HepG2细胞中线粒体形状的动态变化

目的:研究HepG2细胞中线粒体形状动态变化过程中的功能变化及其初步分子机制。方法:HepG2细胞经过HBSS缓冲液饥饿处理后,使用线粒体氧化磷酸化解偶联剂CCCP、脂肪酸受体GPR40/120激动剂GW9508、脂肪酸油酸OA和钙离子载体Ionomycin等4种不同药物处理,通过共聚焦显微镜观察和流式细胞分析的手段检测细胞中线粒体形状和功能发生的改变。然后,通过基因沉默Drp1,Mff或者Fis1蛋白,初步研究调控线粒体形状改变的分子机制。结果:经过CCCP和GW9508处理细胞中产生甜甜圈线粒体,而OA和Ionomycin处理产生球状线粒体。CCCP,OA和Ionomycin使线粒体去极化,CCCP、GW9508、OA或者Ionomycin单独处理在一定程度上影响细胞中活性氧化簇ROS。甜甜圈线粒体产生由Drp1介导,而球状线粒体形成依赖于Drp1和Mff。结论:线粒体的形态与其功能相互联系,Drp1和Mff蛋白对于细胞线粒体形状动态改变过程中形状的调整和适应具有很重要的作用。     

聚羟基脂肪酸酯PHA代谢工程研究30年

聚羟基脂肪酸酯 (Polyhydroxyalkanoate,PHA) 是微生物合成的可降解高分子材料,种类及性能多样,应用前景广阔,然而其大规模生产受制于它较为高昂的生产成本。30年来,代谢工程的应用日益广泛,通过代谢流调控、代谢通路改造引入新通路等方法,微生物合成PHA的效率得到了很大提高,也丰富了PHA的单体种类、结构多样性和底物多样性;同时通过改变细胞形态和PHA颗粒大小等方法实现了更加高效的下游生产处理,降低了PHA生产成本。近年来,基于极端微生物,尤其是嗜盐菌的“下一代工业生物技术” (Next generation industrial biotechnology,NGIB) 发展迅速。NGIB实现了PHA生产过程的开放性和连续性,节约能源和淡水,简化了PHA的生产过程。结合代谢工程技术,盐单胞菌可以作为多种PHA的低成本生产平台,将有望提高PHA的市场竞争力和推进其商业化。     

中欧组织间合作研究项目MIX-UP助力实现“碳中和”

随着全球塑料循环体系的变革升级,提高塑料的回收利用不仅可以减少塑料在生命周期中的碳排放,还可以解决废塑料潜在的生态环境危害。文中介绍了2019年国家自然科学基金组织间国际 (地区) 合作研究项目“废塑料资源高效生物降解转化的关键科学问题与技术 (MIXed plastics biodegradation and UPcycling using microbial communities,MIX-UP)”。该项目聚焦“塑料污染”这一全球化的问题,围绕中欧双方确定的“塑料生物降解菌群”研究领域,联合中欧双方14家优势科研单位,开展实质性的重大前沿合作研究。针对废塑料生物降解中存在的解聚与重塑两个难题,项目以难降解石油基塑料 (PP、PE、PUR、PET和PS) 以及生物可降解塑料 (PLA和PHA) 的混合废塑料作为研究对象,从塑料微生物降解途径解析及关键元件的挖掘与改造、塑料高效降解混菌/多酶体系的构建与功能调控、塑料降解物的高值化炼制途径设计与利用策略3个方面展开研究。本项目将突破废塑料生物降解转化中高效降解元件挖掘、塑料降解物高值化利用的关键科学问题与技术,探索一条废塑料资源化、高值化、循环化、低碳化的新塑料循环路线,建立以“降塑再造”为核心理念的废塑料生物炼制体系,丰富我国固废资源化生物技术利用平台。项目的实施不仅有助于提升我国塑料 (生物) 循环经济的理论基础和关键技术水平,还可以推动我国与国际科研院所的多边交流与合作,促进我国在生物技术领域的创新发展,助力我国碳中和目标的实现。     

既主内政, 又辖外交——以PHR为中心的基因网络调控植物-菌根真菌的共生

磷是植物生长发育必需的大量矿质营养元素, 但自然界大部分土壤都存在严重缺磷的问题。为了适应这一营养逆境, 植物演化出一系列低磷胁迫应答反应。通过改变基因的转录水平调控低磷胁迫应答反应, 而转录因子PHR1在调控植物对低磷胁迫的转录响应中起关键作用。此外, 大部分陆生植物还能与丛枝菌根真菌建立共生关系, 通过丛枝菌根真菌更有效地从土壤中获取磷元素。最近, 中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究组发现, 以PHR为中心的转录调控网络控制植物-丛枝菌根真菌共生的建立。因此, PHR不但在维持植物细胞自身的磷稳态中发挥作用, 而且参与植物与外界微生物的相互作用, 为植物有效地从环境中获得磷元素提供了另外一条途径。     

抑制eIF3I蛋白的泛素化降解促进人宫颈癌细胞增殖

目的:研究eIF3I蛋白在细胞中的泛素化修饰,阐明其对人宫颈癌细胞系Hela增殖的影响.方法:通过点突变技术获得突变体K282R,与野生型eIF3I比较泛素化的水平,研究细胞内的泛素化修饰调控.经流式细胞仪分析细胞周期,研究野生型蛋白eIF3I和突变体K282R对Hela细胞的细胞周期影响.再从周期蛋白水平研究eIF3I对细胞增殖的调控作用.结果:突变体K282R比野生型eIF3I蛋白的外源表达量大.在Hela细胞中K282R突变体的泛素化水平低,抑制了该蛋白的泛素-蛋白酶体途径降解.过表达eIF3I能上调周期蛋白Cyclin D1的表达量,促进细胞进入由G1期进入S期.同时,泛素化程度低的突变体K282R具有较强的促进细胞增殖的作用.结论:抑制eIF3I的泛素-蛋白酶体途径降解能上调周期蛋白CyclinD1的表达,促进肿瘤细胞增殖,提示eIF3I在细胞增殖和肿瘤发生发展中发挥作用.     

基于深度最大输出网络的抗体种型特异性B细胞表位预测

B细胞表位研究有助于肽段疫苗研制,抗体研制以及疾病诊断和治疗研究.不同的B细胞表位诱导免疫系统产生不同的抗体种型,探索研究能够诱导特异性抗体产生的B细胞表位具有重要意义.基于二肽组成特征,利用深度最大输出网络算法训练构建三个二类分类器,分别对应诱导三种不同特异性抗体的B细胞表位,即IgA表位,IgE表位以及IgG表位.通过五折交叉验证训练和测试这三个分类器,获得AUC的值分别为0.78,0.93以及0.78.IgA表位和IgE表位分类器的预测能力优于其它IgA表位和IgE表位分类器,IgG表位分类器和其它IgG表位分类器的预测能力相当.     

小鼠Cidea蛋白N端缺失异构体的鉴定和研究

Cidea蛋白调节脂肪代谢,在机体能量平衡过程中起重要作用,在转录和翻译后水平受到严格调控,但在翻译水平的调节还不清楚．通过对CIDEA基因敲除小鼠模型研究,鉴定了小鼠棕色脂肪组织内源性表达Cidea蛋白N端缺失异构体mCidea-22．定点突变等研究表明其产生机制为选择性起始翻译．并且,在异位表达时,N端缺失异构体和全长异构体的比例呈现细胞系特异性．此外,蛋白质稳定性实验表明mCidea-22半衰期很短．亚细胞定位研究显示mCidea-22是内质网和脂滴定位蛋白．为深入理解Cidea蛋白的功能和精细调节提供了新的思路和方向．     

自体吞噬在植物生长发育中的功能

自体吞噬是一种细胞内自我降解系统,它能将植物细胞内溶物运输至液泡并降解.自体吞噬可划分为内溶物的包裹、运输至液泡、内溶物的降解和降解产物的重新利用几个连续步骤.关于细胞自体吞噬的认识主要来源于酵母、人类、小鼠、果蝇和线虫等生物,以拟南芥等为代表的植物细胞自体吞噬的研究虽然刚刚开始,但也取得了一些标志性的成果,且近十几年来已迅速成为植物研究领域的热点之一.自体吞噬在植物体内具有多种生理和病理作用,如对饥饿的适应、细胞内蛋白质和细胞器的清除、种子中贮藏蛋白的积累、抵制微生物、细胞死亡和胁迫响应等.本文在介绍自体吞噬形成过程的基础上,着重探讨了自体吞噬在植物生长发育中的功能,并对植物中自体吞噬的研究方向进行了展望.     

一个有关双壳贝类贝壳年轮纹可能的形成机理

在合浦珠母贝中,发现了一个边缘部分正在生长中的贝壳.该贝壳边缘部分具有独特的超微结构,在棱柱层中存在中空的尚未被碳酸钙填充的有机鞘,更为独特的是在该边缘部位发现珍珠层的存在.与正常贝壳比较,这一独特贝壳的边缘处于急速生长中.为了解释这些现象,假设了贝壳"跳跃式生长"的概念.当外套膜相对于贝壳的位置发生变化时,贝壳即进入...     

糖苷酶及其在糖基化合物改性中的研究

利用糖苷酶对糖基化合物的糖基定向改造工程是目前一个研究的热点。通过对该领域最新研究成果调研,综述了糖苷酶的分类、催化机理及其在糖基化合物改性中的应用,其中着重阐述了β-D-葡萄糖醛酸苷酶在甘草酸生物改性中的应用。提出了糖苷酶的改造方法及其在糖基化合物改性中的研究策略。