河鲀毒素(tetrodotoxin, TTX)是一种生物碱类神经毒素,其中毒事件在世界范围内广泛发生,严重危害到人类健康,但尚无特效解毒剂,因此TTX的检测对食品安全领域有重大意义。为了得到更高效的TTX识别元件,在分子模拟指导下对SELEX筛选所得的核酸适配体TTX-27进行了连续优化。首先,使用Mini-hairpin结构替换阻碍TTX结合的茎环结构,使TTX更易与截短型适配体结合,然后将T39、C40碱基突变为C39、T40碱基,并对C39进行了2'-OH修饰,以增强结合区域碱基与TTX的氢键作用和范德瓦耳斯相互作用。微量热泳动(microscale thermophoresis, MST)实验证实,经截短、碱基突变和化学修饰的各适配体变体的亲和力均有提高,其中化学修饰变体TTX-D2-X-R结合TTX的解离平衡常数Kd为1.08 nmol/L,相较于TTX-27的亲和力提高了75.5倍。表明基于分子模拟的截短-突变-化学修饰是核酸适配体post-SELEX优化的有效途径,所得的适配体变体TTX-D2-X-R在TTX检测领域有着潜在的应用价值。
目的: 探讨牙源性干细胞复合微渠多孔羟基磷灰石支架(grooved porous hydroxyapatite scaffolds, HAG支架)的成骨性能,为骨缺损修复治疗提供新手段。方法: 从健康成人第三磨牙中提取牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells, PDLSCs)及牙髓干细胞(dental pulp stem cells, DPSCs)分别接种于HAG支架上,进行多向分化鉴定及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性测定;并通过CCK-8检测细胞增殖能力;逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2, BMP-2)、骨钙素(osteocalcin, OCN)和骨桥蛋白(osteopontin, OPN)等成骨相关基因的表达。体内研究中将搭载PDLSCs和DPSCs的HAG支架移植到裸鼠的背部皮下,8周后取材,组织切片后采用苏木精-伊红(HE)染色观察新骨形成,提取组织蛋白采用Western blot检测ALP、OCN等成骨相关蛋白的表达。结果: 体外研究中DPSCs复合HAG支架组的细胞增殖能力、ALP活性,以及成骨相关基因ALP、BMP2、OCN等的表达均高于PDLSCs复合HAG支架组。体内研究中HE染色显示,PDLSCs复合HAG支架组及DPSCs复合HAG支架组均较空白HAG支架组有更多细胞生长区、纤维细胞增生及骨基质形成,且DPSCs复合HAG支架组的骨基质面积更大,成纤维细胞数量更多;PDLSCs复合HAG支架组及DPSCs复合HAG支架组成骨相关蛋白的表达量均高于空白HAG组,且DPSCs复合HAG支架组中ALP蛋白表达量显著高于PDLSCs复合HAG支架组。结论: PDLSCs、DPSCs复合HAG支架在体内外均表现出良好的成骨性能,其中DPSCs复合HAG支架的成骨性能更为优异。
兴安落叶松(Larix gmelinii)是极为重要的造林针叶树种,具有早期速生、抗逆性强、生态效益好等特点。海藻糖参与调控干旱、寒冷、盐害等多种逆境胁迫,海藻糖-6-磷酸磷酸酶(TPP)是海藻糖合成通路的重要酶。从兴安落叶松逆境胁迫转录组中筛选到LgTPPI.1基因全长序列,克隆了其编码区(CDS),构建了重组载体并获得过表达LgTPPI.1拟南芥纯合株系。结果表明,LgTPPI.1 CDS全长1 236 bp,共编码411个氨基酸;LgTPPI.1基因的mRNA在根和茎中表达水平较低,在针叶中表达水平较高;过表达LgTPPI.1基因拟南芥在盐胁迫下海藻糖含量显著提高、脯氨酸和抗氧化酶类活性增加、胁迫响应标记基因表达上调、对盐胁迫的耐受性增强。这些结果表明,裸子植物利用与被子植物类似的海藻糖通路来耐受非生物胁迫。为后续进一步解析落叶松中海藻糖合成相关基因的功能,揭示裸子植物中针叶树对逆境的响应机制奠定基础。
用于生产生物燃料的微藻生物技术正处于十字路口,但仍在不断发展。微藻衍生的多产品技术的发展将大大提高经济可行性,特别是结合生产高附加值化合物。研究结果表明敲除海洋微拟球藻中的DWARF1 (DWF1)基因的突变株具有比野生型更高的色素含量和光合效率,并且还可以显著降低胆固醇积累(这可能是人类心血管疾病的主要危险因素),使其从原本占总甾醇 (TSs) 超过70%的含量减少至零。相比之下,其前体24-亚甲基胆固醇(一种对人类健康有益的蜂王浆的关键微量营养素)的产量则从零增加到60%以上。结合海洋微拟球藻中ω-3脂肪酸含量高的特点,我们预计在工业规模上开发该菌株将带来可观的利润。
口服疫苗因其具有接种方便、能产生黏膜免疫等优点而备受关注,但胃肠道屏障、酸性环境和蛋白酶等不利条件制约了口服疫苗免疫效果的发挥。为提升其免疫效果,将形貌调控与镀层修饰策略结合制备新型口服疫苗载体,具体为将溶剂蒸发法与快速膜乳化法结合制备聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)杆状颗粒,并采用能够增强免疫反应的β-葡聚糖及具有更高降解pH的硫醇化修饰的羟丙基甲基纤维素苯二甲酸酯(T-HPMCP)对PLGA杆状颗粒镀层修饰。在制备PLGA杆状颗粒时,通过对外水相条件的摸索制备出了适合小肠上皮细胞摄取的长度在2~4 μm、宽度在1~2 μm的PLGA杆状颗粒。体外实验结果表明通过T-HPMCP修饰的疫苗载体在酸性环境下保持稳定有利于抗原活性保护,同时能够在pH≥7.4时分解而使抗原释放。细胞和动物实验结果表明其特殊的杆状形貌可实现较高的肠道上皮摄取速率及转运效率,并且β-葡聚糖的修饰能活化树突状细胞(DC),提升OVA特异性IgA和IgG抗体水平。综上,制备的镀层PLGA杆状颗粒作为口服疫苗载体可提升机体免疫应答,为口服疫苗的研究提供了新的材料和思路。
目的: 通过邻近生物素鉴定(BioID)技术筛选S100A7互作蛋白并进行验证。方法: 采用邻近生物素BioID和质谱相结合的方法,筛选S100A7互作蛋白。通过免疫荧光和免疫共沉淀方法,对相互作蛋白进行验证。结果: 与对照组比对,通过BioID技术共获得94个可能与 S100A7 相互作用的候选蛋白质。选取 Annexin A2(AnxA2)蛋白在 HEK293 细胞中进行了验证,结果表明S100A7 与 AnxA2 存在直接的相互作用,且二者共定位于细胞质和细胞膜。结论: 可将BioID技术作为互作蛋白筛选的一项新技术,通过该技术发现S100A7和AnxA2存在相互作用。
新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的全球大流行对整个人类社会造成了重大影响,人类面临着财政刺激、金融压力、债务重整等挑战。在特效治疗药物与方法出现之前,大规模的人群筛查隔离成为现在疫情治理的最有效方法。然而,这一次的新冠病毒(SARS-CoV-2)展示出了极高的遗传变异性,截至2022年3月31日统计突变率超过了2.3‰,迄今为止高传染性的新病毒株不断出现,被世界卫生组织正式警告的变异株就达到了7个。因此,在接下来的病毒防控与研究中,不但需要检测SARS-CoV-2,更需要精准、实用的单核苷酸变异(single nucleotide variation, SNV)基因分型技术,特别针对大规模人群筛查中,不仅需要获得SRAS-CoV-2的信息,还需要精准快速区分具有更高传染性与毒性的变异株感染。对病毒的感染和突变机制进行了简要介绍,并着重对现有主要的SARS-CoV-2 SNV分型技术进行了分类综述,希望为新型检测技术的开发提供参考。
食管癌是全球第十大常见癌症,其发病率和病死率较高,主要包括食管鳞状细胞癌(ESCC)和食管腺癌(EAC),通常发展到晚期才被诊断发现。食管癌的标准治疗方法包括放化疗、内窥镜疗法和外科手术,但其预后效果不甚理想。良好的动物模型可用于研究食管癌的发生发展和生物学机制。患者来源的异种移植(PDX)模型最大程度上保留了原始肿瘤的细胞形态、组织结构特征和与患者相似的遗传特征。PDX模型为研究食管癌患者对放化疗的反应性,寻求新的治疗靶点,改善预后效果提供了新的平台,使个性化精准治疗研究迈入新阶段。就食管癌PDX模型的特点、构建时常用的实验动物、优化模型建立的方法以及PDX模型在食管癌研究中的应用进行综述,并讨论了食管癌PDX模型的局限性和未来发展前景,以期为食管癌的个性化精准治疗、改善患者预后提供新的研究方向。
高效遗传转化技术体系的建立对植物功能基因组学研究和作物新品种的培育均具有促进作用,目前,再生效率低下是限制许多植物高效遗传转化体系建立的主要技术屏障之一。随着对植物分生组织和体细胞胚形成过程研究的深入,鉴定到了一些关键调控基因,统称为发育调节因子。发育调节因子应用于植物遗传转化后,可以有效改善植物分生组织诱导和再生能力,为提高遗传转化效率提供了重要机遇。综述了7类发育调节因子在提高植物遗传转化效率中的研究进展,重点介绍了其中3类在促进玉米遗传转化中的应用,最后展望了建立植物高效遗传转化体系的发展方向。
细胞壁是一种复杂的动态网络结构,在植物生长发育、胁迫应答和免疫抗性过程中起着重要的调控和防御作用。果胶(pectin)是细胞初生壁结构中多糖的主要成分之一;其中,同型半乳糖醛酸聚糖(HG)是果胶多糖组分中含量最丰富的线性聚合物。HG的甲基酯化程度变化会导致其酶解形成凝胶,从而影响果胶结构的稳定性。果胶甲酯酶抑制蛋白(PMEIs)通过翻译后机制调控果胶甲酯酶(PMEs)活性,微调果胶多糖甲酯化修饰平衡后,维持细胞壁的完整性和生物力学特性。研究发现,PMEI-PME互作调控果胶甲酯化修饰的稳态是决定细胞黏附、细胞壁硬度和弹性以及器官形态发生的关键因素,同时也是细胞壁应对逆境、释放抗性信号和免疫防御的分子模式。主要对PMEIs在调节植物器官发育过程和应对不同胁迫因子发挥的抗逆功能及调控机制等最新研究进展作出综述。鉴于PMEIs在木本植物中的体内生理活性和调控机制仍有待探索,可为后续填补该领域的研究空白提供理论依据和策略参考。
近年来,随着全球气候变暖和水体富营养化程度加深,蓝藻水华频繁暴发。微囊藻毒素是有害蓝藻产生及释放的危害最大的一类蓝藻毒素,对生态环境和公众健康造成了严重的威胁。因此,寻求有效的微囊藻毒素降解方法已成为全球科学领域的研究热点。针对微囊藻毒素生物治理技术展开综述,阐述了微囊藻毒素的产生、理化性质及生物毒性,总结了微生物、水生植物、浮游动物等自然生物降解微囊藻毒素的能力。在此基础上概述了生物滤池、人工湿地、生态浮床、膜生物膜反应器等生物治理技术对微囊藻毒素的去除效果,分析了现有微囊藻毒素生物处理方法的优势和局限性,并对今后的研究方向提出展望,为解决水环境中微囊藻毒素的污染问题提供思路。
2-苯乙醇(2-PE)是一种具有广阔应用前景的高级芳香醇。由于化学合成的复杂性和天然提取的高昂成本,近年来,利用微生物发酵合成2-PE受到广泛关注。许多微生物有天然合成2-PE的能力,但产量相对较低,并不适合大规模生产。在最近几年的研究中,利用代谢工程和合成生物学技术,通过上调限速酶基因表达水平,改善前体转运,提高 2-PE耐受性等多方面优化,2-PE的微生物产量有了大幅度的提高。综述微生物合成2-PE的相关研究进展,分析关键代谢调控的机制,并就目前存在的问题提出了改进建议。
