转录后基因沉默(PTGS)或RNA干扰(RNAi)技术的发展为创造植物遗传变异体提供了新途径。PTGS于1998年被明确为双链RNA(dsRNA)诱导的序列特异性基因沉默,短短几年内有关研究取得了突破性进展。结合利用PTGS技术进行的淀粉合成关键酶基因沉默研究,概述了PTGS的作用机理和特点、dsRNA表达载体设计、沉默效应的遗传稳定性及在作物改良应用方面的研究进展。研究表明,基因沉默效应可在子代间稳定遗传并可通过杂交进行重组,显示了其在农作物改良方面的应用潜力。
代谢物组学(metabolomics)是继基因组学(genomics)、蛋白质组学(proteomics)后发展起来的一门新学科。对代谢物组学的含义,研究方法及流程,特别是其在微生物中的应用进行了介绍,包括使用代谢物组学中的NMR技术研究微生物在降解环境污染物中的作用;使用代谢物组学技术研究微生物代谢通量,从而在分析代谢通量的基础上通过代谢工程改变代谢通量,提高目的产物的得率;确定所获得基因库中沉默基因的功能;运用代谢物组学分析方法阐明生物体系对于环境变化的响应,从而协助我们确定最佳的取样时间及最佳分析组织,设计实验。随后简要对代谢物组学发展动态进行了展望。
绿色荧光蛋白作为标记蛋白和报告蛋白在生物学研究中应用越来越广。但在荧光共振能量转移(fluorescenceresonanceenergytransfer,FRET)等技术中存在一些缺陷,需要更大波长范围的荧光蛋白。最近研究发现了多种来源于珊瑚和海葵的红荧光蛋白,这些长波长的荧光蛋白对绿色荧光蛋白是一种很好的代替和补充,可以实现细胞内多荧光标记,提供更理想的FRET荧光对。经随机突变和定点突变等方法改建获得的红荧光蛋白变种显示出更高的荧光强度,成熟时间也更短。目前应用较多的是来源于香菇珊瑚(Discosomasp.)的红荧光蛋白DsRed。
实时PCR是在常规PCR基础上运用荧光共振能量转移现象,加入荧光标记探针,巧妙地把核酸扩增、杂交、光谱分析和实时检测技术结合在一起的一项新技术,具有快速、灵敏、特异性强、定量准确等特点,广泛应用于医学、检验检疫、军事、农业、基础研究等领域。着重就实时PCR技术的特性及在植物上的应用进行了讨论,并与目前常用的相关技术进行了比较。
廿二碳六烯酸(DHA)能促进脑细胞的生长发育,改善大脑机能和行为学习,防治中枢神经疾病,是人及其它动物重要的必需多不饱和脂肪酸。目前,DHA主要来自深海鱼油的分离制备。利用微生物发酵生产DHA仍处于实验室阶段。破囊壶菌(Thraustochytriumroseum)是合成DHA的优良海洋真菌。研究与筛选破囊壶菌DHA合成突变株,克隆破囊壶菌DHA合成关键酶基因,进而在酵母真核表达系统中表达,可为今后对该酶进行更深入的研究及应用建立良好的基础。用基因工程方法研制重组DHA,将开拓广阔的应用前景。
外胚间充质(ectomesenchyme)是一种胚胎发育早期颅面部出现的多能性结构(multipotentstructure),大多数颅面部结构和组织均由其衍生而来,这提示外胚间充质中存在一种干细胞,即外胚间充质干细胞(ectomesenchymalstemcells,EMSCs)。为了分离和鉴定EMSCs,对E125的SD大鼠颌突组织细胞进行了流式细胞学分析,发现其中的外胚间充质细胞表达多种神经谱系和中胚层谱系的标志,包括p75、CD57和nestin等。根据此特点,采用磁细胞分离技术对p75+的颌突外胚间充质细胞进行了分离和克隆培养。克隆分析表明,单个p75+细胞经过10～14d培养,可以形成由两种或两种以上细胞组成的多潜能性克隆(multipotentclone),提示该群外胚间充质细胞具有多潜能性。同时,亚克隆分析表明,多潜能性子克隆中的单个p75+细胞具有再次形成多潜能性克隆的能力,说明这些细胞在体外具有自我更新的能力。这些结果提示,p75+细胞同时具有多潜能性和自我更新能力,因此是外胚间充质干细胞。该干细胞的分离对于口腔颅面部的起源和发育研究无疑具有重要意义。此外,该干细胞的高度可塑性也预示它可以作为一种新的种子细胞,为组织工程皮肤、肌肉、软骨的研究提供新思路。
用PCR法将人碱性成纤维细胞生长因子(hbFGF)基因中编码第25、69和92位的半胱氨酸(Cys)密码子突变为丝氨酸(Ser)密码子,将突变的hbFGFcDNA片断与表达质粒pET3c连接,构建重组质粒pET3chbFGFSer25,69,92。hbFGFSer25,69,92在大肠杆菌BL21(DE3)中的表达量大于30%。通过阳离子交换和肝素亲和层析两步纯化,得到纯度大于95%的hbFGFSer25,69,92。MTT法测定纯化的产物活性表明,hbFGFSer25,69,92突变体促Balb/c细胞增殖的活性与野生型hbFGF相当,为下一步对hbFGFSer25,69,92突变体进行定点化学修饰打下了基础。
iASPP是新近发现的高度保守的p53相关基因,其蛋白产物定位于细胞核内,具有结合NFκBp65亚基和p53功能,进而抑制NFκB的转录调节和p53对凋亡的调节功能。利用RTPCR方法从人白血病细胞系U937中克隆出癌基因iASPP,将其克隆至原核表达载体pET28a(+)中,成功构建iASPP表达载体PIAF,重组质粒读码框和序列与预期一致。在IPTG诱导下,重组载体大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株,表达产物经SDSPAGE和Westernblot方法分析证实系iASPP融合蛋白。利用Ni离子鳌合层析的方法纯化iASPP融合蛋白,经SDSPAGE鉴定其纯度超过80%。
目的:研究BCRABL和VEGF反义寡核苷酸联用对K562细胞株的作用及其相互作用的影响。方法:设计针对bcr3/abl2和VEGF的反义寡核苷酸(ASODNs),应用脂质体Oligofectamine作为转染载体。在转染后72h进行台盼蓝染色细胞计数;建立裸鼠K562移植瘤动物模型,瘤内注射ASODNs,观察肿瘤体积生长变化,组织学检测肿瘤血管密度和肿瘤细胞凋亡情况。结果:转染后72h,各实验组与空白组相比,细胞增殖抑制率分别为13.47%(ASOB3/A2组),12.79%(ASOVEGF组)和41.55%(半量联合治疗组)。经过4次治疗后,与对照组相比,肿瘤生长抑制率分别为23.18%(ASOB3/A2组),17.28%(ASOVEGF组)和57.83%(半量联合治疗组)。联合治疗组肿瘤生长速率显著低于单一治疗组,伴随明显的肿瘤细胞凋亡增加和肿瘤血管密度减少。结论:双基因反义寡核苷酸联合应用协同抑制K562细胞增殖,抗肿瘤作用明显优于单一治疗组,可为CML基因治疗提供一项新策略。
CHO细胞在无血清或无蛋白培养条件下培养通常会遇到贴壁能力差,细胞活力差等问题。通过构建分泌型bFGF基因,克隆到pIRESneo3表达载体上,转染CHO细胞,通过MTT法间接检测细胞培养上清中bFGF表达,并在无蛋白培养基中观察细胞的生长。结果显示转染的CHO细胞表达bFGF,且分泌的bFGF有生物活性;转染的CHO细胞在无蛋白培养基中较未转染的CHO细胞的贴壁能力和活力强。成功改造了CHO细胞,为CHO细胞在无血清或无蛋白条件下大规模培养提供了基础。
目的:评价口蹄疫重组鸡痘病毒vUTAL3CP1诱导猪产生特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)杀伤活性的能力。方法:用PCR方法亚克隆O型FMDVVP1基因C末端部分片段(第130～213AA)。将其插入真核表达载体pDisplay中,构建质粒pDisplay-mVP1。将pDisplay-mVP1转染PK15细胞,经3次G418加压筛选,并用RT-PCR和IFA鉴定,证明获得表达目的基因的PK15/pDisplay-mVP1细胞。最后,利用该细胞作为靶细胞,用LDH法检测口蹄疫重组鸡痘病毒vUTAL3CP1免疫猪的特异性CTL杀伤活性。结果:vUTAL3CP1免疫组在效靶比25∶1和50∶1时,CTL裂解活性分别达到42.84%±32.1%和61.94%±42.8%,显著高于灭活疫苗组与其它对照组(p<0.01)。结论:vUTAL3CP1可以诱导猪产生高水平的特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)杀伤活性,为进一步的FMDV基因工程疫苗的研究奠定了基础。
目的:通过定量监测马传染性贫血病毒(EIAV)弱毒疫苗免疫马外周血单核细胞(PBMC)IL-2表达水平的变化特征,探讨EIAV弱毒疫苗的免疫保护机制。方法:用实时定量RT-PCR技术建立了马外周血PBMCIL-2表达水平的定量检测方法。在不同的时间点定期对4组(疫苗免疫组、健康对照组、强毒攻毒组和EIAV自然感染组)12匹马的外周血PBMCIL-2表达水平进行了检测,同时观察了临床症状及体温变化等指标。疫苗株免疫动物8个月后用强毒攻毒,观察了攻毒前后IL-2表达水平的变化。结果:(1)疫苗免疫马外周血PBMCIL-2的表达量显著高于健康对照组及自然感染组(P<0.01),且免疫后攻毒IL2继续升高,4匹疫苗免疫马均获得完全保护;(2)强毒攻毒对照组IL2表达量随疾病进展波动,发热期明显下降。结论:首次证明EIAV弱毒疫苗可诱导马外周血PBMC表达高水平的IL-2,提示IL-2在疫苗的免疫保护应答中发挥了重要作用;IL-2表达水平还与EIAV感染后的疾病进展密切相关。
通过PCR技术,从苦瓜总DNA中扩增出编码MAP30成熟蛋白的基因,经测序鉴定后亚克隆到原核表达载体pET30a中,构建成带有N端6Histag的融合表达载体。表达载体用CaCl2介导的化学转化法转化E.coliBL21(DE3),然后利用PCR筛选阳性克隆。工程菌经1mmol/LIPTG诱导4h实现高效表达,而且在30℃时融合蛋白表达量最高,约占菌体总蛋白56%。可溶性分析表明,该融合蛋白在大肠杆菌中主要以可溶的形式存在。重组蛋白通过Ni2+鏊合亲和层析进行纯化,纯化蛋白占上清总蛋白37.2%,发酵液产率为250mg/L。Westernblot分析表明,重组蛋白可与兔抗histag多克隆抗体发生特异性反应。利用MTT法分析重组MAP30的细胞毒性,结果表明其对小鼠3T3和S180肿瘤细胞株具有明显的抑制作用,ID50分别约为50μg/ml和30mg/ml,而对人正常胚肺二倍体WI38细胞株的毒性极小。
自制了壳聚糖系列复合物(CTS-X):黄原酸化壳聚糖(CTS-CS2)、巯基化壳聚糖(CTS-SH)、壳寡聚糖(O-CTS)、不同溶剂化的壳聚糖(CTS)及这些物质的系列金属离子(Ca、Zn、Fe、Mn、Cu、Ni、Co、Ag)配合物。分别用圆滤纸法和杯碟法对细菌和真菌:金黄葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌及黑曲霉和冻土毛霉等,进行了抑菌性研究。并讨论了最低抑菌浓度,作了抑菌曲线。经系统筛选得到对枯草杆菌有特效抑菌性的黄原酸化壳聚糖锌(CTS-CS2-Zn),对金黄葡萄球菌有特效抑菌性的黄原酸化壳聚糖银(CTS-CS2-Ag)。并用具有一定抑菌性和一定还原性的CTS-X作为水果保鲜剂对草莓、荔枝、樱桃等作了保鲜研究,收到良好效果。为CTS-X的广泛应用提供了实验依据。
利用PCR技术,从C型产气荚膜梭菌染色体DNA中扩增出α和β1毒素基因,通过分离、纯化、内切酶酶切、连接和转化,构建了含αβ1融合基因表达质粒重组菌株BL21(DE3)(pETXAB1)。经酶切鉴定和核苷酸序列测定证实,构建的重组质粒pETXAB1含有αβ1融合基因,且基因序列和阅读框架均正确。经ELISA检测,重组菌株表达的αβ1融合蛋白能够被α、β1毒素抗体识别。免疫实验结果表明,αβ1融合蛋白免疫的小鼠可以抵抗1MLD的C型产气荚膜梭菌C5944毒素攻击,表明构建的重组菌株可以作为预防仔猪红痢基因工程亚单位苗的候选菌株。
疟疾是危害人类健康和生命的主要寄生虫病之一,寻找合适的疫苗一直是该病控制的重要方向。在疟疾核酸疫苗方面作了系列尝试,取得较好研究结果,并最终构建了以胸腺嘧啶合成酶基因为筛选标记的、具有大肠杆菌平衡致死特征的新一代疟疾核酸疫苗pThyAAWTE。对影响工程菌高密度发酵的几个因素进行了分析,所优化程序可使工程菌发酵密度达OD60060以上;此外,还对质粒初步纯化过程中的几个重要参数进行了分析,初步结果表明,悬浮液体积(ml):菌体湿重(g)在2:1以上,对质粒的得率没有明显影响;碱裂解时间在一定范围内不影响质粒的质量;合适的悬浮液体积/裂解液/中和液比能明显提高质粒产量;用优化程序所提取的质粒其产量与试剂盒提取的量相当。为pThyAAWTE的大规模纯化打下了基础。
目的:利用酵母双杂交系统验证在胆固醇逆转运过程中起关键作用的大鼠载脂蛋白AI(apoAI)和清道夫受体BI-(SR-BI)间存在着相互作用,为初步筛选具有降脂活性组分提供1对新的靶点。方法:首先分别克隆了Wistar大鼠的apoAI和SR-BI基因的cDNA,并构建了酵母表达载体,利用共转化技术观察到apoAI和SR-BI间存在着相互作用,并在酵母交配实验中证实了这个结果。结果:经共转化后的实验组与阳性对照组可在SD/-Leu/-Trp/-His/-Ade/X-α-Gal平板上生长且菌斑呈蓝色,经测定α、β半乳糖苷酶活力可知酶活分别为8～12U和10～40U。酵母交配后的二倍体实验组、阳性对照组可在SD/-Leu/-Trp/-His/-Ade/X-α-Gal平板上生长且菌斑呈蓝色。结论:apoAI和SRBI间的确存在相互作用。
运用传统的技术预测方法———Delphi法,通过组织“我国生物医药技术发展趋势预测”专家调研,对我国生物制药行业的技术发展方向进行了预测分析,目的是从技术发展的角度给出生物制药行业投资机会分析的一些可供借鉴的建议。调研结果显示,我国生物药品的研发应采取跟踪模仿与创新相结合的模式,进行模仿性、延伸性的新药研发,重点开发肿瘤药物、疫苗和诊断试剂等,重点开发针对恶性肿瘤、心脑血管疾病及感染性疾病(炎症)等病症的药物;目前影响我国生物药品技术发展的主要因素包括宏观政策、市场需求、资源特性、新药审批制度等;在未来生物药品新药研发过程中最有可能被采用的新技术、新方法包括细胞凋亡机制、计算机辅助设计及人类基因组研究等。
