微藻趋向运动及其靶向运输应用研究进展

微藻主要是指一类能进行光合自养的微生物,且很多藻株还兼具运动特性。因而将微藻与微流控芯片结合,实现精确靶向,或用于分子药物递送,在生物医学治疗和药效学分析等领域有重要的潜在应用价值,也是当今的研究热点之一。然而,目前关于微藻趋向运动的研究及潜在的应用的综述报道却相对较少。本文主要以模式微藻莱茵衣藻为例,概述基于微藻细胞趋光、趋化和趋磁等特征,实现微藻可控运动的研究进展,并对其现存的问题以及未来可能的应用方向进行了展望,为进一步利用合成生物学等前沿技术理性改造微藻,实现靶向运输和精准医疗等提供科学依据。     

1-磷酸鞘氨醇促进间充质干细胞向心肌分化

为研究1-磷酸鞘氨醇 (Sphingosine-1-phosphate,S1P) 对脐带间充质干细胞 (Umbilical cord mesenchymal stem cells,UC-MSCs) 和脂肪间充质干细胞 (Adipose derived mesenchymal stem cells,AD-MSCs) 向心肌分化的影响,探索其适宜的作用时间和浓度,将UC-MSCs和AD-MSCs接种到培养板,用添加不同浓度S1P的心肌细胞培养液诱导两种干细胞向心肌分化,诱导时间分为7 d、14 d和28 d。采用免疫荧光染色检测心肌特异性蛋白,α-肌动蛋白 (α-actin)、缝隙连接蛋白 (Connexin-43) 以及肌球蛋白重链 (MYH-6) 的表达,并通过共聚焦显微镜和荧光显微镜进行观察;采用MTT分析细胞的活性;膜片钳检测分化细胞的钙瞬变 (此为心肌细胞的功能性指标)。结果表明,S1P与心肌细胞培养液协同作用,能够促进UC-MSCs和AD-MSCs向心肌细胞的分化。并且,随着S1P浓度的增加,促分化作用增强,但细胞活性降低。S1P在心肌细胞培养液中的适宜作用时间为14 d,适宜作用浓度为0.5 μmol/L。而且联合心肌细胞培养液可以使UC-MSCs和AD-MSCs的心肌分化细胞产生钙瞬变,具有类似心肌细胞的功能性。S1P能够与心肌细胞培养液协同作用,促进UC-MSCs和AD-MSCs的心肌功能性分化。     

通气量和菊粉浓度对克鲁维酵母乙醇发酵的影响

马克斯克鲁维酵母能够利用集成生物加工技术发酵菊芋生产乙醇,具有非粮燃料乙醇生产潜力.文中研究了该技术中的两个关键因素(通气量和底物浓度)对于K.marxinaus YX01乙醇发酵过程和菊粉酶活性的影响.研究结果表明,底物浓度对乙醇得率影响不大,底物浓度为250 g/L时,发酵终点乙醇浓度为84.74 g/L,但乙醇得率由低浓度50 g/L的86.4％(理论值),降为84.7％.通气能够加速K.marxinaus YX01的乙醇发酵过程,但降低了乙醇得率,当底物浓度为250 g/L时,乙醇得率由不通气的84.7％降为1.0 vvm时的73.3％.随底物浓度的升高及通气量的降低,K.marxinaus YX01分泌的菊粉酶活力表现出降低的趋势.在不通气及底物浓度为250 g/L时,菊粉酶的活性为6.59 U/mL,而底物浓度50 g/L,通气量1.0 vvm时的酶活力为21.54 U/mL.乙醇发酵过程中的副产物甘油随通气量的降低及底物浓度的升高而增大,而乙酸的浓度随通气量的增大及底物浓度的升高而升高.     

芦荟汁对银杏悬浮培养细胞的生长及次生代谢产物合成的影响

将无菌芦荟汁按不同比例添加于银杏细胞悬浮培养基中,研究其对银杏细胞的生长及次生代谢产物合成的影响,结果表明,添加０．１％的芦荟汁,银杏细胞干重达１６．０７ｇ／Ｌ,比对照提高了１３％;添加０．０５％的芦荟汁可明显促进银杏悬浮培养细胞次生代谢产物合成,总黄酮含量比对照提高了１６．７４％。     

丁二酮高产菌株的选育及发酵动力学分析

目的：筛选出稳定的高产丁二酮突变菌株,并对其进行发酵动力学分析。方法：以原养型产气肠杆菌（Enterobacter aero-genes编号CICC 10293）为出发菌株,采用紫外线诱变,并结合亮氨酸平板和丁二酮平板筛选方法,获得耐高浓度底物——葡萄糖的高产丁二酮突变菌株,定名为UV-3,利用气相色谱测定代谢产物量,考察诱变前后菌株代谢途径中碳源的流向。基于Logistic和Luedeking-Piret方程,建立突变株UV-3细胞生长动力学、底物消耗动力学、丁二酮生成动力学模型,确定动力学方程。结果：突变株UV-3的丁二酮产量提高18.7倍,达到1.045g.L-1,乙偶姻产量降低48.4%,乙醇产量降低71.4%,乙酸产量提高34.6%,且遗传性质稳定。用实验数据对各种动力学模型进行了验证,拟合度均为98.5%以上。结论：紫外线是一种操作方便,效果良好的诱变方式。绘制了突变株UV-3的发酵曲线,建立了动力学模型,为优化丁二酮的生产工艺奠定一定的理论基础。     

粪便中大肠埃希菌的分离鉴定

2004年4月采集大连金州湾沿岸畜禽养殖场猪、牛、鸡和某中学人粪便样品。经改良的生化鉴定方法鉴定,得大肠埃希菌(Escherichia coli)猪源75株、牛源78株、鸡源69株、人源68株,占粪大肠菌比率分别为85.23%、92.86%、80.23%、80.00%。为验证改良的生化鉴定方法准确性,从中随机选取8株E.coli,扩增16S rRNA序列并与Genebank中E.coli16S序列比对,确定这8株细菌与E.coli同源相似率达99%以上,进而验证改良的生化鉴定方法的可行性。     

抗金黄色葡萄球菌卵黄抗体的制备及活性研究

目的:制备金黄色葡萄球菌特异性卵黄抗体并考察其活性。方法:采用灭活的金黄色葡萄球菌免疫产蛋母鸡,通过水稀释法、硫酸铵和硫酸钠盐析及凝胶过滤法分离、纯化抗体。抗体效价测定及体外抑菌试验分别采用酶联免疫吸附法(ELISA)和液体培养基比浊法。结果:纯化所得抗体纯度达95.10%,回收率为20.08%。抗体对金黄色葡萄球菌具有特异性,效价最高可达1:6400。体外抑菌试验表明,抗体抑菌活随IgY浓度的增加而增强,当特异性IgY的浓度为10mg/ml时,能完全抑制细菌生长。结论:抗体制备及纯化所述方法简便、可行,所制抗体具有特异性和抑菌活性。     

微生物菌群发酵生产化学品的研究进展

廉价生物质资源的利用是工业生物技术领域研究的热点,复杂的成分和较多的杂质使传统的单菌发酵方式难以应对,成为产业化的关键问题。文中从微生物菌群的工业应用、微生物菌群发酵与纯种发酵的比较、微生物细胞间的相互作用等方面综述了微生物菌群发酵技术的最新研究进展,并对微生物菌群的设计和应用进行了展望。微生物菌群发酵可以充分利用廉价生物质基质、生产多个产品或减少副产物的生成,在生物基化学品和燃料的生产中将是一种有前景的发酵技术。     

低温水域人体生理极限探索的体会

目的：探讨人体低温水域的生理极限及其拓展。方法：通过在极地等低温海域冰泳,测试人体低温水域的生理耐受能力,观察其生理和心理的变化过程以及大脑高度缺氧后对人精神的影响。结果：系统训练,常人可以突破生命“禁区”,寒冷中生存时间可提升数倍;信0加毅力产生精神力量,是提升人体抗寒极限的重要因素;抢救低温症人员,切忌其昏睡,要唤醒他,要不断地周身按摩,持续时间应等于或大于水中浸泡的时间;对大脑高度缺氧后出现的精神、心理障碍,要及时积极治疗。结论：人体低温水域的生理极限是可以拓展的。     

生物钟蛋白TIMELESS对乳腺癌细胞增殖和侵袭转移的差异调控

生物钟蛋白TIMELESS是生物体周期节律相关的核心分子钟的一员。TIMELESS可以调节细胞的增殖和代谢,DNA损伤的识别和修复等。研究发现,TIMELESS的表达与肝癌、肺癌、结直肠癌和鼻咽癌等的发生发展明显关联。在乳腺癌中,TIMELESS的调节作用和机制仍不十分清晰。本文分别研究了TIMELESS在乳腺癌细胞增殖和转移方面的调控作用。通过细胞增殖实验发现,TIMELESS可明显促进乳腺癌细胞的增殖。克隆形成实验发现,在乳腺癌细胞ZR-75-30和T-47D中,TIMELESS过表达分别上调克隆数量约1.6倍和1.8倍。通过报告基因检测对雌激素信号通路的研究发现,TIMELESS和雌激素受体ERα(estrogen receptor)共表达与单转ERα相比,使得雌激素受体ERα的转录活性提高约3倍;而通过对于Basal型乳腺癌患者生存曲线分析发现,Timeless高表达与basal型乳腺癌患者的生存率正相关。基于此,我们进一步研究了TIMELESS对于乳腺癌细胞转移的调控作用。通过细胞划痕实验和F-肌动蛋白组装检测发现,TIMELESS抑制乳腺癌细胞的转移;同时,TIMELESS敲低提高了乳腺癌细胞的转移数量约1.6倍,并下调了上皮标志物E 钙黏着蛋白的表达,上调了间质标志物N-钙黏着蛋白表达。本研究提示,TIMELESS在调控乳腺癌的增殖和转移过程中存在差异调控,即TIMELESS促进乳腺癌细胞增殖,而抑制了乳腺癌细胞的转移。这为生物钟蛋白质调控乳腺癌的发生发展提供了分子基础,同时为乳腺癌的分型治疗提供了一定的理论依据。