针对DNA长片段靶标的锌指筛选体系

锌指蛋白能够特异性识别目标DNA序列,常被作为分子靶向因子用于定点核酸编辑以及定点转录调控等方面,具有十分广泛的应用前景.然而,目前常规采用的实验方法得到的锌指蛋白通常结合的目标DNA序列较短,结合能力不强,因而一直难以高效运用在核酸序列与调控蛋白在基因组上的原位互作等方面的研究中.为了解决这个问题,本研究构建了一个高通量筛选系统,利用N4噬菌体gp8毒蛋白和LacZ作为报告基因,以300 bp以上的DNA长片段为靶标,来筛选能够结合多位点的锌指蛋白组合,提高锌指蛋白应用的精确度以及效率.该系统针对小鼠Nrxn-1?启动子区域进行了锌指蛋白文库筛选,得到了具有序列选择特异性的混合锌指蛋白库,并对筛选结果进行了初步功能验证.研究表明,本系统具有简便快捷的特点,不仅大幅度缩短了筛选时间,而且减少了因靶标序列DNA片段较长而不得不反复设计多位点结合锌指蛋白造成的成本浪费;筛选得到的锌指蛋白库具有较高的长片段DNA靶标结合能力和一定的序列特异性,并且能够在真核细胞内特异地结合目标DNA序列.因此,本研究建立的新型锌指筛选系统不仅可以广泛应用于高通量筛选,而且在DNA-蛋白相互作用的研究中也具有重要意义.     

组蛋白修饰在染色质复制过程中的作用

真核生物中的DNA复制,不但要保证DNA编码的基因组信息高保真复制,也要保证染色质结构所蕴含的表观遗传组稳定传递,这个过程对于维持基因组的完整性和稳定性至关重要。时至今日,人们对DNA复制的机制已经有了深入的认识,但是对染色质复制以及表观遗传信息传递的了解才刚刚开始。组蛋白是染色质结构中最主要的蛋白组成部分,其上面丰富的转录后修饰是表观遗传调控的核心方式之一。从最近几年组蛋白的修饰研究进展入手,主要综述在DNA复制过程中组蛋白修饰如何参与染色质复制的调控。     

效应蛋白LepB的表达,纯化及其亚克隆片段的结晶研究

为了研究嗜肺军团菌通过其效应蛋白发挥的致病机理,效应蛋白的结构和生物学功能研究是至关重要的。我们构建了效应蛋白LepB全长载体PFastBac1,应用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统成功表达了全长LepB蛋白,并构建9个LepB亚克隆的原核表达载体PGEX-1,通过GST亲和层析,离子交换层析,凝胶过滤层析,纯化得到了纯度较高的蛋白片段。通过悬滴气相扩散法进行蛋白结晶筛选,获得了效应蛋白LepB片段480~679的蛋白晶体,为解析效应蛋白LepB的结构和生物学功能研究奠定基础。     

一株奇异变形杆菌对铜绿假单胞菌多细胞行为的抑制作用

目的：抗生素耐药性成为了全球性的健康问题。研究发现病原菌的多细胞行为在抗生素的耐药性中起着至关重要的作用（尤其是生物膜）,因而通过抑制多细胞行为而控制耐药性成为当务之急。本文以奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）为研究对象,考察它的发酵滤液对一种机会致病菌——铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）多细胞行为的作用,以期得到一株多细胞行为抑制菌：在不影响Paerugiliosa生长的前提下,抑制生物膜形成、EPS产生以及定向丛集运动,解除保护,减缓扩散,为降低Paemgi—nosa耐药性,增强抗生素作用效果提供可能。方法：采用结晶紫生物膜测定法、蒽酮一硫酸法、平板检测法,探究Pmirabilis发酵滤液对Paemginosa生物膜、胞外多聚物、定向丛集运动和生长的影响。结果：Pmirabilis发酵滤液能显著抑制Paeruginosa生物膜量,在体积百分比浓度为1％时,抑制率可达60．9％。该菌的发酵滤液还能阻碍Paeruginosa的定向丛集运动,减弱它的吸附和扩散运动;同时,也减少了Pacrugillosa胞外多聚物的产量,在滤液体积百分比浓度为1％时,抑制率达到45．9％。更重要的是,固体平板实验证明该发酵滤液对P．aemginosa的生长没有影响。结论：Pmirabilis在不影响病原菌生长的前提下,对病原菌的多细胞行为有一定的控制作用。其发酵滤液中存在着抑制微生物膜、定向丛集运动等的成分,在治疗细菌感染性疾病和降低抗生素耐药性方面有潜在应用价值。     

HOPS复合体蛋白在细胞自噬过程中的功能研究

自噬(autophagy)是一种溶酶体依赖性的细胞内降解途径,其主要功能是将生物大分子(蛋白质、多糖等)或细胞器(线粒体等)回收至溶酶体中并将其降解为单糖、氨基酸等小分子以重复利用。发现HOPS复合体中的两个基因vps39和vps41的缺失会导致酵母内GFP-ATG8大量积累。进一步研究表明,积累的原因是GFP-ATG8与液泡不能发生融合。而在HOPS复合体中的另外两个基因vps16和vps18缺失的情况下,自噬融合没有受到影响;在vps16和vps18双敲除的菌株中,自噬融合同样没有受到影响。该实验结果为理解HOPS复合体的功能和自噬体与液泡融合的过程提供了新的线索。     

既主内政, 又辖外交——以PHR为中心的基因网络调控植物-菌根真菌的共生

磷是植物生长发育必需的大量矿质营养元素, 但自然界大部分土壤都存在严重缺磷的问题。为了适应这一营养逆境, 植物演化出一系列低磷胁迫应答反应。通过改变基因的转录水平调控低磷胁迫应答反应, 而转录因子PHR1在调控植物对低磷胁迫的转录响应中起关键作用。此外, 大部分陆生植物还能与丛枝菌根真菌建立共生关系, 通过丛枝菌根真菌更有效地从土壤中获取磷元素。最近, 中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究组发现, 以PHR为中心的转录调控网络控制植物-丛枝菌根真菌共生的建立。因此, PHR不但在维持植物细胞自身的磷稳态中发挥作用, 而且参与植物与外界微生物的相互作用, 为植物有效地从环境中获得磷元素提供了另外一条途径。     

双光子及共聚焦激光扫描显微镜同时多参数观察三尖杉酯碱诱导的HL-60细胞凋亡

三尖杉酯碱(harringtonine,HT)是从中国海南粗榧(Cephalotaxus hainanensis Li)中提取的一种抗肿瘤药物,能诱导人早幼粒白血病HL-60细胞凋亡.应用双光子及共聚焦激光扫描显微镜,结合特异性荧光探针Hoechst 33342,四甲基罗丹明乙酯(TMRE)和Fluo 3-AM,同时观察了HT诱导HL-60细胞凋亡过程中细胞核、线粒体膜电势和细胞内钙浓度的变化,建立了一种在单细胞层次适时、无损伤、多参数观察活细胞的方法.     

HepG2细胞中线粒体形状的动态变化

目的:研究HepG2细胞中线粒体形状动态变化过程中的功能变化及其初步分子机制。方法:HepG2细胞经过HBSS缓冲液饥饿处理后,使用线粒体氧化磷酸化解偶联剂CCCP、脂肪酸受体GPR40/120激动剂GW9508、脂肪酸油酸OA和钙离子载体Ionomycin等4种不同药物处理,通过共聚焦显微镜观察和流式细胞分析的手段检测细胞中线粒体形状和功能发生的改变。然后,通过基因沉默Drp1,Mff或者Fis1蛋白,初步研究调控线粒体形状改变的分子机制。结果:经过CCCP和GW9508处理细胞中产生甜甜圈线粒体,而OA和Ionomycin处理产生球状线粒体。CCCP,OA和Ionomycin使线粒体去极化,CCCP、GW9508、OA或者Ionomycin单独处理在一定程度上影响细胞中活性氧化簇ROS。甜甜圈线粒体产生由Drp1介导,而球状线粒体形成依赖于Drp1和Mff。结论:线粒体的形态与其功能相互联系,Drp1和Mff蛋白对于细胞线粒体形状动态改变过程中形状的调整和适应具有很重要的作用。     

植物角蛋白中间纤维在体外的装配特性

经选择性抽提与纯化的植物角蛋白在体外进行重组装 ,扫描隧道显微镜及负染电镜显示 ,酸性角蛋白和碱性角蛋白在体外能自组装成 10nm中间纤维 .在装配的初期阶段 ,可观察到角蛋白二聚体 ,在二聚体中部有非螺旋的连接肽链 ,它是二聚体进一步装配的基础 .对完整 10nm纤维的观察可发现 ,每根 10nm纤维是由多根直径为 3nm的纤维组成 ,这反映了中间纤维组装过程中所形成的原丝等中间结构状态 .在 10nm纤维及原丝的纵向都存在 2 3～ 2 5nm的重复周期 ,这一周期是所有中间纤维的典型特性 ,它说明了角蛋白分子在组装过程中发生了半分子交错 .     

蓖麻毒素与其单克隆抗体相互作用动力学研究

表面等离子体激元共振(SPR)是一种可微量、实时、动态地监测生物分子相互作用的生物传感技术。蓖麻毒素为核糖体失活蛋白,具有很强的细胞毒性作用。通过SPR技术研究了两种抗蓖麻毒素的单克隆抗体C5、D12与蓖麻毒素相互作用的动力学,计算出两者的亲和常数分别为2.49×108mol-1·L和7.9×108mol-1·L,并对两种抗体的抗原表位进行了分析。