心电信号的采集及R波同步检测

心电信号的R波识别在室速和房颤的同步除颤中具有十分重要的意义。传统的软件识别往往不能达到实时效果,而硬件识别则可以有效解决这一难题。本研究主要包括应用硬件电路构成的心电信号的采集系统和R波同步检测。硬件部分设计采用胸部双电极单导联输入心电信号,放大后再经微分电路和全波整流电路的处理,最后通过可选择的电压窗口比较器输出最终的R波信号检测结果。     

电压钳控制的电流钳的电路设计

针对传统膜片钳系统在检测快速膜电位方面的局限性,提出一种新的膜片钳工作模式——电压钳控制的电流钳模式,并对这一工作模式的电路原理和设计做了详细介绍。电路测试结果表明,该工作模式能够在保持一定的稳态膜电位的同时,实现对细胞膜的电流钳位,并且检测出膜电位的快速变化成分,另外也具有快电容补偿的功能。技术参数能够满足电生理实验的需要。     

GPR126条件性基因敲除载体的快速构建

基因敲除小鼠模型是在动物体内研究基因功能的重要和可靠的手段之一,而构建用于同源重组的基因敲除载体是构建基因敲除小鼠模型的关键一步.条件性基因敲除技术将针对靶基因的修饰作用限制在小鼠的特定发育时期或特定类型的组织细胞中,通过加入具有位点特异性的重组系统,该修饰作用在时间和空间上均处于可调控的状态;条件性基因敲除技术既可以避免某些具有重要功能基因的敲除所带来的早期胚胎致死问题,还可用于精确分析某些多效基因在不同组织或不同发育阶段的特定功能差异.通过合理利用改良的Red重组系统,将两个LoxP位点快速准确地插入到了目标位置,实现了GPR126条件性基因敲除载体的快速构建,为后续的构建GPR126基因敲除小鼠模型、在动物体内研究基因的功能奠定了基础.     

草地有害啮齿动物监测专家系统设计介绍

主要介绍了青藏高原草地有害啮齿动物监测专家系统的建造原理和方法。该系统由综合数据库、知识库、推理机、知识编辑语言及系统建造支持环境等部分组成,文中详细说明各部分的主要功能以及与其他部分的相互关系。该系统可对青藏高原有害动物种群动态进行长期监测,快速准确地预测预报草地植被受害状况,并根据生态环境特点,对有害啮齿动物综合治理进行规划,为用户提供长期治理的技术和多种可供选择的可行性方案。     

抑制性消减杂交技术的应用

基因的差异表达是调控各种生命活动的核心分子机制,而分离、克隆并进一步研究差异表达基因已成为现代分子生物学研究的热点,也是功能基因组学研究的重要内容.在研究差异表达基因的诸多项技术中,抑制性消减杂交(SSH)技术具有特异性强、假阳性率低、灵敏度高和快速简便等优点,被广泛地应用于生命科学和医学领域的基因差异表达的研究中.近年来,抑制性消减杂交(SSH)技术得到了相应的改进和完善,而在许多研究领域,该技术在广度和深度上都有了一些新进展.主要就抑制性消减杂交技术的产生背景、原理、技术流程、特点及其最新应用研究进展等方面作简要综述.     

基于CRISPR/Cas系统的病原微生物检测体系构建研究进展

规律成簇间隔短回文重复序列及其相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein,CRISPR/Cas)自发现以来,其应用范围在不断拓宽。除在基因编辑方面出色的应用能力外,近年来Cas12、Cas13等蛋白反式切割活性的发现,使其在病原微生物快速检测方面也显现出巨大的应用潜力。基于CRISPR/Cas系统建立的病原微生物检测技术具有灵敏度高、特异性强、操作简单等特点,通过设计不同靶向的引导RNA能够对不同的目标进行快速检测,是一种极具应用潜力的检测技术。本文对基于CRISPR/Cas开发的部分代表性病原微生物检测技术类型进行总结。由于引导RNA在CRISPR/Cas系统中具有重要作用,但目前鲜见相关总结文章,本文对部分Cas蛋白引导RNA特点以及特异性靶标的获取也进行了重点阐述,以期为开发基于CRISPR/Cas系统新型病原微生物检测技术提供参考和依据。     

噬菌体重组酶系统在合成生物学中的应用*

合成生物学技术采用工程化设计理念,对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成,对重塑非自然功能的“人造生命”具有重要意义。噬菌体重组系统具有高效、精确和广谱适用性等特点,在基因工程、代谢工程以及生物治疗等合成生物学领域得到了广泛的应用。从基因电路、体内遗传改造和体外重组等方面全面阐述了噬菌体重组系统在合成生物学研究的现状及热点,对当前该系统的局限性进行了探讨,并就未来的研究和发展趋势进行了展望。     

Ecotilling,一种检测基因多样性的新方法

定向诱导基因组局部突变(TILLING:TargetingInducedLocalLesionsInGenomes)检测技术是将随机化学诱变与PCR方法结合,对目的基因区域进行鉴定筛选的一种低投入、高通量的反向遗传学方法。“Ecotilling”是利用该技术检测自然群体中存在的基因多样性的新方法。目前,TILLING及Ecotilling已被应用于多个物种的基因多样性的研究。本文系统介绍了TILLING及Ecotilling的定义、技术流程与特点、应用概况、常用工具,并展望了该技术的应用前景。     

反硝化功能基因nirS和nirK及其检测技术研究进展

反硝化作用对维持环境氮平衡具有重要意义,其过程中亚硝酸盐向NO的转化是关键步骤,由亚硝酸盐还原酶控制,因此检测亚硝酸盐还原酶编码基因可以从分子生物学角度深入分析微生物种群特性和氮元素的转化规律,进而为评估生态环境健康状况等科研与生产活动提供支撑数据。重点综述了近年来反硝化作用功能基因nirS和nirK及其检测技术的研究进展,并对未来可预期的检测技术进行了展望,以期为该领域的研究人员提供参考。     

粗糙脉孢菌snRNA基因的克隆及其表达调控研究

Pre‐m RNA(precursor m RNA)的剪接是真核基因表达中的重要一环,由剪接体复合物(spliceosome)催化完成。小核RNA(small nuclear RNAs,sn RNAs)是剪接体的重要结构和功能组分。本工作首次鉴定了粗糙脉孢菌的U1、U2、U4、U5和U6等sn RNA基因,这些基因除U5为单一拷贝外,其余为多拷贝基因且表达量存在差异。对各基因的近端序列元件(proximal sequence elements,PSEs)的分析显示在大部分基因都存在一段回文的保守序列GTGCAC,荧光素酶报告基因实验证实该序列具有调控部分sn RNA基因转录的功能。我们还通过温度梯度实验检测了stk‐16第三内含子的剪接情况变化,结果提示可变剪接对调节生物可能对不同温度环境的适应具有重要作用。     

DNA芯片与应用

DNA芯片就是利用光导原位化学合成或液相合成自动化点样,将数以万计的寡核苷酸固定于固相支持物硅片、尼龙膜上,与荧光素或同位素标记的特检样本DNA/cDNA杂交,通过对杂交信号分析反映样本中的DNA序列信息。它广泛应用基因表达、DNA测序、基因分型、基因突变与多态性检测和遗传作图等生物医学研究领域。     

动物基因工程三种诱导型表达系统及比较

诱导型基因表达系统已成为基因工程和病理学研究的重要工具。利用诱导型基因表达系统,可调控组织或细胞中重组基因在一定的时间里或一定的空间中表达,也能调控重组基因的表达水平。本文主要对近年来广泛应用的Cre/loxP、tet-off和tet-on三种诱导型基因表达系统的发展和应用进行综述。     

反义RNA技术在丝状真菌代谢工程中的应用

丝状真菌作为一种重要的工业微生物,采用各种表达调控技术对其代谢途径进行改造以便适应生产需求成为当前的研究热点之一。反义RNA技术是代谢工程中调控基因表达的一种重要手段,且由于其操作简单避免了基因敲除技术的复杂性,在丝状真菌体系中有着良好的应用前景。本综述中,从反义RNA的作用机理、真菌体系的基因工程技术以及目前反义RNA技术的应用等方面,对反义RNA技术在丝状真菌代谢工程中的应用进行了概述。     

Controlling Transgene Escape in GM Creeping Bentgrass

Trait improvement of turfgrass through genetic engineering is important to the turfgrass industry and the environment. However, the possible transgene escape to wild and non-transformed species raises ecological and commercial concerns. Male sterility provides an effective way for interrupting gene flow. We have designed and synthesized two chimeric gene constructs consisting of a rice tapetum-specific promoter (TAP) fused to either a ribonuclease gene barnase, or the antisense of a rice tapetum-specific gene rts. Both constructs were linked to the bar gene for selection by resistance to the herbicide glufosinate. Agrobacterium-mediated transformation of creeping bentgrass (cv Penn A-4) with both constructs resulted in herbicide-resistant transgenic plants that were also 100% pollen sterile. Mendelian segregation of herbicide resistance and male sterility was observed in T1 progeny derived from crosses with wild-type plants. Controlled self- and cross-pollination studies showed no gene transfer to non-transgenic plants from male-sterile transgenic plants. Thus, male sterility can serve as an important tool to control transgene escape in bentgrass, facilitating the application of genetic engineering in producing environmentally responsible turfgrass with enhanced traits. It also provides a tool to control gene flow in other perennial species using transgenic technology.     

Construction of rice mini-chromosomes by telomere-mediated chromosomal truncation

Telomere truncation has been shown to be an efficient technology for the creation of mini-chromosomes that can be used as artificial chromosome platforms for genetic engineering. Artificial chromosome-based genetic engineering is considered to be superior to the existing techniques of randomized gene integration by Agrobacterium or biolistic-mediated genetic transformation. It organizes multiple transgenes as a unique genetic linkage block for subsequent manipulations in breeding. Telomere truncation technology relies on three components: the telomere sequence that mediates chromosomal truncation, a selection marker that allows the selection of transgenic events, and a site-specific recombination system that can be used to accept future genes into the mini-chromosome by gene targeting. These elements are usually pre-assembled before transformation, a process that is both time and labor consuming. We found in this research that the three elements could be mixed to transform plant cells in a biolistic transformation, and produced efficient chromosomal truncations and mini-chromosomes in rice. This system will allow rapid construction of mini-chromosomes with a flexible selection of resistant markers, site-specific recombination systems and other desirable elements. In addition, a rice telotrisomic line was used as the starting material for chromosomal truncations. Mini-chromosomes from the truncations of both the telocentric chromosome and other chromosomes were recovered. The mini-chromosomes remained stable during 2 years of subculture. The construction of mini-chromosomes in rice, an economically important crop, will provide a platform for future artificial chromosome-based genetic engineering of rice for stacking multiple genes.     

叶绿体转化及其用于疫苗表达研究的最新进展

随着植物转基因研究的不断深入,核基因组转化的转基因沉默现象严重影响了基因工程的应用效果。植物叶绿体遗传转化以叶绿体基因组为平台对植物进行遗传操作,外源基因定点整合及母性遗传特性能较好地解决"顺式失活"和"位置效应"等类的基因沉默问题和转基因逃逸等安全问题,成为植物基因工程发展的新方向,在工业、农业及医药生物领域发挥了重要作用,也为生产廉价、安全的植物疫苗提供了新思路。本文在简要介绍叶绿体转化的原理、转化方法与优势的基础上,重点综述了近年来通过该技术表达的一些重要的病毒抗原和细菌抗原。最后,对叶绿体转化技术在表达外源基因方面存在的问题进行分析。未来随着叶绿体基因表达、调控机制研究的逐渐深入及相关技术体系的日臻完善,叶绿体转化有望成为疫苗生产的生力军。     

Quorum-sensing linked RNA interference for dynamic metabolic pathway control in Saccharomyces cerevisiae

Some of the most productive metabolic engineering strategies involve genetic modifications that cause severe metabolic burden on the host cell. Growth-limiting genetic modifications can be more effective if they are ‘switched on’ after a population growth phase has been completed. To address this problem we have engineered dynamic regulation using a previously developed synthetic quorum sensing circuit in Saccharomyces cerevisiae. The circuit autonomously triggers gene expression at a high population density, and was linked with an RNA interference module to enable target gene silencing. As a demonstration the circuit was used to control flux through the shikimate pathway for the production of para-hydroxybenzoic acid (PHBA). Dynamic RNA repression allowed gene knock-downs which were identified by elementary flux mode analysis as highly productive but with low biomass formation to be implemented after a population growth phase, resulting in the highest published PHBA titer in yeast (1.1 mM).     

位点特异性重组系统及其在植物转基因研究中的应用

随着植物转基因研究的不断深入,对基因重组系统提出了新的要求。位点特异性重组系统具有高效、精确等的优点,在植物基因工程领域的应用越来越广泛。对常用的三类位点特异性重组系统的作用机制、优缺点及其应用进展进行了全面的综述,期望为植物转基因研究提供技术参考。对于目前研究较为热点的基因编辑技术CRISPR-Cas系统作了简要概述。