光驱动二氧化碳转化系统的构建、优化与应用

利用光能驱动二氧化碳(carbon dioxide, CO₂)还原生产化学品对于缓解环境压力、解决能源危机具有重要意义。光捕获、光电转化和CO₂固定等作为影响光合作用效率的关键因素,同时也制约着CO₂的资源化利用效率。为了解决上述问题,本文从生物化学与代谢工程相结合的角度,系统总结了光驱动杂合系统的构建、优化与应用,并从酶杂合系统、生物杂合系统以及杂合系统应用3个方面分析了光驱动CO₂还原合成化学品的最新研究进展。在酶杂合系统方面,采用的策略主要有提升酶催化活性、增强酶稳定性等;在生物杂合系统方面,采用的方法主要包括增强生物捕光能力、优化还原力供应以及改善能量再生等;在杂合系统应用方面,主要阐述了光驱动CO₂还原生产一碳含能化合物、生物燃料以及生物食品等。最后,从纳米材料(包括有机材料和无机材料)和生物催化剂(包括酶和微生物)两个方面,展望了人工光合系统的进一步发展方向。     

单链抗体展示系统研究进展

单链抗体(single chain antibody fragment,scFv)是由抗体重链可变区(variable region of heavy chain,VH)和轻链可变区(variable region of light chain,VL)通过柔性短肽连接组成的小分子,是具有完整抗原结合活性的最小功能片段,包含抗体识别及抗原结合部位。相比于其他抗体,scFv具有分子量小、穿透性强、免疫原性弱、易构建表达等优点。目前,scFv最常用的展示系统主要有噬菌体展示系统、核糖体展示系统、mRNA展示系统、酵母细胞表面展示系统和哺乳动物细胞展示系统等。近年来,随着scFv在医学、生物学、食品安全学等领域的发展,使得其在生物合成和应用研究方面备受关注。本文对近年来scFv展示系统的研究进展作一综述,以期为scFv的筛选及应用提供理论基础。     

新疆北鲵骨骼系统及骨骼发育时序特征

为揭示新疆北鲵(Ranodon sibiricus)骨骼系统特征及骨骼发育时序规律,采用“软骨-硬骨”双染色法对2月龄、3月龄、4月龄、6月龄、1龄、2龄、3龄和9龄8个不同年龄段新疆北鲵骨骼系统进行详细观察和对比分析。结果表明新疆北鲵骨骼系统分为头骨、脊椎骨和附肢骨三大部分,共(217±1)块骨,其中头骨骨骼53块脊椎骨(48±1)块,附肢骨116块。此外,新疆北鲵头颅外形宽扁,犁骨齿排列幼体呈“/”型,成体则呈“■”型颅顶同时具有额顶囟和前颌囟,且前颌囟长与鼻骨长之比达或大于1/2,翼骨前端与上颌骨后端较接近等显著区别于其他小鲵科物种的骨骼特征,可作为种间分类重要依据。基于骨骼发育时序和骨化时间特征对比分析,北鲵骨骼数量和形态发生重大改变主要在6月龄幼体和2龄幼体两个时期。6月龄幼体的骨骼变化主要体现在头骨:新生出上颌骨、泪骨和前额骨,前颌囟形状逐渐清晰,腭骨退化,翼骨向后回缩,鳞骨向外延展。此外,腰带新生出前耻骨,暗示其进入骨骼变态发育阶段。2龄幼体的骨骼变化主要体现在舌器:第三、第四鳃弓退化,外鳃消失,暗示其变态发育接近尾声或结束。研究结果表明新疆北鲵变态发育时期从6月龄起至2...     

仿脑组织体模研究进展

仿脑组织体模是指可以有效模拟人脑组织形状、性质的等效材料组织或数字模型,可以在实验中代表人脑组织的某些生理特性从而达到特定的研究目标,根据其物理形态,通常可分为固体、液体、数字体模3类。仿脑组织体模具有安全经济,配置简单并且可重复使用的优势,被广泛应用于脑部疾病诊断、系统安全性评估等研究。本文就仿脑组织体模的分类、物理特性和脑科学研究应用3方面进行论述,在阐述当前仿脑组织体模与真实脑组织存在一定性质差异的同时也说明其在替代真实脑组织实验上有良好的应用前景。     

陕西省野生拟黑虫草的多基因分子生物学鉴定

虫草是中国重要的生物资源,为明确从陕西省旬邑县石门山林区采集到的1种野生虫草种类及其虫生真菌(虫草菌DY6F)的分类地位,研究在利用PCR技术对该虫草子实体的核糖体内转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)、延伸因子1α(elongation factor 1α,EF-1α)和RNA聚合酶Ⅱ大亚基(RNA polymeraseⅡlarge subunit, RPB1)的基因片段进行扩增与测序的基础上,分别基于这3个基因片段构建单基因系统进化树,并基于EF-1α和RPB1 2个基因联合序列构建多基因系统进化树。结果显示,该虫草子实体的这些基因序列与线虫草属拟黑虫草菌(Ophiocordyceps nigrella)的相应基因序列相似度为99%～100%,且在进化树上,二者聚于同一分支,支持率均为100%。因此,虫草菌DY6F被鉴定为拟黑虫草菌,该虫草为拟黑虫草。     

蛋白质泛素化修饰对流感病毒增殖和致病性的影响

流感病毒是一种全球流行的呼吸道病原体,在其与宿主相互作用的过程中,病毒运用各种各样的方法逃避宿主抗病毒免疫系统的追击,而同时宿主也在不断武装自身免受病毒入侵,在这一系列过程中,泛素系统作为能够通过单个泛素或可逆性的泛素链与靶蛋白连接,进而使靶蛋白激活或失活的一种翻译后修饰机制。泛素化修饰在流感病毒复制过程中起到了至关重要的作用。因此,本篇综述结合近些年在此研究领域的研究成果,阐述了泛素化修饰参与病毒-宿主之间相互作用的机制,并为今后抗病毒药物的研发提供一个新的思路。     

玻璃体内注射清栓酶治疗实验性玻璃体积血

清栓酶可促进玻璃体内纤维蛋白凝血块溶解,我们制作新鲜及陈旧性兔眼玻璃体积血模型,将清栓酶、尿激酶及注射用水分别注入玻璃体腔内,观察眼底、测定玻璃体出血指数、FDP含量、进行3P 试验,结果发现清栓酶有治疗效果,同对照组相比统计学上有显著差异,同尿激酶相比无差异,且未发现有毒副作用。     

六个东方铁筷子品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

研究人工控水模拟干旱胁迫条件下6个东方铁筷子品种的生理和叶片解剖结构的变化特征,并利用隶属函数法对其抗旱性进行评价,筛选出与抗旱性关联较大的生理及叶片解剖结构指标。结果表明：随着干旱胁迫程度增加,6个东方铁筷子品种的叶片厚度、单位质量叶面积和可溶性蛋白水平显著下降,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均先上升后降低,胞间CO₂浓度下降,叶片相对电导率、丙二醛和过氧化氢含量均升高,可溶性糖、脯氨酸含量和抗氧化酶活性均先升高后降低。随着干旱胁迫程度增加,栅栏组织厚度与海绵组织厚度比以及气孔密度均增加。脯氨酸、可溶性糖、栅栏组织厚度与海绵组织厚度比等指标与抗旱性关系密切,可作为评价东方铁筷子抗旱性的重要指标。‘银莲花红’和‘银莲花红斑’抗旱能力优异,可为未来的抗旱新品种培育提供优良亲本材料。     

基于环境DNA宏条形码技术研究黄河三角洲典型潮沟系统鱼类多样性及其对水文连通性的响应

水文连通对于维护滨海湿地生物多样性至关重要,鱼类多样性作为生物多样性的重要组成部分,了解其对不同水文连通强度的响应具有重要意义。本研究基于环境DNA宏条形码技术(e DNA metabarcoding)检测黄河三角洲典型潮沟系统鱼类多样性,分析鱼类物种分布对不同水文连通强度潮沟生境差异的响应特征。利用12S r RNA经典鱼类引物对采集自三级潮沟系统的水样进行高通量测序,共检测出鱼类55种,其中本地鱼类27种、非本地鱼类28种,物种组成以鲈形目为主。各样点序列丰度均较高的鱼类有矛尾刺虾虎鱼(Acanthogobius hasta)、鮻(Planiliza haematocheilus)、长体刺虾虎鱼(Acanthogobius elongatus)等。鱼类多样性在不同水文连通性潮沟间差异明显,其中,二级潮沟群落多样性水平、丰富度指数、物种种类及各种鱼类类群中的个体均匀程度等都明显高于其他两级潮沟。RDA分析显示有6种环境因子与鱼类群落结构显著相关(P<0.05),分别为:硅酸盐(Si O₃^2––Si)、硝酸盐(NO₃     

毒素-抗毒素系统的调控、生理功能及应用

毒素-抗毒素（toxin-antitoxin,TA）系统是由抗毒素及其同源毒素组成的小遗传元件,毒素可以抑制细胞生长或诱导细胞死亡,抗毒素则可以中和毒素的毒性。根据TA系统的组成和抗毒素的作用方式,TA系统可分为Ⅰ~Ⅷ型共八类,其中Ⅱ型TA系统存在最广泛,调控机制研究得最清楚。TA系统可以维持质粒等遗传元件的稳定性,同时在压力应激、促进生物膜形成、维持细菌致病力、抗噬菌体等方面都扮演着重要角色。研究TA系统的调控与生理功能能丰富人们对于生物多样性的认知,对于微生物资源的开发和利用具有重要的科学意义与应用价值。基于毒素和抗毒素的特点,TA系统被应用于生物医学领域和生物技术领域。本文综述了TA系统的分类、调控机制、生理功能和应用并简单描述了TA系统目前研究面临的问题和未来展望。