基于c-Kit~+显微形态标记及流式分选分离心脏Telocytes

目的:建立基于显微形态标记及流式分选分离大鼠心脏Telocytes(CTs)的方法。方法:采用抗体c-Kit免疫磁珠法获得原代心脏Telocytes,显微注射Di I标记具"Telopode"典型形态的细胞,使用流式分离及回收单个Di I+细胞;使用免疫荧光技术和RT-PCR方法对经回收的单个细胞来源的细胞进行表型鉴定。结果:显微注射Di I能较好地标记具Telocytes典型形态的细胞,结合流式分选及单细胞回收,能有效回收经标记的Di I+细胞,经回收的Di I标记阳性Telocytes的贴壁率为14.9%,增殖率为5.6%,呈克隆样生长率为2.4%,该呈克隆样生长的细胞能通过消化传代。免疫荧光染色证明,该回收Telocytes表达其相对特异性表面标记物c-Kit和CD34,RT-PCR的结果也证明:经回收Telocytes表达其相对特异基因c-Kit、CD34、Vimentin和PDGFR-β。结论:研究所建立的方法能有效分离及单细胞回收高纯度的心脏Telocytes,经回收的心脏Telocytes具有增殖及传代能力,且能维持其特异表型。     

单细胞机械性能检测方法与应用研究进展

细胞机械性能与细胞的生理状态与功能存在密切联系。早期对于细胞机械性能的研究受制于技术条件,只能获得细胞群的弹性或剪切模量,使得少量异质细胞的机械表型被淹没。近年来,单细胞机械性能检测技术得到了蓬勃发展。原子力显微镜、微吸管技术、光镊与光学拉伸、磁扭转流变仪与磁镊等单细胞机械性能检测技术展现出非常高的检测精度,但检测通量相对较低。新型微流控高通量检测方法的出现使检测通量呈几何式增长,有望解决大样本快速检测的需求。本文首先综述原子力显微镜、微吸管、光镊与光学拉伸和磁扭转流变仪与磁镊等单细胞机械性能检测技术。在此基础上,重点介绍细胞过孔、剪切诱导细胞变形和拉伸诱导细胞变形3种新兴微流控高通量检测技术的工作原理及最新研究进展,探讨各类方法的优缺点。最后,本文展望单细胞机械性能检测技术的未来发展方向。     

四川江油渔洞子下三叠统飞仙关组巨鲕灰岩中超微化石的首次发现及古生态意义

四川江油渔洞子剖面下三叠统飞仙关组下部巨鲕灰岩中首次发现丰富的超微化石,包括疑似超微细菌、疑似颗粒状浮游蓝细菌。它们的大量发现,进一步证明了巨鲕灰岩的成因与细菌的活动有关。同时,文章阐述了与这些超微化石共生在一起的非生物成因的方解石的成因机制。以疑似底栖蓝细菌和疑似颗粒状浮游蓝细菌为主的微体生物建立了一个简单的营养网,共同构筑了这一地区早三叠世早期海洋的古生态系统,它们的爆发性增长,与这一地区曾经发生过的海洋环境恶化及动物灭绝事件有关。     

名刊封面

新型太阳能电池的基石，真核生物尺度的水平基因转移，“生物工厂”技术的突破     

一株SCP工程菌的初探

把SCP工程(单细胞蛋白工程)用于高浓度有机废水的净化处理,是现代生物工程技术研究的重要方面,为了实现这一技术措施,寻找优异的SCP工程菌成为最关键的问题。作者为此曾从各种途径试探SCP工程菌的筛选。最后由纯菌种中发现了一株优良的SCP工程菌—XL-25,该菌株能大幅度降解酒精残液中的有机物体,菌体则可以作单细胞蛋白饲料,在处理二万以上COD有机废液时,去除率高达79.69％,处理后液呈浅色清澄状,菌种聚集成颗粒态,沉降性好,固液分离容易,因此该菌是一株优良的SCP工程菌。     

单细胞转录组测序在药物成瘾研究中的应用

药物成瘾是复杂的中枢神经系统疾病，相关基础与临床研究均证实药物成瘾的神经机制及神经环路在成瘾行为形成的不同阶段逐渐发生改变。利用全基因组关联研究、全基因组测序、全外显子测序或高通量转录组测序等技术的组学研究对包括药物成瘾在内的精神疾病遗传的脆弱性进行了深入研究。上述单核苷酸多态性检测技术或测序技术主要预测疾病的遗传风险位点。然而，许多中枢神经系统疾病的发生与环境因素密切相关，而且在疾病发展的不同阶段，相关基因的表达存在脑区特异性的细胞异质性信息。因此，传统研究对发病机制的解释存在一定的局限性。单细胞转录组测序技术是针对单个细胞进行转录水平的测定，规避了传统测序对细胞群体平均转录水平检测的缺点，可以定量描述细胞异质性。近年来，单细胞转录测序技术在神经精神科学研究中的应用逐渐受到关注，本文总结了该技术在神经科学研究中的重要应用，并以药物成瘾为例，重点阐述说明其在中枢神经系统疾病中的应用价值。     

图神经网络在单细胞测序数据上的研究进展

单细胞测序技术使得科研人员能够以细胞级别的分辨率进行基因表达数据分析，以此发现组织(如肿瘤组织或器官组织)中具有异质性的细胞。这项技术对癌症病理学的研究、生命发育过程的探索等起到了重大推动作用。单细胞测序数据有着样本量大、特征多且稀疏的特点，因此近些年一些研究工作尝试使用图神经网络进行单细胞测序数据的挖掘。这些研究工作一般先根据细胞内的基因表达信息将单细胞测序数据转化为细胞图结构，然后使用图神经网络聚合细胞间邻域信息来进行细胞表示学习，并在细胞聚类任务和细胞类型标注任务上取得了很好的效果。本文旨在介绍图神经网络在单细胞测序数据挖掘上的研究进展，并设计实验展示scGNN、scGCN和scDeepSort三个主流的用于单细胞测序数据的图神经网络模型的性能。最后，结合研究进展与实验分析，本文对图神经网络处理单细胞测序数据这一领域的未来研究方向进行了展望，以促进图神经网络更好地服务于单细胞测序数据的挖掘。     

广西北部湾茅尾海浮游真菌群落结构及其影响因子

浮游真菌在海洋食物网和生物地球化学循环中发挥着关键作用。【目的】为解析广西北部湾茅尾海不同季节浮游真菌群落结构及其关键环境影响因子，于2017年7月(夏季)、9月(秋季)、12月(冬季)和2018年3月(春季)期间在该海域设置7个站点，采集表层海水样品。【方法】利用内部转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)基因高通量测序技术，分析茅尾海浮游真菌群落结构与多样性。【结果】茅尾海海域浮游真菌隶属6个门、26个纲、71个目、167个科、282个属和374个种。主要浮游真菌类群为子囊菌门(Ascomycota, 82.14%)和担子菌门(Basidiomycota, 10.74%)，共占浮游真菌总丰度的92.88%。茅尾海浮游真菌群落Shannon指数和Simpson指数在春季最高，Chao1指数和丰富度(richness)指数在冬季最高。主坐标分析(principal coordinates analysis, PCoA)和相似性分析(analysis of similarities, ANOSIM)结果显示，不同季节浮游真菌群落的β多样性具有极显著差异(R=0.591 2, P<0.001)。通过随机森林模型分析(random forest modeling analysis, RF)，发现黄曲霉(Aspergillus flavus)、二色胶孔菌(Gloeoporus dichrous)、杂色曲霉(Aspergillus subversicolor)和微扁沃利雅炭皮菌(Whalleya microplaca)、翹鱗香菇(Lentinus squarrosulus)等20种海洋浮游真菌对环境变化敏感，可用于评估茅尾海富营养化状况。Spearman相关性分析表明，浮游真菌α多样性与海水pH、盐度和溶解氧(dissolved oxygen, DO)呈显著正相关关系(P<0.05)，与温度、叶绿素-a (chlorophyll a, Chl-a)以及总有机碳(total organic carbon, TOC)呈显著负相关关系(P<0.05)。方差分解分析(variance partitioning analysis, VPA)发现营养因子是浮游真菌群落结构的主要驱动因子。【结论】本研究可为揭示北部湾海洋浮游真菌多样性提供理论参考，并为茅尾海生态环境监测与资源利用提供科学依据。     

浅析基因位置的判定

通过对高中生物的学习我们知道，真核生物的基因既存在于细胞核中，也存在于细胞质中，既有位于常染色体上的也有位于性染色体上的。既有存在于性染色体XY同源区段的，也有位于非同源区段的，那么如何判断控制某个性状的基因存在的准确位置呢？笔者对此进行了初步思考和总结。