基于细胞三维培养的气道平滑肌细胞收缩效应检测方法的建立与应用

气道平滑肌细胞(airway smooth muscle cells,ASMCs)是引起哮喘患者气道收缩狭窄、呼吸阻力增加的主要效应细胞。ASMCs收缩效应检测是研究哮喘病理生理机制、评估或研发新的支气管舒张药物的重要实验依据。而常用的活体组织张力检测以及单层培养ASMCs显微镜形态观察等方法存在样品取材或测量误差等问题。该研究利用胶原蛋白凝胶构建气道平滑肌细胞的三维立体培养模型,将凝胶与培养孔壁分离,在不同的时间点记录细胞收缩力作用下凝胶面积的变化值,以此反映ASMCs的收缩效应。结果显示,0.1,1,10 mmol/L的乙酰胆碱(acetylcholine,Ach)刺激后,凝胶面积均显著缩小,随着剂量增加ASMCs的收缩反应增强。提前加入肌球蛋白ATP酶抑制剂BDM(butanedione monoxime),能明显抑制Ach诱导的ASMCs收缩反应,说明该方法的可重复性和准确性好。     

《自然-结构与分子生物学》：解析肉碱膜转运蛋白晶体结构

中国科学院生物物理研究所江涛研究员领衔的科研小组在肉碱膜转运蛋白CaiT三维结构研究方面取得最新的进展,相关成果文章刊登在3月28的《自然一结构与分子生物学》（Nature Structural ＆MolecularBiology）上。     

减蛋综合症病毒纤维蛋白C-末端的分泌表达及抗原性分析(英文)

目的:在大肠杆菌中分泌表达重组纤维蛋白的C-末端序列,并检测其抗原性。方法:采用PCR技术扩增了减蛋综合症病毒(EDSV)纤维蛋白C-末端的编码基因,并将其克隆到组成型分泌表达载体pUC18ompAcat上构建pUC18ompA-EDS。将该重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株构建工程菌,培养工程菌以表达目的蛋白。结果:SDS-PAGE分析表明,纤维蛋白C-末端在大肠杆菌中成功实现了表达,且部分重组蛋白分泌到了周质空间和胞外的培养基中,Ni2+-NTA树脂分离纯化后,Western blotting对其免疫原性的分析表明,重组蛋白可与鸡抗EDSV血清发生特异反应。结论:说明获得的纤维蛋白的C-末端具有明显的抗原性,该研究对于开发预防EDSV的基因工程疫苗的研究具有一定参考作用。     

一路走来

做科学研究,要有一颗好奇的心,要有探索的精神,要不断创新,要持之以恒,要注重积累和总结,要有一份执着,要担负起社会的责任。     

生物三维电子显微学进入全新高速发展时期

生物三维电子显微学主要由三个部分组成——电子晶体学、单颗粒技术和电子断层成像术,其结构解析对象的尺度范围介于x射线晶体学与光学显微镜之间,适合从蛋白质分子结构到细胞和组织结构的解析。以冷冻电镜技术与三维重构技术为基础的低温电子显微学代表了生物电子显微学的前沿。低温单颗粒技术对于高度对称的病毒颗粒的解析最近已达到3．8A分辨率,正在成为解析分子量很大的蛋白质复合体高分辨结构的有效技术手段。低温电子断层成像技术目前对于真核细胞样品的结构解析已达到约40A的分辨率,在今后5年有望达到20A。这样,把x射线晶体学、NMR以及电镜三维重构获得的蛋白质分子及复合体的高分辨率的结构,锚定到较低分辨率的电子断层成像图像中,从而在细胞水平上获得高精确的蛋白质空间定位和原子分辨率的蛋白质相互作用的结构信息。这将成为把分子水平的结构研究与细胞水平的生命活动衔接起来的可行途径。     

藻酸盐三维细胞培养在骨组织工程中应用的研究进展

目的综述藻酸盐三维细胞培养系统在骨组织工程中的应用研究进展。方法广泛查阅近年来有关藻酸盐三维细胞培养系统在骨组织工程应用研究的文献进行综述。结果藻酸盐具有良好的生物相容性,无毒、对宿主无免疫原性和生物可降解等独特的物理、化学和生物特性,藻酸盐三维细胞培养系统仍然是迄今理想的骨组织工程支架材料之一。结论藻酸盐三维细胞培养系统不仅将广泛应用于生命科学基础研究,作为一种理想的组织移植的支架材料,有望逐步走向临床应用。     

差减杂交技术在细菌学研究中的应用

差减杂交技术是一种用于寻找基因组之间差异的有效的方法。其通过去除被比较的两组基因组之间的共有序列,富集差异序列的方法来达到寻找差异基因的目的。其操作简便,价格低廉,且避免了已知细菌基因组信息匮乏对其应用的限制,从而在细菌学方面得到了广泛的应用,包括鉴定可能与毒力有关的致病基因岛/遗传岛、查找细菌的致弱机理、鉴定可移动的遗传成分、寻找毒力基因、寻找与导致宿主差异有关的基因、检测基因表达上的变化等多个方面。从而为病原的鉴定,疾病的诊断,预防,细菌的致病机理等方面的研究奠定了坚实的基础。     

DSA图像中运动伪影的消除方法

由于病人存在着各种运动(如呼吸、肌肉运动、心脏运动、设备噪声),在成像过程中常会造成图像上出现伪影,干扰医生的正常诊断,为消除这种伪影,本文提出一种基于图像配准思想的全自动消除伪影的方法,该方法能够自动消除DSA图像中的大部分运动伪影,使DSA图像得到较好的增强,并为后面的血管分割和三维重建提供便利,是一种快速有效的方法。     

铜绿假单胞菌在液滴界面的二维和三维运动特征

【目的】环境中无处不在的气-液界面能够影响细菌的运动和养分的传输扩散,进而调控微生物的种群互作和群落结构。因此,系统地认知微生物在微观界面的运动特征对于理解和解析微生物多样性的产生、维持机制以及生态功能至关重要。【方法】本文基于微流体显微系统(超高速荧光显微镜和数字全息显微镜),以具备主动运动能力的模式菌株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosaPAO1)为研究对象,观测并解析了细菌细胞在气-液界面的二维运动特征和气-液-固界面的二维与三维运动特征。【结果】PAO1既能在气-液界面处执行近似直线轨迹的运动,也能在气-液界面下方执行顺时针或逆时针旋转的圆周运动(最小曲率半径Rmin=3μm)。在气-液-固界面处,6.45%的不运动细胞聚集于气-液-固界面边缘处,并在该处完成不可逆附着;同时,游动细胞由于受到液滴内部毛细管流和马兰戈尼(Marangoni)涡流运动的综合作用,直线游动至距界面约40μm内的区域后,其运动轨迹转变为垂直界面方向返回或以近似界面平行方向运动并附着,这些行为显著调节了PAO1的空间分布,促使了其朝向气-液-固界面的迁移,表明个体PAO1的鞭毛在此...     

西北地区三维生态足迹生态安全评价及驱动力分析

西北地区生态脆弱,进行生态安全评估和驱动力分析具有重要意义。选取土地利用影像和植被净初级生产力产品叠加细化均衡因子和产量因子,利用三维生态足迹改进模型测算和空间刻画西北地区2009—2017年的足迹深度,足迹广度和区域三维生态足迹;然后基于上述结果计算生态压力指数、生态协调系数、生态足迹多样性指数、流量资本占用率和存量资本流量利用比描述生态安全变化;最后用STIRPAT扩展模型结合主成分回归模型分析三维生态足迹演变的主要驱动因素。结果表明：(1)2009—2017年研究区的区域足迹广度总体上呈现为先升后降的趋势,2009年最低为3.116 hm~2/人,2016年达到最高为3.796 hm~2/人;区域足迹深度研究期内一直上升,从2009年的11.550 hm~2/人上涨为19.031 hm~2/人;三维生态足迹研究期内也一直增加,由6.006 hm~2/人增加为9.760 hm~2/人。(2)研究区2009—2017年整体生态安全持续恶化,生态压力不断增大,其中宁夏生态安全形势严峻,新疆和陕西生态环境脆弱,甘肃生态安全程度相对较差,青海生态安全良好;不同地区地类的安全状况基本不同,但...