目的:研究去泛素化酶USP13对人慢性髓系白血病细胞系K562增殖和凋亡的影响,并进行初步的机制探究。方法:构建pLKO.1-shUSP13-GFP慢病毒干涉载体,慢病毒包装后感染并建立稳定敲低USP13的K562细胞株。免疫印迹检测K562细胞中USP13蛋白的敲低效率。流式细胞术分析敲低USP13对K562细胞增殖和凋亡的影响。免疫共沉淀和蛋白质泛素化实验探究USP13调控K562细胞的分子机制。结果:成功构建pLKO.1-shUSP13-GFP慢病毒干涉载体,同时利用慢病毒体系获得稳定敲低USP13的K562细胞株。流式细胞术结果显示,敲低USP13促进K562细胞凋亡、抑制细胞增殖。分子机制研究发现,敲低USP13通过增强c-Myc泛素化进而导致其蛋白质水平降低。结论:初步揭示了USP13调控K562细胞增殖和凋亡的分子机制,为治疗慢性髓系白血病提供了潜在的靶点。
目的:探讨miR-29a在脂多糖(LPS)诱导人肺微血管内皮细胞(HPMVECs)损伤中的作用及机制。方法:构建LPS损伤HPMVECs模型。RT-qPCR检测miR-29a表达变化;试剂盒测乳酸脱氢酶(LDH)释放量;MTT和流式细胞术分别检测细胞存活率及凋亡率;Western blot测蛋白质表达水平;Microcosm、starBase、Pictar、TargetScan软件预测 miR-29a的可能靶基因,双萤光素酶实验验证miR-29a和PTEN的靶向关系。结果:使用LPS处理HPMVECs,显著降低细胞中miR-29a的表达和细胞存活率,诱导LDH释放量和HPMVECs凋亡率增加,上调细胞中PTEN、Bim蛋白表达,下调p-Akt/Akt、p-FOXO3a/FOXO3a表达 (P<0.05);过表达miR-29a逆转LPS对HPMVECs的损伤作用。萤光素酶报告基因实验证实miR-29a 靶向PTEN,转染miR-29a mimics显著下调PTEN蛋白表达,转染miR-29a inhibitors明显上调PTEN蛋白表达 (P<0.05),但PTEN mRNA表达水平差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:过表达miR-29a可能通过抑制PTEN蛋白的表达水平、激活Akt/FOXO3a/Bim信号通路对LPS致HUVECs的损伤发挥保护作用。
目的:为了更好地评价基因编辑效率,满足高通量筛选应用中快速、高效的检测要求,在细胞上建立一个原位检测方法具有重要的意义。通过检测荧光蛋白信号强度的变化可以评价CRISPR系统在细胞中的基因编辑情况,然而这一方法的效率受限于荧光蛋白较长的半衰期。方法:将鸟氨酸脱羧酶降解结构域(含PEST序列)与EGFP融合,通过慢病毒系统感染HEK-293T细胞,获得了表达单拷贝、EGFP-PEST报告基因的稳转细胞系。结果:与EGFP相比,EGFP-PEST在细胞内的降解速度明显加快,荧光水平在4 h内显著降低。利用该模型比较了3种商品化脂质体介导的CRISPR/Cas9基因编辑效率,能够在2~4 d实现定性和定量评价。结论:这一模型能够快速、灵敏地指示基因编辑效果,可以用于不同CRISPR系统或新递送工具的高通量筛选和评价。
目的:建立新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)胶体金抗原快速检测试剂的制备方法,并对检测试剂的性能指标进行评价。方法:采用柠檬酸三钠还原法制备胶体金溶液,用鼠抗核衣壳蛋白(nucleocapsid protein, NP)单克隆抗体及二硝基苯酚-牛血清白蛋白(DNP-BSA)作为标记抗体,硝酸纤维素膜上分别包被鼠抗核衣壳蛋白单克隆抗体和兔抗DNP多抗作为检测线和质控线制备免疫胶体金试纸条;对试剂最低检出限、交叉反应性、加速稳定性及临床诊断特异性和灵敏度进行性能评价。结果:检测热灭活培养物的最低检出限为2.0×102 TCID50/mL;测试16种常见呼吸道病原体高浓度样本均无交叉反应;试剂盒50℃加速破坏8周稳定。临床及健康人群鼻咽拭子样本测试,诊断灵敏度为96.67%(29/30),特异性为99.23%(129/130),总符合率为98.75%(158/160);一致性检验Kappa值为0.959 0,P<0.05。结论:SARS-CoV-2胶体金抗原快速检测试剂检测灵敏度和特异性高,检测速度快,操作便携,无需设备,肉眼观察,可作为现有核酸检测法的补充手段,用于新型冠状病毒的早期筛查。
我国果胶酶制剂使用广泛但专一性不高,高效、专一的果胶酶制剂在市场上仍然匮乏。利用基因工程技术改造果胶酶生产菌株——黑曲霉来生产单一成分的果胶酶成为解决果胶酶应用需求的一种有效方案。构建一种高效的CRISPR-Cas9基因编辑技术,可为构建高产单一性果胶酶的黑曲霉底盘菌株提供有效的基因编辑工具。首先敲除产果胶酶黑曲霉基因组上的pyrG基因构建尿嘧啶营养缺陷型菌株AnΔpyrG,并在AnΔpyrG菌株的pyrG基因位点定点整合Cas9基因表达盒和pyrG基因表达盒,构建组成型表达Cas9基因的黑曲霉菌株AnCas9,再构建含有gpdA启动子、锤头结构核酶、HDV核酶的稳定性表达sgRNA的pLM2-sgRNA质粒,建立CRISPR-Cas9基因编辑体系。利用该技术失活AnCas9菌株中的2个聚半乳糖醛酸酶基因4978020和4983861来检测构建的CRISPR-Cas9基因编辑效率并检测4978020基因功能缺失菌株的表型变化和产酶变化,结果表明果胶酶基因编辑效率大于50%,AnΔ4978020的表型和果胶酶酶活性与出发菌株均无明显变化。在黑曲霉中成功构建了高效的Cas9基因编辑技术,4978020基因功能缺失也不影响菌株表型,为构建高产单一性果胶酶黑曲霉底盘菌株奠定基础。
piRNA属于非编码小RNA的一员,常见于生殖系干细胞中。既往学者们认为它主要在维持干细胞功能、配子的形成以及沉默外来转座子等方面发挥作用。但近来在体细胞系中的发现,使得人们对它的生物起源以及功能行使有了更大的兴趣。就piRNA的发现、结构特征、功能与基因调控等进行了综述。
末端脱氧核苷酸转移酶(terminal deoxynucleotidyl transferase, TdT)是聚合酶X家族中的一员,与典型的DNA聚合酶不同,TdT以恒温的无模板依赖的方式催化脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)聚合到寡核苷酸的3'羟基端来合成DNA。并且TdT对底物的耐受性高具有聚合修饰型dNTP的能力,如荧光修饰的dNTP、生物素修饰的dNTP,甚至人工碱基均可作为其良好底物。TdT的这些生化特性使其被广泛的应用在生物传感和核酸合成领域中,促进了许多基于核酸的工具和方法的发展,并为酶促从头合成DNA技术的发展奠定基础。介绍了TdT的性质,重点总结了它在其介导的生物检测技术、核酸的修饰技术以及酶促合成DNA技术三个方面的核心作用、目前面临的挑战以及未来研究的方向,以期促进TdT在生物传感器和核酸合成中的进一步应用。
关节软骨损伤后的自我修复是医学界一直在研究和探讨的难题。3D生物打印技术可以精准的分配载细胞生物材料,构建复杂的三维活体组织,在优化软骨缺损修复组织的内部结构、机械性能以及生物相容性上有很大优势,因此近年来成为软骨修复组织工程领域的研究热点。重点介绍了软骨生物3D生物打印的最新进展,包括软骨生物打印“墨水”材料的选择、种子细胞的来源以及3D生物打印技术的发展。此外,还阐述了3D生物打印技术在组织工程学应用上的部分局限性,并对其在软骨修复领域的发展与应用进行了预测。
自噬是真核生物进化上保守的溶酶体降解的生物学过程,在维护细胞内的稳态、消除有害组分等方面起到了重要作用。受体酪氨酸激酶家族(receptor tyrosine kinase,RTKs)是一类激酶蛋白,在正常细胞和癌症细胞的运动和侵袭中起着重要作用。RTKs蛋白既能促进自噬,也能抑制自噬。研究显示,RTKs能够在肿瘤和相关疾病中发挥自噬作用,比如表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)可以抑制自噬,从而促进肿瘤生长、增殖;还能通过RTK/Ras/ERK信号通路诱导自噬,进而参与诸如细胞免疫反应之类的相关疾病。主要综述了RTKs对自噬的调控作用和相关研究成果,为靶点靶向疗法的理论依据提供了基础。
外泌体是由细胞分泌、粒径为30~150 nm的纳米囊泡。外泌体具有优越的生物相容性、良好的载药功能以及便于修饰的膜表面,是一种具有潜力的药物递送载体。在肿瘤治疗研究中,可利用具有靶向识别功能的外泌体来降低脱靶效应,减少不良反应,达到增强治疗效果的目的。归纳了用不同修饰方法增强外泌体靶向性的研究进展,总结了近五年来利用外泌体作为特异性药物递送载体靶向治疗肿瘤的相关研究,阐述了外泌体作为新型药物递送载体的优势与不足,为设计具有靶向识别功能的外泌体提供了可行的方向与策略。
大肠杆菌以其明显的优势成为表达重组蛋白常用的系统,但是大肠杆菌本身不具备细胞内形成二硫键的氧化条件和分子机制,而且高水平表达时常容易聚集形成包涵体,限制了其使用,改善这一缺点的重要方法是通过信号肽实现蛋白质的分泌表达。信号肽一般存在于分泌蛋白的氨基端,能够引导蛋白质通过大肠杆菌中的Sec或/和Tat系统分泌至周质空间。简要概述了大肠杆菌中两种跨膜分泌系统和信号肽的结构,并结合近年来常用6种信号肽的研究与应用进展,阐述了信号肽在使用中存在的问题及改进措施。旨在为研究者合理选择信号肽、优化重组蛋白的表达提供更多可用的信息与策略。
毛蕊花糖苷是由咖啡酸、羟基酪醇、葡萄糖和鼠李糖组成的苯乙醇苷类衍生物,广泛存在于多种天然药用植物中,具有抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、镇痛、神经保护、改善性功能、免疫调节和改善细胞记忆等多方面的生物活性。然而,植物提取来源的毛蕊花糖苷存在含量低、环境污染问题,无法实现绿色可持续的规模化生产。利用合成生物学成功构建了一系列植物天然产物的微生物细胞工厂,为高效生产毛蕊花糖苷提供了新思路。综述了毛蕊花糖苷细胞工厂的研究现状,包括苯乙醇苷生物合成关键代谢途径解析、关键基因元件挖掘和优化、关键前体物的合成等方面,以期为毛蕊花糖苷的生物合成奠定基础。
衣康酸作为一种平台化合物,可被各行业广泛用于多种高附加值产品的生产,其更是具有替代传统石油基原料的潜力,在工业生产中有着重要地位与应用前景。目前,衣康酸主要由土曲霉深层好氧发酵生产,碳源、氮源、磷酸盐、金属离子、溶解氧、pH、温度等条件对其产量影响显著。在衣康酸生产中,原料成本高是阻碍其市场进一步扩大与发展的重要因素。木质纤维素原料来源广泛、价格低廉,是理想的低成本碳源底物。研究利用木质纤维素水解液作为替代碳源生产衣康酸有望降低生产成本,对推动其发展应用具有重要意义。
