信号分子在生物脱氮中的作用及检测方法

生物脱氮是由微生物主导的地球氮循环中的重要环节之一,主要包括硝化、反硝化和厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)等过程。在微生物联合作用下,污水中的有机氮及氨氮经一系列作用转化为氮气,这种经济高效、环境友好的处理工艺在世界范围内得到广泛应用。群体感应(quorum sensing,QS)以信号分子为媒介通过改变菌群密度和周围环境变化来调节微生物的各种行为。大量的研究已证实调控QS信号分子在生物脱氮中具有应用潜力。本文介绍了各种信号分子类型,从基因组学、实际应用等方面综述了各类信号分子以及检测方法,同时针对酰基高丝氨酸内酯(acyl homoserine lactones,AHLs)类信号分子在生物脱氮中的作用进行详细介绍。然而不足之处在于信号分子研究只是停留在实验室阶段,仅仅研究了单一信号分子对生物脱氮的影响。未来可将信号分子应用于实际污水,研究多种信号分子共同作用以及多种微生物之间的QS现象。     

分子对接技术在研究群体感应抑制剂中的进展

在大多数致病菌中都存在群体感应系统,而群体感应抑制剂就是以此系统作为靶点,在不影响细菌生长的情况下阻断细菌生物被膜形成或抑制毒力基因表达,不易导致耐药性的产生,是一种理想的抗菌增效剂。分子对接作为虚拟筛选技术之一,其目标具体、效率高、成本低,是药物研发的重要手段。本文重点介绍了分子对接的主要模块及其在研究群体感应抑制剂中的进展。     

基于功能反应和两性生命表评价番茄潜叶蛾的取食能力和生长发育

【目的】番茄潜叶蛾Tuta absoluta是茄科作物重要的害虫。本研究旨在明确番茄潜叶蛾的取食能力、种内竞争及生长发育情况,为有效防控番茄潜叶蛾提供理论依据。【方法】在实验室条件下利用功能反应方程、自身干扰模型及两性生命表对番茄潜叶蛾的取食能力(取食量)、种内竞争作用(分摊竞争强度)、生长发育和繁殖参数(发育历期、成虫寿命、雌雄性比、单雌产卵量和存活率)及种群参数(内禀增长率、周限增长率、净增殖率及平均世代周期)进行测定。【结果】番茄潜叶蛾3和4龄幼虫取食番茄叶片的的功能反应均符合HollingⅡ型,其对番茄叶片的搜寻效率分别为0.448和0.363,处理时间分别为0.018和0.006 d,每日最大取食量分别为55.56和166.67 mg。在食物量一定的条件下,番茄潜叶蛾3和4龄幼虫间存在较强的种内竞争,且3龄幼虫的分摊竞争强度大于4龄幼虫的。通过两性生命表对番茄潜叶蛾的种群参数分析表明,取食番茄叶片时其内禀增长率、周限增长率、净增殖率及平均世代周期分别为0.09 d^-1, 1.09 d^-1, 19.80和32.92 d。【结论】番茄潜...     

三角帆蚌Hc-GSK3β基因鉴定及内壳色性状相关SNP筛选

为了探究三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)糖原合成激酶-3β(GSK3β)基因对壳色的影响,研究采用RACE技术获得Hc-GSK3β基因cDNA全长1867 bp,其中包含1261 bp的ORF区编码420个氨基酸, ORF中含有一个S＿TKc结构域,该结构域序列高度保守。组织差异表达分析发现Hc-GSK3β基因在紫色蚌鳃、斧足、内脏团和边缘膜组织中表达量高于白色蚌的表达量(P<0.05),且在斧足和边缘膜表达差异水平达到极显著(P<0.01),而在紫色蚌闭壳肌组织中表达量显著低于白色蚌(P<0.05)。原位杂交(ISH)实验结果显示在三角帆蚌外套膜的外褶、中褶、內褶、背膜区和腹膜区均有阳性信号产生,且在外褶的信号表达较强烈。该基因经重测序比较,共鉴定出6个SNP位点,其中在C+185A位点的CA基因型在紫色蚌的分布频率显著高于白色三角帆蚌(P<0.05);在紫色蚌中, T+341G位点TT基因型三角帆蚌内壳颜色参数b值显著低于TG基因型(P<0.05)。研究表明, Hc-GSK3β基因参与了三角帆蚌壳色形成,筛选的SNP标记可用于三角帆蚌壳...     

新型免疫抑制剂brasilicardin A的研究进展

Brasilicardin A (BraA)是从致病性放线菌巴西诺卡菌(Nocardia brasiliensis) IFM 0406中发现的具有显著免疫抑制作用(IC50=0.057μg/mL)的二萜糖苷类化合物。BraA发挥免疫抑制活性的作用机制与现有临床常用的免疫抑制剂不同,BraA通过抑制氨基酸转运体L系统的转运进而影响T-淋巴细胞对氨基酸的摄入而发挥免疫抑制作用。相比目前已知的免疫抑制剂环孢菌素A、子囊霉素和他克莫司等,BraA在小鼠混合淋巴细胞反应中显示低毒、高效的优势。因此,BraA作为新型的免疫抑制剂,极具开发潜力,已成为全球免疫抑制剂发现新领域。但其结构复杂、合成困难,原菌种产率低且具有致病性,BraA及其类似物的获得已成为此类新型免疫抑制剂研究的瓶颈。本文综述了BraA的分子特征、药理活性、作用机制、目前获得的BraA类似物和衍生化方面的研究进展,以期为BraA及其类似物的高效生产提供参考。     

pH对生物合成超声分子影像探针气囊充放气的调控

气囊（gas vesicles,GVs）是一种存在于蓝藻及古菌等微生物中调节浮力的类细胞器纳米结构,由蛋白质外壳包裹气体组成。近年来的研究表明,气囊具有作为超声分子影像探针的潜力。然而,气囊的充放气机制并不明确,限制了生物合成超声分子影像探针的保存和气体更换。本研究发现环境pH值是调节气囊充放气的一个重要因素。其不仅可以调节藻细胞内的气囊充放气进而使微囊藻呈现不同的漂浮状态,还可对提纯的气囊充放气进行体外调节,且该调节过程可逆。该机制的阐明为生物合成超声分子影像探针的大规模生产和保存,特别对气囊中的气体进行更换以满足不同的诊疗需求提供了技术支持,助力生物合成超声造影剂在疾病诊疗中的应用。     

定量分析调控人类免疫缺陷病毒潜伏与激活的动力学机制

目的 治疗艾滋病最大的障碍在于无法根除人类免疫缺陷病毒（HIV）潜伏于人体细胞所形成的病毒存储库。构建描述病毒存储库建立分子机制的动力学模型需考虑生物体内的噪声环境和多重影响因素,本文通过一种全新的动力学结构分解方法将随机微分方程的确定性部分与随机性噪声分开,从而在仅需分析常微分方程不动点的情况下即可判断不同药物靶点的作用效果。方法 使用连续的随机微分方程构建了HIV转录过程的动力学模型,简化了描述系统所需方程的维度,增大了模型的可探索空间,在此基础上,通过计算得到的势能函数和概率分布函数直观表示病毒潜伏与激活的不同表达状态以及它们之间的关系。结果 定量分析了不同动力学参数对系统稳态和势函数的影响程度,分别得到了系统处于双稳态和单稳态时的参数范围,并将不同因素对动力系统分岔的影响程度与生物学实验结果对比,验证了本工作的理论基础。结论 本文突破了以往离散、随机的方法,可以通过常微分方程定量分析HIV转录调控的动力学机制,有利于推广到处理高维情况,进一步研究艾滋病在生物体内的发生发展,从而指导设计实验寻找临床上的治疗方案。     

低阻贯通是脑细胞间通讯的一种调节方式

介绍当前脑及中枢神经系统中细胞间通讯方式的三种假说,并着重讨论低阻贯通方式中并置膜结构、功能及其生物学意义.低阻贯通与布线传递、容积传递协同作用以实现脑及中枢神经系统信息传送的功能;可能是对传统神经及神经-体液传递的补充.     

核酶设计、合成与克隆的一种新方法

介绍了一种设计、合成与克隆人造核酶的新方法.通过在“锤头结构”模型中非保守性区域引入 Bgl I 切点,不仅维持了核酶切割活性所必需的二级结构,而且为核酶克隆的鉴定提供了极为方便的手段.另外还通过在核酶模板两端引入限制性内切酶半切点,一步直接将核酶模板连接、聚合、克隆到体外转录载体上,大大简化了以往核酶克隆的繁琐操作,省时、省力,克隆效率也较高.     

三七内切-β-1,4-葡聚糖酶基因PnCel1的表达及功能分析

内切-β-1,4-葡聚糖酶(endo-1,4-β-glucanases,EGases)广泛参与植物细胞壁的编辑,在组织伸长、果实成熟和脱落等过程中起重要作用。该研究采用RT-PCR方法,从三七(Panax notoginseng)中克隆了1个EGases基因(PnCel1),并对其进行表达和功能分析。结果显示:(1)外源茉莉酸甲酯、水杨酸、赤霉素、脱落酸和乙烯利处理显著诱导PnCel1的表达,而根腐病菌茄腐镰刀菌(Fusarium solani)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)以及交链格孢(Alternaria alternata)、木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)侵染三七后显著抑制PnCel1的表达。(2)亚细胞定位分析表明,PnCel1-GFP融合蛋白定位于洋葱表皮细胞的细胞壁中。(3)采用染色体步移技术克隆出PnCel1的启动子序列[(-1)~(-828)bp],进而成功构建PnCel1启动子驱动的β-葡萄糖醛酸酶植物表达载体(pBI121-PPnCel1-GUS)并转入烟草(Nicotiana tabacum L.),经PCR筛选鉴定获得阳性转基因烟草7株。(4)GUS活性检测结果表明,5种植物激素能诱导PnCel1的启动子活性,但茄腐镰刀菌等4种病原菌侵染明显降低了PnCel1启动子的转录活性,且PnCel1启动子受三七WRKY转录因子PnWRKY5/9/12/15/27的负调控。(5)PnCel1过表达转基因烟草与野生型烟草相比,对茄腐镰刀菌的易感性增加,木质素含量降低,表明PnCel1可能参与改变细胞壁的结构。研究表明,植物激素能上调三七根中PnCel1的表达,而病原菌侵染降低了PnCel1的表达水平,并抑制PPnCel1的活性,推测三七PnCel1可能通过改变细胞壁结构而增加三七对根腐病菌的易感性。