基于CRISPR/Cas系统的核酸生物传感器

近年来,CRISPR/Cas系统已经成为转录调控和基因组编辑的重要工具。除了在基因编辑领域的贡献,CRISPR/Cas系统独特的靶核酸顺式切割和非特异性单链核酸反式切割能力,在开发核酸检测的新型生物传感器方面展现出巨大潜力。构建基于CRISPR/Cas系统高灵敏度生物传感器的关键通常依赖其与不同信号扩增策略,诸如核酸扩增技术或特定信号转导方法的结合。基于此,本文旨在通过介绍不同类型的CRISPR/Cas系统,全面概述基于该系统的核酸检测生物传感器的研究进展,并重点对结合核酸扩增技术（PCR、LAMP、RCA、RPA和EXPAR）、灵敏的信号转导方法（电化学和表面增强拉曼光谱）和特殊结构设计生物传感的三大类型信号放大策略的CRISPR/Cas生物传感器进行总结和评论。最后,本文对目前的挑战以及未来的前景进行展望。     

非生物胁迫对烟草悬浮细胞胞内和胞外ATP水平的影响

以烟草悬浮细胞BY-2(Nicotiana tabacum ‘Bright Yellow-2’)为材料,研究了NaCl、PEG(6000)、低温3种非生物胁迫对细胞内ATP(intracellular ATP,iATP)和细胞外ATP(extracellular ATP,eATP)水平的影响。结果显示：50～200 mmol·L^-1 NaCl处理导致烟草悬浮细胞膜通透性显著增加(P<0.05),100和200 mmol·L^-1 NaCl处理时iATP和eATP水平显著降低(P<0.05)。随着PEG质量浓度的增加(50、100、200 g·L^-1),烟草悬浮细胞膜通透性和eATP水平逐渐增加,其中在200 g·L^-1 PEG处理时eATP水平显著增加至对照的3.4倍(P<0.05),而iATP水平则在200 g·L^-1 PEG处理时显著降低至对照的0.5倍(P<0.05)。0～10℃低温处理后,烟草悬浮细胞膜通透性和iATP水平呈不同程度增加,其中0℃处...     

雌性中华蜜蜂胚胎发育组织形态观察

【目的】探索雌性中华蜜蜂Apis cerana cerana胚胎组织发育过程。【方法】在正常蜂群中,用蜂王产卵控制器将蜂王限制在工蜂巢房的巢脾上产卵1 h,蜂王在工蜂巢房中产下的卵是受精的雌性卵,将有卵的巢脾割下放入恒温恒湿箱中培养。恒温恒湿箱中样本所在的位置温度严格控制在35±0.2℃,相对湿度75%±5%。把限王产卵1 h内获得的蜜蜂卵作为0 h胚胎,每隔4 h取样一次。采用石蜡切片技术,对二倍体雌性中华蜜蜂胚胎发育过程进行观察。【结果】根据胚胎发育过程中的形态特征,雌性中华蜜蜂胚胎发育过程划分为4个阶段:(1)卵裂期(0-12 h),活质体迁移到卵的表面,呈双层排列;(2)胚盘形成期(12-28 h),活质体排列为单层,并形成细胞膜;(3)胚层形成期(28-40 h),侧板覆盖中板,两者在腹中线愈合;(4)胚胎器官系统形成期(40-68 h)。【结论】本研究明确了雌性中华蜜蜂胚胎发育过程的形态变化,进行了阶段划分并明确了各发育阶段的形态特征及对应的发育时间。本项研究结果有助于开展与蜜蜂胚胎发育的相关蜜蜂生态学、发育生物学、营养学等课题深入研究。     

LINC00261/miR-182-5p/PFN1对乙肝病毒相关性肝细胞癌HepG2.2.5细胞放疗抵抗的影响

[目的]探讨LINC00261调控miR-182-5p/PFN1轴对乙型肝炎病毒相关性肝细胞癌HepG2.2.15细胞放疗抵抗的作用机制。[方法]用1 Gy的X射线处理HepG2.2.15细胞得放疗抵抗细胞HepG2.2.15/R,RT-qPCR检测LINC00261和miR-182-5p表达,Western Blot检测PFN1的表达,CCK-8检测细胞增殖活力,流式细胞术检测细胞凋亡率,彗星实验检测DNA损伤情况;双荧光素酶报告基因实验验证miR-182-5p和LINC00261或PFN1的靶向关系。[结果]LINC00261在HepG2.2.15细胞中低表达(P<0.01),且在其放疗抵抗细胞HepG2.2.15/R中表达更低(P<0.01)。过表达LINC00261抑制HepG2.2.15/R细胞增殖(P<0.01),诱导细胞凋亡(P<0.05)和DNA双链断裂(P<0.01);6 Gy X射线处理可上调过表达LINC00261对HepG2.2.15/R细胞凋亡(P<0.05)和DNA损伤的促进作用(P<0.01)。双荧光素酶报告基因实验证实miR-182-5p与LINC00261或PFN1的靶向关系。过表达LINC00261或过表达PFN1可下调过表达miR-182-5p对HepG2.2.15/R细胞增殖的促进作用(P<0.05)以及对凋亡和DNA损伤的抑制作用(P<0.05)。[结论]过表达LINC00261靶向下调miR-182-5p,促进PFN1表达,促进HepG2.2.15细胞放疗抵抗。     

迷迭香酸对氯化镉致斑马鱼胚胎发育毒性的保护作用北大核心CSCD

通过考察氯化镉(CdCl2)对斑马鱼胚胎发育的毒性效应及迷迭香酸(rosmarinic acid,RA)的干预作用,探讨镉的发育毒性机理。将受精1 h后的斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的CdCl2或含不同浓度RA的CdCl2溶液中,观察胚胎死亡、孵化及幼鱼畸形的情况。采用吖啶橙染色,定性观察胚胎细胞凋亡情况;以单细胞凝胶电泳法检测胚胎细胞的DNA损伤;以活性氧(reactive oxygen species,ROS)荧光探针DCFH-DA染色法检测胚胎的ROS水平,硫代巴比土酸比色法测定胚胎脂质过氧化水平,5,5-二硫二硝基苯甲酸比色法测定胚胎的还原谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)水平;光泽精化学发光法检测胚胎还原型辅酶(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)Ⅱ氧化酶(NADPH oxidase,Nox)活性。结果显示,RA浓度依赖性地抑制了CdCl2诱导的胚胎死亡和幼鱼畸型,同时提高了胚胎孵化率。RA可浓度依赖性地改善CdCl2诱导的胚胎ROS和MDA(malonic dialdehyde)水平升高、GSH/GSSG比值降低和Nox活性升高,抑制CdCl2诱导的胚胎细胞凋亡。RT-PCR结果显示,RA对CdCl2诱导的胚胎Cu/Zn-Sod基因表达上调和Bcl-2/Bax水平下调也有明显改善作用。结果说明,CdCl2对斑马鱼胚胎发育具有毒性,可活化Nox,促进ROS生成,造成胚胎细胞氧化胁迫损伤以至胚胎细胞凋亡,而RA可抑制Nox活化,改善氧化胁迫状态,从而对CdCl2的发育毒性起保护作用。     

Cry1Ab蛋白对拟环纹豹蛛胚胎发育过程中形态和化学物质含量变化的影响

利用稻田蜘蛛优势种拟环纹豹蛛为研究对象,检测Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛卵囊内的含量及Cry1Ab蛋白对拟环纹豹蛛胚胎发育过程中形态特征的变化、化学物质含量和卵粒内4种保护酶活性的影响。结果表明：在胚胎发育过程中,卵粒中Cry1Ab蛋白含量随发育时间延长而减少,通过对卵粒中的化学物质的测定,发现蛋白质含量水平对照组要显著高于实验组（P〈0.05）,糖和脂肪含量对照组和实验组之间无显著差异。卵粒内超氧化物歧化酶（SOD）、乙酰胆碱酯酶（AchE）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和过氧化氢酶（CAT）4种酶活力除了GSH-Px酶活力实验组高于对照组外,其余3种酶活力均低于对照组。通过石蜡切片和液体石蜡透明观察,实验组较对照组胚胎发育历期延长。该研究证明在胚胎发育时期Cry1Ab蛋白影响了卵粒内SOD、AchE、GSH-Px和CAT酶的活力,且Cry1Ab蛋白对拟环纹豹蛛的胚胎发育产生了一定程度的影响。     

南极硅藻生物多样性及生态分布研究进展

南极硅藻在南极生态系统中起着至关重要的作用, 是南极食物网的基石, 其物种多样性、群落结构特征直接或间接影响南极生态系统的稳定性。根据近30 年来国内、外有关南极硅藻的多样性和生物地理学研究, 综述了海冰硅藻的种类组成和分布特点, 南极湖泊硅藻的物种构成特征及附生硅藻和共生硅藻多样性的研究进展, 为南极硅藻的生物多样性研究、分子生态学研究、生物地理学研究开发和利用提供参考依据。     

异源表达CkLEA1基因增强了拟南芥对非生物胁迫的耐受性

植物在生长过程中会受到各种非生物胁迫的伤害,导致生长发育和产量受到严重影响,胚胎晚期丰富蛋白（late embryogenesis abundant proteins,LEA蛋白）在植物抵抗非生物胁迫过程中起着重要的保护作用。在前期的研究基础上,将受多种胁迫诱导的柠条锦鸡儿CkLEA1（GenBank登录号KC309408）基因转入野生型拟南芥,通过实时荧光定量PCR从7株T₃代纯合体中筛选出3个转基因株系做进一步研究。种子萌发率实验发现,在200 mmol/L NaCl和400 mmol/L甘露醇处理下,转基因株系萌发率均高于野生型拟南芥。干旱处理2周大的幼苗后,转基因株系明显比野生型更抗旱,存活率高于野生型,并且失水率低于野生型。同时,转基因株系积累了较少的丙二醛（MDA）,超氧化物歧化酶（SOD）活性和谷胱甘肽（GSH）含量也高于野生型。这些结果表明,柠条锦鸡儿CkLEA1基因在种子萌发阶段提高了拟南芥对盐和渗透胁迫的耐受性,并且提高了转基因拟南芥幼苗生长阶段对干旱胁迫的抵抗能力。     

被子植物翅果的多样性及演化

翅果能够依靠风力进行传播, 可能是被子植物快速散布和物种分化的一个重要因素。狭义的翅果是指果皮延伸成翅且不开裂的干果; 广义的翅果则包括果皮、花被片或苞片形成果翅的所有果实。根据果翅形态及其生长方式的不同, 广义的翅果可分为单侧翅果、周位翅果(圆翅果与蝶翅果)、棱翅果、披针翅果、翼状萼翅果、叶状苞翅果6种类型, 其空中运动方式有自旋式(单侧翅果、翼状萼翅果)、波浪式(周位翅果、叶状苞翅果)、翻滚自旋式(周位翅果)、直升机式(披针翅果、翼状萼翅果)和滚筒式(棱翅果)。棱翅果与圆翅果在被子植物基部类群樟目就有发生, 并同时出现在单子叶植物和双子叶植物中, 可能是最早出现的翅果类型。翅果的演化过程呈现出果翅数量增加、果翅偏向单侧和果翅负荷(果实质量与果翅面积之比)降低的趋势, 以利于适应较小的风并增加传播距离。果翅除了促进果实与种子的风力传播外, 还具有物理防御、调节种子萌发和促进二次传播等作用。泛热带分布的金虎尾科有着极其丰富的翅果类型, 与其多次跨洋长距离扩散密切相关, 可以作为研究翅果适应与演化的一个模式类群。结合生态和演化-发育生物学方法, 研究不同类型翅果在适应风力传播方面的差异、萼片或苞片发育成翅的分子与遗传机制、翅果不同类型的演化历史及其对被子植物物种多样性的影响等是今后值得探讨的重要问题。     

北京地区大型真菌多样性分析

为明确北京地区大型真菌资源状况,以中国科学院菌物标本馆馆藏的京区标本和本研究组采自该地区的标本为材料,结合已报道的文献资料,经过对定名标本的物种名称进行系统整理,得到北京地区大型真菌记录867种,隶属于2门20目72科281属,其中食用菌294种,药用菌169种（包含食用兼药用菌69种）,毒菌56种。在全部大型真菌中,蘑菇科Agaricaceae、多孔菌科Polyporaceae、口蘑科Tricholomataceae和红菇科Russulaceae等24科拥有的物种占总物种数量的77.28%,这些科在该地区占有主导地位;红菇属Russula、蘑菇属Agaricus和丝盖伞属Inocybe等50个属的物种占总物种数量的60.21%,具有相对优势。大型真菌区系分布分析的结果表明,北京地区已发现的大型真菌主要为世界广泛分布的属。物种丰富度分析表明采自门头沟区的大型真菌的标本数和物种丰度最高,最能代表北京地区大型真菌物种的多样性;其他地区采集的标本数量显著减少,而且物种数和物种丰度均明显降低;特别是城区和近郊地区,由于适宜栖息地的丧失,大型真菌更是少见。