geen glucose, hoge lactose)

+ j) l+, Oc, Z+, ja+ (hoge glucose, geen lactose)

+ k) l+, Oc, Z+, ja+ (hoge glucose, hoge lactose)

+++ l) l-, O+, Z+, ja+ (geen glucose, geen lactose)

+++ m) l-, O+, Z+, ja+ (geen glucose, hoge lactose)

+ n) l-, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, geen lactose)

+ o) l-, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, hoge lactose)

-- P) ls, O+, Z+, ja+ (geen glucose, geen lactose)

-- Q) ls, O+, Z+, ja+ (geen glucose, hoge lactose)

-- R) ls, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, geen lactose)

-- s) ls, O+, Z+, ja+ (hoge glucose, hoge lactose)

12.3 Legende:

+++ Veel β-galactosidase-activiteit

+ Matige β-galactosidase-activiteit

-- Geen β-galactosidase-activiteit

+++ a) l+, O+, Z+, ja+ / O-, Z-, ja- (hoge lactose)

-- B) l+, O+, Z+, ja+ / O-, Z-, ja- (geen lactose)

+++ c) l+, O+, Z-, ja+ / O-, Z+, ja+ (hoge lactose)

+ d) l+, O+, Z-, ja+ / O-, Z+, ja+ (geen lactose)

+++ e) l+, O+, Z-, ja+ / L-, O+, Z+, ja+ (hoge lactose)

-- F) l+, O+, Z-, ja+ / L-, O+, Z+, ja+ (geen lactose)

+++ g) l-, O+, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (hoge lactose)

-- H) l-, O+, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (geen lactose)

+++ ik) l+, Oc, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (hoge lactose)

+++ j) l+, Oc, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (geen lactose)

+++ k) l+, O+, Z-, ja+ / L+, Oc, Z+, ja+ (hoge lactose)

+++ l) l+, O+, Z-, ja+ / L+, Oc, Z+, ja+ (geen lactose)

-- m) l+, O+, Z-, ja+ / Ls, O+, Z+, ja+ (hoge lactose)

-- N) l+, O+, Z-, ja+ / Ls, O+, Z+, ja+ (geen lactose)

-- o) ls, O+, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (hoge lactose)

-- P) ls, O+, Z+, ja+ / L+, O+, Z-, ja+ (geen lactose)

12.4 Je zou dit kunnen aantonen met gewoon l+OCZ-/l+O+Z+. Het feit dat dit geen constitutieve lactose-expressie heeft, toont aan dat de operator alleen inwerkt op hetzelfde stuk DNA waarop het zich bevindt. Er zijn ook andere mogelijke antwoorden.

12.5 Je zou dit ook kunnen aantonen met just l+O+Z-/l-O+Z+. Het feit dat dit hetzelfde lactose-induceerbare fenotype heeft als wildtype, betekent dat een functioneel lacI-gen kan inwerken op operators op zowel hetzelfde stuk DNA waarvan het is getranscribeerd, als op een ander stuk DNA. Er zijn ook andere mogelijke antwoorden.

12.6 Voor al deze is het antwoord hetzelfde: de lacoperon zou induceerbaar zijn door lactose, maar slechts matige expressie van het lac-operon zou mogelijk zijn, zelfs in afwezigheid van glucose

a) functieverlies van adenylaatcyclase

b) verlies van DNA-bindend vermogen van CAP

c) verlies van cAMP-bindend vermogen van CAP

d) mutatie van CAP-bindingsplaats (CBS) cis-element zodat CAP niet kon binden

12.7 Beide hebben betrekking op trans-factoren die binden aan corresponderende cis-elementen om de initiatie van transcriptie te reguleren door de binding van RNApol en verwante transcriptionele eiwitten aan de promotor te rekruteren of te stabiliseren. In prokaryoten kunnen genen worden gereguleerd als een enkel operon. In eukaryoten kunnen versterkers veel verder van de promotor zijn gelokaliseerd dan in prokaryoten.

12.8 Deze vissen zouden allemaal stekelige verhalen hebben zoals de diepwaterpopulatie.

12.9 Deze kunnen zijn ontstaan ​​door een mutatie in functieverlies in FLC, of in het cis-element waaraan FLC normaal bindt.

12.10 Als er geen deacetylering van FLC door HDAC kan de transcriptie van FLC constant doorgaan, wat leidt tot constante onderdrukking van de bloei, zelfs na de winter.


12.6 Aandoeningen van het spierstelsel

Figuur 12.6.1 Apparaten kunnen letterlijk pijn in de nek zijn.

Elke dag uren naar beneden kijken naar draagbare apparaten is een pijn in de nek - letterlijk. Het gewicht van het naar voren gebogen hoofd kan de nekspieren zwaar belasten en spierblessures kunnen erg pijnlijk zijn. Nekpijn is een van de meest voorkomende klachten die mensen naar de dokterspraktijk brengen. Elk jaar krijgt ongeveer één op de vijf volwassenen nekpijn. Dat scheelt een hoop nekklachten! Ze zijn niet allemaal te wijten aan spieraandoeningen, maar veel wel. Spieraandoeningen vallen op hun beurt over het algemeen in twee algemene categorieën: musculoskeletale aandoeningen en neuromusculaire aandoeningen.


Veroudering-geassocieerde opregulatie van neuronale 5-lipoxygenase-expressie: vermeende rol bij neuronale kwetsbaarheid

Veroudering wordt geassocieerd met neurodegeneratieve processen. 5-Lipoxygenase (5-LO), dat ook tot expressie wordt gebracht in neuronen, is het sleutelenzym bij de synthese van leukotriënen, inflammatoire eicosanoïden die neurodegeneratie kunnen bevorderen. We veronderstelden dat neuronale 5-LO-expressie kan worden opgereguleerd bij veroudering en dat dit de kwetsbaarheid van de hersenen voor neurodegeneratie kan vergroten. We hebben verschillen waargenomen in de verdeling van 5-LO-achtige immunoreactiviteit in verschillende hersengebieden van volwassen jonge (2 maanden oude) versus oude (24 maanden oude) mannelijke ratten. Een grotere 5-LO-achtige immunoreactiviteit werd gevonden bij oude versus jonge ratten, in het bijzonder in de dendrieten van piramidale neuronen in limbische structuren, waaronder de hippocampus, en in laag V piramidale cellen van de frontoparietale cortex en hun apicale dendrieten. De door veroudering verhoogde expressie van neuronaal 5-LO-eiwit lijkt te wijten te zijn aan verhoogde 5-LO-genexpressie. Met behulp van een kwantitatieve reverse transcriptie / polymeer-ase kettingreactie-assay en 5-LO-specifieke oligonucleotide-primers en hun gemuteerde interne standaarden, observeerden we een ongeveer 2,5-voudig groter hippocampaal 5-LO-mRNA-gehalte bij oude ratten. 5-LO-achtige immunoreactiviteit werd ook waargenomen in kleine, niet-piramidale cellen, die positief waren voor glutaminezuurdecarboxylase of gliaal fibrillair zuureiwit. Dit type 5-LO-immunokleuring nam niet toe bij de oude ratten. Excitotoxische schade aan de hippocampus veroorzaakt door systemische injectie van kaïnaat was groter bij oude ratten. Neuroprotectie werd waargenomen met de 5-LO-remmer, cafeïnezuur. Samen suggereren deze resultaten dat veroudering zowel de neuronale 5-LO-expressie als de neuronale kwetsbaarheid voor 5-LO-remmer-gevoelige ex-citotoxiciteit verhoogt, en geeft aan dat het 5-LO-systeem een ​​significante rol zou kunnen spelen in de pathobiologie van verouderingsgerelateerde neurodegeneratieve ziekten. .-Uz, T., Pesold, C., Longone, P., Manev, H. Veroudering-geassocieerde up-regulatie van neuronale 5-lipoxygenase-expressie: vermeende rol bij neuronale kwetsbaarheid. FASEB J. 12, 439–449 (1998)


INVOERING

Bloemengeur is een belangrijke modulerende factor in plant-insect interacties en speelt een centrale rol bij succesvolle bestuiving, en dus in fruitontwikkeling, van veel gewassoorten. Bloemgeuren variëren sterk tussen soorten in termen van het aantal, de identiteit en de relatieve hoeveelheden van de vluchtige bestanddelen (Knudsen en Tollsten, 1993 Knudsen et al., 1993). Nauw verwante plantensoorten, die voor bestuiving afhankelijk zijn van verschillende insecten, produceren verschillende geuren (Henderson, 1986 Raguso en Pichersky, 1995). Vaak zijn karakteristieke bloemengeuren gecorreleerd met het type bestuivers. Soorten die bestoven worden door bijen en vliegen hebben de neiging om geuren te hebben die (door mensen) als zoet worden gedefinieerd, terwijl die bestoven door kevers muffe, kruidige of fruitige geuren hebben (Dobson, 1994).

Veel vluchtige componenten van bloemen zijn geïdentificeerd, maar het mechanisme van de vorming van bloemengeur is niet goed begrepen. Recent onderzoek naar de productie van bloemengeuren in Clarkia brouwerij zijn de eerste voorbeelden van de isolatie van enzymen en genen die verantwoordelijk zijn voor de biosynthese van vluchtige geurstoffen. de enzymen S-linalool-synthase, S-adenosyl- l-methionine (SAM):(iso)eugenol O-methyltransferase, acetyl-CoA:benzylalcoholacetyltransferase en SAM:salicylzuurcarboxylmethyltransferase, die respectievelijk de vorming van linalool, methyl(iso)eugenol, benzylacetaat en methylsalicylaat katalyseren, en hun overeenkomstige genen zijn geïsoleerd en gekarakteriseerd (Pichersky et al., 1994, 1995 Dudareva et al., 1996, 1998a, 1998b Wang et al., 1997 Wang en Pichersky, 1998 Ross et al., 1999 herzien in Dudareva en Pichersky, 2000). Het is aangetoond dat in C. brouwerij, bloemen synthetiseren hun geurverbindingen de novo in de weefsels waaruit ze worden uitgezonden, en de emissieniveaus, overeenkomstige enzymactiviteiten en hoeveelheden mRNA zijn allemaal ruimtelijk en tijdelijk gecorreleerd. In het algemeen is de expressie van deze genen het grootst in bloemblaadjes net voor de bloei en is deze beperkt tot de epidermale cellaag van bloemenweefsels.

Hoewel de productie van vluchtige geurstoffen wijdverbreid lijkt te zijn in het plantenrijk, is informatie over hun de novo biosynthese (in tegenstelling tot hun mogelijke afgifte uit glucosiden, zie Oka et al., 1999) en over de regulatie van de betrokken genen beperkt en gebaseerd op datum op analyse van een enkel modelsysteem, bestoven door motten C. brouwerij. Of vergelijkbare moleculaire mechanismen betrokken zijn bij de regulering van de productie van bloemengeur in andere plantensoorten, is momenteel onduidelijk. We zijn begonnen deze vraag aan te pakken door door bijen bestoven leeuwebekbloemen (Scrophulariaceae) te bestuderen. Het leeuwenbekmodel heeft een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van de C. brouwerij systeem: een goed ontwikkelde genetische kaart (Stubbe, 1966), een transposon-genkloneringssysteem (Martin et al., 1990), een beschikbaar transformatieprotocol (Heidmann et al., 1998) en ritmische emissie (zie hieronder). Verschillende genen die coderen voor biosynthetische enzymen van bloempigment en genen die de bloemontwikkeling regelen, zijn geïsoleerd uit leeuwenbek (Coen et al., 1986 Sommer en Saedler, 1986 Coen en Meyerowitz, 1991 Irish en Yamamoto, 1995), maar geen informatie over enzymen en genen die betrokken zijn bij de synthese van bloemengeurverbindingen is gepubliceerd.

In deze studie presenteren we een gedetailleerde analyse van de productie van een vluchtige ester, methylbenzoaat, in leeuwenbekbloemen. We laten zien dat methylbenzoaat wordt geproduceerd door enzymatische methylering van benzoëzuur in de reactie die wordt gekatalyseerd door SAM:benzoëzuurcarboxymethyltransferase (BAMT). Tijdens de levensduur van de bloem, de niveaus van methylbenzoaatemissie, BAMT-activiteit, BAMT genexpressie, het BAMT-eiwit en benzoëzuur zijn ontwikkelings- en differentieel gereguleerd. Onze resultaten leveren bewijs dat de productie van methylbenzoaat wordt gereguleerd door de hoeveelheid benzoëzuur en de hoeveelheid BAMT-eiwit, die op zijn beurt wordt gereguleerd op transcriptioneel niveau. Over het algemeen suggereren de gegevens dat vergelijkbare moleculaire mechanismen betrokken kunnen zijn bij de regulering van de productie van bloemengeur in verschillende plantensoorten.


12.6: Regulatie van genexpressie (oefeningen) - biologie

Alle door MDPI gepubliceerde artikelen worden direct wereldwijd beschikbaar gesteld onder een open access licentie. Er is geen speciale toestemming nodig om het door MDPI gepubliceerde artikel geheel of gedeeltelijk te hergebruiken, inclusief figuren en tabellen. Voor artikelen die zijn gepubliceerd onder een open access Creative Common CC BY-licentie, mag elk deel van het artikel zonder toestemming worden hergebruikt, op voorwaarde dat het originele artikel duidelijk wordt geciteerd.

Feature Papers vertegenwoordigen het meest geavanceerde onderzoek met een aanzienlijk potentieel voor grote impact in het veld. Feature Papers worden ingediend op individuele uitnodiging of aanbeveling door de wetenschappelijke redacteuren en ondergaan peer review voorafgaand aan publicatie.

De Feature Paper kan een origineel onderzoeksartikel zijn, een substantiële nieuwe onderzoeksstudie waarbij vaak verschillende technieken of benaderingen betrokken zijn, of een uitgebreid overzichtsdocument met beknopte en nauwkeurige updates over de laatste vooruitgang in het veld dat systematisch de meest opwindende vooruitgang in de wetenschappelijke literatuur. Dit type paper geeft een blik op toekomstige onderzoeksrichtingen of mogelijke toepassingen.

Editor's Choice-artikelen zijn gebaseerd op aanbevelingen van de wetenschappelijke redacteuren van MDPI-tijdschriften van over de hele wereld. Redacteuren selecteren een klein aantal artikelen die recentelijk in het tijdschrift zijn gepubliceerd en waarvan zij denken dat ze bijzonder interessant zijn voor auteurs, of belangrijk zijn op dit gebied. Het doel is om een ​​momentopname te geven van enkele van de meest opwindende werken die in de verschillende onderzoeksgebieden van het tijdschrift zijn gepubliceerd.


Conclusies

Met behulp van Solexa high-throughout sequencing-technologie hebben we de kleine RNA-populatie van rijstpollen gesequenced in drie opeenvolgende ontwikkelingsstadia van microsporen tot tricellulair stuifmeel, met sporofytische weefsels - wortels, bladeren en calluscellen - als controles. We verkregen miljoenen hoogwaardige uitlezingen van elk monster en identificeerden 292 kn-miR's en 75 nov-miR's. De miRNA-samenstelling en het expressiepatroon van zich ontwikkelend stuifmeel waren duidelijk anders dan die van sporofyten, met meer nov-miR's verrijkt/specifiek tot expressie gebracht in stuifmeel, terwijl meer kn-miR's verrijkt/specifiek tot expressie werden gebracht in sporofyten. Analyse van de belangrijkste componenten onthulde dat stuifmeel kon worden onderscheiden van sporofyten met betrekking tot miRNA-expressieprofielen, waarbij nieuwe en niet-geconserveerde bekende miRNA's de belangrijkste bijdragen hieraan leverden. Verder werden 1.068 doelen voorspeld voor 292 bekende miRNA's, hoewel er geen duidelijke verschillen werden gevonden door GO-abundantieanalyse van die doelen tussen met pollen verrijkte en sporofyt-verrijkte kn-miR's, correlatie van expressieprofielen van met pollen verrijkte kn-miR's met hun doelen significant verschilt van die van met sporofyten verrijkte kn-miR's met hun overeenkomstige doelen in termen van transcriptie, hormoonsignalering en chromatine-remodellering. We identificeerden 285 doelen voor de 75 nov-miR's, die negatief gereguleerd leken te zijn. GO-termen voor chromatine-assemblage en -demontage waren statistisch significant geassocieerd met de doelen van door BCP tot expressie gebrachte nov-miR's, wat impliceert dat BCP het belangrijkste punt van miRNA-regulatie zou zijn. Onze gegevens onthullen voor het eerst uitgebreide en dynamische kenmerken van miRNA's bij het ontwikkelen van stuifmeel.


12.6: Regulatie van genexpressie (oefeningen) - biologie

Alle door MDPI gepubliceerde artikelen worden direct wereldwijd beschikbaar gesteld onder een open access licentie. Er is geen speciale toestemming nodig om het door MDPI gepubliceerde artikel geheel of gedeeltelijk te hergebruiken, inclusief figuren en tabellen. Voor artikelen die zijn gepubliceerd onder een open access Creative Common CC BY-licentie, mag elk deel van het artikel zonder toestemming worden hergebruikt, op voorwaarde dat het originele artikel duidelijk wordt geciteerd.

Feature Papers vertegenwoordigen het meest geavanceerde onderzoek met een aanzienlijk potentieel voor grote impact in het veld. Feature Papers worden ingediend op individuele uitnodiging of aanbeveling door de wetenschappelijke redacteuren en ondergaan peer review voorafgaand aan publicatie.

De Feature Paper kan een origineel onderzoeksartikel zijn, een substantiële nieuwe onderzoeksstudie waarbij vaak verschillende technieken of benaderingen betrokken zijn, of een uitgebreid overzichtsdocument met beknopte en nauwkeurige updates over de laatste vooruitgang in het veld dat systematisch de meest opwindende vooruitgang in de wetenschappelijke literatuur. Dit type paper geeft een blik op toekomstige onderzoeksrichtingen of mogelijke toepassingen.

Editor's Choice-artikelen zijn gebaseerd op aanbevelingen van de wetenschappelijke redacteuren van MDPI-tijdschriften van over de hele wereld. Redacteuren selecteren een klein aantal artikelen die recentelijk in het tijdschrift zijn gepubliceerd en waarvan zij denken dat ze bijzonder interessant zijn voor auteurs, of belangrijk zijn op dit gebied. Het doel is om een ​​momentopname te geven van enkele van de meest opwindende werken die in de verschillende onderzoeksgebieden van het tijdschrift zijn gepubliceerd.


Biochemie en moleculaire biologie van planten, 2e editie

Biochemie en moleculaire biologie van planten, 2e editie is geprezen als een belangrijke bijdrage aan de literatuur over plantenwetenschappen en lovende kritieken werden geëvenaard door wereldwijd verkoopsucces. Met behoud van de reikwijdte en focus van de eerste editie, zal de tweede een grote update geven, veel nieuw materiaal bevatten en enkele hoofdstukken reorganiseren om de presentatie verder te verbeteren.

Dit boek is zorgvuldig georganiseerd en rijk geïllustreerd, met meer dan 1.000 kleurenillustraties en 500 foto's. Het is verdeeld in vijf delen: compartimenten, celreproductie, energiestroom, metabolische en ontwikkelingsintegratie en plantomgeving en landbouw. Specifieke wijzigingen in deze editie zijn onder meer:

  • Volledig herzien met meer dan de helft van de hoofdstukken met een grote herschrijving.
  • Bevat twee nieuwe hoofdstukken over signaaltransductie en reacties op pathogenen.
  • Herstructurering van de sectie over celreproductie voor een betere presentatie.
  • Speciale website met al het illustratieve materiaal.

Biochemie en moleculaire biologie van planten neemt een unieke plaats in in de literatuur over plantenwetenschappen omdat het het enige uitgebreide, gezaghebbende, geïntegreerde boek in één boekdeel is in dit essentiële vakgebied.


Geestelijke gezondheidsvoordelen van lichaamsbeweging

Talrijke studies suggereren dat regelmatige aërobe lichaamsbeweging even goed werkt als farmaceutische antidepressiva bij de behandeling van milde tot matige depressie. Een mogelijke reden voor dit effect is dat lichaamsbeweging de biosynthese verhoogt van ten minste drie neurochemicaliën die als euforisch kunnen werken. Het euforische effect van inspanning is bekend. Hardlopers op afstand noemen het misschien 'runner's high' en mensen die deelnemen aan de crew (zoals in figuur 12.5.5) noemen het misschien 'roeiers high'. Vanwege deze effecten promoten zorgverleners vaak het gebruik van aerobe oefeningen als een behandeling voor depressie.

Figuur 12.5.5 Deze roeiduo's nemen deel aan de Olympische Zomerspelen 2016 in Rio, waar Canada een zilveren medaille won. Ze spannen zich duidelijk in - en verhogen ongetwijfeld hun euforische neurochemicaliën in het proces.

Bijkomende voordelen voor de geestelijke gezondheid van lichaamsbeweging zijn onder meer het verminderen van stress, het verbeteren van het lichaamsbeeld en het bevorderen van een positief zelfbeeld. Omgekeerd zijn er aanwijzingen dat sedentair zijn geassocieerd is met een verhoogd risico op angst.


Resultaten

FKBP1b overexpressie verbeterde ruimtelijke referentie en omkeringsgeheugen voor zowel LT- als ST-leeftijdsgroepen (Fig. 2)

Zowel LT als ST FKBP1b overexpressie ging leeftijdsgerelateerde achteruitgang in ruimtelijk geheugen tegen. EEN, Referentie geheugensonde. FKBP1b behandelingen gingen leeftijdsgerelateerde tekorten in de prestaties van de referentiegeheugensonde tegen. B, Omkeergeheugensonde. FKBP1b behandelingen gingen leeftijdsgerelateerde tekorten tegen in de proef met de reversal memory probe. C, Cued-testen. Met visuele aanwijzingen die de locatie van het ontsnappingsplatform prominent benadrukken, werden er geen groepsverschillen gevonden, wat aangeeft dat de resultaten van de geheugentest niet te wijten waren aan verschillen in locomotorische en/of visuele vaardigheden. *P ≤ 0.05 **P ≤ 0.01 ***P ≤ 0.001 ****P ≤ 0,0001 significant paarsgewijze contrast versus AC.

Een totaal van 52 ratten in vier groepen voltooiden ons testprotocol voor ruimtelijk geheugen in de MWM (10 YC-, 13 AC-, 13 ST- en 16 LT-ratten). Voor de 3 groepen oude AAV-behandelde ratten begonnen gedragstesten op een leeftijd van 21 maanden, ofwel 8 (LT) of 2 (ST) maanden na AAV-injectie. Training in de MWM-referentiegeheugentaak werd gedurende 4 dagen uitgevoerd, met 3 trainingsproeven per dag. Gedurende de 4 d vertoonden alle groepen verwerving van de taak, zoals aangegeven door een duidelijke afname in latentie en padlengte om het platform te vinden (F(11,528) = 11.58 P = 1.80e-10 F(11,528) = 7.41, P = 7.20e-12, respectievelijk herhaalde-metingen ANOVA). Hoewel er een sterke trend was voor jonge dieren om tijdens de training beter te presteren dan AC's, werden er geen significante effecten van de behandeling gezien in latentie- en padlengtemetingen gedurende deze 4 d-trainingsfase, vergelijkbaar met resultaten in Gant et al. (2015).

Op de vijfde dag van de taak werd het platform verwijderd en werd de locatie van het platform onderzocht met een enkele retentieproef (Fig. 2EEN referentie geheugen sonde). Er was een hoofdeffect van de behandelingsgroep voor zowel latentie (F(3,48) = 3.57, P = 0,021, ANOVA) en padlengte (F(3,48) = 2.90, P = 0,044, ANOVA). Zoals gerapporteerd in meerdere onderzoeken, vertoonde de AC-groep significant langere padlengtes en hogere latenties om het platform te vinden in vergelijking met YC-ratten. In tegenstelling, geen van beide FKBP1b-behandelde leeftijdsgroep verschilde van YC's en beide vertoonden significant verminderde latentie vergeleken met AC's (vs AC's: LT, P = 0,05, ST, P = 0,05 YC's, P = 0,002, pLSD). De padlengte naar platformresultaten leek sterk op latentie, hoewel de verschillen tussen de FKBP1b groepen en de AC's waren slechts van grensbetekenis (vs AC's: LT, P = 0,078 ST, P = 0,08, YC's, P = 0,006, pLSD).

Training op de omkeergeheugentaak werd uitgevoerd op de achtste dag na 2 d rust: de locatie van het platform werd veranderd en de ratten kregen 3 proeven in 1 d om de nieuwe locatie te leren. Tijdens de drie omkeringstrainingsproeven waren er geen significante verschillen in latentie of padlengte tussen een van de groepen, en er was ook geen significante verbetering (gegevens niet getoond). Op de negende dag werd het platform opnieuw verwijderd en werden ratten getest op hun behoud van de nieuwe platformlocatie tijdens een enkele retentieproef (Fig. 2B, omkeergeheugensonde). Er waren substantiële hoofdeffecten van de behandeling op de latentie tot het platform (F(3,48) = 9.57, P = 0,000046, ANOVA) en padlengte naar platformlocatie (F(3,48) = 7.97, P = 0,0002, ANOVA). AC-dieren vertoonden opnieuw zeer significante tekorten in padlengte en latentie vergeleken met YC's, maar zowel ST- als LT-groepen vertoonden padlengte- en latentiescores die sterk vergelijkbaar waren met die van YC's en significant verminderd in vergelijking met AC-dieren (latentie AC vs: LT, P < 0,0001, ST, P < 0,0001 jaar, P < 0,0001 padlengte, AC vs: LT, P = 0,0001, ST, P = 0,0001 YC, P = 0,0008, pLSD Afb. 2B). Er was ook een hoofdeffect van de behandelgroep voor platformoverschrijdingen tijdens de omkeringsretentietest (F(3,48) = 7.37, P = 0,0004 ANOVA), waarbij de YC-, ST- en LT-groepen significant grotere platformovergangen laten zien in vergelijking met AC's (AC's vs: YC's, P < 0,0001 ST P < 0,025 LT, P < 0,01, pLSD).

Op de 10e dag van het protocol werd een cued-retentietest gegeven met visuele aanwijzingen die de locatie van het platform benadrukten. Alle groepen vonden het platform snel en er waren geen significante groepsverschillen in latentie, padlengte of zwemsnelheid bij het lokaliseren van het platform (Fig. 2C, cued trial), wat aangeeft dat verouderingsgerelateerde veranderingen in locomotorische en gezichtsscherpte geen verklaring gaven voor de verschillen in geheugenprestaties.

De ST- en LT-groepen waren statistisch niet van elkaar te onderscheiden op alle latentie- en padlengtemetingen in de gedragstestprotocollen. Deze resultaten suggereren dat de omkering door ST en preventie door LT van verouderingsafhankelijke geheugenstoornis kan worden gemedieerd door vergelijkbare cellulaire mechanismen, ondanks de verschillen in de duur van blootstelling.

AAV-FKBP1b injectie verhoogde hippocampus FKBP1b eiwit- en genexpressie, vooral in de LT-groep (Fig. 3)

Hippocampus FKBP1b mRNA- en eiwitniveaus waren aanzienlijk verhoogd door LT AAV-FKBP1b overexpressie. Top, qRT-PCR-kwantificering van hippocampus FKBP1b mRNA-expressie (FKBP1b/Gapdh) voor elke behandelingsgroep (one-way ANOVA op rangen, P = 0,000050 voor paarsgewijze contrast vs AC *P ≤ 0.05 ***P € 0,001). Bodem, Immunokleuring voor hippocampus FKBP1b uitdrukking. Representatieve microfoto's worden getoond van YC (EEN), AC (B), leeftijd ST FKBP1b (C), en oude LT FKBP1b (NS). Let op de forse stijging van FKBP1b expressie op zowel het mRNA- als het eiwitniveau, met name in de LT-FKBP1b groep. sp, Stratum pyramidale DG, dentate gyrus. Schaalbalk, 500 m .

Omdat de Affymetrix Rat Gene 1.0 ST-microarray die in het huidige onderzoek is gebruikt, niet de probeset bevat voor FKBP1b, gebruikten we qRT-PCR om de effectiviteit van AAV-FKBP1b injectie voor het induceren FKBP1b expressie in de hippocampus. FKBP1b/Gapdh-expressie is uitgezet als een functie van de behandelingsgroep in figuur 3. Er was een zeer significante toename in FKBP1b uitdrukking (F(3,47) = 18.449, P = 0,000050, ANOVA op rangen, Kruskal-Wallis). In paarsgewijze tegenstelling (Fisher's LSD op rangen), was de verhoogde expressie significant in ST (P = 0,012) en zeer significant in LT (P <.0,001). IHC bij representatieve dieren gaf aan dat hippocampus FKBP1b eiwit opregulatie parallel FKBP1b mRNA neemt toe in AAV-FKBP1b-behandelde ratten en was bijzonder intens bij LT-dieren (Fig. 3, onder).

In tegenstelling tot onze eerdere bevindingen (Blalock et al., 2004 Kadish et al., 2009 Gant et al., 2015), hebben we geen verschillen waargenomen in endogene FKBP1b expressie tussen de AC- en YC-groepen (Fig. 3, bovenaan). Dit kan te wijten zijn aan verschillen tussen studies in weefseldissectie. In de huidige studie hebben we weefsel verzameld van de hele dorsale hippocampus, terwijl we in eerder werk de expressie voornamelijk in de CA1-regio hebben gemeten (Blalock et al., 2004 Kadish et al., 2009 Gant et al., 2015). Daarom is het verouderingseffect op FKBP1b in CA1 is mogelijk verdoezeld in het huidige werk vanwege verdunning van minder leeftijdsgevoelige hippocampale regio's. Verdere studies zullen nodig zijn om de topografische verspreiding van verouderingsveranderingen in de FKBP1b eiwit- en genexpressie, evenals de rol van mogelijke functionele veranderingen (Lehnart et al., 2008).

Transcriptieprofilering (Fig. 4)

Stroomdiagram voor microarray-analyse. Getoond zijn de effecten van veroudering en FKBP1b op hippocampale gentranscriptie. Links werden totale gensondesets (29.218) gefilterd om afwezige (lage signaalintensiteit) en onvolledig geannoteerde sondesets te verwijderen. De overige genen (14.828) werden getest door ANOVA (P ≤ 0,05) gevolgd door paarsgewijze vergelijking (Fisher's pLSD, ≤ 0,05 tussen YC en AC) om verouderingsafhankelijke genen te definiëren. Juist, statistisch sjabloonalgoritme. Verouderingsafhankelijke genen werden gecategoriseerd op basis van of FKBP1b had geen effect (sjablonen I en III) of ging het verouderingseffect significant tegen (sjablonen II en IV). In totaal werd 99,8% van de verouderingsafhankelijke genen toegewezen aan een sjabloon op basis van criteria die in de tekst worden beschreven. Een Monte Carlo-simulatie (1000 iteraties, zie Resultaten) werd gebruikt om het aantal genen te schatten dat bij toeval in elke sjabloon werd verwacht. Het aantal genen dat in de geobserveerde gegevens aan elke sjabloon werd toegewezen, was significant groter dan het aantal dat op basis van toeval werd verwacht (P ≤ 0,0001 binomiale test >11-voudige toename voor alle sjablonen). Zie ook figuur 4-1.

Afbeelding 4-1

Om genen te identificeren met expressie die parallel liep met veroudering en FKBP1b's cognitieve effecten bij dezelfde dieren, hebben we eerst genen onderscheiden die de expressie veranderden met het ouder worden (d.w.z. verschilden tussen AC's en YC's, het verouderingseffect). Vervolgens identificeerden we die genen onder de van veroudering afhankelijke genen die ook waren veranderd door FKBP1b overexpressie (d.w.z. verschilde tussen LT/ST FKBP1b en AC, de FKBP1b effect). RNA van zes proefpersonen per behandelingsgroep werd bereid en gehybridiseerd met Affymetrix Rat Gene 1.0-arrays. Van de ∼ 30.000 sondesets op de array hebben we gefilterd om 14.828 geannoteerde, aanwezige genen te behouden (zie Materialen en methoden) voor statistische analyse. ANOVA in één richting (P ≤ 0,05) toonde aan dat 24% (3502) significant verschilde tussen de vier groepen, wat een FDR van 0,12 opleverde (zie Materialen en methoden). Een FDR van 0,12 is vrij laag voor een microarray-onderzoek naar hersenveroudering en geeft veel vertrouwen in deze resultaten. De betrouwbaarheid in microarray-onderzoeken wordt ook versterkt wanneer functionele categorieën oververtegenwoordigd zijn door gecoreguleerde genen (Blalock et al., 2005 Galvin en Ginsberg, 2005 Ginsberg en Mirnics, 2006).

Van de ANOVA-significante genen (3502) verschilden 2342 (67%) ook significant in paarsgewijze contrast (Fisher's protected LSD P ≤ 0,05) tussen de YC- en AC-groepen (verouderingsafhankelijke genen, "het verouderingseffect"). Hiervan waren de expressieniveaus van 37% (876/2342) genen ook veranderd door FKBP1b overexpressie (517 door LT, 193 door ST, 166 door zowel ST als LT, “de FKBP1b effect”) en werden gedefinieerd als veroudering en FKBP1b-gevoelige genen (voor een volledige lijst van verouderings- en FKBP1b-gevoelige genen, zie Fig. 4-1). Veel meer hiervan werden veranderd door zowel ST als LT (166) dan bij toeval zou worden verwacht als ST- en LT-behandelingen via onafhankelijke mechanismen zouden werken (P = 4.8E-9, binominale test). Deze resultaten suggereren dat LT en ST FKBP1b behandelingen oefenden vergelijkbare transcriptionele effecten uit. Om te bepalen of deze overeenkomst tussen ST en LT voornamelijk beperkt was tot de 166 genen in de overlap of in plaats daarvan wijdverspreide overeenkomst weerspiegelde bij de meeste FKBP1b-gevoelige genen, hebben we de correlatie tussen LT- en ST-effecten in alle 876 FKBP1b-gevoelige genen. Een zeer aanzienlijk deel van FKBP1b-gevoelige genen (822/876 93,8%) werden in dezelfde richting veranderd door zowel ST als LT (P ≤ 1E-12, binominale test). Verder waren de effectgroottes van ST- en LT-behandelingsgenen (uitgedrukt als log2-voudige verandering vs AC) sterk gecorreleerd (R = 0.85, P = 1.3E-24 Pearson's test, gegevens niet getoond). Deze resultaten geven aan dat ST en LT FKBP1b behandelingen beïnvloedden de genexpressie op dezelfde manier. De ST- en LT-groepen presteerden ook bijna identiek op alle gedragsmetingen. Op basis van deze overeenkomsten en omdat de analyse van de functionele categorie van genoomontologie (zie hieronder) een groter statistisch vertrouwen geeft in de oververtegenwoordiging van een bepaalde categorie met toenemende aantallen genen die aan die functionele categorie zijn toegewezen, hebben we de ST- en LT-lijsten van FKBP1b-gevoelige genen in één lijst, zodat een gen als een FKBP1b-gevoelig gen als het verschilde van AC's met ST- en/of LT-behandeling.

Opmerkelijk is dat slechts vier van de 876 verouderingsafhankelijke en FKBP1b-gevoelige genen (Eif3g, Pla2g7, S100β, en Snapc2) vertoonden verergering van verouderingseffecten door: FKBP1b, terwijl de andere 872 in tegengestelde richting veranderden met het ouder worden en FKBP1b behandeling. Dienovereenkomstig werden de afwijkende vier genen uitgesloten van functionele categorieanalyses en werden de resterende van veroudering afhankelijke genen (2338) geparseerd in een van de vier genexpressiesjablonen (Fig. 4, rechts, sjablonen I-IV), die de richting van een gen weerspiegelden. expressieverandering met veroudering (omhoog of omlaag) en of het gen wel (Fig. 4, templates II en IV), of niet (Fig. 4, templates I en III) het tegenwerkende effect vertoonde van FKBP1b behandeling (LT of ST vs AC P ≤ 0,05, Fisher's post hoc LSD).

Om te bepalen of het aantal genen dat in elke sjabloon werd geïdentificeerd groter was dan bij toeval verwacht, hebben we een Monte Carlo-simulatie uitgevoerd met dezelfde statistische analyse en sjabloontoewijzingsstrategie, maar met willekeurig gegenereerde getallen die de signaalintensiteitswaarden vervangen (zie Materialen en methoden) . Het aantal genen dat werkelijk werd waargenomen voor elk gerapporteerd patroon, overschreed met >11-voudig het aantal dat op basis van de simulatie op basis van toeval werd verwacht (Fig. 4 ≤ 0.00001, binomiale test voor elk patroon), wat wijst op een sterk biologisch effect.

GO functionele categorieën geassocieerd met genen die overeenkomen met elk van de vier sjabloonpatronen (Fig. 4) van verouderings- en FKBP1b-gevoelige genen (Tabel 1)

Functionele categorieën oververtegenwoordigd door genen die zijn toegewezen aan de vier expressiesjablonen die veroudering weerspiegelen ± FKBP1b gevoeligheid


Bekijk de video: Wat is RNAi? Regulatie van genexpressie door RNAi (Februari 2023).