2011年,全球转基因作物种植面积增长了8%(1200万公顷),达到1.6亿公顷。同时,全球人口达到了创历史记录的70亿
2011年是转基因作物商业化的第16年,在连续15年(1996至2011年)的增长后,2011年转基因作物种植面积持续增加。
通过PCR手段成功获得肝细胞特异性启动子人α1-抗胰蛋白酶启动子hAATp(human α1-antitrypsin promoter,hAATp)及具有增强子功能的肝脏特异的肝调控区HCR (hepatic control region,HCR)。在此基础上,通过分子克隆手段构建获得携带有不同数量的HCR增强子的嵌合型肝脏特异性hAAT启动子,并在下游连入报告基因Luciferase,然后将重组质粒转染人肝癌细胞系HepG2、小鼠肝癌细胞系Hepa1-6、人胚肾细胞系HEK293和人脑星形胶质母细胞瘤细胞系U87-MG,通过检测Luciferase表达活性分析携带不同数量增强子的肝脏特异性启动子的启动活性及其组织特异性。结果表明,携带有3个增强子的嵌合型肝脏特异性启动子活性及特异性最好,为肝脏类疾病的靶向性治疗研究奠定了基础。
毕赤酵母(Pichia pastoris)表达系统是目前最为成功的外源蛋白表达系统之一。该表达系统不存在原核表达系统的内毒素难以除去的问题,也不存在哺乳动物细胞表达系统的病毒和支原体污染问题;并能够对目的蛋白进行类似于高等真核生物的信号肽剪切、二硫键形成、糖基化等蛋白翻译后加工。但是不论是胞内表达或是分泌表达,大多数外源蛋白均面临着被降解的问题,这也是影响目的蛋白表达量的一个重要因素,同时还增加了纯化目的蛋白的难度。目的:研究毕赤酵母GS115在不同碳源培养过程中胞内外蛋白质组学的差异,指导毕赤酵母表达系统的优化。方法:利用LC-ESI-MS/MS方法分析了不同碳源的四种培养基中毕赤酵母GS115的胞内和胞外蛋白种类,利用Griffin等的计算方法计算各个蛋白的含量。结果:利用LC-ESI-MS/MS结合Griffin等的归一化非标定量法SIN得到GS115胞内胞外详尽的蛋白质种类及准确百分比含量。结论:分析不同培养基之间蛋白质组成的差异,从而为以后构建新的毕赤酵母表达体系,为外源蛋白表达系统的优化提供一定的指导意义。
研究利用高密度富硒螺旋藻(Se-SP)细胞通过生物转化制备纳米元素硒(Nano-Se)的可行性,观察Nano-Se在体外对氧自由基的清除作用。用梯度离心分选Nano-Se,原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)及X-射线能谱(EDX)联用表征纳米粒中的元素硒形态,电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测定Nano-Se中的硒含量,化学发光方法检测Nano-Se在体外对超氧自由基和羟自由基的清除作用。结果发现,Nano-Se主要由元素硒构成,形态呈球形,73%的纳米粒子直径大小分布在(61±17)nm范围。Nano-Se在体外对两种氧自由基的最大清除率分别为:30.1%和27.6%,相应的EC50分别为:0.8 μg/ml和2.2 μg/ml。相同剂量时,Nano-Se对氧自由基的清除作用比硒代蛋氨酸(Se-Met)及Se-SP中其它含硒活性成分更强。结果提示,利用高密度Se-SP可诱导Nano-Se的大量生成,Se-SP转化的Nano-Se可能是一种新的抗氧化硒形态,其作用机制和体内生物活性有待深入研究。
将赤霉菌丝固定在海藻酸钙微球中进行连续发酵,考察产赤霉素情况。对海藻酸钠和钙盐浓度固定赤霉菌菌丝的微球稳定性进行初步研究,讨论了固定不同菌龄的赤霉菌微球在不同葡萄糖浓度下的产素能力及菌丝生长能力。实验表明:菌丝微球较稳定的固定条件是菌丝8 g/L、海藻酸钠浓度3 g/L和钙离子浓度3 mol/L;摇瓶发酵72 h,90 h的菌丝微球中菌丝营养生长基本停止,当培养液葡萄糖浓度为2 g/L时,赤霉素终浓度为1 145.5 μg/ml,比生产速率为4.61×10-3/h;在该条件下固定菌丝球的床层式连续发酵,赤霉素比生产速率为4.82×10-3/h,是相应分批发酵过程中最大赤霉素生产速率的1.87倍。
目的:利用硝酸银硅胶填料有效分离出血浆混合脂肪酸中的亚油酸。方法:通过改进的FOLCH法提取血浆总脂后,再采用皂化、酸化水解的方法将总脂转化为混合脂肪酸。用ghosh法将硅胶改性为硝酸银硅胶后,以亚油酸为对象,通过静态吸附试验了解硝酸银硅胶对不饱和脂肪酸的吸附特性,采用柱层析的方法分离血浆混合脂肪酸中的亚油酸。结果:血浆与有机溶剂在1∶5时既能有效萃取血浆总脂,用正己烷∶二氯甲烷∶乙醚=89∶10∶1作为洗脱剂,将洗脱液甲酯化后进行GC和GC-MS检测,硝酸银硅胶柱的洗脱液中亚油酸的纯度60.74%,硅胶柱的为23.65%,不饱和脂肪酸得到了较好的纯化。
目前,欧盟、日本对转基因产品都实行基于转基因含量(阈值)强制标识制度。世界各国都采用实时荧光PCR方法来开展食品成分的相对定量检测工作,以样品的内、外源基因的拷贝数之比来近似代表样品中的转基因质量分数。为了便于用户正确理解检验结果,在转基因定量检测结果报告中必须报结果的不确定度,分析了转基因定量的不确定度来源,参照化学分析中的有关方法,给出了转基因定量检测中外源基因和内源基因的标准曲线的不确定度测算公式,并以转基因大豆为试材,利用方法的室内验证数据进行不确定度计算,可供相关实验室参考。
基于根癌农杆菌介导的遗传转化方法的独特优点,研究黑曲霉转化过程中各主要影响因素,建立高效的黑曲霉遗传转化方法。构建双元载体pBI-hph,通过电转导入农杆菌LBA4404中,以黑曲霉TCCC41056为受体菌株,利用潮霉素B基因作为筛选标记,对影响转化效率的孢子悬液的新鲜程度及浓度、农杆菌菌液浓度、共培养时间、共培养温度这五个条件进行分析,建立根癌农杆菌介导的黑曲霉遗传转化体系。实验结果表明,上述条件对黑曲霉的转化效率有较大的影响,通过优化,黑曲霉转化效率可达83个转化子/107分生孢子;整合到黑曲霉基因组的外源基因可以稳定遗传,在转接10代后遗传性能仍保持稳定,并在众多转化子中筛选得到了糖化酶活力提高18%的黑曲霉突变株。根癌农杆菌介导的黑曲霉转化体系的建立,为进一步研究黑曲霉的功能基因以及开发黑曲霉表达系统提供了有力的手段。
以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus JNU20)为实验材料,采用尼罗红(NR)荧光光谱法和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)测定该藻细胞中的油脂含量。研究结果表明NR的最佳染色条件为:染色前微波处理40 s,二甲基亚砜体积分数1%, NR最终质量浓度1.5 μg/ml,染色时间5 min,染色温度40℃。比较了NR荧光光谱法、FTIR与传统重量法测定的该藻在不同时相的油脂积累情况,利用激光共聚焦显微镜观察了细胞中油体形成的动态过程。实验结果表明NR荧光光谱法、FTIR与传统重量法测定的结果显著相关(R2=0.9258, R2=0.9844),但NR荧光光谱法和FTIR更简便快速,研究结果为规模化筛选高含油量藻株及跟踪产油微藻油脂积累过程奠定了基础。
目的:建立基于细胞水平的inositol-requiring 1/X-box-binding protein 1 (IRE1/XBP1)信号通路高通量筛选模型,用于发现新型IRE1/XBP1信号通路抑制剂。方法:构建pCAX-F-XBP1△DBD-luciferase质粒,并与pcDNA3.1质粒共转人胚肾细胞HEK293,G418抗性筛选获得多个稳定表达荧光素酶的单克隆。结果:首先利用内质网应激诱导剂衣霉素(tunicamycin,TM)考察单克隆对内质网应激反应的敏感性,确定6#单克隆用于后续研究;其次对细胞接种量、溶剂DMSO终浓度和TM的作用浓度与孵育时间等条件进行优化,最终确定高通量筛选模型条件, Z'因子达到0.62;最后对包含多个激酶抑制剂在内的449个化合物进行筛选,发现27个潜在的IRE1/XBP1抑制剂,其中MG132、Sunitinib和Staurosporine的IC50分别为6.61(±1.51)μmol/L、6.25(±0.36)μmol/L和48(±8)nmol/L。结论:成功建立有效靶向IRE1/XBP1信号通路的高通量药物筛选模型,为基于IRE1/XBP1信号通路为靶点的药物发现奠定坚实基础。
胸腺嘧啶类似物5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记技术是一种研究DNA复制、修复等生命过程的有效手段。由于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中缺少胸腺嘧啶核苷酸补救途径,胞外BrdU不能有效的渗入到基因组中,使该技术在酿酒酵母中的应用受到极大制约。通过在基因组中引入单纯疱疹病毒胞苷激酶(HSV-TK)和人类平衡核苷转运蛋白(hENT1)基因,工作建立了BrdU标记酵母基因组DNA的方法。在生长对数中期加入0.2mg/ml BrdU,离体检测法检测发现,标记3h的荧光信号较1h、5h时强;胞内检测法结果显示,标记3h时55.3%的基因组DNA中能够渗入BrdU。该工作为酿酒酵母DNA复制、修复等方面提供了直接有效的研究方法。
通过荧光光谱、紫外光谱、傅里叶红外光谱(FTIR)和远紫外圆二色光谱(Far-UV CD)对重金属Hg2+作用下木瓜蛋白酶的结构变化进行了定性定量的表征,探索Hg2+对木瓜蛋白酶变性的抑制机理。结果表明:Hg2+是木瓜蛋白酶的强抑制剂,10－4mol/L的HgCl2可使木瓜蛋白酶丧失90%的活性;随着金属Hg2+浓度的增加,蛋白质所处的微环境和二级结构发生了明显的改变,(α螺旋＋β折叠)结构总量减少,无规则卷曲含量增多,酶的二级结构由规则有序转向无序。
人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus, RSV)是引起婴幼儿下呼吸道感染的最重要的病毒病原,RSV载体疫苗可在人细胞内从头合成,形成的蛋白质构象与RSV自然感染后表达的完全相同,不会导致抗原表位的丧失或变化,形成的免疫力更利于抵抗随后的自然感染;经黏膜途径免疫不会产生疾病增强作用,且能突破母传抗体的干扰,因而受到广泛关注。对近年来RSV载体疫苗的研究进展进行了综述。
在以病毒载体介导的基因治疗研究中,重组腺相关病毒(rAAV)因其疗效和安全性方面的优势,是最有临床应用前景的载体。但其转基因包装容量一般不能超过5.0kb,给需要转导大片段基因的应用带来了困难,限制了rAAV在基因治疗研究中的应用。随着对rAAV细胞转导生物学过程研究的不断深入,发现了一些可以突破rAAV包装容量限制的技术,如反式剪接和同源重组策略,为拓展该载体应用范围提供了可能性。另外,rAAV包装容量限制的特点还可以被用来减少生产过程中具有可复制能力的类病毒杂质的污染,为rAAV的临床安全性提供了保障。
苔藓植物小立碗藓是迄今发现的同源重组率最高的陆生植物,堪与酵母媲美,具有"绿色酵母"之称。高的同源重组频率、简单的发育模式以及单倍体配子体为主的生活史使其渐渐成为研究生物学进程和发育模式的新型模式生物。现对近年来小立碗藓遗传转化系统研究的进展进行总结和分析,为相关研究工作者充分利用这一体系提供帮助。对小立碗藓遗传表达系统的载体构建、转化方法及宿主细胞准备等方面的进展进行了综述,对小立碗藓在基因打靶方面的应用进行了简要总结。
高通量测序技术是DNA测序发展历程的一个里程碑,它为现代生命科学研究提供了前所未有的机遇。详细介绍了以454、Solexa和SOLiD为代表的第二代高通量测序技术,以HeliScope TIRM和Pacific Biosciences SMRT为代表的单分子测序技术,以及最近Life Science公司推出的Ion Personal Genome Machine (PGM)测序技术等高通量测序技术的最新进展。在此基础上,阐述了高通量测序技术在基因组测序、转录组测序、基因表达调控、转录因子结合位点的检测以及甲基化等研究领域的应用。最后,讨论了高通量测序技术在成本和后续数据分析等方面存在的问题及其未来的发展前景。
先进生物燃料一般指来自于非粮食原料的交通运输用生物燃料。近年来,先进生物燃料的发展引起了众多国家的浓厚兴趣,然而,先进生物燃料正处于关键的技术研发阶段,还需经过大量研发以突破技术障碍和示范生产活动后方能进行商业化部署。过去10年内,合成生物学研究大量兴起并不断取得突破,使人们有可能人工设计构建新的高效生命系统,克服生物燃料发展的技术瓶颈,进行先进生物燃料的生产。在介绍先进生物燃料与合成生物学的发展现状的基础上,分析了合成生物学在先进生物燃料研发中的重要价值与研发进展,探讨了合成生物学的发展潜力。
简要对 "十一五"期间国家高技术研究发展计划("863"计划)"基于功能基因组和结构基因组的药物分子设计"重点项目的研究方向及课题设置、课题承担单位及研究人员结构、课题完成情况及所取得的代表性研究成果等方面进行了具体分析和归纳总结,供广大科技工作者参考。
以美国农业部国家农业统计局公布的相关数据为基础,首先简要介绍美国主要农作物种植变化情况,然后对2000~2011年美国主要转基因作物种植面积、性状等进行分析,得出了美国主要转基因作物种植的发展趋势。最后简要介绍我国相应转基因作物的发展情况,并据此提出我国发展转基因作物的几点建议。
