miRNA(microRNA)是一类小的非编码RNA,普遍存在于动物、植物等多个物种中,研究表明在原生生物以及病毒中也有miRNA。miRNA在生物的成长、发育、细胞凋亡、神经紊乱、癌症等多个方面都起到至关重要的作用,miRNA还可作为Biomarker应用于癌症等疾病的诊断和治疗。miRDOA (miRNA Database and Online Analysis)数据库存储了二百多个物种的miRNA相关信息,提供了基本的浏览和搜索功能。用户可以通过物种来浏览miRNA相关数据,也可以通过miRNA、靶基因或者序列进行检索。除此之外,miRDOA还提供了在线分析模块,主要对高通量测序数据进行初步分析,在此基础上,添加了靶基因预测、表达谱数据差异分析,以及在线BLAST功能。miRDOA是一个完全免费的开源的数据库网站,并实时更新。
癌症的基因组测序对于癌症的预防、诊断、预后、治疗以及基础生物学研究都有巨大的潜在的应用价值,正是由于其方向广泛,所以基因组测序的方案制定对于实现特定的研究目标,就显得尤为重要。同时,了解了基因组测序方案制定的规则,也有助于评估如今快速增长的发表文献的正确性和重要性。主要论述高通量测序技术在癌症基因组测序中的实际应用,并讨论癌症基因组测序在方案设计和方法学上如何调整,才能更好地实现特定的研究目的。
活禽贸易和H7N9禽流感病毒传播之间存在关联,应用大数据技术分析活禽交易网络数据,可进行疫情溯源并预测未来传播趋势。从流感研究数据库中获取了截止至2013年分离得到的H7N9毒株的血凝素基因核酸序列,构建系统进化树推断2013年上半年疫情中H7N9在各省及城市间的传播情况,并与大数据推断结果进行对比分析。结果表明,系统进化树推断结果更为准确,但大数据分析能够提供更多地区的信息且具有更好的时效性,同时推断的传播模型准确度较高,在H7N9疫情的应对中具有较高的应用价值。
简单重复序列亦称微卫星,被成功应用于许多真核生物、原核生物和病毒的基因组和进化研究,但是噬菌体中的微卫星目前很少被研究。因此对60条尾病毒目基因组中的微卫星和和复合型微卫星(由两个或两个以上直接相邻的微卫星组成)做综合性分析,在这60个基因组中总共观察到11 874个微卫星和449个复合型微卫星。相关性分析表明微卫星个数与基因组大小成正线性相关(ρ=0.899, P<0.01)。参考序列中的微卫星个数少于对应的随机序列中微卫星个数,这种反常现象主要是因为参考序列含有较少的单核苷酸和二核苷酸重复。A/T和AT/TA重复是单核苷酸和二核苷酸重复中最主要的类型,因此单核苷酸重复中的GC含量明显低于相应的序列中的GC含量;相比之下,微卫星中的二核苷酸和三核苷酸重复的GC含量与对应的参考序列的GC含量无明显区别。尾病毒目基因组中的这些结果与其它生物体基因组存在一定的差别。有助于了解尾病毒目中微卫星的分布、进化和生物学功能。
核小体定位是复制起始调控的重要因素,但是核小体定位是如何调控真核生物的复制起始,目前还不是很清楚。研究酵母Ⅲ号染色体上的不同活性复制起始序列形成核小体能力对探究真核生物DNA复制起始机制有着重要的生物学意义。酿酒酵母Ⅲ号染色体上的10个复制起始序列分为高活性和低活性两组复制起始序列,利用核小体体外组装技术,将回收纯化的高活性和低活性复制起始序列分别与组蛋白八聚体在体外进行梯度盐透析组装形成核小体,并进行Biotin标记检测,然后用Image J软件分析不同复制起始序列组装形成核小体能力的强弱。结果表明,用Image J软件对核小体组装能力强弱进行分析:ARS304>ARS303>ARS313>ARS302>ARS306>ARS314,ARS305,ARS307,ARS309,ARS315。低活性复制起始序列较高活性复制起始序列更易形成核小体;复制起始位点偏好出现于核小体缺乏区。
研究产电微生物胞外电子传递过程和机制,发现与产电效率相关的关键基因、通路和代谢物,是微生物燃料电池研究中的关键技术。为了发现在胞外电子传递过程中起到关键作用的基因以及通路,首先利用比较基因组学的方法,以模式微生物大肠杆菌和同属希瓦氏菌的其他菌株为参考,构建了Shewanella.onedensis MR-1的全基因组基因转录调控网络,大大扩展了目前已知的基因调控关系。然后以此网络为基础,结合基于蛋白质相互作用分析得到的胞外电子传递通路,构建了与胞外电子传递直接传递密切相关的细胞色素C编码基因及其相关调控基因构成的子网络,结合全基因组基因表达数据,研究了特异性条件下胞外电子传递的可能通路和基因调控过程。
近年来基于重组酿酒酵母全细胞的新型疫苗研究报道不断出现。以结核杆菌重要保护抗原ESAT6和Ag85B为对象,采用pHR酿酒酵母表达系统,构建了两种分别表达ESAT6-Ag85B(EA)和IFN-γ-ESAT6-Ag85B(IEA)融合抗原的重组酿酒酵母Yeast-EA和Yeast-IEA。重组酵母以皮下注射方式免疫小鼠后,小鼠产生高水平Ag85B特异性抗体,淋巴细胞分泌IFN-γ、IL-2等细胞因子,无IL-4产生,发生Th1型细胞免疫应答,其中Yeast-IEA效应更强,优于传统的BCG疫苗。实验证实重组酵母能够刺激树突状细胞的成熟分化。研究结果显示结核分枝杆菌抗原重组酿酒酵母全细胞疫苗具有发展成为新型抗结核疫苗的潜力。
目的:在大肠杆菌中表达1型单纯疱疹病毒(HSV-1)囊膜糖蛋白gD,纯化重组蛋白并对其免疫活性进行鉴定。方法:将HSV-1 gD 基因克隆入原核表达载体pET-28b,利用异丙基-B-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导重组质粒转化的大肠杆菌,探讨IPTG浓度、诱导时间、诱导温度对重组蛋白表达的影响;盐酸胍裂解变性包涵体,镍柱亲和层析法纯化gD蛋白,并对纯化后的蛋白进行透析复性;Western blot和ELISA检测gD蛋白的免疫活性。结果:酶切和测序结果表明gD基因克隆入pET-28b载体。该重组质粒转化的大肠杆菌经IPTG诱导后重组蛋白主要以包涵体形式存在,大小约40kDa。gD蛋白诱导表达的最佳条件为0.5mmol/L IPTG于37℃诱导8h。镍柱亲和层析法纯化获得的gD蛋白总量为3.1mg/L,透析复性后获得的gD蛋白总量为1.3mg/L,复性率为41.37%。Western blot及ELISA检测表明表达的gD蛋白具有免疫活性。结论:在大肠杆菌中表达并纯化获得具有免疫活性的HSV-1 gD蛋白,为进一步制备HSV-1诊断试剂和预防疫苗奠定了基础。
利用DNA重组、原核表达、Chitin-Beads柱和HPLC纯化、质谱鉴定等技术,制备了一种新型具有抗2型糖尿病功能的VPAC2受体激动剂RD,并初步研究和揭示了其在Ⅱ型糖尿病治疗中有效促进胰岛素信号传导的分子机制。实验结果表明:利用基因重组技术制备的VPAC2受体激动剂RD的分子量为3 785.0 Da,纯度为96%;将重组肽作用于正常或胰岛素抵抗的3T3-L1 脂肪细胞(IR模型细胞),1和5μmol/L 重组肽RD可促进正常3T3-L1脂肪细胞IRS-1 蛋白的表达(分别增加36%和42%),而促进IR模型细胞IRS-1 蛋白的表达增加更为明显(分别增加55%和63%)。IR模型细胞经1,5和10μmol/L重组肽RD处理后,pIRS1(ser307)的表达水平分别比降低了5.9%,10.7%和32.7%。在IR模型细胞中,5和10μmol/L RD处理组,IRS-2蛋白的表达水平分别降低12.8%和40.6%;而1,5和10μmol/L RD各处理组pIRS2蛋白的表达水平分别降低35.1%,40.8%和48.5%。5 and 10μmol/L RD处理的IR模型细胞中Akt蛋白的表达显著增强,表达量分别增加74%和77%。1,5 和10μmol/L的重组肽RD处理的IR模型细胞中,Akt Ser473磷酸化水平分别降低33.9%,64.0%和71.1%;Akt Thr308磷酸化水平分别升高13.5%,78.6%和83.3%。建立了重组VPAC2受体激动剂RD的制备技术,并在体外细胞水平检测了其效果(显著促进正常3T3-L1脂肪细胞及IR模型细胞IRS-1 蛋白的表达;降低IR模型细胞pIRS1(ser307),IRS-2,pIRS2蛋白的表达;促进IR模型细胞Akt蛋白的表达及Akt Thr308磷酸化水平等),为阐明其在2型糖尿病治疗中的分子作用机制及药用研发提供了实验基础。
以SPUEC101(产琥珀酸)为出发菌,利用RED同源重组技术敲除延胡索酸还原酶基因frdB,得到重组菌株SPUEC103(△frdB),通过减少延胡索酸生成琥珀酸的通量,实现延胡索酸的积累。实验结果表明:敲除frdB基因后,缺陷菌株生长速率降低,利用葡萄糖的能力也有所降低,同时敲除frdB基因较大程度地改变琥珀酸、延胡索酸等的分布,在两阶段发酵中,当发酵培养基中添加30 g/L的葡萄糖时,琥珀酸和延胡索酸得率最高,对比SPUEC101,SPUEC103的琥珀酸产量产率由24.6%下降为15.4%,并有延胡索酸和少量的苹果酸生成,分别为0.182±0.002 g/L和0.023±0.002 g/L,同时丙酮酸和乙酸含量也略有升高,分别由1.87±0.02 g/L、0.012±0.002 g/L上升到2.36±0.03 g/L、0.862±0.012 g/L。
芽孢杆菌因其可产生多种生理活性物质,在环境污染修复、生物防治、微生物采油等领域具有广阔的应用前景。莫哈韦芽孢杆菌Bacillus mojavensis JF-2和解淀粉芽孢杆菌B. amyloliquefaciens BQ-6是从油田筛选出的产脂肽类表面活性剂菌株, 但在微生物采油实际应用中受到氧气浓度、盐度及pH的限制。原生质体融合是改变微生物代谢功能的一种简便有效的方法,以上述两株芽孢杆菌为对象,利用4因素3水平正交试验来探索菌龄、溶菌酶浓度、酶解温度和酶解时间对原生体制备、再生的影响。此外,对两菌株进行了双亲灭活原生质体融合,通过筛选得到了一株工程菌HY-4,并对其进行了初步的评价。结果表明:菌龄、溶菌酶浓度和酶解时间显著影响芽孢杆菌原生质体制备率及再生率(P<0.05),且在溶菌酶处理前用生理盐水多次洗涤菌体细胞,可提高制备率。两种芽孢杆菌原生质体制备及再生的最优条件均为:菌龄7 h、溶菌酶浓度2.5 mg/ml、酶解时间30 min、酶解温度42 ℃。融合子HY-4的最高耐盐度为15%,可耐50 ℃高温,代谢产脂肽的pH范围为4.0~9.5,且在好氧及厌氧条件下均能够代谢产脂肽,在厌氧条件下生长迅猛(细胞干重>1.6 g/L)。综上所述,融合子HY-4具有较大的应用潜力,该研究为芽孢杆菌的遗传育种打下了方法学基础,并对驱油微生物菌种的选育具有指导意义。
以新近分离的淡水绿藻——尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus)为研究对象,将改良的BG-11培养基中的初始NaNO3浓度降低为6.0mmol/L和3.6mmol/L,利用新设计的内置拉筋平板式光生物反应器对尖状栅藻(S. acuminatus)进行大量培养。测定不同时相的生物量、总脂含量、脂组分含量及脂肪酸组成和含量,分析尖状栅藻(S. acuminatus)大量培养时的生长和油脂积累规律。当初始NaNO3浓度为6mmol/L时其最高生物量(6.27g/L)明显高于初始NaNO3浓度为3.6mmol/L时的生物量(5.30g/L);而最高的总脂含量在初始NaNO3浓度为3.6mmol/L时获得为干重的56.6%,高于初始NaNO3浓度为6mmol/L时的总脂含量(51.6%)。总脂经硅胶柱层析分级后得到三种类型的脂组分:中性脂、糖脂和磷脂,随着培养时间的延长中性脂含量逐渐增加,培养至18d后,中性脂的含量分别达到总脂的 90.9%(6 mmol/L NaNO3)和 92.0%(3.6 mmol/L NaNO3)及干重的 47.5%(6.0 mmol/L NaNO3)和 51.4%(3.6 mmol/L NaNO3)。主要脂肪酸组成为棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚麻油酸和亚麻酸,这六种脂肪酸在不同时相的含量变化范围分别为89.92%~96.18%(占总脂肪酸)和12.5%~50.7%(占细胞干重)。总脂、中性脂及总脂肪酸单位体积产率分别为:0.18 g/L/d,0.16 g/L/d和0.15 g/L/d(6.0 mmol/L NaNO3)及0.16 g/L/d,0.15 g/L/d和0.15 g/L/d(3.6 mmol/L NaNO3)。研究结果表明,尖状栅藻(S. acuminatus)是一株易于规模化培养、脂肪酸组成适合于生物柴油生产的高产油微藻。
维生素E(vitamin E, VE)是一类由光合生物合成的、人类饮食中必不可少的两种抗氧化物质,分为生育酚和生育三烯酚两大类。除了生育酚类物质所具有的抗氧化作用外,生育三烯酚还有很强的降胆固醇、预防糖尿病、促进骨吸收、抗癌和神经保护的作用,因此,VE被广泛应用于医药、食品、化妆品等行业中。本文主要综述了植物维生素E生物合成相关酶的研究进展以及利用基因工程手段提高植物维生素E活性的新策略。其中,多基因共转化、多基因操纵子及质体转化等方法为提高植物维生素E活性提供了新的思路。
随着植物转基因研究的不断深入,对基因重组系统提出了新的要求。位点特异性重组系统具有高效、精确等的优点,在植物基因工程领域的应用越来越广泛。对常用的三类位点特异性重组系统的作用机制、优缺点及其应用进展进行了全面的综述,期望为植物转基因研究提供技术参考。对于目前研究较为热点的基因编辑技术CRISPR-Cas系统作了简要概述。
光合细菌以其无毒、繁殖快、适应能力强、易人工培养等优点而在环境治理中受到重视。国内外对光合细菌的研究主要集中在水产养殖业(如净化水质,作饵料添加剂等)和生活及工业重污染水处理中的作用,关于光合细菌在景观微污染水体治理方面的作用研究较少。课题组研究发现光合细菌中的沼泽红假单胞菌对西南大学景观水中氨氮的去除率高达95%,暗示光合细菌能有效治理景观水污染。综述了光合细菌的分类、脱氮除磷原理以及目前光合细菌在治理有机废水、重金属废水和养殖污水方面的应用,并展望了光合细菌在处理景观微污染水体方面的应用前景,以期为进一步研究光合细菌在景观水治理中的作用提供参考。
组织工程产品包括人造皮肤、血管、软骨、骨、角膜、心脏瓣膜、气管、肌腱、韧带、神经、肌肉、骨髓、生殖道、尿道、肠、乳房、肝脏、肾脏、胰脏、心脏、膀胱、手等,但绝大部分处于实验室研究探索阶段,正在进行临床实验或批准应用还不多。已经获得批准的主要是皮肤产品、软骨及骨产品、心血管产品、神经系统产品、人工器官等,其临床应用较多。今后将会有越来越多的组织工程产品面世,其临床应用也会越来越广泛。
