目的:研究铜纳米颗粒(copper nanoparticle,Cu-nps)对缺血性卒中后神经血管单元(neurovascular units,NVU)的保护作用。方法:采用加热搅拌法合成Cu-nps。体内建立大鼠短暂大脑中动脉阻塞/再灌注模型(transient middle cerebral artery occlusion / reperfusion,tMCAO),实验分为正常组(sham)、模型组(tMCAO)、给药组(Cu-nps),检测各组脑梗死面积、神经凋亡情况、血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)完整性以及相关蛋白表达。结果:制备出的Cu-nps以Cu2+、80 nm左右的粒径均匀存在,具有良好的生物相容性。Cu-nps靶向脑缺血部位受损神经元,提高神经元细胞活力,降低活性氧,减少神经元凋亡和脑梗死面积,降低伊文思蓝染料渗漏量和炎症因子表达。结论:Cu-nps可以减少氧化应激,保护BBB完整性,降低神经胶质细胞活化,保护NVU功能,从而降低脑缺血再灌注损伤。
目的:pmr1基因编码P型钙转运ATP酶Pmr1,参与维持细胞壁完整性和调控胞质分裂。以粟酒裂殖酵母为模式细胞,探究pmr1缺失后对细胞有性生殖及细胞分裂中肌动蛋白环精细动力学的影响,揭示pmr1缺失后细胞异常生长过程中的关键基因和代谢通路。方法:通过细胞生长速率测定、产孢统计、绿色荧光蛋白标记肌动蛋白和活细胞成像的方法,检测pmr1缺失对细胞有丝分裂和有性生殖的影响;采用RNA-Seq对野生型菌株和pmr1Δ菌株测序和生物信息学分析,并进行qRT-PCR验证。结果:pmr1缺失后细胞生长减慢,分裂期细胞长度减小,子囊孢子长度增加,且肌动蛋白环的形成时间增加。RNA测序结果显示,mfm1、mfm2和mat1-Mc下调,错配修复通路cdc1和exo1上调以及糖酵解/糖异生途径pgi1、pfk1和dld1下调是引起pmr1Δ孢子长度增加的主要因素;糖酵解/糖异生途径tdh1、pgk1下调,以及脂肪酸合成代谢途径fas1、fas2、cut6和lcf1下调导致了pmr1Δ分裂期细胞长度减小;hsp9上调是影响pmr1Δ收缩环形成时间增加的关键基因。qRT-PCR实验证实,pmr1缺失后关键基因的表达趋势与RNA-Seq结果一致。结论:pmr1缺失后,粟酒裂殖酵母细胞中错配修复通路、糖酵解/糖异生途径及脂肪酸合成代谢途径发生障碍,导致细胞及孢子形态均异常,且肌动蛋白环形成受阻,细胞增殖减缓。
目的:对海洋来源的具有产纤溶酶能力的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)LC6-1进行紫外诱变,得到高产且稳定的突变株PW6-3,对该突变株发酵产酶的条件进行优化。方法:采用单因素和正交试验进行发酵培养基组分和培养条件的优化。结果:突变株PW6-3的酶活力为(6 960.21 ± 85.51)U/mL,较原始菌株提高了30.48%。以PW6-3为出发菌株,采用单因素及正交试验的方法对菌株进行发酵培养基组分与培养条件优化,最终得到的最佳培养基组分是:玉米淀粉30 g/L,玉米浆干粉40 g/L,CaCl2 3 g/L;最佳发酵培养条件是:32℃,转速200 r/min,接种量3%,pH 6.5,种龄18 h,发酵培养时间66 h,最终菌株的酶活力稳定在(9 203.63 ± 67.85)U/mL。结论:发酵工艺优化后,菌株PW6-3纤溶酶产量较诱变之前的菌株LC6-1提高72.53%,且发酵工艺成本较低,具有较好的经济效益。
CAR-T疗法(chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy)即嵌合抗原受体T细胞免疫疗法,是目前肿瘤免疫治疗中较有潜力的策略之一[
中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cells,CHO)是生产治疗性重组蛋白最常用的细胞。随机整合(random integration,RI)工艺是目前构建重组CHO细胞株的主要策略,由于CHO细胞基因组缺乏稳定性,为得到产量高、品质好且适应特定工艺的细胞株,通常需要1~2轮高通量筛选,不仅工作量大、耗时长且批次稳定性差。定点整合(site-specific integration,SSI)基因编辑技术将外源基因整合至细胞基因组的特定位点,经一轮筛选得到稳定、高产且适应特定生产工艺的细胞株,从而缩短细胞株构建周期。近年来,不断有将定点整合策略应用于构建重组CHO细胞株的报道。基因编辑技术的发展是实现细胞外源基因定点整合工艺的基础,常用的基因编辑技术包括核酸酶技术、转座子技术和重组酶技术。比较这三种基因编辑技术在构建流程、整合效率和专利等方面的不同特点,重点讨论重组酶介导的定点整合及其在CHO细胞株构建中的应用。
因外伤、肿瘤和先天发育异常等导致的组织缺损会严重影响患者的生理功能和心理健康。组织再生修复过程复杂,随着年龄的增长,机体本身再生修复的能力逐渐减弱,缺损组织的修复多以纤维结构混乱的瘢痕修复为主。硅酸镁锂(laponite,LAP)因其独特的纳米层状结构和表面电化学特点,能够与多种生物分子和药物相互作用,展现了较好的细胞相容性和生物活性,已被广泛应用于组织再生生物材料的功能化改性。综述LAP的性质特点及其在组织再生修复领域的应用,以期推进LAP研究成果更好地向临床转化。
凝胶电泳、实时荧光PCR等常规核酸检测方法存在操作繁琐、设备昂贵、反应时间长等局限性。随着核酸检测市场规模的大幅提升,常规检测方法已无法满足临床诊断、检验检疫的需求。核酸试纸条(nucleic acid detection strip,NADS)是一种新兴的核酸检测方法,具有灵敏度高、操作便捷、结果可视化、成本低且耗时短等优势,在基础研究与临床诊断等领域受到广泛关注。综述近年来NADS的检测方法及研究进展,系统总结该技术的原理、应用及临床潜在转化价值,以期为NADS的进一步开发、利用提供借鉴。
香豆素类化合物是自然界中一类重要的化合物,具有抗肿瘤、抗凝血、抗菌、杀虫等多种生物活性,应用领域广泛。目前大多数香豆素类化合物从植物中提取,受环境因素影响较大,得率低、成本高,不利于大规模生产,从而限制了其应用和推广。利用合成生物学的思路合成香豆素类化合物具有无污染、原料易得、成本低、过程可控等优势。对香豆素类化合物生物合成途径的研究,尤其是靶标天然产物生物合成表达元件、宿主和发酵条件的优化,以及合成途径中关键酶的挖掘,已经成为研究热点。综述香豆素类化合物及其衍生物的结构、功能和生物合成研究进展,为其生物合成路径中的基因挖掘及异源表达提供参考。
解脂耶氏酵母具有遗传背景清晰、分子操作体系较为成熟、抗逆性强、底物谱广、有机酸和蛋白质分泌能力强等优点,在微生物发酵生产化学品领域极具应用潜力。木质纤维素是丰富的可再生生物质资源,以木质纤维素原料替代化石原料生产化学品对于缓解全球能源危机、保障粮食安全等意义重大。解脂耶氏酵母可以天然代谢木质纤维素水解产生的葡萄糖,但对其他水解产物(如木糖)的利用效率极低。综述解脂耶氏酵母利用木质纤维素原料的代谢途径及改造策略,以木质纤维素原料生产化学品为例,重点讨论该过程中的主要瓶颈问题及解决办法,为后续研究提供参考。
几丁质由N-乙酰-D-氨基葡萄糖聚合而成,是自然界中仅次于纤维素的第二大类聚合物。微生物几丁质酶来源丰富,是生物降解或利用几丁质的主要媒介。野生型菌株几丁质酶产量低、活性弱,故近年来有关几丁质酶的研究侧重于对其产量及催化活性的提升等方面。此外,几丁质酶具有水解病原真菌细胞壁、破坏害虫体壁、生产N-乙酰氨基葡萄糖寡聚体或单体的应用价值,在医药、农业、食品加工等领域表现出巨大的市场潜力。综述微生物几丁质酶的来源、分类及工程改造,为后续几丁质酶的研究及开发利用提供参考。
低共熔溶剂是由一定化学计量比的氢键受体和氢键供体组合而成的新型绿色溶剂,具有成本低、易制备、环境友好等特点,可以作为普通有机溶剂和离子液体的替代溶剂。酶作为生物催化剂时反应条件温和,对反应底物专一性高,并且具有极高的催化效率和反应速度。酶促反应通常发生在水溶液体系,但近年来发现在低共熔溶剂中酶促反应也能有效进行。综述酶与低共熔溶剂共同作用的机理以及低共熔溶剂在酶促反应中的应用,展望未来的研究方向,为酶促反应体系的进一步开发奠定理论基础。
合成生物学是近年来兴起的一门兼材料学、医学和信息学等学科特性的交叉学科,在促进医学进步和科技转化应用的同时,也在总体国家安全内涵中被赋予了特殊的重要地位。如何在新时期应对错综复杂的安全形势和严峻挑战,是世界各国和国际社会所面临的科技治理和生物安全的重要命题。重点介绍合成生物技术相关生物武器威胁、生物恐怖威胁、生物安全国际公约条例、生物安全伦理治理框架,总结近年来合成生物技术领域生物安全风险相关问题,提出合成生物学安全风险应对策略和国家总体安全观下科技发展建议。
