不依赖天然外显子的蛋白质内含子定向进化筛选系统

蛋白质剪接技术为在蛋白质水平上直接对蛋白质进行修饰和加工提供了一种全新的解决方案,因而在蛋白质工程及相关领域具有非常广阔的应用前景。现阶段,大部分天然的蛋白质内含子在异源蛋白质中剪接活性非常低,极大限制了蛋白质内含子的开发和应用。为了开发一个可以同时对蛋白质内含子通用性和剪接活性进行筛选的系统,利用Bsa I限制性内切酶识别位点和切割不重合的特性,将Ter ThyX内含子(不含外显子序列)插入到卡那霉素抗性蛋白基因的多个位点。并且摒弃了以往需要结合天然外显子以实现剪接的方法,可以同时对蛋白质内含子的剪接活性和通用性进行筛选。Western blot结果和卡那霉素平板生长结果表明,通过卡那霉素筛选系统可以精确的将蛋白质内含子剪接反应与卡那霉素抗性结合起来,仅从卡那霉素平板上的菌落生长情况即可完成蛋白质内含子剪接活性阳性突变的筛选,是一个快速,稳定的定向进化筛选系统。     

载多西紫杉醇脂质微泡对人肝癌HepG2细胞抑制作用的体外研究

目的：观察自制载多西紫杉醇脂质微泡联合超声对人肝癌HepG2细胞的抑制作用。方法：通过薄膜分散法制备载多西紫杉醇脂质微泡,观察其形态,测定粒径大小、包封率、载药量及稳定性等性质;将人肝癌HepG2细胞随机分为5组,对照组、多西紫杉醇组（DOC组）、多西紫杉醇联合超声组（DOC＋US组）、载多西紫杉醇脂质微泡组（DLLM组）、载多西紫杉醇脂质微泡联合超声组（DLLM＋US组）,CCK-8法检测细胞毒性,倒置显微镜观察细胞凋亡的形态,DAPI荧光染色法观察凋亡细胞核的改变。结果：载多西紫杉醇脂质微泡形态光滑圆整,无黏连;粒径分布范围为170~590 nm,平均粒径为350 nm;Zeta电位为-5.2 mV;微泡的包封率为80.0%,载药量为18.5%;4℃条件下保存14天性质稳定;DLLM＋US组较其他各组对肿瘤细胞有更为明显的抑制增殖及诱导凋亡效应（P〈0.01）。结论：自制载多西紫杉醇脂质微泡粒径小,包封率高,稳定性好,此微泡联合超声对人肝癌HepG2细胞有明显抑制作用,载多西紫杉醇脂质微泡有望成为一种新型抗肿瘤给药途径。     

基因网络相继故障机理分析

癌相关基因在疾病发生与发展过程中的作用机理是非常重要的研究课题。现代数据分析方法,为从基因组数据中推断癌相关基因之间的关联,以及分析基因组的作用机理提供了有效的手段。本文根据基因表达谱数据分别建立了正常组织与神经胶质瘤和肾癌的患病组织的基因互信息网络。用以介数为基础的相继故障模型研究了基因网络结构与鲁棒性之间的关系。定义了网络相继故障节点百分比、平均相继故障规模和相继故障规模比例累积概率等衡量网络鲁棒性的结构参数。通过对照组与实验组之间的比对,我们发现实验组网络比对照组网络更加稳定,并将引起网络大规模相继故障的基因称为结构性关键基因。这些结构性关键基因中的一部分已经被证明与神经胶质瘤或肾癌的发生、发展有密切关系。大多数基因被预测在神经胶质瘤和肾癌的发生中起着激励或抑制作用,需要进一步的试验验证。预测信息为研究癌相关基因提供了新的方向。     

Cell-Specific Detection of miR-375 Downregulation for Predicting the Prognosis of Esophageal Squamous Cell Carcinoma by miRNA In Situ Hybridization

MicroRNAs (miRNAs) play important roles in the regulation of genes associated with cancer development and progression. By the more deeply characterization of miRNAs’ effect in cancer development, it requires a useful tool to investigate expression and distribution of a miRNA in cancer cells and tissues. To fulfill this application demand, we developed a miRNA in situ hybridization (MISH) approach using the 2′-Fluoro modified miRNA probe in combination with enzyme-labeled fluorescence (ELF) signal amplification approach. MISH was used to study expression of miR-375 in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) cell lines and tissues using a tissue microarray (TMA) containing 300 cases. The results showed that our MISH approach is a practical way to detect expression and distribution of a tested miRNA in both cultured cells and archive tissue sections. MISH results also showed that miR-375 was frequently downregulated in ESCCs, which was significantly associated with advanced clinical stage (p = 0.003) tumor metastasis (p = 0.04) and poor outcome (p = 0.04) of ESCC. Moreover, the accuracy of MISH results could be confirmed by QRT-PCR. Our results demonstrated that MISH is a useful and reliable tool to study miRNA expression in solid tumors. Downregulation of miR-375 can be used as a biomarker to predict the outcome of ESCC.     

解脂耶罗维亚酵母工程菌合成超长链脂肪酸及温度的影响

[背景]解脂耶罗维亚酵母属于产油微生物,大量研究表明该酵母能够高产长链脂肪酸和油脂,但是应用该酵母合成超长链脂肪酸仍待研究。[目的]工程化解脂耶罗维亚酵母合成高值超长链脂肪酸,并研究温度对脂肪酸合成的影响。[方法]合成密码子优化的拟南芥(Arabidopsis thaliana)延长酶基因AtFAE1、非洲芥菜(Brassica tournefortii)延长酶基因BtFAE1和碎米芥属植物Cardamine graeca的延长酶基因CgKCS,分别构建质粒pYLEX1-AtFAE1、pYLEX1-BtFAE1、pYLEX1-CgKCS和pYLEX1-AtFAE1-BtFAE1-CgKCS。以解脂耶罗维亚酵母菌株Po1g为宿主,通过化学法分别转化上述4个质粒,获得工程菌Po1g-AtFAE1、Po1g-BtFAE1、Po1g-CgKCS和Po1g-AtFAE1-BtFAE1-CgKCS,比较评价超长链脂肪酸的合成。在此基础上,过表达内源二酯酰甘油酰基转移酶基因DGAT1(diacylglycerol acyltransferase)提高产油量,并研究温度对生物量、产油、脂肪酸组成的影响。[结果]在解脂耶罗维亚酵母中3个延长酶的延长能力明显不同,AtFAE1主要催化C20:1脂肪酸的合成,BtFAE1更有利于芥酸(C22:1)的合成,而CgKCS能够催化合成神经酸(C24:1),但是三者共表达并未提高神经酸产量。在表达CgKCS基因的菌株中过表达DGAT1基因,细胞油脂含量提高50%。温度实验表明,低温有利于解脂耶罗维亚酵母合成不饱和脂肪酸,反之,高温利于其合成饱和脂肪酸。[结论]脂肪酸延长酶基因CgKCS可直接催化C18:1脂肪酸合成C24:1的超长链脂肪酸,并且通过优化培养温度可提高不饱和脂肪酸的合成。本研究为构建超长链脂肪酸细胞工厂以及发酵优化提供理论和技术参考。     

检测牛冠状病毒抗体间接ELISA方法的建立与应用

[背景]牛冠状病毒(Bovine coronavirus,BCoV)是引起新生犊牛死亡的主要病原之一,有效的检测手段是防治该病的前提。目前BCoV ELISA检测方法存在敏感性低、不稳定等缺陷。[目的]对原有BCoV ELISA方法进行改进,建立间接ELISA检测方法。[方法]应用我国BCoV流行毒株CD株n基因为模板,预测N蛋白抗原表位,通过原核表达制备可溶性的重组N蛋白作为抗原,建立间接ELISA方法,应用该方法对黑龙江省2010-2017年的BCoV感染进行血清流行病学调查。[结果]该ELISA方法最佳工作条件为:用50 mmol/LpH 9.6碳酸盐作为包被液,抗原包被浓度2.5μg/mL;用PBST作为样本稀释液,稀释浓度1:50,37℃孵育1.5 h;HRP-羊抗牛IgG稀释浓度1:7 500,37℃孵育1.0 h;用1%明胶37℃封闭30 min。阴阳性临界值为0.225。该方法与BRV、BRSV、BVDV、IBRV、BPIV3和E.coli阳性血清均无交叉反应。批内和批间变异系数均小于10%,与病毒中和试验的符合率高达93.5%。对黑龙江省部分地区共603份奶牛血清样品检测结果显示,BCoV抗体阳性率为98.84%。[结论]建立的ELISA方法特异性强、敏感性高、稳定性好,为进一步研发ELISA试剂盒提供了技术基础。     

外来西方蜜蜂放蜂密度对云南罗平本地传粉蜂群落结构及物种多样性的影响

【目的】近年来随着交通条件的改善,每年有大量西方蜜蜂Apis mellifera蜂场从全国各地赶到云南放蜂。本研究旨在揭示西方蜜蜂这一外来蜂种对云南本地传粉蜂种类、数量及其物种多样性的影响。【方法】采用马来氏网收集、调查了云南省罗平县西方蜜蜂高放蜂密度试验点(鲁特和走马田)、中放蜂密度试验点(外纳和下阿列)和低放蜂密度试验点(马把和下庄科)共6个试验点包括山林生境和农田生境的本地传粉蜂群落结构;并对比分析了不同放蜂密度、不同生境下各试验点传粉蜂物种多样性指数(H′)、均匀度指数(J′)及丰富度指数(Dm)之间的差异。【结果】采集到的1 715头本地传粉蜂隶属于10科53种,其中蜜蜂科(Apidae)、隧蜂科(Halictidae)和胡蜂科(Vespidae)为优势类群,东方蜜蜂Apis cerana和切淡脉隧蜂Lasioglossum excisum为优势种。在放蜂密度(试验点周围3 km范围内西方蜜蜂蜂群数量)为723～2 750群这一变动范围内,各试验点本地传粉蜂物种数量、个体数量均随西方蜜蜂放蜂密度的增大而减少,物种多样性指数(H′)及丰富度指数(Dm)也相应降低,但西方蜜蜂放蜂密度对本地传粉蜂均匀度指数(J′)没有影响。此外,在相同放蜂密度下,山林生境的本地传粉蜂物种多样性均显著高于农田生境。【结论】云南罗平本地传粉蜂的群落结构及物种多样性受西方蜜蜂放蜂密度的影响,在放蜂密度从723～2 750群这一变动范围内,放蜂密度越大,本地传粉蜂的个体数、物种数、多样性指数和丰富度指数越小。本研究结果为进一步研究合理控制西方蜜蜂放蜂密度以保护云南本地传粉蜂种的多样性提供了思路。     

马里亚纳海沟可培养水生细菌的多样性

【目的】马里亚纳海沟是地球表面最深的海沟,环境极端多样,如高压、低温及无光,拥有独特的微生物资源。本研究旨在探究马里亚纳海沟不同深度水生细菌形态特征并挖掘可培养细菌资源。【方法】采集马里亚纳海沟7个层位海水(2–8727 m),利用原子力显微镜与扫描电镜观察水生微生物的形态特征;采用2种常规培养基(1/5×2216E和1/30×2216E)及6种选择性培养基(有机碳氮组合),结合切向流与高压富集培养进行水生细菌分离与鉴定。【结果】从不同深度水样中发现多种大小不一的细菌类群(130 nm–1.5μm),以球菌和杆菌为主。在表层水体中常见颗粒附着的细菌,在深层水体中常见自由游动的细菌。共鉴定365株可培养水生细菌,隶属于3个门、31个属与56个种。γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)是绝对优势类群(占据可培养细菌总数的62.7%),相对丰度在深层水体中高于浅层。交替单胞菌属(Alteromonas,21.8%)和亚硫酸杆菌属(Sulfitobacter,19.1%)是主要优势属,在浅层水体中占绝对优势。稀释的2216E与氨基酸培养基对海杆菌属的选择性更好,葡萄糖-甘露糖培养基与牛磺酸-乙醇酸培养基对稀有细菌的选择性更好。7株菌(5种)是潜在的新型细菌。此外,通过切向流富集培养与压力筛选培养分别分离得到70株(22属)可通过0.22-μm细菌(0.22-μm-passable bacteria)与33株(8属)耐压细菌。【结论】马里亚纳海沟不同深度水样中不同营养利用型细菌、可通过0.22-μm细菌与耐压细菌及其形态均具有丰富的多样性。本研究所获得的不同类型的细菌菌株为研究细菌在马里亚纳海沟中生物地球化学功能及其营养类型差异和高压适应机制奠定了菌株基础。     

番茄果实成熟过程中番茄红素含量及合成相关基因表达的分析

以2个高代自交系粉果番茄MLK1和红果番茄FL1为材料,利用实时荧光定量PCR技术及色差仪法,对果实成熟过程中4个时期的番茄红素含量分析及八氢番茄红素合成酶(Psy1和Psy2)和番茄红素环化酶(Lcy)基因的表达进行研究。结果表明,在番茄果实成熟的过程中,番茄红素的含量也逐渐增高,在完熟期达到最高,且红果中的含量高于粉果中的。在2个番茄品种果实不同部位中,Psy1、Psy2和Lcy基因在果实逐渐成熟的过程中转录水平均逐渐增加,在完熟期表达量最高,且红果FL1中的表达量高于粉果MLK1表达量,果实中Psy基因的表达量高于Lcy基因的表达量。     

Field trapping of male Phyllonorycter ringoniella using variable ratios of pheromone components

The sex pheromone of Phyllonorycter ringoniella (Matsumura) (Lepidoptera: Gracillariidae) has been identified to be a blend of (Z)‐10‐tetradecenyl acetate (Z10‐14:OAc) and E4,Z10‐tetradecadienyl acetate (E4,Z10‐14:OAc) in Japan, Korea, and China. However, the commercial product based on previous results is not attractive enough to be used for monitoring and controlling apple leafminer populations in the field. We re‐investigated the attractiveness of the two pheromone components, singly and in blends, in apple orchards in Shangdong and Shaanxi, the main apple‐growing provinces in China. Our results revealed that Z10‐14:OAc alone was not attractive to P. ringoniella male moths in the field, but E4,Z10‐14:OAc alone not only was strongly attractive but caught more males than any of the blends of Z10‐14:OAc and E4,Z10‐14:OAc tested. The most attractive blend ratios differed slightly for the two locations. No clear dose–response relationship was obtained for the 2:8 blend of Z10‐14:OAc and E4,Z10‐14:OAc. However, the dose–response field study of E4,Z10‐14:OAc alone showed that 1 mg per lure achieved the highest moth catch. These findings differ from the previous report of the best pheromone blend in China. Our data showed that E4,Z10‐14:OAc is the major component of the pheromone of P. ringoniella.