革兰氏阴性细菌外膜主要成分的跨膜转运机制研究进展

革兰氏阴性细菌的外膜由脂多糖、磷脂、外膜蛋白和脂蛋白等成分组成,是细菌抵御外界有害物质的首要物理屏障,与细菌致病性和耐药性密切相关.外膜各组分依赖特定的系统进行跨膜转运,包括脂多糖转运系统(lipopolysaccharide transport, Lpt)、脂质不对称维持系统(maintenance of lipid asymmetry, Mla)、β-桶状装配机器(β-barrel assembly machinery,Bam)以及脂蛋白定位系统(localization of lipoprotein,Lol).这些系统能够保证细菌外膜的完整与稳定,被视为维持细菌生命活动的"命门".因此,本文系统地综述革兰氏阴性细菌外膜主要成分的跨膜转运系统结构与功能,并对其未来研究方向进行展望,为新型靶向抗菌类药物研发提供新的思路.     

自然越冬期软枣猕猴桃枝条组织结构及内源激素的变化特征

该试验以抗寒性不同的5年生软枣猕猴桃品种‘魁绿’、‘丰绿’和‘96-6’为试验材料,测定分析自然越冬期间枝条组织解剖结构、细胞膜透性和内源激素GA3、ABA、IAA含量水平的变化,以明确不同品种软枣猕猴桃越冬期间对低温的适应能力及其内在生理机制,为软枣猕猴桃抗寒品种的选育及鉴别提供理论依据。结果表明:(1)软枣猕猴桃枝条木质部比率大小依次为‘魁绿’>‘96-6’>‘丰绿’,皮层比率依次为‘丰绿’>96-6’>魁绿’,二者表现趋势相反,且‘魁绿’枝条的解剖结构与其他两品种差异显著。(2)在自然越冬期间,各品种软枣猕猴桃枝条相对电导率和MDA含量随温度变化均呈先升后降的趋势,在温度最低的1月份达到最高,其中‘魁绿’枝条的相对电导率和MDA含量变化幅度最小,而‘丰绿’受低温影响较大。(3)在11月份至2月份,随自然温度的变化,各品种软枣猕猴桃枝条的GA3和IAA含量均呈先降低后升高的变化趋势,ABA含量则呈先升后降的趋势,且都在1月份分别达到最低或最高值。研究发现,在自然越冬期间,低温对3个软枣猕猴桃品种的组织解剖结构、膜透性及内源激素含量均都造成较大的影响,品种‘魁绿’枝条的木质部比率最大、皮层比率最小,相对电导率和MDA含量变化幅度最小,内源激素含量GA3和ABA/GA3变化趋势较小,故其抗寒性比‘丰绿’和‘96-6’更强。     

希瓦氏菌生物被膜研究进展

希瓦氏菌（Shewanella spp.）是海产品中常见的优势腐败菌,易在食品加工设备表面形成生物被膜而难以清除。生物被膜的存在不仅会造成食品的持续污染和交叉污染,也会影响加工设备的使用,从而对国民健康和经济发展造成威胁。目前,针对希瓦氏菌生物被膜的研究主要集中在表型研究上,对其生物被膜形成分子机制的研究尚处于起步阶段。总结希瓦氏菌生物被膜的形成过程,重点论述希瓦氏菌生物被膜的形成机制并对希瓦氏菌生物被膜控制方法进行简要概括,展望未来的研究方向,以期为希瓦氏菌生物被膜的深入研究提供参考。     

跨膜丝氨酸蛋白酶2在病毒感染中的作用及其抑制剂的研究进展

跨膜丝氨酸蛋白酶2(transmembrane serine proteinase 2,TMPRSS2)是细胞膜表面丝氨酸蛋白酶家族的一员,它具有介导冠状病毒棘突蛋白水解的作用,为冠状病毒感染宿主必需的宿主蛋白。现就近年来TMPRSS2在分子生物学功能方面的研究;TMPRSS2在呼吸系统病毒感染,尤其是在冠状病毒感染中的作用,以及以TMPRSS2为靶点的药物研究进展作一概述,旨在对冠状病毒特别是新冠病毒的预防和治疗,提供新的靶点和方向。     

乳源耐甲氧西林金黄色葡萄球菌icaA/D基因缺失株的构建及其生物被膜形成能力与耐药性分析

【背景】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin Resistant Staphylococcus aureus,MRSA)是一种具有多重耐药性的人畜共患病原菌,常引起奶牛乳房炎等疾病。形成生物被膜是MRSA重要的耐药机制之一。研究发现ica操纵子调控的胞间多糖黏附素(Polysaccharide Intercellular Adhesin,PIA)通过促进MRSA的黏附与聚集介导生物被膜形成,icaA和icaD基因共表达可显著提高MRSA的N-乙酰葡聚糖转移酶活性,但icaA/D蛋白对MRSA生物被膜形成和耐药性的影响仍不清楚。【目的】探讨icaA/D基因、MRSA生物被膜形成及耐药性三者之间的相关性,为寻找药物作用新靶点提供科学依据。【方法】以具有多重耐药性且生物被膜形成能力强的乳源MRSA M5分离株为研究对象,利用同源重组技术构建其icaA/D基因缺失株;利用FITC-ConA染色结合激光共聚焦显微镜观察野生株与icaA/D基因缺失株的生物被膜形成过程与能力;采用微量肉汤稀释法测定14种抗菌药物对野生株与icaA/D基因缺失株的最小抑菌浓度(MinimumInhibitoryConcentration,MIC)。【结果】构建了MRSA M5的icaA/D基因缺失株。激光共聚焦显微镜下观察到野生株在培养16 h后形成了一层厚的成熟生物被膜,随后开始解离,直至120 h完全解离;而icaA/D基因缺失株在培养后16 h仅形成一薄层生物被膜,48h完全解离。10种受试抗菌药物对缺失株的MIC较野生株减小,而且缺失株对8种药物的敏感性由原来的耐药或中介转变为中介或敏感。【结论】icaA/D基因缺失可明显降低MRSA的生物被膜形成能力与耐药性。     

假结核耶尔森氏菌中Phd-Doc毒素-抗毒素系统的功能鉴定

【背景】毒素-抗毒素系统在微生物体内广泛存在,在微生物对抗外界不良环境方面发挥重要作用。【目的】以模式细菌假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis,Yptb)为材料,探究其编码的Phd-Doc毒素-抗毒素系统的作用机制和生物学功能。【方法】通过生物信息学方法预测Yptb中编码的Phd-Doc毒素-抗毒素系统,通过毒性分析、基因表达分析及蛋白相互作用对其进行鉴定;通过抗生素胁迫、氧胁迫、生物被膜形成等实验研究Phd-Doc在体内发挥的生物学功能。【结果】生物信息学分析鉴定出一对Phd-Doc毒素-抗毒素系统,发现二者共转录且相互作用;毒素蛋白Doc能够引起大肠杆菌形态发生变化并抑制其生长,抗毒素蛋白Phd能中和Doc的毒性;Phd-Doc毒素-抗毒素系统具有自调控抑制效应;phd-doc的缺失对Yptb自身的生长无影响,而且毒素蛋白Doc在野生型Yptb内过表达并未显示毒性;phd-doc在转录水平上响应了抗生素胁迫和氧胁迫,其中,对氯霉素胁迫最为敏感,但并不影响Yptb的生长;同时,Phd-Doc能够影响Yptb的生物被膜形成能力。【结论】Yptb中Phd-Doc毒素-抗毒素系统的功能鉴定对于更好地了解在多变的外部环境下微生物的定殖和响应机制具有重要意义。     

一株肠膜明串珠菌的分离鉴定及其抑菌特性

[背景] 水产病原细菌严重威胁水产动物健康且制约水产养殖业发展,细菌性鱼病的有效防治成为水产养殖领域亟待解决的问题。[目的] 筛选对水产病原细菌有抑制效果的菌株,并研究其抑菌特性及其在水产细菌病害防治中的实际效果。[方法] 通过16S rRNA基因测序、构建系统发育树和生理生化鉴定确定筛选菌株的进化地位,通过乙酸乙酯萃取获得抑菌物质粗提物,通过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,通过浸浴攻毒模型确定所筛菌株对维氏气单胞菌的防治作用。[结果] 从泡菜发酵物中筛选出一株乳酸菌DH,经16S rRNA基因测序、发育树分析和生理生化鉴定确定其为肠膜明串珠菌,该菌分泌的胞外抑菌物质对鼠伤寒沙门氏菌、大肠埃希氏菌、铜绿假单胞菌、杀鲑气单胞菌、希瓦氏菌和维氏气单胞菌表现出抑菌效果,其抑菌物质能被乙酸乙酯萃取并且具有热稳定性。菌株DH能够显著抑制待测菌株的蛋白酶产量和生物膜形成能力,并且对维氏气单胞菌浸浴攻毒有防治作用。[结论] 肠膜明串珠菌DH通过分泌抑菌物质抑制水产病原细菌的生长,能够为细菌性鱼病的防治提供一定的理论和应用潜力。     

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。     

不同生育期土壤基质势调控对棉花生长和土壤水盐分布的影响

针对南疆地区水资源短缺和棉田土壤盐碱化问题,研究不同生育期土壤基质势调控对棉花生长和土壤水盐的影响,为棉田节水控盐和高效生产提供理论依据。通过大田膜下滴灌试验,以棉花灌水时期滴头下方20 cm处土壤基质势下限控制水平-50 kPa为对照(CK),在棉花的苗期(A)、苗期+蕾期(B)、苗期+蕾期+花铃期(C)设置3个基于土壤基质势下限的灌溉水平:W₁(-20 kPa)、W₂(-30 kPa)和W₃(-40 kPa),测定棉花生长、地上干物质量、产量和土壤水盐分布等指标。结果表明:不同生育期土壤基质势调控时,株高、叶面积指数和地上干物质量均表现为:WC>WB>WA>CK;不同土壤基质势水平调控时,随着土壤基质势下限的提高,株高、叶面积指数和地上干物质量也随之增加,其中,W₁C和W₂C处理显著高于其他处理。有效铃数、单铃重和衣分等产量构成要素均随着土壤基质势下限的升高而增加。W₁C和W₂C处理棉花的产量基本一致且显著高于其他处理,W₂C的水分利用效率显著高于W₁C处理。不同生育期土壤基质势均控制在-20或-30 kPa可以改善棉花主根区水分状况。各处理在收获期均表现为浅层积盐(0～40 cm),且膜外大于膜内;土壤基质势越高,膜内主根区(0～40 cm)积盐越少,其中W₁C和W₂C较其他处理减少24%。综合考虑高效生产和节水控盐,建议将当地休作期未淋洗棉田灌水时期土壤基质势控制在-30 kPa为宜。     

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。