目的: 未折叠蛋白质反应UPR是酵母最重要蛋白质质量控制机制之一,研究UPR响应规律有助于优化异源蛋白分泌途径合成和应对酸醇等胁迫因子的细胞自我保护。方法: 选择实验室菌株W303-1A和工业菌株An-a,以UPRE启动子控制下的Lac Z为报告基因,利用CRISPR/Cas9技术构建得到指示菌株W303-1A (leu 2::UPRE-lac Z)和An-a (leu 2::UPRE- lac Z),分别简称WZ和AZ。结果: 生长曲线测定显示WZ和AZ与亲本菌株的生长接近;添加下述试剂孵育4h后测定β-半乳糖苷酶酶活:1μg/ml衣霉素、8%(v/v)乙醇、0.3%(v/v)乙酸、5%(v/v)乙醇+0.1%(v/v)乙酸;菌株AZ的比酶活分别是对照值的8.2、26.4、1.1和7.9倍,而菌株WZ则分别为12.6、2.4、1.0和1.0倍;进一步以YEplac195为载体表达β-葡萄糖苷酶,AZ和WZ转化子在2%纤维二糖中生长24h的β-葡萄糖苷酶酶活值分别为0.35和6.12U/ml,相应的LacZ则分别为对照值的3.1和5.4倍。结论: 两个菌株显示了在抑制物和异源蛋白表达UPR响应和调控能力上的显著差异,为其改造利用提供了方向;研究也为分析抑制物耐受性和异源蛋白表达关键制约因素、优化酵母ER和UPR信号通路的调控奠定了初步方法基础。
背景: 真核细胞依赖其亚细胞结构高效地完成复杂的生化反应。尽管目前有一些亚细胞结构分离技术,但却缺乏评估这些分离技术的简单、有效方法。目的: 构建可以用来检测亚细胞结构分离效率的酿酒酵母菌株。方法: 通过传统的分子生物学与细胞生物学方法以酿酒酵母为背景构建了亚细胞结构分离效率评估菌株,并进行可行性检测。首先,将酵母各细胞器、自噬体及质膜的标记蛋白进行分组,用不同的蛋白标签分别标记每组蛋白。然后,以标记蛋白-GFP/RFP作为对照组通过免疫荧光法检测蛋白标签对标记蛋白的亚细胞定位是否有影响。最后,通过非连续性密度梯度离心验证该检测菌株能否用来检测亚细胞结构的分离效率。结果: 成功构建了酵母亚细胞结构分离效率评估菌株,该菌株标记了大多数酵母细胞亚细胞结构。挂标签的标记蛋白仍然定位在各自标记蛋白对应的亚细胞结构。非连续性密度梯度离心后,酵母各个亚细胞结构的标记蛋白均可以被检测到。结论: 该酵母亚细胞结构分离效率评估菌株是检测各亚细胞结构分离结果的方便工具,对今后酿酒酵母细胞生物学的研究有潜在的应用价值。
传染病是一种由致病性微生物引起,能够影响人类身体健康甚至引发严重社会危机的传播性疾病。近年来,新冠、埃博拉等传染病的恶性暴发促使人们寻找更为高效便捷的防治手段以遏制疾病的进程。抗体在传染病防治中的应用引起了广泛关注,palivizumab是目前唯一被批准应用于呼吸道合胞病毒在免疫力低下人群的预防的单克隆抗体。纳米抗体(nano-antibody, Nb)是目前已知的能与抗原稳定结合的最小功能性单域抗体,具有稳定性高、亲水性强、易于表达和改造等优势。独特的分子特性使其在病毒、细菌、寄生虫等引发的传染病的预防、诊断和治疗中展现出良好的应用前景,相关研究显示纳米抗体对艾滋、流感、新型冠状病毒等都有很好的治疗效果。重点叙述纳米抗体的结构特点及其在传染性疾病中的研究进展。
近年来抗体药物在生物医药领域发展迅速。随着抗体疗法种类的不断增加和PD-1/PD-L1靶点蛋白结构的确证,临床上,越来越多针对PD-1/PD-L1免疫检查点的单克隆抗体药物被不断开发并应用于治疗死亡率高、治愈率低的多种癌症中。但是抗体药物制剂开发水平还需进一步提高,一方面同一靶点的抗体产品同质化严重,另一方面抗体药物的理化性质比小分子药物复杂,因此需要针对不同单克隆抗体的药物特性,筛选出适应于临床应用的稳定蛋白制剂处方。概括了不同抗体药物制剂处方成分(缓冲液成分、药物辅料)的作用,结合PD-1/PD-L1靶点介绍了抗体药物制剂稳定性开发的一般策略以及CDE相关的审评要点。
CRISPR/Cas9作为一种新型的基因编辑技术,主要在DNA水平对生物体的遗传信息进行修改,具有强大的基因编辑能力,目前已经被广泛应用于多个领域,包括基因功能研究、构建动物模型、家畜新品种的培育以及基因治疗等。CRISPR/Cas9技术的不断发展为生物学及医学领域的研究带来了革命性的突破,利用该技术构建基因突变小鼠有助于基因功能的研究,对于遗传疾病的治疗等具有重要的参考价值,同时还可以从基因组水平上有效改善家畜动物的生产性能,提高家畜动物的抗病能力。主要介绍了CRISPR/Cas系统的研究历程、结构与分类,详细阐述了CRISPR/ Cas9技术的作用机制及其在动物基因编辑中的应用,探讨了CRISPR/Cas9在基因编辑动物的制备中存在的问题及优化策略,并对其发展前景进行了展望。
沉默信息调节因子1(silent information regulator1, SIRT1)是NAD+ 依赖的去乙酰化酶,通过使底物发生去乙酰化而参与细胞众多生理功能的调节,在糖脂代谢、衰老、细胞凋亡、氧化应激等过程中发挥了重要作用。另外,众多研究表明,SIRT1是调控动物卵巢老化、卵泡发育和卵母细胞成熟的重要因子,SIRT1 表达下降或活性改变将导致卵母细胞老化,降低动物的繁殖力。为了充分理解SIRT1功能,并通过调控SIRT1活性而延缓卵巢和卵母细胞老化,从而提高动物繁殖力,简述了SIRT1的激活及其参与细胞内调控的生物过程,并从能量代谢、抗氧化胁迫、染色质重塑的角度讨论了SIRT1的主要功能,重点阐述了SIRT1对动物卵泡发育和卵母细胞成熟的调控作用。
多巴胺在碱性条件下会发生自聚合生成聚多巴胺。由于聚多巴胺具有超强黏附性能,在过去几年中其被大量应用于修饰各类生物材料。神经修复中使用的材料多为聚合物,但单独使用聚合物修复神经的效果不佳。聚多巴胺改性聚合物的亲水性和生物相容性均优于单一聚合物。除此以外,聚合物上的聚多巴胺涂层还可用于进一步修饰促进神经修复的分子。综述了聚多巴胺的合成机理、性能以及聚多巴胺改性各类聚合物在神经修复中的研究进展,并展望了该类材料的发展前景。
甲醇作为一种来源广泛、价格低廉、还原度高的非粮原料有望成为下一代生物制造的关键原料。利用合成生物学技术构建能够高效利用甲醇的重组微生物以实现从甲醇到高值化学品的生物转化已成国内外研究热点,但由于甲醇代谢过程的特殊性及复杂性,目前人工设计的甲基营养菌还难以实现以甲醇为唯一碳源进行生长及产物合成。基于对天然甲基营养菌甲醇代谢过程的分析,从甲醇脱氢酶的筛选与改造、甲醛同化途径的重构与优化、甲醇到化学品的生物转化几个方面对合成型甲基营养菌的构建策略及面临的挑战进行总结与分析,以期为今后合成型甲基营养菌的人工设计和利用提供一定的借鉴。
根皮素及其糖苷是二氢查耳酮类天然产物,具有抗氧化、抗炎和抑菌等多种生理活性,可应用于食品、药品、化妆品等行业。目前,根皮素及其糖苷主要从植物中提取,但含量低、组分复杂制约了高效、低成本的分离制备。随着合成生物学的发展,工程微生物生产根皮素及其糖苷将是一种有潜力的方法。综述了微生物合成根皮素及其糖苷的关键基因鉴定、代谢途径重构和优化策略,并针对酶的特异性差、副产物多等问题提出了技术对策。
褐藻寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)是褐藻胶的降解产物,具有抗氧化、调节免疫、调节血脂、促进细胞生长等生理活性,应用范围广泛。现有的AOS 制备法主要分为物理法、化学法和生物法。介绍AOS的生物法制备包括酶解、微生物全细胞发酵和生物合成法,基因工程的应用在改造产褐藻胶裂解酶的菌株以提高生物法效率方面具有重要意义。此外,规模化的AOS生物法制备案例进行了科学引证,并展望了未来 AOS规模化制备的发展方向,以期为 AOS 的工业化制备和应用提供参考。
产业发展离不开产业政策的制定与发布,产业政策对于产业具有导向性与支持性,其制定主体主要包括中央政府和地方政府。以生物产业为例,采用计量分析的方法,搜集并整理了中央政府以及湖北、深圳、重庆、上海、北京五个地方政府颁布的生物产业政策,对其外部属性特征进行差异性分析,同时对多份国家层面的生物产业结构性政策运用内容分析的方法,进行政策工具分类分析,并构建了“政策工具-生物产业发展阶段”二维政策工具分析框架,探讨不同产业发展阶段之间政策工具使用的差异性。研究发现,中央政府与地方政府生物产业政策密集发布年份存在差异,且与生物产业发展关键节点有关联;国家层面生物产业政策不同类型政策工具使用频率差距较大,以环境型政策工具为主,较少使用需求型政策工具。针对研究结果,从我国生物产业发展情况及区域间差异的角度提出了相关政策建议。
耐药菌,尤其是多重耐药菌的出现和持续进化给人类健康带来了巨大的威胁。在抗生素逐渐失去特效作用的情况下,科学界和医药界又把眼光重新投向了抗菌的天然生物-噬菌体,并在一些研究中证明了噬菌体可以作为新的武器去替代抗生素治疗耐药菌感染。通过对噬菌体治疗及衍生的裂解酶治疗的世界专利申请进行统计及分析,获得了专利发展趋势、申请人分布特点及主要专利申请人等信息,详细分析了噬菌体及裂解酶治疗的主要专利技术路线和研发热点。
阿尔茨海默症是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。随着全球老龄化日趋严重,阿尔茨海默症严重威胁人民的生命健康与生活质量。阿尔茨海默症成因复杂,治疗阿尔茨海默症仍然是重要的医学难题。通过对Web of Science核心合集中收录的阿尔茨海默症基因研究相关的文献,利用文献计量的方法,进行研究趋势、研究人员、研究机构、国家和研究热点等方面进行态势分析,为相关领域的研究人员提供重要的参考。
