2017年, 第37卷, 第3期 
刊出日期:2017-03-25
  

  • 全选
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    研究报告
  • 陈坤, 曹雪玮, 张琴, 赵健, 王富军
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 1-9. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170301
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    许多肿瘤细胞表面表皮生长因子受体EGFR都存在过表达现象。考察了牛痘病毒生长因子(VGF)中的EGFR结合域(S3)与人的肝素样表皮生长因子(HB-EGF)来源的肝素结合域(命名为HE)重组后对肿瘤细胞的选择性。通过重组表达带有靶向和穿膜结构域的EGFP-S3-HE和EGFP-S3-HE-TATm两种融合蛋白与正常细胞和肿瘤细胞的共孵育实验来研究其对肿瘤细胞的特异性靶向吸附和穿膜效应。进一步将S3-HE-TATm靶向穿膜序列与苦瓜来源的核糖体失活蛋白MAP30融合,可显著提高MAP30对肿瘤细胞的抑杀作用,但这种抑杀作用却对正常细胞仍保持在较低水平。由此表明S3-HE-TATm是一种新型优异的肿瘤细胞靶向药物运输载体,可用于肿瘤治疗的进一步开发研究。

  • 吉彩霞, 刘晓骅, 徐丽, 董超群, 罗进勇
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 10-17. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170302
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    目的:研究Runx1在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic proteins 9,BMP9)诱导小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)成骨分化中的作用。方法:用BMP9腺病毒感染MEFs细胞,利用RT-PCR和Western blot分别在mRNA和蛋白质水平检测Runx1的内源性表达;构建过表达Runx1的重组腺病毒Ad-Runx1,并在mRNA和蛋白质水平验证Ad-Runx1的效果;用Ad-Runx1和BMP9条件培养基共处理MEFs,检测成骨早期指标碱性磷酸酶(ALP)染色和活性,茜素红S染色检测成骨晚期指标钙盐沉积;RT-PCR和Western blot分别检测成骨关键转录因子Runx2在mRNA和蛋白质水平的变化。结果:Ad-BMP9处理MEFs细胞后,可使Runx1在mRNA和蛋白质水平表达上调;构建的Ad-Runx1处理MEFs后,可使Runx1在mRNA和蛋白质水平表达上调;Ad-Runx1处理BMP9诱导的MEFs细胞后,增强了ALP活性和钙盐沉积以及Runx2在mRNA和蛋白质水平的表达。结论:Runx1可以促进BMP9诱导的间充质干细胞MEFs的成骨分化。

  • 盛彬, 杨帆, 孙心旖, 陈瑶, 李莉, 杨建一, 杜圣家, 刘铭
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 18-26. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170303
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    目的:构建GPRC6A基因过表达的前列腺癌LncapC4-2细胞株,检测细胞迁移和侵袭能力改变及EMT相关基因表达,为研究GPRC6A介导的EMT在前列腺癌发生发展过程中的作用奠定基础。方法:构建过表达GPRC6A的慢病毒载体pCDH-GPRC6A,人胚肾293T细胞包被病毒并感染LncapC4-2细胞株,Puromycin筛选获得稳定过表达GPRC6A的细胞株。RT-PCR和Western blot验证细胞GPRC6A的过表达情况。划痕和transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力,qPCR检测EMT相关基因表达。结果:成功构建GPRC6A表达的慢病毒载体,RT-PCR和Western blot检测LncapC4-2 GPRC6A过表达细胞株中GPRC6A的mRNA和蛋白质表达增高,与对照相比较,在过表达GPRC6A的LncapC4-2细胞中,细胞迁移和侵袭能力增强,并且EMT相关基因E-cadherin表达降低而SNAIL表达增高。结论:成功构建过表达的GPRC6A的前列腺癌细胞株,肿瘤细胞中的GPRC6A可能通过增强细胞迁移和侵袭能力并促进细胞EMT而参与前列腺癌发生发展过程。

  • 赵燕, 郝燕妮, 刘南京, 李婷, 吴小候, 罗春丽
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 27-36. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170304
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    目的:探讨miR-145调控PLCε对膀胱癌细胞T24上皮间质转化(EMT)和迁移的影响及可能的分子机制。方法:①腺病毒感染T24细胞,划痕实验和Transwell检测细胞的迁移能力;RT-PCR、Western blot分别检测PLCε及EMT相关分子的表达;为探究其分子机制,Western blot检测GSK-3β磷酸化(Ser9位点)和Snail的表达情况。②利用生物信息学技术预测可能调控PLCε的miRNA,结合文献报道的膀胱癌microRNA表达谱结果筛选出miR-145;转染miR-145 mimics至T24,qPCR检测miR-145、PLCε的表达,Western blot检测PLCε的表达。③转染miR-145 mimics,Western blot检测EMT相关分子及p-GSK-3β、Snail;划痕实验、Transwell检测过表达miR-145后细胞的迁移能力。结果:①干扰PLCε表达能显著抑制细胞的迁移,同时,使T24细胞中E-cadherin表达上调,N-cadherin和Vimentin表达下调;干扰PLCε后,GSK-3β磷酸化(Ser9位点)水平下降,Snail表达降低。②转染miR-145 mimics可使T24细胞中miR-145表达增高,且明显抑制T24细胞中PLCε的表达。③在T24中过表达miR-145,细胞迁移能力显著下降,EMT标志分子的表达情况与沉默PLCε结果一致。同时,与阴性对照组相比,转染miR-145 mimics组p-GSK-3β和Snail表达显著减少。结论:PLCε通过GSK-3β/Snail信号通路促进膀胱癌细胞T24发生EMT及迁移,miR-145可以逆转PLCε诱导膀胱癌EMT的发生,从而阻止膀胱癌细胞的迁移。

  • 倪璇, 高金欣, 余传金, 刘铜, 李雅乾, 陈捷
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 37-42. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170305
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    利用农杆菌介导的基因转化(Agrobacterium-mediated transformation,ATMT)技术构建玉米弯孢叶斑病菌突变体库,并从中筛选到了一个毒素合成相关基因clt-1。对clt-1基因编码的蛋白质进行生物信息学分析,结果表明CLT-1的分子质量为81.984 8kDa,等电点pI为8.62,不稳定指数为55.08;CLT-1是亲水性蛋白,包含1个膜外区域。在亚细胞水平上,CLT-1定位于细胞核内;在氨基酸序列方面,CLT-1含有多个苏氨酸、丝氨酸和酪氨酸激酶磷酸化位点;在功能方面,CLT-1包含BTB特征结构域,可能参与一些功能蛋白质活性的调控。利用GFP(green fluorescent protein)基因作为报告基因,构建了用于鉴定clt-1基因启动子活性的pC1300th-Pclt1-GFP真菌表达载体,采用ATMT方法转化弯孢菌萌发的分生孢子,通过PCR及GFP荧光检测clt-1基因启动子在弯孢菌中调控GFP基因表达的活性。结果表明,在共聚焦激光扫描显微镜下观察到菌丝和孢子发绿色荧光,说明弯孢菌clt-1基因启动子具有较强驱动外源gfp基因表达的活性。

  • 王明轩, 陈海琴, 顾震南, 陈卫, 陈永泉
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 43-50. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170306
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    在毕赤酵母中表达和纯化源自高山被孢霉ATCC 32222的膜结合Δ9-I脂肪酸脱饱和酶,测定其活性,并探究其细胞色素b5功能域的性质。构建含有高效纯化标签ZZ-tag的表达载体;用Western blotting和SDS-PAGE筛选Δ9-I脂肪酸脱饱和酶高表达量转化子;通过梯度离心和去垢剂筛选确定膜蛋白质提取条件;采用IgG亲和纯化色谱和阴离子交换色谱对Δ9-I脂肪酸脱饱和酶进行纯化;利用酿酒酵母细胞破碎物为底物考察Δ9-I脂肪酸脱饱和酶活性;通过波长扫描和Na2S2O4还原实验对Δ9-I脂肪酸脱饱和酶细胞色素b5功能域进行表征。结果显示,目的蛋白质被成功表达并筛选出高表达量转化子;20 000g离心1h为最佳膜分离条件,Fos-Choline-16为最佳去垢剂;纯化后的Δ9-I脂肪酸脱饱和酶结构完整,具有细胞色素b5功能域;在酿酒酵母提取物中Δ9-I脂肪酸脱饱和酶对C16:0和C18:0底物的转化效率分别为(16.88±9.32)%和(20.61±7.55)%;波长扫描显示Δ9-I脂肪酸脱饱和酶在411nm处有强吸收,并且在Na2S2O4作用下被还原至422nm,说明细胞色素b5功能域在体外能够被还原。因此,含有细胞色素b5功能域的脂肪酸脱饱和酶的首次成功表达、纯化和鉴定为亚铁血红素脂肪酸脱饱和酶脱饱和反应机制的研究奠定了基础。

  • 技术与方法
  • 吴孟玲, 周嘉旺, 杜军
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 51-57. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170307
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    现已证实,Nodal参与了肿瘤恶性生物学过程,但对其高敏感检测法尚未建立。采用基因工程表达人源Nodal作为抗原免疫BALB/c小鼠,通过经典PEG诱导的细胞融合技术筛选出针对Nodal的特异性单克隆抗体7株。夹心ELISA确证7株抗体组成了15种可配对的抗体对。经筛选后选取抗体对AF12-DG5建立标准化夹心ELISA法,结合生物素-亲和素检测系统,DG5抗体标记生物素,采用链亲和素与辣根过氧化物酶标记的生物素(HRP-Biotin)按质量比4:1预先混合孵育的ABC混合物进行检测,以提高ELISA法的灵敏度。棋盘滴定确定抗体工作最佳浓度为:捕获抗体(AF12)2μg/ml,检测抗体(生物素化DG5)2μg/ml。此条件下的夹心ELISA法线性范围为0~3 000pg/ml,检测限为68pg/ml,平均回收率为99.6%,精密度准确度良好。以正常人血清作为阴性对照,使用该夹心ELISA法测定结直肠癌、鼻咽癌和胆囊癌患者血清,发现三种肿瘤患者血清与正常人血清中的Nodal浓度均存在明显的统计学差异,可作为临床使用参考。

  • 孙文佳, 姚宇峰, 杨旭, 黄惟巍, 刘存宝, 龙琼, 褚晓杰, 马雁冰
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 58-64. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170308
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    目的:构建呈现HPV 16L1抗原表位的病毒样颗粒(VLPs),为新型HPV疫苗及特异抗体制备提供新的思路。方法:将编码HPV 16L1抗原表位QPLGVGISGHPLLNKLDDTE寡聚核苷酸片段克隆于HBcAg基因编码第78、79位氨基酸序列之间,重组质粒转化大肠杆菌DH5α。重组蛋白经IPTG诱导后以SDS-PAGE分析表达情况,并以Western blot鉴定重组蛋白中HPV 16L1表位的免疫反应性。菌体超声破碎后经硫酸铵盐析法和蔗糖密度梯度离心进行纯化,并经凝胶层析Sepharose G25脱盐,最后以电子显微镜及高效液相(HPLC)凝胶过滤色谱鉴定VLPs的存在并分析纯度。纯化的病毒样颗粒分别于0周、2周、4周经皮下注射免疫BALB/c小鼠,以Western blot分析血清特异识别L1蛋白的能力。结果:HBcAg/L1肽嵌合蛋白获得成功表达,能够被商业化L1抗体特异识别,经密度梯度超速离心及HPLC分析显示其与HBcAg行为一致,电子显微镜观察进一步确定其以HBcAg病毒样颗粒形式存在。VLPs免疫小鼠获得的抗血清能够特异识别酵母表达的重组L1蛋白。结论:HBcAg VLPs成功呈现HPV16L1蛋白并有效激发特异抗体应答。

  • 戴剑漉, 卢智黎, 林灵, 王以光, 赫卫清
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 65-72. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170309
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    必特螺旋霉素(bitespiramycin,BT)是以异戊酰螺旋霉素(简称为埃莎霉素)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为主要成分的多组分抗生素。通过阻断3-O-酰基转移酶基因(sspA),获得了只产埃莎霉素Ⅰ的WSJ-2菌株,但其发酵产物中含有大量螺旋霉素,而埃莎霉素Ⅰ含量较低。为提高4″-异戊酰基转移酶基因(ist)在WSJ-2中的表达水平,从而提高埃莎霉素Ⅰ的产量,首先构建了含有ist基因和其正调控基因acyB2连锁片段的重组质粒pSET152-ia,然后将其导入到埃莎霉素Ⅰ产生菌WSJ-2中,通过具有阿普拉霉素(apramycin)抗性标记的链霉菌整合型载体pSET152整合到WSJ-2的染色体上,获得新的埃莎霉素Ⅰ产生菌WSJ-IA。在不同发酵时间定量检测ist的表达水平,WSJ-IA中ist的表达量要明显高于WSJ-2。WSJ-IA高产菌株的发酵单位从(280±20)μg/ml提高至(1160 ±108)μg/ml,较原始菌株WSJ-2提高了314%,而且在WSJ-IA发酵产物中埃莎霉素Ⅰ与螺旋霉素Ⅰ含量的比值是WSJ-2的2.4倍左右,说明在引入acyB2基因的同时提高了菌株的发酵单位和埃莎霉素Ⅰ的产量。

  • 姚韧辉, 董卓, 李会
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 73-77. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170310
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    甾体化合物具有独特的生理活性,已被广泛应用于抗炎、利尿、免疫、避孕及抗癌等领域。近些年,生物催化与转化在甾体药物中间体合成中发挥的作用日益强大。为了能够合成一些具有潜在价值的新型甾体化合物,以实验室菌种库中保藏的一株Gibberella intermedia C2为研究对象,选取了雄甾烷中一种有广泛用途的化合物4-雄甾烯-3、17-二酮(简称雄烯二酮,AD)为底物进行生物转化。转化液经提取分离,最终获得2个转化产物,经结构鉴定分别为15α-OH-AD和11α,15α-diOH-AD。转化机制研究发现,G.intermedia C2先将底物的15位羟基化生成15α-OH-AD,再将其11位羟基化形成双羟基产物。赤霉菌能够特异性、有序地完成对AD的两步羟化反应。此外,通过工艺优化,确定了羟化4AD反应的最适工艺参数如下:发酵培养基的初始pH 6.5,装液量30ml/250ml,底物浓度6.0g/L,转化温度28℃,摇床转速220r/min,转化周期为84h。此时,底物AD的摩尔转化率达到81.5%。

  • 综述
  • 陈文杰, 汪建样, 殷明, 殷嫦嫦
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 78-82. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170311
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    人脐带间充质干细胞(HUMSCs)是一种具有高度自我更新能力和多向分化潜能的干细胞群,具有分泌特定细胞因子、诱导肿瘤细胞凋亡、适用于基因编辑、安全性好及肿瘤趋向性等特性。有较多的研究者研究HUMSCs对肿瘤的作用,试图将HUMSCs作为肿瘤治疗的新方法。就HUMSCs抗肿瘤作用的研究进展作一综述。

  • 明金玉, 李化丹, 梁士博, 何莉, 于青含, 李集临, 张延明
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 83-91. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170312
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    随着功能基因组学的发展,分子标记技术正朝着功能性靶向基因标记的方向发展。因功能标记是根据与表型紧密相关的功能基因内部特定区域多态性基序开发而来的,所以此类标记不需要进一步的验证就可在不同的遗传背景下确定等位基因的有无。从靶向基因标记和功能标记、保守DNA和基因家族标记、转座子标记、抗性基因标记、RNA标记和靶向指纹标记几方面综述了植物功能性靶向基因标记的研究进展,旨在为分子标记的开发与应用提供理论基础。

  • 张雪, 陶磊, 乔晟, 杜秉昊, 郭长虹
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 92-98. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170313
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    非生物胁迫因子如高盐、干旱、低温、重金属污染等严重影响植物的生长和繁殖。植物进化出一系列包括各种酶类物质的系统抵抗逆境所带来的氧化伤害。谷胱甘肽转移酶(glutathione S-transferase,GST,EC 2.5.1.18)是由多种功能的蛋白质组成的超家族,在植物遭受高盐、干旱、低温胁迫时,GSTs可清除活性氧,保护植物细胞膜结构和蛋白质活性。对谷胱甘肽转移酶在植物抵御非生物胁迫中的作用进行综述,为今后利用基因工程育种提供理论依据。

  • 夏乾竣, 王飞, 李迅
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 99-105. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170314
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    单细胞油脂是生产生物柴油最理想的原料,随着化石能源的日益枯竭,单细胞油脂的生产受到广泛关注。解脂耶罗维亚酵母是生产单细胞油脂的最佳菌株,它能够利用诸多廉价底物作为碳源,在工业上有极大的应用前景。其遗传背景清晰,全基因组测序已完成,基因表达系统已构建。在此基础上对油脂累积途径进行了深入研究,多株油脂含量更高的菌株被构建。深入了解解脂耶罗维亚酵母的基因表达及油脂代谢系统,对日后对其进一步的代谢改造具有重要意义。

  • 行业分析
  • 李敏, 吴日伟
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 106-114. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170315
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    单抗药物具有特异性强、不良反应小等优势,近年来在肿瘤和自身免疫性疾病治疗等领域取得了快速发展。目前全球上市抗体药物共55个,2015年销售总额达到916.3亿美元。中国当前正处在抗体药物快速发展阶段,国家食品药品监督管理局(CFDA)共批准生产抗体药物22种,其中国产产品10个,进口产品12个。2014年国内单抗药物市场规模为50.34亿元,随着生物技术的不断发展,国内单抗药物的市场前景将会越来越广泛。

  • 杨宇, 刘雅, 谷岚, 赵婷婷, 任鲁风
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 115-123. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170316
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    分子诊断是预测诊断的主要方法,广泛用于血液筛查和传染性疾病的诊断中,也用于个体遗传病的诊断和产前诊断。如今,随着各种新发突发传染病频发,以及精准医疗发展的需要,快速、精确、简便的全自动化集成式分子诊断系统越来越受到全世界的关注。对当前国际致力于全自动化集成式分子诊断系统的公司及其产品进行综述,并对全自动化集成式分子诊断系统的未来发展进行了展望。

  • 专题
  • 吴林寰, 陆震鸣, 龚劲松, 史劲松, 许正宏
    中国生物工程杂志. 2017, 37(3): 124-132. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170317
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    随着高通量测序技术的迅速发展和食品微生物研究的逐步深入,产生了大量的数据和知识,且以不同的数据格式分布在各种数据库中。为了更好地支持食品微生物的相关研究,从各种分布式、异构的数据和知识中,进行数据提取与转换,并形成一个整合的数据平台显得尤为重要。FoodMicrobes数据库利用语义网技术,建立了一个食品微生物的整合型数据平台。该平台从各种开放的公共数据库,提取了与食品微生物相关的基因、基因组、基因功能、蛋白质序列与结构、代谢途径、文献、专利等信息,利用RDF的方法,对数据进行转换,并建立了数据之间的关联,实现了数据整合,是目前在食品微生物领域以语义网方式建立的第一个数据库。在该平台中,实现了将食品微生物的物种、菌株层面的宏观信息与基因组、蛋白质、代谢与功能等微观层面信息的贯通,并通过友好的数据检索界面,为用户进行食品微生物研究提供了重要的工具。