合成生物制造2022

本文对2022年《生物工程学报》发表的与合成生物制造相关的综述和研究论文进行了评述,重点讨论了DNA测序、DNA合成、DNA编辑、基因表达调控和数学细胞模型等底层技术,酶的设计、改造和应用技术,化学品生物催化、氨基酸及其衍生物、有机酸、天然化合物、抗生素与活性肽、功能多糖、功能蛋白质等重要产品的生物制造技术,一碳化合物和生物质原料利用技术以及合成微生物组技术,以帮助读者从一个侧面了解合成生物制造相关技术和产业的发展情况。     

非洲猪瘟病毒I226R蛋白抑制cGAS-STING通路介导的天然免疫应答

本研究旨在探究非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV) I226R蛋白(I226R protein, pI226R)抑制cGAS-STING信号通路的作用机制。利用双荧光素酶报告系统和实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR, qPCR)证明pI226R显著抑制cGAS-STING通路介导的I型干扰素及干扰素刺激相关基因的产生。免疫共沉淀及激光共聚焦显微镜试验发现pI226R与cGAS蛋白相互作用。免疫印迹分析证明pI226R通过自噬-溶酶体途径促进cGAS蛋白的降解。同时,pI226R阻碍了cGAS与E3泛素连接酶三基序蛋白56 (tripartite motif protein 56, TRIM56)的结合,导致cGAS的单泛素化减弱,从而抑制了cGAS的活化和cGAS-STING通路的激活。总之,本研究证明ASFV pI226R通过拮抗cGAS进而抑制宿主的抗病毒天然免疫反应,进一步增加了对研究ASFV免疫逃逸机制的理解,为疫苗的研发提供了理论基础。     

中国茶渍属和石蕊属4新记录种

通过形态学及化学研究,结合nrDNA ITS序列的系统发育分析,该文报道了茶渍属(Lecanora Ach.)和石蕊属(Cladonia P. Browne)地衣4中国新记录种：莱氏茶渍(Lecanora layana Lendemer)、白头山茶渍(L. baekdudaeganensis B. G. Lee&Hur)、伪银茶渍(L. pseudargentata Lumbsch)和草皮石蕊[Cladonia caespiticia (Pers.) P. Gaertn., B. Mey&Scherb.]。该文对这些物种的分类学特征进行了详细描述,并与相似种进行了对比,同时提供了各种的地理分布图和形态图。这为中国茶渍属和石蕊属地衣物种多样性及资源利用提供了基础资料。     

中国菌物分类学和多样性研究的历史与现状概况

我国菌物分类学研究始于20世纪初,经过百余年的不断探索和发展,取得了丰硕的成果,并逐渐走进世界前列。本研究通过对世界菌物名称信息库Fungal Names进行数据统计,对发现自中国的菌物新物种和中国学者发表菌物新分类单元等数据开展分析,从中揭示中国菌物分类学的历史和发展趋势。过去,一共有2 214位中国学者参与发表了15 626个菌物新分类单元,包括 3个新纲、27个新目及亚目、117个新科及亚科、769个新属及亚属、11 100个新种、322个新种下单元和3 288个新组合。在全球已知的菌物物种中,自中国发现的新物种有10 233种,隶属于 3界13门44纲174目572科2 379属,占全球已知物种多样性的6.84%,居世界第二位。地理分布上,我国西南地区(云南、四川、贵州、西藏)和低纬度的热带、亚热带地区(中国台湾、广东)发现的新物种最多。根据每年发现的新分类单元数量趋势和命名作者的构成,可将中国菌物分类学的发展历史分为五个阶段：外人在华采菌及研究(1750s-1929)、中国菌物分类学起步(1930-1949)、新中国菌物分类学早期发展(1950-1977)、全国性菌物标本采集与研究(1978-2010)、走进世界前列(2011至今)。本研究对每个发展时期的分类学概况和重要历史事件进行了总结和回顾,通过上述综述性研究,有助于系统地了解中国菌物分类学不同阶段的发展趋势和研究概况,为学科当下和未来的发展提供参考。     

《中国真菌志》50年编研成果及展望

历经几代真菌人的艰苦奋斗,《中国真菌志》目前已出版65卷,其中子囊菌类有35卷、担子菌类26卷、接合菌类1卷、卵菌1卷、黏菌2卷;上述卷册记录923属9 228种及种下分类群。编研涉及大型和小型的类群、腐生菌、食药用菌、菌根真菌、作物和林木病原菌、捕食性真菌、虫生菌、菌生真菌以及毒菌等。编研过程中发现并发表了大量新分类群,丰富了对菌物物种多样性的认知。归纳已有成果,已立项卷册应加快编研和出版进度;资源调查与分类学研究需进一步加强,按分类群(专科、专属)继续开展编研工作,注重拟参编类群的前期研究积累;以下分类群值得在后续工作中予以关注：水霉目等部分卵菌、壶菌类、座囊菌纲部分类群、盘菌纲和锤舌菌纲中尚未参编的主要类群、伞菌纲中具有小型子实体的类群等。由于分类系统在不断更新和完善,已出版卷册中使用的部分名称和分类地位的处理需依据被大多数学者所公认的分类系统给予适时的订正。期待建设一支继往开来的菌物分类学研究队伍,不断取得令世人瞩目的编研成果,为我国菌物资源利用和物种保护提供科学依据。     

荷叶离褶伞子实体化学成分

本文对祁连山野生荷叶离褶伞Lyophyllum decastes子实体的化学成分和生物活性进行研究。采用硅胶色谱、高效液相色谱等多种方法进行分离纯化得到8个化合物,通过MS、NMR和电子圆二色谱 （ECD）等方法确定了化学结构,其中有4个为聚炔类化合物。化合物1作为天然产物系首次报道,其相绝对构型是通过比较ECD的方法确定。对所得聚炔类化合物应用细胞模型进行抗氧化活性（CAA）指标检测,化合物1-4均呈现一定抗氧化活性,其中化合物1的抗氧化活性最强,其EC₅₀为(24.73±6.12)μmol/L。聚炔类化合物1-4为荷叶离褶伞首次报道成分,可作为祁连山野生荷叶离褶伞HPLC-DAD化学表征参考化合物。     

白腐真菌血红密孔菌漆酶复合酶预处理烟梗丝的响应面法优化

烟梗是烟草工业的重要副产物,也是宝贵的自然资源。本研究首先利用白腐菌漆酶对烟梗丝进行预处理,提升了添加烟梗丝的卷烟品质;然后分别以木质素、纤维素、半纤维素和果胶的降解率为响应值,采用Box-Behnken设计建立方程模型,对漆酶、纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶组成的复合酶预处理烟梗丝条件进行了优化。结果表明：每100g烟梗丝加入30U漆酶,在料液比为35%、温度为30℃、酶解pH为5处理48h的条件下预处理的烟梗丝对提升卷烟品吸效果最佳,烟梗丝中木质素、纤维素、半纤维素和果胶的降解率分别为20.16%、15.10%、7.20%和12.40%;为获得与之相同的各组分降解率,响应面法优化漆酶复合酶最佳处理条件为：每100g烟梗丝加入漆酶14.72U、纤维素酶1.00U、半纤维素酶1.00U、果胶酶8.45U。验证发现烟梗丝各组分降解率实测值与理论值无显著性差异,且显微结构观察显示复合酶处理后的烟梗丝表面致密结构被破坏,孔洞数量明显增加。本研究获得的白腐菌漆酶预处理后的烟梗丝在卷烟中的添加能有效改善卷烟品质,且漆酶复合酶的使用大幅减少了漆酶的用量,降低了漆酶预处理烟梗丝的成本,为废弃烟梗生物质的资源化利用提供了重要依据。     

一株特殊生境荒漠药用植物沙蓬内生真菌Rhinocladiella similis中苯甲酸大环内酯化合物

从一株特殊生境荒漠药用植物沙蓬的内生真菌Rhinocladiella similis中分离得到4个苯甲酸大环内酯化合物,包括2个新化合物rhinoclactones E（2）和F（1）、2个已知化合物8,9-dihyrogreensporone D（3）和8,9-dihydrogreensporone A（4）。基于高分辨质谱与核磁共振谱数据以及相关文献比对,确定了新化合物与已知化合物的结构。化合物1和2是一对立体异构体,在大环内酯环中并有一个呋喃环,这种环系统在自然界比较稀少。化合物1-4对3株肿瘤细胞株和植物病原真菌没有抑制活性。本结果进一步丰富了该真菌的化学成分研究,暗示特殊生境荒漠植物内生真菌具有产生结构新颖的次级代谢产物的潜力,是发现新活性天然产物的一个新的重要宝库;此外,根据化合物的结构特征与生物活性结果,本文还探讨了这些化合物潜在的生态学功能。     

新型冠状病毒感染与复制的进展

冠状病毒是一类具有囊膜包裹的线性单股正链RNA病毒,在自然界广泛存在,可引起不同程度的呼吸性传染病。新型冠状病毒是一种新发突发病毒,对各类人群均易感。截止目前,该病已经在世界范围内广泛流行,对公共卫生安全构成极大的威胁。文中从冠状病毒及新型冠状病毒的基因组特征、关键蛋白、对宿主的感染和复制的角度加以综述,旨在为获得病毒侵染宿主细胞致病机制的探究提供理论依据,也为特异的抗病毒药物的研发提供基础支持。     

登革病毒血清型特异单克隆抗体的制备和鉴定

登革病毒 (Dengue virus,DENV) 是全球传播最为广泛的虫媒病毒,由于缺乏快速鉴别感染病毒血清型的诊断技术,导致异型交叉感染引起重症登革出血热病例居高不下。为实现免疫学方法快速鉴别诊断不同血清型DENV感染,本研究采用哺乳动物细胞293T表达并纯化了4种DENV血清型NS1蛋白,免疫小鼠后通过杂交瘤技术制备了针对NS1蛋白的单克隆抗体。利用酶联免疫吸附方法 (Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)、间接免疫荧光法 (Indirect immunofluorescence assay,IFA)、免疫斑点杂交试验 (Dot blotting) 以及蛋白质免疫印迹试验 (Western blotting) 确认所制备的单克隆抗体能够有效识别天然病毒NS1以及重组NS1蛋白。获得的单克隆抗体包含2株可识别1–4型DENV NS1蛋白的通用型抗体及3株分别针对DENV-1、DENV-2和DENV-4的血清型特异抗体。以所制备的DENV NS1抗体为基础,采用双抗体夹心ELISA可快速鉴别不同血清型DENV。DENV血清型特异单克隆抗体的制备和甄别DENV血清型ELISA方法的建立为快速鉴别感染DENV血清型的临床诊断奠定了基础。