生物正交化学在活体标记及药物传递中的研究进展

生物正交化学反应是一类可以在生理条件下发生的化学反应,具有简单、高效、高特异性的特点,在生物医学的研究中被广泛应用.基于生物体天然生命过程的代谢工程,可对生物分子进行无损、高效的生物代谢修饰,是一种理想的生物修饰技术.通过生物代谢途径可有效地将各种化学报告基团引入靶标物的生物分子中,有利于携带配对基团的标记物与其发生生物正交反应,从而在活体系统中实现生物分子的标记示踪和药物递送.这种基于代谢工程与生物正交化学的标记策略因为具有两者之间的优势,在生物医学工程中的标记、成像示踪、诊断等领域展现出巨大的研究价值与应用潜力.本文介绍了生物正交和代谢工程的原理与生物医学研究进展,阐述了生物正交化学在分子成像和药物传递等方面的研究与应用.     

高原鼢鼠肝脏组织细胞周期相关基因的进化和表达

高原鼢鼠Myospalax baileyi是一种世居青藏高原的地下鼠,对严重的低氧环境有很强的适应性。低氧诱导细胞周期G1、G2期阻滞。为了探讨高原鼢鼠适应低氧环境的分子机制,应用生物信息学方法对p53下游细胞周期基因p21、CyclinD1、CyclinE、CDK6、CDK2、14-3-3-σ、Gadd45α、B99和CyclinB1的序列和编码的氨基酸序列进行了进化分析,并以SD大鼠Rattus norvegicus为对照,研究了这些基因在不同海拔(3300 m、2260 m)条件下的表达模式。结果表明:(1)高原鼢鼠细胞周期相关基因的序列与以色列鼹鼠Nannospalax galili同源性最高,达到90%以上;p21、CyclinD1、CyclinE和CyclinB1编码蛋白与以色列鼹鼠存在明显的趋同进化位点;SIFT评估发现,p21和CyclinB1氨基酸序列分别在第27号位点和第105号位点的变异对细胞周期调控功能有显著影响;(2)与低海拔条件相比,在高海拔条件下,高原鼢鼠肝脏组织中与G1期相关的基因p21表达水平显著上升,p21下游基因CyclinD1、CyclinE、CDK6和CDK2表达水平显著下降,而在SD大鼠中没有显著变化;与G2期相关的基因Gadd45α、B99、14-3-3-δ和CyclinB1在高原鼢鼠和SD大鼠中随海拔变化不发生明显变化。在不同海拔条件下,高原鼢鼠肝脏组织中的上述细胞周期相关基因的表达水平均极显著高于SD大鼠(P<0.01)。以上结果提示,高原鼢鼠经过长期的低氧适应,通过上调p21基因的表达抑制下游CyclinD1、CyclinE、CDK6和CDK2基因的表达,导致细胞周期G1期阻滞,从而提供充足的时间进行DNA修复,保证了DNA复制的准确性;同时高原鼢鼠肝脏组织中细胞周期的调控不仅与细胞周期基因的表达水平有关,而且可能与细胞周期因子p21的第27号位点和CyclinB1的第105号位点的变异有关。     

未来气候变化对海南橡胶树春季物候期的影响

为研究未来气候变化对海南岛橡胶树春季物候期(第一蓬叶展叶期和春花期)的影响,以国内外关于橡胶树物候期量化研究和橡胶树观测试验数据为基础,结合作物生长钟模型,建立橡胶树春季物候期模型,开发成计算机软件RubberSP并进行适宜性评价。在此基础上,通过贝叶斯模型平均法(BMA)结合耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)多模式数据集中的5个大气环流模式(GCMs),分别在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5气候情景下,以1986—2017年为基准时段,预估2020—2099年气候变化对橡胶树春季物候期的可能影响。结果表明:RubberSP的模拟精度较高,模拟值与实测值的决定系数R²为0.73～0.87,均方根误差RMSE为3.26～4.15 d,归一化均方根误差NRMSE为3.4%～7.4%。BMA方法可以有效地处理单一GCMs带来的不确定性问题,较好地反映出气温变化趋势;预估RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,海南岛至21世纪末较基准时段分别升温超过0.3、1.0和2.5 ℃。在未来气候情景下,春季物候期出现日序提前,产胶量提高的可能性变大。日序等值线均向西北方向移动,海南岛橡胶树种植最适宜区有向西北方向扩大的可能。第一蓬叶展叶期的空间差异性变大,春花期则略微变小。橡胶树春季物候期在未来3种情景下提前或推迟的变化幅度随RCP情景下升温的幅度而变化,RCP2.6最平缓,RCP8.5最剧烈。     

人为干扰对壶瓶山国家级自然保护区蝴蝶物种多样性的影响

为了解人为干扰对壶瓶山国家级自然保护区(以下简称壶瓶山保护区)蝴蝶物种多样性的影响, 调查组于2017-2018年间采用样线法抽取5条样线对壶瓶山保护区的蝴蝶群落进行调查研究, 分析了人为干扰对蝴蝶发生规律的影响, 并比较了壶瓶山保护区中不同程度人为干扰情况下的蝴蝶发生差异。本调查共观测到蝴蝶6,711只, 隶属5科19亚科119属190种, 各样线的优势种主要有宽边黄粉蝶(Eurema hecabe)、东方菜粉蝶(Pieris canidia)、酢浆灰蝶(Pseudozizeeria maha)、宽带凤蝶(Papilio nephelus)等。轻度干扰情况下物种多样性最高, 其次为无干扰条件, 而中度干扰情况下蝴蝶物种多样性最低, 即小规模的耕作-居住环境有利于蝴蝶的聚集, 而增加现有的人为干扰程度或扩大干扰范围, 可致使群落中蝴蝶物种数减少、优势类群数量增加。     

深化发酵工程实验教学改革适应基础教育新课改

高师院校发酵工程实验教学必须服务于基础教育的实施, 把培养学生的创新精神和实践能力放在首位。因此, 基础教育新课程改革背景下的发酵工程实验教学改革应从课程内容入手, 改革教学方法、培养方式和评价体系, 以达到培养高师学生科研能力、工作态度、创新能力和从教能力的目的。     

时代与巨人

达尔文进化论的诞生至今将近一个半世纪,在这期间,枝繁叶茂的进化树替代了干瘪粗糙的分类树;抽象无形的遗传密码接管了有限的形态特征成为了人们研究生物学的利器,生物学的发展可谓日新月异。但惟有达尔文的进化论,好似巨人厚重的肩膀,承载着后来者,让我们站在一个更高的水平去探索生命世界的规律。     

不同肥料处理对豫麦49小麦冠层结构与产量性状的影响

为探讨不同肥料处理对小麦冠层结构和产量性状的影响,采用随机区组试验设计和大田切片法,研究了豫麦49小麦品种在单施尿素、鸡粪和鸡粪与尿素配施等条件下小麦冠层结构特征、产量构成因素的变化,结果表明:施用鸡粪有利于增加旗叶的叶绿素含量(SPAD),提高群体光合有效辐射(PAR),增大小麦群体的平均叶倾角(MLA),降低群体的冠层开度(DIFN),提高小麦群体的叶面积指数(LAI)和籽粒产量.综合考虑小麦产量、经济系数等因素,3种肥料处理以鸡粪与尿素配施为最佳,配施处理的小麦冠层结构适宜、株型最佳、群体光分布合理.     

毒力岛基因ibeT有助于大肠杆菌抵抗人脑微血管内皮细胞溶酶体的降解

大肠杆菌是导致新生儿细菌性脑膜炎最常见的革兰氏阴性致病菌．为探讨毒力岛基因ibeT在大肠杆菌K1株致病过程中的作用,构建了ibeT基因缺失的大肠杆菌K1株,细菌在细胞内存活试验结果显示,ibeT基因缺失抑制了大肠杆菌K1株在人脑微血管内皮细胞中的生长．利用激光共聚焦扫描显微镜观察到,在细菌侵袭进入人脑微血管内皮细胞后,与野生型相比,ibeT基因缺失突变株较多地滞留在溶酶体内;透射电镜结果进一步显示,ibeT基因缺失使大肠杆菌K1株逃逸ECV(含有大肠杆菌的囊泡)的能力发生了下降,继而使其在细胞浆内的复制减少．利用体外模拟的弱酸性环境,检测大肠杆菌菌体胞内的缓冲容量,发现ibeT基因缺失突变株菌体胞内的缓冲能力较野生型低．这些结果提示,在大肠杆菌K1株侵袭进入人脑微血管内皮细胞后,ibeT基因有利于大肠杆菌降解ECV膜,避免与溶酶体融合,进而促使大肠杆菌逃逸进入细胞浆并进行复制．     

浙江天目地黄2新变型

描述了产于浙江临安的天目地黄2个新变型--白花天目地黄(Rehmannia chingii Li f.albi flora G.Y.Liet D.D.Ma)和紫斑白花天日地黄(R.chingii Li f.purpureo-punctata G.Y.Li et G.H.Xia),它们与原变型的主要区别为花冠白色;前者喉部淡黄色,后者喉部具紫色斑点.     

镁预处理对兔全脑缺血神经保护作用的实验研究

目的探讨硫酸镁预处理对兔全脑缺血神经保护作用及其机制.方法 45只兔随机分为3组:对照组(n=15)、缺血组(n=15)和镁预处理组(n=15).阻断血管,诱导全脑缺血,缺血时间为 6 min.测定缺血再灌注30 min 兔海马谷氨酸、天冬氨酸、γ-氨基丁酸和甘氨酸含量.检测缺血再灌注3 d 海马CA1区神经元密度和凋亡神经元密度.结果 (1)镁预处理组海马天冬氨酸和甘氨酸显著低于缺血组(P<0.01),而γ-氨基丁酸含量显著高于缺血组(P<0.05);(2)镁预处理组正常神经元密度显著高于缺血组 (P<0.01),缺血神经元密度显著低于缺血组(P<0.01);(3)镁预处理组凋亡神经元密度显著低于缺血组(P<0.01).结论 (1)硫酸镁预处理对兔全脑缺血有神经保护作用;(2)该保护作用的机制可能有:1)抑制兔全脑缺血再灌注30 min 海马天冬氨酸和甘氨酸的过度释放以及抑制γ-氨基丁酸的耗竭;2)抑制兔全脑缺血再灌注3 d 海马CA1区神经元凋亡.