基于不同氮源培养条件的巴氏芽孢杆菌脲酶功能转录组分析

巴氏芽孢杆菌是源于土壤的革兰氏阳性菌,人们利用其高效的脲酶活性诱导产生碳酸钙的现象开发了多种应用场景.然而,巴氏芽孢杆菌的生物矿化相关代谢机制还不够明确,尤其是对在矿化作用中发挥核心作用的脲酶基因结构、表达调控机制及关联代谢等方面的研究相对较少.当前,巴氏芽孢杆菌应用研究中面临的矿化反应不可控性及不稳定性等问题都源于脲酶代谢机制的研究匮乏.因此,进一步揭示巴氏芽孢杆菌脲酶的基因信息、表达调控机制及相关代谢机理迫在眉睫.本文通过转录组测序,对比了4种培养条件下巴氏芽孢杆菌的生长情况和基因表达情况,解析了脲酶的代谢机制,结果进一步证明ATP合成与脲酶表达及尿素水解相关联,最终预测了脲酶的双操纵子结构.     

江西省2010年柯萨奇病毒A组24型变异株的全基因组序列分析

急性出血性结膜炎(Acute hemorrhagic conjunctivitis,AHC)是目前人类最常见的眼病之一,柯萨奇病毒A组24型变异株(Coxsackievirus A24 variant,CV-A24v)是近年来报道引起该病的主要病原体。本研究选取10株来自江西省2010年AHC暴发疫情的CV-A24v,采用特异性引物扩增并测定其全基因组序列。对该10条CV-A24v的全基因组序列进行系统发育分析以及重组分析,计算本研究测定的江西10条以及GenBank中所有22条CV-A24v的全基因组序列的氨基酸置换熵值,并预测其正向选择位点。结果表明,在江西10条CV-A24v基因组序列中未检测到重组。基于全基因组序列构建的最大似然树表明江西10株CV-A24v属于GIV基因型,且分处于两条传播链。对上述32条CV-A24v序列的氨基酸置换熵值计算,共得到25个易突变位点(熵值>0.6),易突变概率最高的区段为2A区。基于Datamonkey中FUBAR和FEL模型分析,发现位于结构蛋白VP2区的234位氨基酸为两种模型共同获得的CV-A24v的正向选择位点。本研究分析了江西10株CV-A24v的全基因组序列特征,为CV-A24v引起的AHC防控工作提供了基础资料。     

云南省急性弛缓性麻痹病例中柯萨奇病毒B5感染情况及病毒基因特征分析

为了解云南省急性弛缓性麻痹(Acute flaccid paralysis,AFP)病例中柯萨奇病毒B组5型(Coxsackievirus B5,CV-B5)感染情况及病毒基因特征,采用回顾性研究的方法,收集AFP监测系数据资料,描述CV-B5感染AFP病例的流行病学特征及临床表现;对CV-B5分离株进行完整VP1区逆转录-聚合酶链反应扩增和核苷酸序列测定,测序结果进行同源性分析和系统发生学研究.结果显示,15例CV-B5阳性的AFP病例散在分布于7个云南省内州市、贵州省及缅甸;男女比例为1∶2,5岁以下儿童占73.3％,53.3％(8/15)的病例麻痹时伴发热,以双侧下肢麻痹(66.7％,10/15)为主,临床诊断多为肌炎(33.3％,5/15),1例病例残留麻痹.CV-B5云南株之间以及与原型株之间的核苷酸同源性分别为75.0％～100.0％和77.2％～82.0％.云南本地存在两个基因型的CV-B5共循环,大多数云南株(16株)与中国大陆CV-B5分离株均属于D基因型(D3亚型),另外两株云南株属于国外优势流行的C基因型,与其他云南株之间存在较大的核苷酸差异(20.4％～25.0％).本研究描述了 CV-B5云南地方株的分子流行病学特征,首次发现我国存在C基因型.研究显示分离自不同疾病来源及健康人群的CV-B5在亲缘关系树上无特异性区分.     

酿酒酵母酚类抑制物耐受性脂质组学研究

通过脂质组学分析方法从细胞膜磷脂分布方面探究适应进化酿酒酵母酚酸耐受性机制。主要利用高效液相色谱-质谱(LC-MS)对酚酸胁迫下适应进化菌株和原始菌株脂质成分检测并进行统计学比较分析。检测出565种脂质代谢物,包含细胞膜磷脂185种。相比初始菌株,适应进化菌株细胞膜中磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰肌醇(PI)类磷脂分子相对含量增加,含有长链(C32-C36)和双不饱和脂酰链的磷脂分子含量增加。统计学分析表明显著性差异磷脂分子主要为含有长链不饱和脂酰链的PC和PE类磷脂分子。推测适应进化菌株通过膜磷脂重塑提高细胞膜完整性,对酚类抑制物起到选择性屏障作用,从而保持细胞活性。     

空间分辨代谢组学进展和挑战

空间分辨代谢组学即整合质谱成像和代谢组学技术,对动/植物组织和细胞中内/外源性代谢物的种类、含量和差异性空间分布进行精准测定。质谱成像技术因其具有无标记、非特异、高灵敏度、高化学覆盖、元素/分子同时检测等优势,被广泛应用于动/植物组织中各类代谢物、多肽和蛋白的时空分布研究。首先介绍了代谢组学和质谱成像技术的研究现状,然后重点综述了空间分辨代谢组学在动物组织、植物组织和单细胞水平上的前沿应用。最后展望了空间分辨代谢组学技术的现有瓶颈和未来发展方向。空间分辨代谢组学是继代谢组学之后又一门新兴的分子成像组学技术,能够无标记、可视化检测动物组织中外源性药物的吸收、分布、代谢和排泄,以及植物组织中多种代谢产物的生物合成、转运途径和积累规律。该技术将推动靶向药物发现、病理机制解析和动植物生长发育密切关联的空间代谢网络调控等前沿应用研究。     

基于UPLC-MS技术筛选db/db小鼠血清和组织中的小分子2型糖尿病标志物

摘要 目的：2型糖尿病（Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM）发病持续增长,并发症致死率高,疾病无法根治需长期用药维持,所以2型糖尿病的早期诊断和预防十分重要。故本研究探究2型糖尿病模型db/db小鼠不同疾病进程中血清和组织代谢谱的变化,筛选密切相关的小分子代谢产物,为2型糖尿病早诊和预防提供参考。方法：本研究利用超高效液相色谱联用四极杆时间飞行质谱（UPLC-QTOF/MS）技术,以8,12,16周龄三个不同阶段db/db小鼠及其对照的血清和组织为研究对象,进行非靶向代谢组学研究。利用MarkerView提取采集到的数据,通过SMICA-P软件进行主成分分析（PCA）和OPLS-DA建模分析,对数据进行降维处理,结合t检验筛选出特异性的差异代谢物,联合二元逻辑回归建立诊断模型。结果：随着病程发展,显示出更多代谢紊乱。二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA),酪氨酸(Tyrosine)和亮氨酸(Leucine)三个代谢物在T2DM模型db/db小鼠及其野生对照组血清和组织中具有显著性差异,差异倍数明显且与随疾病进程呈现正负相关性。经过二元逻辑回归建立联合诊断模型,三种代谢物组合的诊断模型为Logit[P=T2DM]=-6.052*[ EPA]+5.837*[ Tyrosine]+1.985*[ Leucine]-14.092。根据此模型建立受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC),曲线下面积(Area under curve,AUC)为0.988,灵敏度和特异性均为98.1%。结论：EPA,Tyrosine和Leucine可被认为是最典型的T2DM标志物,值得进一步探讨,为2型糖尿病的发生风险和治疗提供参考。     

基于转录组分析酸枣仁斯皮诺素生物合成途径的相关基因

采用转录组测序技术分析酸枣仁(Ziziphi spinosae semen)不同发育时期基因表达差异,识别酸枣仁黄酮生物合成途径的相关基因,为进一步分析酸枣仁中黄酮类成分生物合成相关酶基因提供研究基础.以3个不同生长发育时期的酸枣仁样本为供试材料,采用Illumina Hiseq 4000进行转录组测序,并从头拼接,对转录本进行功能注释和差异性分析.经StringTie软件组装拼接得到74472个转录本,其中有26.83％在NR、Swiss-Prot、Pfam、GO、KOG、KEGG数据库中得到注释;代谢通路分析结果发现,在酸枣仁转录组中与黄酮类合成途径相关的11条差异表达基因可能编码斯皮诺素合成途径的一些酶类.酸枣仁中黄酮类成分斯皮诺素相关转录本信息为阐明斯皮诺素在生长期的积累提供重要依据,为提高酸枣仁品质研究提供参考.     

猪肌肉的转录组学研究进展

猪在中国的畜牧业及人类疾病的研究中有着不可或缺的作用,一方面猪提供了人类日常所需的肉类食物,另一方面在人类的器官移植方面的研究甚为广泛.因此,对于猪的各方面的研究都较为广泛,但在肌肉mRNA转录组方面涉及不深.转录组包括编码RNA和非编码RNA,根据测序结果,通过对不同品种的同位基因进行比较,用来分析相互之间的差异,进而分析不同的生物现象以及发病机制.利用这一特性,将国内外猪种的肌肉在生长过程中的编码RNA和非编码RNA进行研究,其潜在的意义是降低中国地方猪的脂肪含量.本综述旨在对转录组学、测序技术和转录组学研究以及猪基因的研究进行归纳,为进一步提高中国本土猪的瘦肉率提供了参考.     

温室白粉虱触角miRNA转录组分析及调控嗅觉相关基因miRNA的鉴定

microRNA(miRNA)是一类真核生物中内源性的非编码小RNA,在基因转录后水平调控靶基因的小分子.温室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)是一种危害多种蔬菜、花卉及农作物等的世界性害虫,可以导致植物细菌性病害的传播和流行,其触角对温室白粉虱的取食、行为和生长发育等起到了重要作用.本研究以温室白粉虱成虫触角为材料,通过Illumina高通量测序平台对其miRNA转录组进行测序,结合生物信息学分析,鉴定到83个已知miRNAs和38个新miRNA(novel_mirs),并对它们表达水平进行定量分析.此外,对已知miRNA种子序列碱基编辑情况进行了调查.最后,利用生物信息学工具对miRNAs进行靶基因预测和功能注释,获得了 miRNA-靶基因关系及调控嗅觉相关基因的miRNAs.本研究为深入探讨温室白粉虱触角miRNA中嗅觉相关基因的调控关系,了解昆虫嗅觉形成的分子机制提供了参考.     

鳖甲煎丸通过LncRNA-mRNA顺式调控抑制肝癌细胞

为了研究鳖甲煎丸抑制肝癌细胞过程中lncRNA表达谱的变化及lncRNA-mRNA顺式调控在其中的机制,本研究通过CCK8方法检测鳖甲煎丸作用于SMMC-7721细胞后的增殖活性变化,经全细胞转录组学分析lncRNA的表达和特征后构建LncRNA-mRNA顺式调控网络.结果表明鳖甲煎丸含药血清作用肝癌细胞株后其增殖活性受到抑制.全细胞转录组学分析找到差异表达的172个LncRNA.构建lncRNA-mRNA顺式调控网络,对调控基因进行生存分析发现,SCRN1、PLEKHA1、HNRNPM、TMEM107、ETNK1、ISG20L2的表达与肝细胞癌患者生存率显著负相关(P＜0.05).因此得出结论,LncRNA参与鳖甲煎丸抑制肝癌细胞增殖的过程,LncRNA-mRNA顺式调控是其分子机制之一.