应用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱研究蛋白质中距离相关长程电荷转移:光合细菌天线复合体LH2与TiO2纳米颗粒超分子组装体个例初探

蛋白质在生物体内电荷转移过程中所起的作用迄今仍然是一个有争议的问题.其争论焦点是蛋白质在生物电荷转移过程中是否提供特殊的电子传递通道或者是仅仅作为普通的有机介质.应用飞秒时间分辨瞬态吸收光谱研究由光合细菌天线分子和平均粒径为8 nm的TiO2组装而成的超分子系统中长程电荷转移.晶体结构研究表明,光合细菌天线分子具有由多个α-脱辅基和β-脱辅基蛋白跨膜螺旋构成的双层空心柱面体结构,其中α-脱辅基蛋白跨膜螺旋构成的小环状体套于β-脱辅基蛋白跨膜螺旋构成的大环状体中.小环状体的空腔直径约为3.6 nm.光合色素细菌叶绿素和β-胡萝卜素分子处于两环之间.细菌叶绿素距离外周胞质膜最近,预计为1 nm.本研究试图将TiO2纳米颗粒部分装入光合细菌膜蛋白的腔体中,探讨细菌叶绿素与TiO2纳米颗粒间进行的光致长程电荷转移,进而揭示蛋白质在电荷转移过程中所起的作用.实验观察到细菌叶绿素B850在LH2/TiO2中的基态漂白恢复的时间常数明显地比在LH2中短,应用长程电荷转移模型,将蛋白质视为普通介电媒体,由电荷转移速率推算得到细菌叶绿素与TiO2纳米颗粒最近表面的距离为0.6 nm,表明TiO2纳米颗粒已经成功地部分装入光合细菌天线分子的空腔中.     

外源NO对铅胁迫下三叶鬼针草幼苗活性氧代谢的影响

铅(Pb)是已知毒性最强的重金属污染源之一,一氧化氮(NO)是一种普遍存在于生物界的信使分子,广泛参与植物对Pb胁迫的应答反应调控,而三叶鬼针草(Bidens pilosa)是修复Pb污染的重要种质资源。为了进一步探明NO在植物Pb胁迫响应中的作用及机理,增强三叶鬼针草对Pb污染土壤的耐性以及更好地应用于Pb污染土壤的修复。该研究以培养60 d的三叶鬼针草幼苗为材料,用不同浓度NO供体硝普钠(SNP)预处理,测定600μmol/L硝酸铅胁迫处理第3天三叶鬼针草叶、茎和根的膜质过氧化、抗氧化酶系统和渗透调节物质含量等指标,分析外源NO对铅胁迫下三叶鬼针草活性氧代谢的影响。结果表明:300μmol/L SNP能显著降低铅胁迫下三叶鬼针草相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量以及超氧阴离子(O-2·)产生速率;能显著促进脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)、类胡萝卜素(Car)的合成;和不同浓度SNP对三叶鬼针草叶、茎和根中抗氧化酶活性的影响较复杂,其中200μmol/L SNP能显著增强叶和茎中抗坏血酸氧化酶(APX)活性、茎中谷胱甘肽还原酶(GR)活性,300μmol/L SNP能显著增强叶中过氧化物酶(POD)活性,1000μmol/L SNP能显著增强茎和根中过氧化氢酶(CAT)活性和叶中超氧化物歧化酶(SOD)活性。综上表明,适宜浓度NO可以通过启动抗氧化系统,增加渗透调节物质含量和调节抗氧化酶活性,从而有效保护三叶鬼针草膜系统稳定性,缓解Pb胁迫伤害。因此,适宜浓度NO可以增强三叶鬼针草对Pb污染土壤的耐性,其在三叶鬼针草修复Pb污染土壤中具有较好的应用价值。     

哈佛大学研究人员研制新型激素造福糖尿病患者

哈佛大学干细胞研究所的PengYi等向小鼠注射胰岛素受体拮抗剂S961制造出胰岛素抗性模型,利用这个模型发现了与胰脏卢细胞增殖有关的激素,并命名为口．促激素（betatrophin）。     

通量的初步研究

该文利用涡度协方差法和生理生态学方法（不同分量的累积和）获得的通量观测数据,对老山落叶松(Larix gmelinii)林(45°20′N, 127°34 ′E)的碳收支进行了分析。通过对每0.5 h所测数据进行的分析表明,能量平衡达到75％,说明涡度协方差法适应于本站的研究。较阴天气情况 下,林分光照利用效率显著高于晴朗天气,可能归因于阴天较多的散射光。以单位土地面积计算发现,通过涡度协方差法计算的落叶松林生态 系统的总初级生产力在20～50 μmol•m^-2•s^-1之间,远高于冠层叶片的总光合速率9.8～23.4μmol•m^-2•s^-1 (平均值16.2μmol•m^-2•s^-1 ),而 当综合考虑冠层光合和林下植物光合作用时,两种方法测定结果吻合性较好,说明林下植物对落叶松林碳平衡有重要影响。在估计森林生态系 统呼吸方面,以有风夜晚净生态系统交换量（NEE）来代表生态系统呼吸总量（3～9μmol•m^-2•s^-1）低估了生态系统呼吸总量,粗略估计较生 理生态学方法（不同呼吸分量的累积和）低估了50%左右（14.2μmol•m^-2•s^-1）。结果发现两种方法在估计森林碳平衡方面存在一定的差异, 呼吸量的估计差异应是今后研究的重点。     

基于Hi-C技术哺乳动物三维基因组研究进展

基因组DNA在细胞核中并不是呈线性的一字排列,而是以三维结构高度折叠并浓缩成染色质的方式储存于核内,具有特定的高级空间结构和构象。高通量染色体构象捕获(high-througnput chromosome conformationcapture, Hi-C)技术于2009年首次被提出,目前已得到大规模运用,使得人们对于三维基因组学有了更深刻的认识。研究表明,哺乳动物基因组三维层级结构单元由大到小依次为染色体疆域(chromosome territory, CT)、染色质区室(chromatin compartment A/B)、拓扑关联结构域(topological associated domain, TAD)和染色质环(chromatin loop),这些层级结构单元在基因转录和表达调控过程中发挥着重要作用。本文基于Hi-C技术从染色质的三维层级结构划分、构象单元作用以及三维基因组在发育、疾病等方面的应用进行阐述,旨在为更深入地了解哺乳动物三维基因组学研究提供参考。     

血管紧张素1-7对氧糖剥夺/复氧海马神经元的保护作用

血管紧张素1-7（angiotensin 1-7, Ang1-7）在神经系统中发挥重要作用。已有研究发现,Ang1-7在脑缺血动物模型中发挥保护作用,但至今未见有关Ang1-7对氧糖剥夺/复氧（oxygen-glucose deprivation/ reoxygenation, OGD/R）损伤神经元的保护作用及其机制的研究报道。本研究以厌氧培养及不含葡萄糖的EBSS培养基培养、建立新生大白鼠原代培养的海马神经元OGD/R模型模拟脑缺血环境,实验分为3组：正常对照组、实验对照组和Ang1-7处理组。倒置显微镜观察神经元形态显示,Ang1-7处理组的神经元形态明显改善|CCK8试剂盒检测发现,Ang1-7处理组的细胞活性提高|流式细胞术研究发现,Ang1-7处理组的神经元凋亡和坏死率降低、神经元内Ca2+及NO水平降低|Western印迹结果发现,Ang1-7处理组Bax表达降低,Bcl-2表达增加。以上结果说明,Ang1-7可降低OGD/R神经元中NO和Ca2+水平,降低Bax蛋白、增加Bcl-2蛋白的表达,减少OGD/R神经元凋亡和坏死率,对OGD/R神经元发挥了保护作用。本研究为进一步在神经元水平上研究Ang-1-7的保护机制奠定基础,对中风等脑缺血疾病的防治具有重要意义。     

内质网应激与疾病

内质网是蛋白质合成与折叠、维持Ca²⁺动态平衡及合成脂类和固醇的场所。遗传或环境损伤引起内质网功能紊乱导致内质网应激,激活未折叠蛋白反应。未折叠蛋白反应是一种细胞自我保护性措施,但是内质网应激过强或持续时间过久可引起细胞凋亡。因此,内质网应激与众多人类疾病的发生发展密切相关。最近研究证明,癌症、炎症性疾病、代谢性疾病、骨质疏松症及神经退行性疾病等有内质网应激信号传递参与。然而内质网应激作为一个有效靶点参与各种疾病发挥作用的功能和机制仍然有待进一步研究。在近年来发表的文献基础上对内质网应激与疾病的关系,以及其可能的作用机制进行综述。     

α-银环蛇毒素同工毒素基因的克隆和表达

α-银环蛇毒素是存在于银环蛇蛇毒中的一种长链神经毒素,能与神经递质受体特异性结合,因此它不仅是神经信号传导机制研究的重要分子探针,更具有开发治疗某些神经性疾病新型药物的可能性。用SMART技术,反转录合成银环蛇毒腺cDNA,克隆并测定了α-银环蛇毒素基因,得到14种mRNA序列;进而将其中一种新的α-银环蛇毒素基因亚克隆到原核表达载体pQE30a和pGEX-4T-1中,在大肠杆菌中通过IPTG诱导表达,其中带有GST融合蛋白的重组质粒α-BgTX(P22-A31)／pGEX-4T-1在BL21菌株中得到高效表达,表达量占菌总蛋白的30％,可溶形式存在的融合蛋白大于25％。     

用飞秒激光观察胰岛素的分泌过程

通过采用飞秒激光这种新光源的双光子激发法观察了各种各样组织的生理性分泌现象．其结果,根本看不到进行教科书式分泌的细胞。     

直肠系膜切除术对直肠癌根治术后局部复发患者MMPs、CEA、CA199及生存率的影响

目的:探讨直肠系膜切除术对直肠癌根治术后局部复发患者血清基质金属蛋白酶、肿瘤标志物(CEA、CA199)及生存率的影响。方法:收集直肠原发癌位于直肠中下段的病例,行直肠癌根治术复发再入院患者48例(均为本院2010年4月-2014年3月手术后的病例),按照手术方式的不同分为2组,分别24例。对照组采用姑息性手术治疗,研究组采用直肠系膜切除术治疗,采用ELISA法测定血清MMP-2、MMP-9、CEA、CA199水平,记录所有患者术后并发症状况,术后进行随访时间为3年,比较两组1年、3年的生存率状况。结果:对照组在手术时间、出血量、住院时间上高于研究组,(P0.05);对照组在肛门排气时间上低于研究组,(P0.05);与治疗前比较,两组患者治疗2周后MMP-2、MMP-9表达水平降低,治疗2周后血清CEA、CA199表达水平降低(P0.05);与对照组比较,研究组患者治疗2周后MMP-2、MMP-9表达水平较低,治疗2周后血清CEA、CA199表达水平较低(P0.05);两组患者治疗期间并发症无差异(P0.05);两组间术后1年生存率,无差异(P0.05);研究组术后3年生存率(66.67%)高于对照组(37.50%),(P0.05)。结论:直肠系膜切除术可提高直肠癌根治术后局部复发患者的长期生存率,降低血清MMP-2、MMP-9、CEA、CA199水平,安全性高,值得广泛推广。