目的: m⁶A修饰是细胞内最普遍存在的RNA修饰,然而目前线粒体是否存在m⁶A修饰并不清楚,基于miCLIP-seq和Nanopore sequencing多组学数据探究线粒体RNA m⁶A修饰及其调控特征。方法: 通过建立新的计算方法,对现有的大量miCLIP-seq数据以及第三代纳米孔直接RNA测序数据进行整合分析,同时利用SELECT单位点m⁶A检测技术结合生化实验分离线粒体,预测和鉴定线粒体RNA上潜在m⁶A位点。结果: 多样本miCLIP-seq数据鉴定得到520个高可信的线粒体m⁶A修饰位点;Epinano和xPore算法从Nanopore sequencing数据中预测得到377个线粒体RNA m⁶A修饰位点;多样本多组学数据分析结果以及SELECT m⁶A验证实验的结果显示,与基因组编码RNA一样,线粒体RNA同样存在m⁶A修饰;与基因组RNA不同,线粒体RNA m⁶A修饰倾向于发生在HHACH基序。结论: 线粒体编码RNA能够发生m⁶A修饰,并且具有和基因组RNA不同的修饰调控特征,为进一步理解线粒体维持功能稳态的机理以及细胞内m⁶A修饰的催化机理和功能提供了新的视角。

目的: 探究中国仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster Ovary cell,CHO cell)流加培养过程中柠檬酸积累现象及特征,为认识和调控柠檬酸积累奠定基础。方法: 以CHO细胞为研究对象,采用实验室前期建立的流加培养工艺,考察流加培养过程中柠檬酸积累特征,探究培养工艺参数(温度和葡萄糖浓度)对柠檬酸积累的影响,建立关键代谢参数[平均葡萄糖比消耗速率(Q_Gluc)、乳酸比生成速率(q_Lac)、抗体比生成速率(q_p)和三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA cycle)的总碳流量]与柠檬酸积累的相关性。结果: 温度影响CHO细胞流加培养过程中柠檬酸积累,较低温度(31℃)条件下柠檬酸比生成速率显著增大;葡萄糖浓度对柠檬酸积累过程的影响有限,葡萄糖浓度控制在2~55 mmol/L的范围内不影响柠檬酸积累过程;通过考察多批不同培养工艺参数条件下的柠檬酸积累过程,发现柠檬酸比生成速率与葡萄糖比消耗速率、抗体比生成速率、TCA循环总碳流量呈正相关,与乳酸的比生成速率呈负相关。结论: 柠檬酸在细胞外积累可能反映营养物质供给充足,细胞TCA循环代谢旺盛,细胞抗体生产能力增强。

目的: 对轻链和重链铁蛋白的自组装过程进行人工控制和功能化修饰,探讨人工控制合成杂合体铁蛋白纳米颗粒的有效途径,为设计和定制功能化修饰的蛋白纳米颗粒药物运输系统提供参考。方法: 重组表达人源重链(H)和轻链(L)铁蛋白纳米颗粒,通过质谱和透射电镜验证其分子量和笼状结构;将H和L铁蛋白在酸性条件下解离,按照不同浓度比例进行混合,之后通过透析缓慢提升溶液pH至中性,使用变性和非变性电泳验证杂合体铁蛋白纳米颗粒的形成;构建含有单一半胱氨酸突变的L铁蛋白纳米颗粒,通过半胱氨酸巯基与含有马来酰亚胺(maleimide)的Dansyl荧光染料进行巯基偶联,使用荧光染料功能化修饰后的L铁蛋白纳米颗粒与H铁蛋白进行共组装,对形成的功能化修饰后的杂合体铁蛋白纳米颗粒进行变性和非变性电泳验证。结果: 重组表达的H和L铁蛋白纳米颗粒均能形成天然笼状结构,通过对其自组装过程进行人工控制,能够形成一系列具有不同H和L含量的杂合体铁蛋白纳米颗粒;经过Dansyl荧光染料修饰后的L铁蛋白纳米颗粒,同样可以与H铁蛋白共同组装形成杂合体铁蛋白纳米颗粒,并且能够人工控制杂合体中功能化修饰的L铁蛋白的含量。结论: H和L铁蛋白能够通过人工控制其自组装过程形成一系列具有不同浓度比例的杂合体铁蛋白,对铁蛋白纳米颗粒进行功能化修饰后同样可以人工控制合成杂合体铁蛋白纳米载体,验证了铁蛋白纳米颗粒作为多功能定制化药物运输系统的可行性。

目的: 环氧水解酶(epoxide hydrolase,EHs,EC.3.3.2.-)能够催化外消旋环氧化物归一性水解生成相应的手性邻二醇,具有广泛的应用潜力。前期通过分子改造获得了海洋红酵母环氧水解酶突变体RpEH^L360C。为进一步研究该突变体的催化特性,分析了RpEH^L360C催化不同环氧底物的催化活力和区域选择性。方法: 利用重组大肠杆菌E. coli/rpeh^L360C为催化剂,分析了其催化不同底物的催化活力、区域选择性、最适反应条件及温度稳定性等特性;利用分子动力学模拟技术解析了RpEH^L360C具有高区域选择性的机制。结果: E. coli/rpeh^L360C在催化rac-3-氯环氧苯乙烷(4a)时,催化活力高达301 U/g湿细胞重量,底物完全水解后生成的(R)-1-(3-氯苯基)-1, 2-乙二醇(4b)的对映体过量(enantiomeric excess,ee)达到97.6%,表现出优异的区域选择性(α_S = 98.9%,β_R = 98.3%)。该酶的最适反应条件为pH 7.0和25℃,在25℃下的半衰期(t_1/2)为4.7 h。利用E. coli/rpeh^L360C进行克级规模的(R)-4b制备,12 h内可催化200 mmol/L rac-4a水解,产物的ee_p值为96.3%,产率为90.1%,最高时空产率达130.5 g/(L·h^-1)。分子动力学模拟分析表明,RpEH^L360C的底物结合口袋包含疏水区域,(R)-和(S)-4a的氯原子与该区域中的氨基酸残基之间存在疏水相互作用力,从而导致RpEH^L360C对该底物具有高区域选择性。结论: RpEH^L360C在催化不同环氧底物时展现了潜在的应用价值,为其在精细化学品和药物合成等领域的应用提供了基础。

目的: 探究嗜水气单胞菌噬菌体phaST21的生物学特性及全基因组信息,为临床嗜水气单胞菌感染的防控和开发噬菌体相关新型替抗产品奠定基础。方法: 采用双层平板法从养殖水体水样中分离纯化噬菌体;使用透射电镜进行形态观察;利用斑点法确定嗜菌谱;通过一步生长曲线和抑菌曲线,分析噬菌体的杀菌效果;通过全基因组测序和分析确定噬菌体基因组序列特征。结果: 从污水中分离得到一株嗜水气单胞菌噬菌体phaST21,其头部二十面体直径为(64±1)nm,非收缩性尾部尺寸为(10±2)nm×(14±1)nm,最适感染复数(multiplicity of infection,MOI)为0.001,潜伏期为20 min,爆发量为12 PFU/cell;该噬菌体具有较为宽泛的温度、pH耐受性,对氯仿具有较强的耐受性,仅专一性裂解病原菌嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)T21菌株;全基因组序列分析显示,噬菌体phaST21基因组为环状双链DNA,全长42 593 bp,基因组中共预测到51个开放阅读框(open reading frame,ORF),不存在tRNA、毒力基因和耐药基因;结合比较基因组和系统发育分析,噬菌体phaST21为Caudovirales目、Autographiviridae科、Ahphunavirus属的一个新成员。结论: 分离得到一株新嗜水气单胞菌噬菌体,丰富了嗜水气单胞菌噬菌体库的资源,为多重耐药A. hydrophila的防控提供了新的选择和参考。

目的: 禽类养殖过程中抗菌素的广泛应用导致了耐药菌株的出现,噬菌体疗法能够裂解耐药菌株,具有替代抗菌素的潜力;从鸭粪便标本中分离鉴定大肠杆菌噬菌体phiE31-2,探究其在禽类养殖过程中应用的可能性。方法: 通过麦康凯培养基分离大肠杆菌,利用双层平板法分离鉴定噬菌体,利用微量肉汤稀释法分析大肠杆菌耐药性,对噬菌体基因组进行测序及分析,通过无菌牛奶评估噬菌体的杀菌效率。结果: 从鹅粪样品中分离大肠杆菌EK31-2,该菌对三种抗菌素耐受;以菌株EK31-2为指示菌,从鸭粪样品中分离噬菌体phiE31-2;稳定性分析发现,phiE31-2在pH值5.0~10.0范围内存活率高于77.67%,在400 μg/mL胆酸钠溶液中存活率为52.8%;基因组分析显示,phiE31-2基因组长度为51 468 bp,含有82个编码序列(coding DNA sequence,CDS)区域,其中35个蛋白具有假定功能;比较基因组学分析发现,噬菌体phiE31-2属于Tempevirinae亚科Hanrivervirus属的未确定成员;在生物控制实验中,phiE31-2可以杀死牛奶中86.8%的大肠杆菌EK31-2。结论: 从鸭粪中分离的大肠杆菌噬菌体phiE31-2能够有效抑制耐药菌株EK31-2的生长,并且对酸碱环境变化和胆酸盐具有较好的耐受性,显示噬菌体phiE31-2具有在禽类养殖中应用的可能性。

目的: 构建精简非必须基因的理想底盘细胞,为合成生物学提供参考。方法: 采用无痕敲除技术对来源于插入序列元件、原噬菌体及基因岛的10个序列进行单敲除,对其中有利于精氨酸积累的8个基因进行了累敲。结果: 与起始菌相比,进行了8个基因累敲的菌株精氨酸产量提高了56.9%,细胞干重提高了26.5%。结论: 精简非必需基因减轻了微生物的生长负担并提高碳源利用率。

DNA条形码技术作为一种有效的物种鉴定和产品寻址溯源的分子生物学方法,其高特异性的溯源能力在动植物及微生物的快速鉴定、近缘性物种识别方面的应用正趋向成熟。条形码技术为食品、药品等相关产品的掺假鉴定以及合成产品的示踪溯源提供了一种有效的鉴定手段。现有的DNA条形码技术包括常规条形码、迷你条形码、超级条形码以及封装条形码。综述DNA条形码技术在物种识别与产品鉴定中的应用,比较不同条形码技术的应用范围和技术特点,为选择适合的DNA条形码作为产品标签和识别工具提供有价值的思路。

蛋白质糖基化是生物体内重要且异质性高的翻译后修饰之一,在细胞生长分化、信号传导和肿瘤免疫监视等生理和病理过程中发挥重要作用。异常的蛋白质糖基化与疾病的发生发展密切相关,许多糖蛋白可作为癌症早期诊断和预后监测的生物标志物。基于质谱的糖蛋白质组学技术为全面分析蛋白质糖基化修饰提供了一种强有力的分析工具。在自下而上的糖蛋白质组学研究中,由于糖肽的相对丰度较低,往往需要进行糖肽的分离与富集。近年来,为了更加全面地解析蛋白质糖基化,研究人员根据不同富集机理发展了多种新材料与新方法,糖肽富集效率得到了显著提升,为糖蛋白质组学分析与发掘蛋白质糖基化相关疾病靶标和生物标志物提供了有力的技术支撑。对近年来糖肽富集方法的新进展进行整理和综述,并对其未来发展提出展望。

S100A8/A9蛋白又称钙卫蛋白(calprotectin,CP),是属于S100钙结合蛋白家族的异源二聚体蛋白。钙卫蛋白S100A8/A9主要由中性粒细胞产生和释放,广泛参与感染、炎症、免疫等多种生物学过程。近年来,钙卫蛋白S100A8/A9作为多种疾病的生物标志物和潜在治疗靶点被广泛研究。综述钙卫蛋白S100A8/A9在炎症性肠病、感染性疾病、类风湿性关节炎、心血管疾病及癌症等疾病中的应用和研究进展,并对未来的研究方向和应用场景进行展望。

核酸疫苗因其设计灵活性、生产周期短以及能够诱导细胞免疫和体液免疫等优点,在动物传染病预防领域受到了科研人员的广泛关注。递送载体的开发极大地促进了核酸疫苗在疾病预防和治疗领域的应用。目前大多数的核酸载体开发主要集中在人类疾病领域,在兽医领域对于低成本、安全、高效和非致病性核酸递送载体的需求也日益增长。针对动物疫病如猪流行性腹泻、猪繁殖与呼吸障碍综合征、口蹄疫病、禽流感病、新城疫病和狂犬病等动物传染病的核酸递送载体和核酸疫苗的研究已经取得一些进展。综述国内外动物核酸疫苗纳米递送载体的研究进展,分析纳米载体递送核酸过程和核酸疫苗的作用机制,探究纳米递送载体理化因素对细胞摄取的影响,展望纳米载体递送在兽医领域未来应用的方向和挑战,以期为动物核酸疫苗开发和载体研制提供科学参考。

创新药是生物医药产业的核心竞争力和关键领域。近年来,创新药行业发展在政策支持下取得显著进步,但仍存在政策间衔接不畅和取向不一致的问题。主要存在六大堵点:审评审批与创新产业政策不协调、靶点集中但企业分散、医保政策与临床用药结构升级不协调、医生和患者用药权利受限、资本市场对创新药支持不足以及国际规则体系衔接不充分。应进一步明确全局统筹责任体系、补齐政策空白、疏通政策传导、强化审评能力、优化产能布局、加快与国际规则衔接以及开展政策一致性评估,以构建一个更加健康和可持续的创新药创制环境。