目的：研究同样在维持心脏正常结构和功能过程中发挥着重要作用的转录因子心肌素Myocardin对L型Ca2+通道Cav1.2的转录调控作用及分子机制。方法：全细胞膜片钳技术记录心肌细胞膜Ca2+电流，慢病毒包装技术制备Myocardin-GFP慢病毒用于感染心肌细胞以过表达Myocardin，Real-time PCR定量检测Cav1.2基因mRNA水平，Western blotting检测Cav1.2蛋白表达水平。PCR介导的定点突变技术得到Ca2+通道启动子区特定CarGbox位点突变的突变体。荧光素酶报告系统检测野生型WT和突变体MU启动子活性，以确定Myocardin在Cav1.2基因启动子区的作用位点。结果：全细胞膜片钳技术表明Myocardin激活Cav1.2而增加心肌细胞膜Ca2+电流，real-time PCR和Western blotting结果表明，Myocardin激活Cav1.2基因的转录和表达，荧光素酶报告系统检测突变体启动子活性，发现Myocardin激活Cav1.2基因的转录依赖其启动子区的CarGbox。结论：Myocardin通过与Cav1.2基因启动子区CarGbox结合进而激活其转录和表达，促进Ca2+通道蛋白装配到心肌细胞膜上，加强Ca2+内流，增强膜电流。
目的：从土样中分离纯化粘细菌，对其进行鉴定与归类，以丰富粘细菌菌种资源，并对其进行抗肿瘤活性初步研究，为抗肿瘤药物开发奠定基础。方法：采用灭活大肠杆菌诱导法，从土样中分离纯化粘细菌，结合形态观察、生理生化特征及16S rRNA基因序列同源性分析进行菌株鉴定；向发酵液上清中加入XAD-16大孔吸附树脂提取发酵产物粗提物，CCK-8法进行体外抗肿瘤活性研究；RP-HPLC分离抗肿瘤活性组分，LC-MS/MS分析其分子质量。结果：分离并鉴定了STXZ77菌株，命名为Myxococcus stipitatus STXZ77。该菌株的发酵产物XAD-16树脂粗提物对小鼠黑色素瘤细胞B16、小鼠乳腺癌细胞4T1、人肝癌细胞SMMC-7721、人宫颈癌细胞HeLa、人结肠癌细胞SW480等多种肿瘤细胞具有较好的细胞毒性，作用24h的IC50值分别为5.34μg/ml、13.50μg/ml、11.93μg/ml、28.70μg/ml、48.09μg/ml，而对正常细胞人脐静脉血管内皮细胞HUVEC的毒性较小，IC50值为17.09μg/ml，小于B16、4T1及SMMC-7721的细胞毒性。RP-HPLC分离得到抗肿瘤活性组分AP-C，质谱分析其分子质量为422.99m/z。结论：从土样中分离得到粘细菌Myxococcus stipitatus STXZ77，从该菌中分离得到抗肿瘤活性组分AP-C，具有开发成抗肿瘤药物的潜在价值。
以产油酵母圆红冬胞酵母（Rhodosporidium toruloides）作为研究对象，系统地研究了氮、磷、硫限制对其油脂积累的影响，并在3L生物反应器上考察了R.toruloides在C/P摩尔比为1 133.3时初始葡萄糖浓度对油脂生产的影响。结果表明：氮、磷、硫中任意一种营养元素受限，均能促使R.toruloides在胞内积累高于自身干重60%的油脂；通过改变培养基的组成，可以调节油脂中脂肪酸的构成，使油脂中饱和脂肪酸比例高于70%或不饱和脂肪酸比例高于60%。就油脂生产强度及转化效率而言，磷限制优于氮限制或硫限制。当C/P摩尔比相同时，初始葡萄糖浓度越低越有利于油脂生产。对采用不同原料生产微生物油脂的技术有一定指导意义。
叶酸代谢途径中的亚甲基四氢叶酸脱氢酶（MTHFD）可将5，10-亚甲基四氢叶酸氧化为5，10-甲炔基四氢叶酸，此过程会生成NADH或NADPH。对高山被孢霉中的MTHFD基因进行克隆、表达和功能鉴定，可进一步阐明脂质合成所需还原力NADPH的来源。首先对MTHFD序列进行分析，并以pET28a（+）质粒为载体构建了MTHFD的表达载体，然后转化至大肠杆菌BL21中进行诱导表达。进一步利用Ni金属螯合层析纯化目的蛋白，采用比色法分析酶反应产物，表明纯化蛋白质具有MTHFD活性。高山被孢霉MTHFD对NAD+和NADP+均具有催化能力，但更偏好于将NADP+转化为NADPH。最后对高山被孢霉进行发酵培养，发现MTHFD的转录水平在脂质开始积累后发生了明显的上调，表明MTHFD在高山被孢霉脂质合成过程中发挥重要作用，很可能是脂质合成所需NADPH的关键来源。这为对高山被孢霉进行分子改造，使之成为高产各种多不饱和脂肪酸的细胞工程提供了理论依据。
为了提高来源于Geobacillus sp.CHB1环糊精葡萄糖基转移酶（CGTase）的催化效率和产物特异性，对其氨基酸序列和模拟结构进行了分析，确定其淀粉结合位点2处第623位氨基酸残基的构象可能影响其催化效率。运用重叠PCR技术，在其淀粉结合位点2处第623位（N623）进行定点饱和突变，构建19种不同氨基酸残基突变体。将突变基因与pET-28a（+）-ompA载体连接并在大肠杆菌BL21（DE3）中表达。以可溶性淀粉为底物进行酶催化实验，HPLC分析反应产物中的环糊精含量变化。结果表明，相对于野生型CGTase，突变酶N623T的催化效率明显提高，总环化活力提高了58.6%，α-环化活力提高了64%，β-环化活力提高了80.5%，而γ-环化活力降低了35.3%。产物特异性方面，相比野生型CGTase，突变酶N623T的淀粉总转化率从11.3%提高至39.7%，提高了251.3%，其中α-环糊精、γ-环糊精所占比例缩减为32.8%和7.7%，β-环糊精提高至59.5%。分析其可能机制为：与野生型CGTase相比，突变体N623T中苏氨酸残基代替了天冬酰胺，造成淀粉结合位点2处的构象发生了变化，该构象优化底物作用方向有利于反应的进行，从而提高了酶的催化效率。
虾青素是自然界广泛存在的一种橘红色类胡萝卜素，广泛应用于食品、药品和化妆品行业。在虾青素的制备中，雨生红球藻是生产虾青素的最有效来源，目前提高虾青素产量的方式主要为提高生物量和产物合成率。目前已有大量研究针对生物量的优化，但依然存在改善空间。为此，尝试用城市生活污水作为培养基对雨生红球藻进行培养。结果表明，生活污水能促进雨生红球藻的生长，其产量是现有BG11培养基的2倍；虾青素的合成时期显著提前（P<0.05），且体内重金属含量未明显富集，处在安全浓度范围。此外，养藻后的城市生活污水中氮、磷含量显著降低（P<0.05），高氮、磷富余的情形得到有效改善。证实利用污水培养雨生红球藻的双重效应，一方面有利于积累藻类生物量，另一方面有助于净化水质，在经济效益和生态效益上具有极好的发展潜力。
目的：建立高效液相色谱法测定融合蛋白GGH原料和注射用粉针剂含量的方法，筛选制备粉针剂的辅料和pH，进行6个月的长期稳定性试验。方法：高效液相色谱采用Waters DELTA PAK C18色谱柱，流动相为乙腈和水，梯度洗脱20min，检测波长280nm。根据粉针剂的外形、复溶性、稳定性和活性保留率筛选填充剂及pH。结果：GGH在0.2~1.6mg/ml范围内线性关系良好，可用此方法进行制剂的含量检测；选用4%的甘露醇作为填充剂并调节pH为5.5，可以制备性质较为稳定的GGH冻干粉针剂。结论：可采用含量和纯度检测结合外观性状观察法用于粉针剂的制备工艺筛选，为申报新药提供参考。
木质纤维素乙醇具有替代化石燃料的潜力，其生产过程包括生物质预处理、纤维素酶生产、水解和发酵等多个步骤。将纤维素酶生产、水解和发酵组合在一起的统合生物加工过程（consolidated bioprocessing，CBP）由于能降低水解和发酵成本而具有应用于纤维素乙醇生产的潜力，该技术的关键是构建能有效降解纤维素的工程菌株，而构建表达纤维素酶的酿酒酵母即是其中一种选择。采用鸡尾酒多拷贝δ整合的策略将7种纤维素酶基因（Trichoderma reesei cbh1、cbh2和egl2，Aspergillus aculeatus cbh1、egl1和bgl1）表达盒整合至酿酒酵母W303-1A染色体上，经4轮整合筛选得到菌株LA1、LA2、LA3和LA4。对这4个菌株进行纤维素酶活性测定，结果表明从LA1到LA3各种纤维素酶活性呈递增趋势，而LA4的酶活性与LA3的酶活水平相当。对菌株LA3进行酸碱预处理玉米芯料的发酵评价，结果表明：①在外加商品化纤维素酶的情况下，与对照菌株W303-1A和AADY相比，LA3能有效利用纤维素料发酵产醇；②与分步整合的菌株W3相比，发酵性能更优；③培养基中的营养成分影响菌株发酵性能。这些结果表明，鸡尾酒δ整合是一种有效的构建酿酒酵母CBP菌株的方法。
目的：基于同源单交换原理构建地衣芽孢杆菌基因快速敲除方法，提高基因敲除效率。方法：以地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）20085内切纤维素酶基因celb为拟敲除对象，利用重叠PCR技术将celb基因内约500bp片段与氯霉素抗性基因（Cmr）相连接，经末端单酶切后电转化至B.licheniformis 20085感受态细胞中，仅通过一次同源单交换，将抗性基因Cmr插入至celb基因内部，实现目的基因的敲除。结果：经过氯霉素抗性筛选和基因组PCR鉴定，成功获得celb基因缺失菌株B.licheniformis 20085Δcelb；发酵验证结果显示，B.licheniformis 20085Δcelb较原始菌株滤纸崩解能力显著降低，其中发酵60h后内切纤维素酶（CMC酶）活力由1.86U/ml降低至0.50U/ml，表明celb基因在地衣芽孢杆菌降解纤维素的过程中起着重要作用。结论：通过重叠PCR技术结合同源单交换原理能够实现地衣芽孢杆菌目的基因的快速敲除，为该菌株甚至其它微生物提供了一种基因功能快速鉴定的手段。
为实现胆固醇的高效生物氧化，利用基因工程手段将编码简单节杆菌胆固醇氧化酶的DNA片段克隆到质粒pTY2中，构建pTY2-5332插入表达载体。该载体以简单节杆菌基因组中的16S rDNA位点为整合点，提高了胆固醇氧化酶在基因组中的拷贝数，实现了简单节杆菌胆固醇氧化酶的过表达。重组菌的生长实验分析表明，插入到16S rDNA位点的胆固醇氧化酶没有影响简单节杆菌的生长。重组菌可在20h将2g/L的胆固醇完全转化为4-胆甾烯-3酮，比原始菌的转化时间缩短了4h，提高了胆固醇的转化效率。经过转化条件优化确定了该重组菌以2%的接种量后继续培养16h，然后胆固醇经120目过筛后投料量为2g/L，并添加2%（体积比）二甲基甲酰胺作为促溶剂；胆固醇添加18h后可完全转化为4-胆甾烯-3-酮，是优化前的1.11倍。
RNA编辑是RNA转录过程中序列变化而引起的一种基因动态调控机制。腺苷脱氨酶（adenosine deaminases acting on RNA， ADAR）参与RNA编辑，将双链RNA中腺苷残基（A）转化为肌苷（I），接着被转录和拼接成鸟苷（G）。由ADAR催化，作用于RNA的A-I型RNA编辑是人类最常见的转录后修饰。近年来，这种修饰不仅存在于编码RNA中，在非编码RNA（noncoding RNA， ncRNA）中也逐渐被发现，如microRNA（miRNA）、小分子干扰RNA（siRNA）、转运RNA（tRNA）和长链非编码RNA（lncRNA）。这种修饰可能通过对microRNA和mRNA之间结合位点创造或破坏，进而影响ncRNA的生物起源、稳定性和靶向识别功能。目前，对这种生物现象的机制及ADAR底物，尤其是在ncRNA中的特性仍然没有得到充分的认识。主要对哺乳动物中ncRNA上的RNA编辑进行总结，并列举一些阐明其生物学功能的计算方法。
三萜化合物具有可观的药用价值和经济价值，但是目前的生产过程复杂、产量低，利用微生物异源合成三萜化合物已成为当前研究趋势，大肠杆菌作为常用萜类合成底盘细胞具有异源合成三萜化合物及其前体的天然优势和研究前景。对三萜化合物微生物异源合成研究进展进行了综述，从三萜化合物合成代谢途径、关键酶的特点及大肠杆菌三萜表达模块和底盘细胞适配三个方面对该途径进行了阐述和分析，针对实现大肠杆菌高效合成三萜类化合物所需要解决的基础问题进行讨论，为扩展大肠杆菌作为三萜化合物合成底盘细胞提供建议和前景分析。
游离脂肪酸作为一种重要的平台化合物，其衍生产品被广泛应用到能源、化学工业中。作为更加可持续、绿色的生产策略，利用工程微生物合成游离脂肪酸是以石油基和动植物为原料生产脂肪酸类产品的重要补充。大肠杆菌作为经典的模式微生物，通过对其进行代谢工程改造，脂肪酸的积累已经从痕量提高到了约9g/L，展示了其作为脂肪酸合成菌株的巨大应用潜力。随着合成生物学技术的涌现，“感应-调控器”、体外重构、β氧化逆循环、异源合成途径的整合等思路的引入极大地加快了工程大肠杆菌脂肪酸合成的进化速率，并赋予大肠杆菌合成多种脂肪酸产品的能力。对近年来通过代谢工程和合成生物学手段改造大肠杆菌合成游离脂肪酸的研究进展进行综述，对其发展前景进行展望。
据世界卫生组织不完全统计，药用植物在发展中国家和发达国家的使用量均逐年上升。随着对药用植物需求和消耗的不断增加，许多药用植物资源急剧减少。面对日趋严峻的药用植物资源，利用转基因技术进行品种改良，提高其有效成分含量成为研究的重要方向之一。基于德温特数据库的专利信息，对收录的有关转基因药用植物领域的专利文献进行统计分析，分别从全球和中国本土两个层面对转基因药用植物的研究现状、核心技术、研究热点、技术分布与格局等方面进行研究。结果表明，在转基因药用植物领域美国技术实力最强，而中国专利数量名列前茅，但其国际影响力尚且不足。研究结果为相关企业和科研机构掌握转基因药用植物的发展趋势提供必要的情报支持。
转基因抗虫棉是中国商业化应用最成功的转基因作物，已有许多研究对转基因棉花种植的成本效益和农户生产决策的影响因素进行了深入分析，但对其具体推广过程缺乏足够了解。通过小组访谈和创新树的分析方法，以转基因抗虫棉为例，对转基因生物技术在我国的推广和传播途径开展了研究。研究发现，种业公司转基因作物种子的生产能力直接影响转基因作物的初始规模，来自政府研究机构和种业公司的技术推广者在转基因生物技术的扩散过程中都起着重要作用，公共农技推广服务对于宣传相关信息和知识尤为重要，社会资本也有助于转基因抗虫棉在中国的快速传播和采用。研究结论对推进我国公共农技推广体系改革、完善多元社会化服务主体协作及生物技术研发具有重要启示作用。
维生素A缺乏是一种严重的营养不良，会导致许多健康问题，特别是对于贫困地区的妇女和儿童。为了应对这一挑战，瑞士科学家Ingo Potrykus和德国科学家Peter Beyer采用现代生物技术成功将水仙花的八氢番茄红素合成酶基因克隆并转入水稻胚乳从而发明了能有效补充人体所需维生素A的富含胡萝卜素的“黄金大米”。然而公众对于“黄金大米”的态度却陷入了巨大争论。为此，基于美国Web of Science数据库核心集全部论文的检索，对“黄金大米”的研发历史、科学效果、社会效益和未来挑战进行了追踪。结果表明，“黄金大米”是安全有效的，其商业化将给人类带来健康福利，但其商业化生产仍任重道远。
以转基因大米品尝会为例，通过问卷调查、访谈法、观察法研究由公众主动发起的科学传播活动及其参与者。描述了该类活动的发起和组织过程，发现参与者是一群热爱科学、认同科学价值并愿意传播科学的人，他们的行动对自己、对亲友、对社会都产生了一定的影响。转基因大米品尝会以及类似的活动是转型期中国情境下的公众参与科学实践。
美国“国家生物工程食品信息披露标准”法案出台的主要目的是统一转基因食品标识立法，避免出现州各自为政、部分州与联邦对立的局面，减少州际食品生产和交易的成本。法案优先于州标识立法，它在要求“强制”的同时，也为经营者提供了多种信息披露方式。披露要求及标准则由农业部在两年内制定规章予以确定。这一法案是美国各方妥协的结果，并未影响原有的生物技术政策和管理原则。在我国，转基因技术相关立法上亦存在矛盾和冲突，转基因食品标识问题尚未有定论。美国立法妥协的艺术值得我国借鉴，各方应当认可国家发展生物技术的目标。我国转基因食品标识立法需要高层次立法的明确授权，设置更多样的标识方式，并进行充分的法律实施评估。
