乳酸菌胆盐水解酶和共轭脂肪酸产生及对宿主脂代谢影响的研究进展

乳酸菌是一类影响宿主脂代谢的人体肠道益生菌。乳酸菌对脂代谢的影响作用与其产生胆盐水解酶(bile salt hydrolase,EC3.5.1.24,BSH)及共轭转化多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)关系密切。菌株差异、菌群分布和饮食差异是影响BSH及共轭脂肪酸产生的重要因素。本文重点阐述了两类物质对宿主脂代谢的影响机制,以期为后续研究提供借鉴。BSH能够降解肝脏分泌的胆汁酸(bile acids,BAs),降低脂类物质的吸收。BAs的降解产物胆汁酸脱氧胆酸(deoxycholic acid,DCA)和石胆酸(lithocholic acid,LCA)能够通过机体信号通路法尼类X受体(farnesoid X receptor,FXR)、小异二聚体伴侣(small heterodimer partner,SHP)及肝脏X受体(liver X receptor,LXR)等信号通路进行调控,促进胆固醇转运及向BAs转化。此外,BSH还能够通过下调固醇调节元件结合蛋白1c (sterol regulatory element binding protein 1c,SREBP-1c)、上调5ʹ-腺苷单磷酸激活蛋白激酶α(5ʹ-AMP activated protein kinase,AMPKα)和过氧化物酶体增殖物激活受体α (peroxisome proliferator-activated receptor α,PPARα)抑制脂质合成,促进脂质的分解。PUFAs可被乳酸菌转化产生共轭脂肪酸,如共轭亚油酸(conjugated linoleic acid,CLA)和共轭亚麻酸(conjugated linolenic acid,CLNA),CLA/CLNA能够促进机体产生瘦素(leptin,LP),抑制食欲、促进能量消耗;CLA/CLNA还可以通过激活PPARα进行调控,促进人体脂质的氧化分解。乳酸菌通过以上多种途径共同作用调节宿主的脂代谢,对深入理解乳酸菌调控脂代谢机制及临床应用有着重要意义。     

胎儿血红蛋白的表达调控

胎儿血红蛋白是胎儿体内主要的血红蛋白类型,是由两条α肽链和两条γ肽链组成的四聚体。出生后胎儿血红蛋白在人体中的表达急剧降低至1%,由两条α肽链和两条β肽链组成的成人血红蛋白取而代之成为主要的血红蛋白类型。β地中海贫血和镰刀型细胞贫血发病原因均基于β-珠蛋白基因发生突变,致使β-珠蛋白合成不足或异常,进而引起一系列临床症状。诸多实验结果及临床疗效表明,提高患者体内γ-珠蛋白的表达可部分替代异常β-珠蛋白从而有效缓解患者的临床症状。随着基因治疗的发展,如何安全高效的再激活胎儿血红蛋白的表达成为治疗β型地中海贫血和镰刀型细胞贫血患者的重要科学命题。本文重点回顾近年来γ-珠蛋白表达的调控机制,以期对寻找更加有效激活胎儿血红蛋白的方法提供参考。     

全基因组重测序揭示青藏高原东缘及东南缘东方蜜蜂遗传多样性与适应性进化

【目的】对青藏高原东缘和东南缘及邻近地区东方蜜蜂Apis cerana样本进行群体遗传多样性与适应性进化研究,为进一步解析青藏高原东方蜜蜂的遗传资源多样性、种群扩散规律以及适应高原生境的分子进化机制提供参考。【方法】对青藏高原东缘和东南缘及邻近地区77群东方蜜蜂样本进行全基因组重测序;运用群体遗传学方法,基于群体结构、主成分分析、系统进化树、遗传分化指数、线粒体基因组单倍型以及选择信号分析对东方蜜蜂这77群及GenBank数据库下载的90群的全基因组重测序原始数据进行分析。【结果】这167群东方蜜蜂区分出来自川西高原、藏南高原、滇北高原和川北高原的4个高原型群,分属于两个进化支,平均遗传分化指数(Fst=0.1178)高于非高原型群的(Fst=0.0411)。基于种群间最小遗传距离分析,东南缘的藏南高原群、滇北高原群与滇南群具有更近的遗传关系;东缘的川西高原群、川北高原群分别与川西山地和秦巴群具有更近的遗传关系。结合线粒体基因组单倍型分析,初步推断出青藏高原东缘及东南缘高原型群体祖先单倍型及来源。选择性分析鉴定到了潜在的参与脂肪酸代谢、光转导、温度适应、卵巢发育等信号通路相关的潜在受选基因。在藏南高原和滇北高原群体中发现两个共同受选择基因ISL-1和FOXO,主要参与胰岛素分泌以应对细胞压力,暗示它们在东方蜜蜂适应青藏高原东南缘生境中发挥着重要作用。【结论】青藏高原东方蜜蜂遗传多样性丰富,东南缘的藏南高原和滇北高原群体以及东缘的川西高原和川北高原群体在遗传分化上明显区分,这4个高原群是由邻近地区非高原群扩散后的地理隔离形成了种群分化;初步筛选获得东方蜜蜂高原环境适应性潜在基因。本研究为进一步探析青藏高原东方蜜蜂适应高原生境下的分子进化机制奠定了基础。     

贵州省东方蜜蜂Apis cerana线粒体DNA遗传多样性研究

为探明贵州省东方蜜蜂Apis cerana遗传多样性及遗传分化现状,对贵州省9个地级市79个样点采集的东方蜜蜂样本线粒体DNA (mt DNA) COI-COII序列进行扩增与测序,分析其遗传多样性、遗传结构及亲缘关系。序列结果显示扩增后COI-COII序列长度约为760 bp,A+T平均含量（82.3%）明显高于C+G（17.7%）,碱基偏移性明显。单倍型分析共发现33个单倍型,其中主体单倍型H1为9个地理群体共有。单倍型多样度分析表明平均单倍型多样度为0.802,其中黔南地区最高,遵义地区最低;平均核苷酸多样度为0.014,其中六盘水地区最高,黔西南及安顺地区最低。中性检验结果表明贵州省部分地区东方蜜蜂可能经历过群体扩张。9个地区样点的平均遗传距离介于0.0012~0.0044之间,其中毕节与黔东南地区间最大,为0.0044,安顺与黔南、遵义地区间最小,均为0.0012。在单倍型系统进化树中,79个样点东方蜜蜂可分为两个类群。研究结果为贵州省东方蜜蜂遗传分化研究、种质资源保护与开发利用提供参考依据。     

海南自然保护区尺蛾科昆虫β多样性的研究

β多样性研究主要集中在植物群落上,对动物群落并联系系统发育β多样性的研究却较少。鉴于此,本研究以海南省5个自然保护区的尺蛾科昆虫为例,探究这些保护区的昆虫群落之间的β多样性及其形成机制。通过分子和形态学方法,将采集的尺蛾科昆虫成虫样本鉴定到种,并建立它们的系统发育树。分别选取了两个类型的β多样性指数：传统的Jaccard指数、Bray-Curtis指数和系统发育β多样性指数Dpw,用于比较不同样点间β多样性的变化。结合地理距离、飞行能力以及环境因子,运用mantel检验、RDA及偏RDA分析等方法探究海南尺蛾科昆虫β多样性的形成机制。结果表明,Jaccard指数和Dpw指数与19个环境因子中的等温性（bio_6）、最冷月最低温度（bio_9）和最湿季度平均温度（bio_11）这3个环境因子存在显著相关,与地理距离和飞行能力无显著相关,而Bray-Curtis指数与上述因子均无显著相关关系。3个环境因子对各β多样性指数的综合解释力都达到了79%以上,各自的解释力均在19%以上。分析表明,在海南5个自然保护区中,尺蛾科昆虫β多样性的形成主要受环境因子尤其是温度的影响。     

植物光信号途径重要新调控因子TZP的研究进展

TZP (TANDEM ZINC-FINGER/PLUS3)是近年来鉴定到的一个光信号转导途径新组分, 在光介导的植物生长发育过程中发挥重要调控作用。TZP不仅负调控蓝光信号途径, 参与光敏色素B (phyB)介导的开花调控过程, 还参与调控phyA在体内的蛋白质磷酸化。对TZP生化活性和作用机制的深入研究, 不仅有助于进一步完善光信号调控网络, 也可为设计和培育具有耐密理想株型及高光效作物新品种提供理论依据。该文系统总结了TZP在植物光信号途径中发挥的重要调控作用, 并提出未来TZP功能研究的重要问题。     

Interactions between invasive plants and heavy metal stresses: a review

入侵植物与重金属胁迫的相互作用研究进展 全球变化改变了植物群落的分布格局,包括入侵植物,而人为污染可能降低本地植物对入侵植物的抗性。因此,本文总结了近几十年本地植物、入侵植物和植物-土壤生态系统中重金属生物地球化学行为的研究,以加深我们对入侵植物与环境胁迫因子相互作用的认识。我们的研究结合已有文献报道表明：(i)入侵物种对环境胁迫的影响具有异质性, (ii)影响的大小是多变的, (iii)即使在同一影响类型内,影响类型也具有多向性。然而,入侵植物暴露在重金属环境中表现出更强的自我保护机制,对重金属的生物可利用性和毒性有正向或负向的影响。另一方面,由于入侵植物普遍具有较高的耐受性,加之本地植物暴露于有毒重金属污染时具有“逃逸行为”,重金属胁迫环境更有利于植物的成功入侵。但是,对于入侵植物的重金属等元素组成是否与污染地区的本地植物不同,目前尚无共识。因此,在全球范围内对外来入侵植物与本土植物的植物体内、凋落物和土壤污染物含量进行定量比较是今后研究的一个重要方向。     

雌马酚产生细菌及其雌马酚合成代谢机制

大豆食品中通常富含染料木素和大豆苷元等异黄酮素,人和动物肠道中的某些细菌具有将异黄酮素代谢转化为S-雌马酚的能力。到目前为止,S-雌马酚被认为是一种具有潜在健康调节作用的化合物。啮齿类动物均具备产雌马酚的能力,但不同人群之间存在差异,产雌马酚细菌是否存在可能是造成这种差异的重要原因;不同产雌马酚细菌的代谢机制可能不同,并影响机体最终产雌马酚的能力。本文对已知的各种产雌马酚细菌及其细菌的雌马酚合成机制进行综述,以期为进一步了解雌马酚产生个体差异、雌马酚代谢转化效率、体外雌马酚的发酵生产,以及临床产雌马酚细菌的应用等提供理论参考。     

PstS和PstB调控无机磷酸盐转运和介导细菌耐药的机制

无机磷酸盐(Pi)在菌体遗传、能量代谢及细胞内的信号传导等生物过程中发挥重要的作用。在细菌中,主要由磷酸盐特殊转运系统(Pst)和磷酸盐转运系统(Pit)来完成对Pi的吸收和利用。其中,Pst是在低磷胁迫下转运Pi的关键系统。近年来的研究表明,Pst系统除在调控Pi的代谢和平衡中发挥重要作用外,还介导细菌耐药、产毒和侵袭等。Pst系统是ABC转运蛋白家族的一种,一般由PstS、PstC、PstA、PstB和PhoU5个蛋白组成。其中,PstS和PstB蛋白是该系统中的关键蛋白。本文重点对PstS和PstB调控Pi转运和介导细菌耐药的分子机制进行综述,旨在为深入研究该系统与细菌耐药的关系,以及研发以PstS和PstB为靶点的新药提供参考。     

假单胞菌Pseudomonas fluorescens Pf0-1中转录调控因子SpfB负调控DNA磷硫酰化修饰

[目的]DNA磷硫酰化修饰是DNA骨架上非桥接的氧原子以序列选择性和R-构型被硫取代的一种新型DNA修饰。目前,磷硫酰化修饰在多种细菌、古生菌以及人类致病菌中多有发现,但其分子调控机制尚不清楚。为了全面解析磷硫酰化修饰的调控机制,本文选择荧光假单胞菌Pf0-1为研究对象,开展了其DNA磷硫酰化修饰的调控机制研究。[方法]首先,构建了spfB基因缺失和回补菌株,使用碘能特异性断裂磷硫酰化修饰DNA的方法,研究了该基因缺失对修饰表型的影响。利用cDNA在相邻同方向的基因间隔区进行PCR,确定了磷硫酰化修饰基因簇spfBCDE内的共转录单元。通过荧光定量RT-PCR,分析了spfB基因缺失突变株中磷硫酰化修饰基因的转录量。利用异源表达并纯化得到的重组蛋白SpfB进行了体外功能研究。通过EMSA实验,验证了SpfB蛋白具有与spfB启动子序列结合活性。通过DNase I footprinting实验,精确定位了SpfB蛋白与DNA结合序列。[结果]spfB基因的缺失加剧了磷硫酰化修饰DNA断裂所致电泳条带弥散的表型,spfB基因的回补能够恢复该表型,证明spfB基因负调控磷硫酰化修饰。鉴定了spf基因簇中只含有1个共转录单元,且该共转录单元在△spfB突变株中转录水平明显上升。通过EMSA和DNase I footprint实验,检测了SpfB蛋白与磷硫酰化修饰基因spfBCDE的启动子区域5''-TGTTTGT-3''相结合。[结论]SpfB作为转录调控因子负调控磷硫酰化修饰基因spfBCDE的表达,为解析磷硫酰化修饰的调控机制和全面理解基因组上的部分修饰特征奠定了基础。