一株近玫色锁掷酵母的分离鉴定及其产胞外乳糖酶性质的研究

从广州徐闻农垦丰收农场土壤样品中分离到一株产乳糖酶菌株,结合菌株形态特征和ITS基因序列同源性分析结果,表明该菌株为Saccharomycetes sp.的未定种,其系统分类学关系与近玫色锁掷酵母Sporidiobolus pararoseus strain AUMC 7791(JQ425362.1)最近,故命名为:近玫色锁掷酵母XWSP1(Sporidiobolus pararoseus XWSP1),该菌种保藏号为CCTCC NO:M2019119。该菌发酵液能水解邻硝基酚-β-D-半乳糖苷生成黄色的邻硝基酚,具有产乳糖酶性能。优化了该菌株发酵培养条件,结果表明:该菌株在蛋白胨15 g/L、酵母粉20 g/L、半乳糖20 g/L和初始pH 7.0的培养基中,以1×106 CFU/mL接种浓度、4%接种比例,28℃180 r/min恒温振荡培养54 h时,菌株分泌的胞外乳糖酶具有最高的活力。酶学性质初步研究结果表明,该胞外乳糖酶在pH 7.0的反应条件下酶活力最高,Ca^2+、Mn^2+、Mg^2+和Cu^2+对酶活有不同程度抑制作用,其中Cu^2+对酶活抑制作用最强。     

提高大肠杆菌表达外源蛋白胞外含量的策略

大肠杆菌的蛋白质表达平台在工业和农业中得到了广泛应用,使目的蛋白质表达后释放至胞外更有利于大规模的生产。目前,已经研究出许多改善外源蛋白胞外含量的方法。本文从蛋白质分泌机制、菌株、信号肽、载体和培养条件的选择和优化改造、密码子的优化和蛋白质跨膜转运过程的改善等方面总结了提高大肠杆菌表达外源蛋白的胞外含量的各种策略,指出多因素协同作用才能更全面地提升蛋白质的胞外产量。     

黄河鲤水产细菌的分离及其毒力因子和群体感应信号分子的检测

【背景】水产细菌病害制约水产养殖业健康发展,群体感应与细菌毒力因子的产生密切相关,群体感应调控细菌的毒力因子特性值得进一步研究。【目的】探究群体感应与黄河鲤细菌病害的关系,明确群体感应对细菌毒力因子特性的影响。【方法】通过16S rRNA基因测序并构建系统进化树确定筛选菌株的进化地位,通过脱脂牛奶平板法和偶氮酪蛋白法检测菌株胞外蛋白酶活力,采用结晶紫染色法对菌株的生物膜形成能力进行测定,通过报告菌株BB170和CV026分别测定菌株产信号分子AI-2和高丝氨酸内酯的能力,外源添加高丝氨酸内酯检测信号分子对菌株胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力的影响。【结果】哈夫尼亚菌(Hafnia sp.) Z11和气单胞菌(Aeromonas sp.) Z12具有高水平的胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力,能够分泌AHLs信号分子且具有菌体密度依赖性。外源添加HSL对菌株毒力因子特性有不同程度的影响,外源添加高浓度的N-丁酰基高丝氨酸内酯(C4-HSL)和N-己酰基高丝氨酸内酯(C6-HSL)能够分别提高菌株Z11和Z12的胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力。【结论】高浓度群体感应信号分子AHLs对哈夫尼亚菌和气单胞菌胞外蛋白酶活性有促进作用,说明该2种菌的群体感应现象可能会影响其毒力。     

“共轭聚合物-产电菌”复合生物电极构建及其在微生物燃料电池中的应用

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)作为一种生物电化学装置,在可再生能源生产和废水处理方面的巨大潜力已引起广泛关注。然而MFC面临输出功率低、欧姆内阻高以及启动时间长等问题,极大限制了其在实际工程中的应用。MFC中阳极是微生物附着的载体,对电子的产生及传递起着关键作用,开发优质的生物电极已发展成为改善MFC性能的有效途径。共轭聚合物具有成本低、电导率高、化学稳定性及生物相容性好等优点,利用共轭聚合物修饰生物电极结构,可以实现大比表面积、缩短电荷转移路径,从而实现高效生物电化学性能。同时,纳米级共轭聚合物包覆细菌,可以使细菌产生的电子有效地传递到电极。文中综述了最近报道的共轭聚合物在MFC中的应用,重点介绍了共轭聚合物修饰的MFC阳极,系统分析了共轭聚合物的优点及局限性,以及这些高效复合生物电极如何解决MFC应用中存在的低输出功率、高欧姆内阻及长启动时间等问题。     

凝胶电泳微流控芯片提取外泌体及对人血浆外泌体中miRNA-21的测定

为了开发一种用于人体血浆中外泌体的高效快速提取和分离的新型微流控芯片,文中收集健康人体外周血液样本,自主设计并制备基于纳米多孔薄膜和琼脂糖凝胶电泳的微流芯片。提取的外泌体使用透射电镜、Nanosight和Western blotting等技术进行表征,鉴定并分析其形态、浓度和粒径分布。同时将超速离心法和微流芯片所提取的外泌体进行粒径和浓度的分析比较,探讨两种方法各自的提取效率。最后,利用RT-PCR技术分析外泌体中miRNA-21的相对表达量。凝胶电泳微流芯片可在1 h内快速的从血浆中高效率地提取出纯度高、大小完整、尺寸分布在30–200 nm之间的外泌体,满足后续下游分析的要求。通过与现有最普遍的超速离心法进行对比分析,当血浆样本量小于100μL时,凝胶电泳微流芯片提取外泌体的效率为超速离心法的3.80倍。凝胶电泳微流芯片提取外泌体的优化参数是:电场电压:100 V;琼脂糖凝胶浓度:1.0%;注射泵流速:0.1 mL/h。凝胶电泳微流芯片可快速高效地提取出外泌体,对外泌体与癌症生物标记物的相关研究具有潜在的巨大优势,也为基于外泌体的即时诊断技术提供了可能。     

强化产电微生物与电极间电子传递速率的研究进展

产电微生物是微生物燃料电池、电解池和电合成等微生物电化学技术(Microbial electrochemical technologies,METs)的研究基础。产电微生物与电极界面间的胞外电子传递(Extracellular electron transfer,EET)效率低以及生物被膜形成能力弱限制了METs在有机物降解、电能生产、海水淡化、生物修复和生物传感等方面的应用。因此,强化产电微生物与电极界面间的相互作用是过去几年的主要研究热点。针对近年的研究,本文系统概述了通过改造产电微生物来增强微生物-电极间相互作用的各种策略,重点分析了这些策略的适用性和局限性,并展望了强化产电微生物-电极界面作用在微生物电化学技术利用方面的研究前景。     

微生物种间直接电子传递研究进展

一直以来氢气和甲酸被认为是微生物间电子传递的中间电子传递体。近年来的研究发现,微生物之间可以通过种间直接电子传递(DIET)来替代氢气/甲酸传递。DIET作为一种新发现的微生物间电子传递途径,其电子传递效率要高于传统的种间氢气/甲酸传递。DIET这一新发现改变了微生物互营生长代谢必须依赖氢气或甲酸等电子载体的传统认识,为今后研究微生物互营现象打开了新视角。虽然DIET研究取得了很大进展,但是目前对能够进行DIET的微生物种类、DIET机制及影响DIET的因素尚缺乏深入研究。本文首先概述了能形成DIET的微生物,然后重点分析了能够进行DIET的电子供体微生物胞外电子传递的机制和电子受体微生物直接利用胞外电子的分子机制,最后阐述了导电材料对DIET的影响,并提出了DIET今后的研究方向,旨在为DIET研究提供参考。     

人脂肪间充质干细胞外泌体通过上调β-catenin、c-Myc和细胞周期蛋白表达促进表皮干细胞增殖

本研究探讨人脂肪间充质干细胞来源的外泌体(ADSC-Exos)对人表皮干细胞(EpSCs)增殖的影响及机制.首先使用Ⅰ型胶原酶分离人脂肪组织ADSCs,中性蛋白酶Ⅱ和胰酶分离人皮肤组织EpSCs;采用ExoQuick-TC试剂分离ADSCs培养上清中的外泌体.然后通过MTT法、细胞免疫荧光检测Ki67,BrdU掺入实验检测ADSC-Exos对EpSCs增殖的影响,流式细胞术检测ADSC-Exos对EpSCs细胞周期的影响.通过HE染色、免疫组化染色检测细胞增殖标志分子及表皮干细胞标志分子的表达,以观察ADSC-Exos对体外培养皮肤组织的结构及EpSCs增殖的影响.结果显示:ADSC-Exos能以浓度依赖性和时间依赖性的方式促进EpSCs增殖,增加S期细胞数,减少G1期细胞数;ADSC-Exos也能促进体外培养皮肤组织中的EpSCs增殖.机制研究发现:ADSC-Exos对EpSCs的促增殖作用能部分被β-catenin抑制剂XAV-939或c-Myc抑制剂10058-F4所抑制.ADSC-Exos能促进EpSCs表达β-catenin、c-Myc及cyclin E1、A2、D1,XAV-939能抑制ADSC-Exos诱导的β-catenin、c-Myc以及cyclinE1、A2、D1表达,10058-F4能抑制ADSC-Exos诱导的c-Myc和cyclin D1、A2、E1表达.综上,ADSC-Exos能显著促进EpSCs增殖,其作用部分是由上调β-catenin、c-Myc和cyclinE1、A2、D1表达所介导.     

基于AFM的活体状态外泌体纳米结构及机械特性研究

外泌体在细胞生理病理活动过程中起着重要的调控作用,研究外泌体的行为特性对于揭示生命活动及疾病发生发展的内在机理具有重要的基础意义.然而由于缺乏合适的观测手段及方法,目前对于活体状态下外泌体结构及特性的认知仍然很不足.原子力显微镜(AFM)的发明为研究溶液环境下天然状态生物样本提供了强大的技术工具,已成为生物学重要研究手段.本文利用AFM对单个活体状态外泌体的纳米结构及机械特性进行了研究.通过多聚赖氨酸静电吸附作用将从淋巴瘤患者骨髓中分离的外泌体吸附至基底,在溶液环境下实现了对单个活体状态外泌体的高质量AFM形貌成像并通过与空气中成像结果进行对比揭示了空气干燥处理对外泌体形貌的影响.在此基础上,分别利用AFM压痕试验和多参数成像技术实现了对单个活体状态外泌体机械特性的定量测量和可视化表征.最后基于所建立的方法技术揭示了化学处理后外泌体结构和机械特性的动态变化.研究结果为研究纳米尺度下活体状态外泌体的结构及特性,以更好理解天然状态外泌体的生理行为提供了新的方法和思路,对于外泌体研究具有潜在积极的意义.     

外泌体环状RNA在肿瘤微环境中的研究进展

外泌体是细胞分泌的30~150 nm的细胞外囊泡,在肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)中介导细胞间通讯.环状RNA(circular RNA,circRNAs)是一类由前体mRNA(precursor mRNA,pre-mRNA)反向剪接生成的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA),在外泌体中富集且表达稳定.本文主要讨论外泌体起源和circRNAs在外泌体中的分选调控机制,阐述外泌体circRNAs在肿瘤微环境各个阶段中的作用与机制,包括血管生成、EMT、耐药等.最后,本文探讨外泌体circRNAs作为肿瘤标志物和治疗靶点的临床应用前景与价值.