因应我国日益严峻的能源资源、能源环境和能源安全形势,国家大力倡导发展可再生能源。生物柴油是最重要的液体可再生燃料之一,在能源性质方面可以完全替代化石柴油,而且还具有安全环保等其它优良特性。当前利用动植物油脂生产生物柴油,原料成本偏高,而且稳定、充足的油脂原料供应体系尚未形成。我国是油脂资源短缺国家,近年来植物油进口量逐年增加。同时,我国耕地资源匮乏,粮食供应形势不容乐观,扩大油料作物种植的潜力非常有限。但是,我国宜林地丰富,农林废弃生物质资源量巨大。综合以上因素,我国应重点发展木本油料植物规模化种植和推广,加快微生物油脂发酵技术创新和产业化进程;同时,利用植物遗传育种技术提高油料作物产量以及选择性发展不与粮争地的油料作物。依靠各方面的进步,发展创新的油脂生产技术,保障我国生物柴油产业和油脂化工行业健康发展。
目的:利用细胞凋亡和周期基因芯片研究As2O3作用前后NB4细胞基因表达谱的差异性,寻找As2O3诱导NB4细胞凋亡的相关基因并分析其可能机制。方法:流式细胞仪检测细胞凋亡率,抽提对照及诱导组细胞的mRNA,通过逆转录将As2O3处理前后的NB4细胞cDNA进行生物素标记,用含269个目的基因的细胞凋亡和周期基因芯片进行杂交,GEArray软件分析,筛选出As2O3诱导前后表达有差异的基因。芯片结果用荧光定量聚合酶链反应(realtimepolymerasechainreaction)进行验证。结果:筛选出As2O3作用前后表达有差异的基因共100条(占芯片基因总数的37.2%),其中97条(97/100,97%)基因表达上调,3条(3/100,3%)基因表达下调。表达上调的基因主要包括肿瘤坏死因子配体和受体家族、bcl2家族、半胱氨酸家族、DNA损伤检测和P53途径以及细胞分裂周期蛋白和激酶等基因。结论:As2O3主要通过上调促凋亡基因表达来诱导NB4细胞凋亡,其中TNFSF15、Apaf1、Caspase3和p16等基因可能参与As2O3诱导的NB4细胞凋亡,As2O3诱导NB4细胞凋亡的可能机制主要涉及TNF途径、线粒体途径、Caspase途径、细胞周期抑制途径和P53途径等。
目的:建立带有人类骨保护素OPG基因启动子驱动报告基因LacZ的转基因小鼠模型,为OPG体内转录水平的表达调控研究和药物筛选创造条件。方法:将克隆到的人类OPG基因5′端上游6.0kb非翻译序列作为启动子,大肠杆菌编码β半乳糖苷酶的LacZ基因作为报告基因,构建表达载体pCINeoOPGLacZ。经显微操作注射到受精卵原核中,经PCR以及Southern印迹杂交鉴定转基因阳性小鼠;用RTPCR分析LacZ在组织中的表达;利用邻硝基苯βD半乳吡喃糖苷(ONPG)作为底物反应后比色分析组织中的β半乳糖苷酶活性。结果:构建完成的表达载体pCINeoOPGLacZ质粒经酶切和测序鉴定序列正确,线性化后显微注射。PCR以及Southern印迹杂交鉴定获得了10只转基因小鼠(Founders),经交配繁育,建立了5个转基因小鼠系,RTPCR分析表明其中一个系小鼠组织中表达LacZ基因,与内源OPG表达模式一致,组织中可以广泛检测到相应的β半乳糖苷酶活性。结论:成功建立了人类OPG基因启动子驱动报告基因LacZ的转基因小鼠,为体内研究OPG转录水平的表达及药物筛选提供了理想的动物模型。
应用酵母双杂交技术筛选Herp的相互作用蛋白。构建编码Herp的基因HERPUD1真核表达载体HERPUD1plexA,应用MATCHMAKERLexA酵母双杂交系统筛选人胎脑cDNA文库,获得的阳性克隆的插入子为Herp的候选相互作用蛋白质,将Herp与筛选到的相互作用蛋白再一对一回复进行酵母双杂交实验,去除假阳性。对阳性克隆插入子的DNA序列测序,在GenBank中作匹配及生物信息学分析。结果得到其中1个阳性克隆的插入子序列与TEGT基因序列一致,编码蛋白为Baxinhibitor1。得出结论:Herp与Baxinhibitor1相互作用,Baxinhibitor1具有调节凋亡特性,提示Herp可能参与凋亡调节。
目的:研究重组hCGβCTP37(CTP)多聚体编码基因在大肠杆菌BL21中的表达及表达产物多克隆抗体的制备。方法:分别将3、4个CTP编码基因通过串联的方式连接起来组成多聚体编码基因,进而将多聚体基因亚克隆入载体pGEX4T2中获得含目的基因的表达质粒pGEX4T2(CTP)n(n=3,4)。表达质粒转入大肠杆菌BL21,目的蛋白在IPTG诱导下进行表达。表达产物经谷胱甘肽转硫酶(GST)亲和层析柱纯化、凝血酶酶解去除GST后,获得多肽CTP3和CTP4。将其用于免疫家兔以制备多克隆抗体,并用ELISA法检测抗体滴度。结果:菌株经IPTG诱导后产生了大量可溶性的融合蛋白GSTCTPn(n=3,4),SDSPAGE分析表明融合蛋白GSTCTP3和GSTCTP4的表观分子量分别为38.0kDa和42.2kDa,纯化后的融合蛋白的纯度达到了90%以上;纯化的融合蛋白经牛凝血酶酶解,利用制备型SDSPAGE纯化,回收获得的多肽CTP3和CTP4的纯度均大于80%;将多肽CTP3和CTP4多次免疫家兔后,ELISA检测结果证实产生了滴度较高的多克隆抗体。结论:CTP多聚体能刺激家兔产生特异性抗体,这提示CTP多聚体有可能作为避孕疫苗或肿瘤疫苗的免疫原。
克隆了小鼠Foxp3片段,采用基因重组方法,构建重组表达载体pGEX4T1Foxp3。应用在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导产生的GSTFoxp3融合蛋白免疫家兔,制备兔抗Foxp3多克隆抗体。经过ELISA检测,抗血清的效价达1∶128000;采用Westernblot检测,转染Foxp3MIGR载体的Ψam细胞中表达Foxp3蛋白,而仅转染MIGR空载体的Ψam细胞中为阴性表达,表眀抗体具有特异性。
利用氯霉素乙酰基转移酶(CAT)N端融合了可溶性蛋白细胞所表现出的氯霉素抗性高于不溶性蛋白这一特点,建立了一种能在大肠杆菌中方便地检测到目的蛋白可溶性的报告系统。以pMalp2X高效表达载体为基础,采用PCR法扩增CAT基因,并通过引物向CAT中引入所需的多克隆位点、终止密码子及linker,将扩增得到的CAT片段插入到pMalp2X中,构建pCAR报道质粒并作测序鉴定;PCR分别扩增IGF1、IL3、Trx基因,连接到pCAR载体上,导入大肠杆菌原核表达系统中进行诱导表达,SDSPAGE分析、氯霉素抗性试验对表达目的蛋白的可溶性和表现出的氯霉素抗性的相关性加以验证。结果显示用该载体表达的重组蛋白的可溶性与氯霉素抗性具有很强的相关性。本报告系统能通过直观的平板氯霉素抗性高低正确指示位于CATN端的目的蛋白的可溶性,为其在生物工程和蛋白质构象相关疾病研究等领域的应用打下了基础。
目的:探索猪脂肪基质细胞体外培养和向成骨与脂肪细胞分化的条件。方法:常规方法培养猪脂肪基质细胞,分别向成骨细胞与脂肪细胞进行诱导,应用免疫组化(碱性磷酸酶法、茜素红)及油红O染色对诱导分化的细胞进行鉴定。结果:在体外培养条件下,猪的脂肪基质细胞呈成纤维样,生长旺盛,在一定的条件下,可分别被诱导分化为成骨细胞与脂肪细胞,向成骨分化的细胞表达碱性磷酸酶,在培养皿中可形成钙化斑。而在向脂肪细胞诱导分化过程中,细胞中可见有小脂滴生成,用油红O染色呈橘红色。结论:脂肪基质细胞是一种混合细胞,除了能向脂肪细胞分化外,在一定的诱导条件下,也能向成骨细胞分化。
在烟碱生物降解的研究和实际应用中,需要在较短的时间内获得大量O.intermediumDN2菌体。为了提高菌株DN2的菌体浓度,缩短其培养时间,本研究采用PlackettBurman设计对影响O.intermediumDN2生长的内在和外在相关因素进行了评价。结果表明,影响菌株DN2生长的显著因素有胰蛋白胨、MgSO4·7H2O、初始pH值、温度、装液量和培养时间。在此基础上,采用响应曲面法分别对该菌生长培养基的组成和培养条件进行优化,得到最佳培养基组成为(g/L):胰蛋白胨11.34、牛肉膏3.00、NaCl5.00、MgSO4·7H2O3.71,pH值7.23;最佳培养条件为温度32℃、转速120r/min、装液量88ml/250ml三角瓶、培养时间34h。5L发酵罐验证实验表明,菌株DN2达到最大生长量的时间为36h,与预测值34h基本一致,比优化前缩短约12h;最大菌体浓度为6.49×109cfu/ml,与预测值6.73×109cfu/ml接近,比优化前高近一个数量级。
尽管乙酰胆碱作为神经递质存在于哺乳动物神经系统中的事实已广为人知,但近年来在淋巴细胞等非神经性组织和细胞中也发现了乙酰胆碱。淋巴细胞具备一个独立的非神经性乙酰胆碱系统,包括:乙酰胆碱、胆碱酯酶、胆碱乙酰转移酶、毒蕈碱乙酰胆碱受体和烟碱能乙酰胆碱受体等组分。免疫系统与淋巴细胞胆碱能系统之间可以相互作用。免疫刺激后的淋巴细胞可增强胆碱能系统的表达;激活后的乙酰胆碱受体参与淋巴细胞的免疫调节。淋巴细胞上胆碱能系统的这些发现将为相关疾病的研究和寻找有效的防治药物提供新的研究思路。
基因芯片技术因其高通量、高效率的特点被用于第三代遗传标记单核苷酸多态性位点的筛选。近几年SNP芯片研究在反应原理方面取得了重大进展,其中包括基于核酸杂交反应的芯片、基于单碱基延伸反应的芯片、基于等位基因特异性引物延伸反应的芯片、基于“一步法”反应的芯片、基于引物连接反应的芯片、基于限制性内切酶反应的芯片、基于蛋白DNA结合反应的芯片,及基于荧光分子DNA结合反应的芯片。比较了上述各种芯片技术方法的优劣,为进一步科研工作的开展提供了参照,并综述了SNP芯片在疾病基因组学、药物遗传学和个体识别等科研领域的应用,且对其今后的发展方向进行了阐述。
奎尼酸及其衍生物氢醌和苯醌等是一类重要的化工原料,可作为一些化学合成制剂和药物中间原料,且在食品和化学工业中有着广泛的应用。目前奎尼酸的制备方法有植物提取法、化学合成法、酶工程法和微生物发酵法,其中微生物发酵法是近年发展起来的一种十分经济有效的方法。在介绍奎尼酸的制备方法的基础上重点综述了应用代谢工程在生物合成奎尼酸基因工程菌的改造中的研究进展,其中涉及奎尼酸生物合成途径中相关基因及其酶的调控、中心代谢途径的改造和修饰等,并探讨了将来的发展前景。
结冷胶是少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)产生的一种新型微生物多糖,其独特的流变特性使结冷胶具有广泛的工业用途。虽然在结冷胶的理化特性方面的研究比较详尽,但是对结冷胶的发酵生产及其生物合成机制还缺乏深入了解。主要关注最近在结冷胶生物合成途径分子生物学方面的研究,用于编码结冷胶生物合成所需蛋白质的基因主要有三类:与糖核苷酸合成有关的基因、与四碳重复单元合成有关的基因及与长链聚合和多糖分泌有关的基因。基因工程是结冷胶分子改造和产量增加最具前景的方法。
目的:克隆人趋化因子MIP3α,进行原核表达并初步鉴定其趋化活性。方法:从人扁桃体中提取总RNA,进行RTPCR,扩增MIP3α成熟蛋白基因,重组于pET32a(+)载体,转化大肠杆菌BL21TrxB(DE3),进行融合表达,Westernblot验证融合蛋白,金属离子亲和层析,肠激酶酶切,弱阳离子交换层析,得到纯化的MIP3α蛋白,趋化试验鉴定其趋化活性。结果:成功构建了MIP3α天然蛋白的硫氧还蛋白融合表达载体,表达并纯化出MIP3α蛋白,Westernblot证明融合蛋白能与羊抗人MIP3α抗体结合,纯化的MIP3α蛋白能趋化HEK293CCR6稳定转染细胞。结论:构建的天然MIP3α融合表达载体以可溶性蛋白的方式稳定表达MIP3α,初步纯化得到的MIP3α具有趋化HEK293CCR6稳定转染细胞的活性。
根据绿僵菌23SrDNA的转录间隔区(ITS)和5.8S的基因序列,设计检测感病蝗虫体内绿僵菌菌体DNA分子的特异引物,通过优化感病蝗虫菌体DNA快速制备方法,建立了基于荧光定量PCR的定量检测体系。该检测方法专一、灵敏,检测下限为10pg/μl绿僵菌,并且能从刚侵染48h的东亚飞蝗血淋巴中,早期定量检测到在虫体血淋巴中增殖的绿僵菌的rDNA。
利用PCR技术,以牛型分枝杆菌(M.bovis)Vallee菌株的全基因组DNA为模板,扩增出了一条600bp的MPB83基因片段,将其克隆至pMD18T载体中,经核苷酸序列测定确证后,KpnI/EcoRI双酶切,然后亚克隆到原核表达载体pET30a的相同酶切位点,构建表达质粒pETMPB83,将鉴定的重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导后SDSPAGE检测表达情况,重组质粒pETMPB83在30kDa处有一特异表达带,与预计大小相符。经Ni柱纯化后,Westernblot检测纯化蛋白具有免疫活性,用纯化的该蛋白进行动物(兔)接种制备抗血清,用Westernblot和ELISA检测该抗血清的效价和特异性,结果表明特异性较好。
利用组织工程学方法,以牛I型胶原为支架,人表皮角质形成细胞和真皮成纤维细胞为细胞来源,构建化学腐蚀性检测用组织工程皮肤模型。选用欧洲替代方法验证中心(the Interagency Coordinating Committee on the Validation of Alternative Methods,ICCVAM)制定的体外测试化学品腐蚀性最小执行标准中的8种化学品为检测物质。在检测实验中,8种化学品(固体10mg、液体25μl)分3min、1h局部接触组织工程皮肤模型表面,MTT方法测定细胞活力,相对细胞活力值作为判定腐蚀性的标准。结果表明,构建的组织工程皮肤检测模型结构完整,含有基底层、棘层、颗粒层和角质层,能准确判断7种化学品的腐蚀性。构建的组织工程皮肤模型可以作为检测工具用于化学品腐蚀性的检测。
利用分子生物学技术对鼠雄激素受体结合域(rARLBD)重组表达,结合新兴的蛋白质微阵列技术建立了一种快速无污染的检测方法,用于临床雄激素检测及新药发现。实验将编码ARLBD的cDNA片段(888bp)插入到含有多聚组氨酸标签的表达载体pET32a中构建了表达质粒pET32a/AR,并将其转化到大肠杆菌BL21中。经IPTG低温诱导,得到高效表达的可溶性ARLBD融合蛋白产物,并通过NiNTA凝胶亲和吸附纯化。将纯化得到的ARLBD使用芯片点样仪固定到硅烷化-多糖表面片基,制备得到ARLBD蛋白质微阵列。实验得到的特异性结合曲线表明在微阵列上的受体蛋白能够保持功能构像。通过Scatchard方程计算得到微阵列上ARLBD与荧光标记的睾酮结合的Kd值为5.32nmol/L。浓度依赖性标准曲线表明这一方法有较高的灵敏度,最低检测限达1pmol/L。应用这一方法对224例健康中国老年人血清雄激素水平进行了测定,研究证明了该方法的可靠性,并首次提供了一定样本量的我国老年人血清活性雄激素水平的参考值。这一技术的建立将为生物工程技术产品与临床检测和分子水平化合物筛选有效地结合提供一条新的途径。
NASBA(nucleic acid sequence-based amplification)是一项持续等温的核酸扩增技术,特别适合于以RNA为模版的扩增,与其它常用禽流感病毒检测方法(病毒培养法、免疫学方法和PCR)相比,具有灵敏度高、特异性强、操作简便等特点。就NASBA的操作原理及其在禽流感病毒检测中的成功应用进行综述。NASBA不仅成为禽流感病毒检测的有力工具,而且对于其它恶性传染病的监测、检测同样具有重要价值和意义。
