雌激素神经保护作用机制:线粒体功能的调节

大量研究表明雌激素具有神经保护作用,但其机制尚不清楚。近年来研究提示,雌激素的神经保护作用与线粒体有着密切联系。线粒体是细胞内能量和活性氧自由基(ROS)的主要来源,对细胞内信号转导、细胞存活与死亡调节等具有十分重要的影响。在生理和病理条件下,雌激素可多方面调节线粒体功能,包括影响ATP与ROS的生成、稳定线粒体膜电位、维护细胞内钙稳态,以及调节线粒体基因和蛋白表达等。本文主要从线粒体角度综述了雌激素神经保护作用及其机制。     

线粒体融合蛋白2与心血管疾病

线粒体融合蛋白2(mitofusin2,Mfn2)不仅是一种不可或缺的调控线粒体形态和功能的动力素(dynamin)相关蛋白,还是一个重要的细胞内信号分子,参与调控细胞增殖、分化、凋亡等生命过程。Mfn2与高血压、冠状动脉腔内成形术后再狭窄、动脉粥样硬化、心肌肥厚、心肌氧化损伤等多种心血管疾病的病理生理过程密切相关,并通过调节物质代谢影响糖尿病和胰岛素抵抗等的发病。此外,Mfn2还可能是心血管疾病的一个重要的分子标志和治疗靶分子。     

过度训练状态下心肌损伤线粒体机制的研究

目的：探讨过度训练状态下心肌组织损害的线粒体机制。方法：应用形态学手段和分子生化技术,观察运动后大鼠心肌组织酸性磷酸酶（ACP）、β-葡萄糖醛酸酶（β-GLU）和心肌线粒体膜通透性转换孔（肿）等指标的变化。结果：运动后心肌ACP和β-GLU活性明显增加,PTP开放增加。结论：过度训练后心肌线粒体的结构和功能发生了明显变化,这些变化可能与PTP开放增加密切相关。     

云杉腐烂病菌Cytospora piceae全基因组测序及比较基因组分析

【目的】壳囊孢属(Cytospora)真菌引起的林木腐烂病和枝枯病,是一类重要的、分布广泛的枝干病害,可引起重大经济损失和生态破坏。通过全基因组测序和比较基因组学分析,探究不同腐烂病菌的全基因组特征,分析其与寄主选择和致病性相关的基因或基因家族的差异性,将有助于进一步揭示腐烂病菌与寄主互作的分子机制,为腐烂病的有效防治提供基础资料。【方法】采用PacBio测序技术对云杉腐烂病菌Cytosporapiceae进行了全基因组测序和组装,并通过比较基因组学方法,从基因组水平探究引起腐烂病的4种腐烂病菌的基因组的差异,分析其共有的和特有的与致病相关的基因家族。【结果】C. piceae基因组大小为39.25 Mb,GC含量为51.79%。基于单拷贝直系同源基因构建的系统发育树显示,C. piceae与Cytospora chrysosperma的进化关系相近,Valsamali和Valsapyri则更相近。比较基因组学分析表明,4种腐烂病菌均具有重复诱导的点突变(RIP)活性,其中,C. piceae的RIP活性最强。与其他3种腐烂病菌相似,与木质素降解相关的AA3和AA7家族在C. piceae中显著扩张,但木质素降解关键酶AA5家族均缺失;C. piceae和C. chrysosperma基因组中果胶降解关键酶GH28和CE8家族基因的数量与V. mali和V. pyri相近。4种腐烂病菌都含有较多数量的MFS(major facilitator superfamily)超家族转运蛋白和较少的ABC(ATP-binding cassette transporter)超家族转运蛋白,但C. piceae含有更多DHA2、PDR和MDR类转运蛋白。4种腐烂病菌的分泌蛋白的GO分类分子功能主要集中在水解酶活性,其中V. mali含有最多数量的该类别基因;而生物学过程则集中在碳水化合物代谢过程、果胶分解过程和氧化还原过程。在次生代谢核心基因中,C.piceae的PKS基因明显少于V.mali和V.pyri;在C.piceae含有的4个特异性次生代谢基因中,3个为NRPS基因。【结论】4种腐烂病菌含有的碳水化合物活性酶的种类和数量相似,且都具有较强的果胶降解能力。不同腐烂病菌的膜转运蛋白中多药转运体的选择性扩增,以及次生代谢核心基因中NRPS类基因的特异性存在和缺失,表明它们作为重要的致病因子很可能在腐烂病菌寄主选择中发挥了重要的作用。     

一株金黄色葡萄球菌噬菌体的裂解谱特异性和分子分类研究

[目的] 从医院污水中分离金黄色葡萄球菌噬菌体,观察其形态,确证裂解谱特征并研究生物学和基因学特性,为噬菌体的临床应用奠定实验基础。[方法] 将金黄色葡萄球菌ATCC25923作为宿主菌,采用双层琼脂平板法从医院污水中分离纯化噬菌体,电镜下观察形态并测定其最佳感染复数、一步生长曲线及裂解谱;全基因组测序并进行基因结构分析和功能注释。[结果] 从4份医院污水中共分离到1株金黄色葡萄球菌噬菌体（命名为vB_SauH_SAP1）,仅裂解10株临床分离的葡萄球菌属受试菌（共计37株）,其余74株其他种属菌株不能被裂解;透射电镜观察具有正20面体头部和收缩性尾部,属于肌尾噬菌体;其最佳感染复数为0.1,潜伏期10 min,裂解期为20 min。vB_SauH_SAP1基因组全长143375 bp,G+C含量为30.2%,编码226个开放阅读框（ORF）,未发现已知的毒力相关基因和抗生素抗性基因,基因组与Kayvirus属葡萄球菌噬菌体有较高的同源性。[结论] 分离到1株新的Kayvirus属金黄色葡萄球菌噬菌体,根据生物学特性和基因组研究,具有一定的潜在应用价值。     

暗黑菌(Atribacteria)的环境分布和功能特征

暗黑菌门包括OP9和JS1两大分支,成员大多为未培养微生物,在自然环境中广泛分布,并且在部分环境如厌氧海洋沉积物、地热环境以及油藏中为优势微生物。基于基因组信息的研究表明,暗黑菌为严格的厌氧微生物,同时具有降解糖类、小分子酸、短链正构烷烃的能力,在地球碳循环过程中可能扮演着重要的角色。然而,由于缺乏相应代表性的纯培养菌株,对于暗黑菌的生理生化功能推测仍有待验证。文章概述了暗黑菌的发现及发展历史,分析了其环境分布和多样性,简述了目前提出的三种代谢方式,提出了未来暗黑菌的研究发展方向。     

不同来源植物乳杆菌基因组结构和功能差异的比较研究

[目的] 本试验研究不同来源植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）基因特点以及在不同环境下其基因多样性,探究2株L.plantarum A8和P9在肠道生境及植物表面适应性的异同,为优良菌株的开发提供理论基础。[方法] 本研究对从动物肠道和植物表面分离获得的L.plantarum A8和L.plantarum P9的基因组进行分析,利用第二代测序技术（NextGeneration Sequencing,NGS）,基于Illumina NovaSeq测序平台,同时利用第三代单分子测序技术,基于PacBio Sequel测序平台,对L.plantarum A8和L.plantarum P9进行测序。采用Carbohydrate-active enzymes（CAZy）、Koyto encyclopedia of genes and genomes（KEGG）和Clusters of orthologous genes（COG）数据库对基因组进行功能注释;采用CGView软件绘制菌株的基因组环形图谱。应用比较基因组学与已经公开发表的其他L.plantarum基因组进行比较分析。[结果] 由研究可知L.plantarum A8和L.plantarum P9基因组大小存在差异,通过构建系统发育树发现2株菌与其他来源的L.plantarum分在同一分支,并且L.plantarum P9与母乳来源的L.plantarum WLPL04菌株距离最近,而L.plantarum A8与L.paraplantarum DSM10667距离最近。通过基因家族分析可知,2株菌共有基因为2643个,其中包括一些抗应激蛋白如热休克蛋白、冷休克蛋白。L.plantarum A8和P9独特基因分别为321和336个,L.plantarum A8中独特基因主要参与DNA复制、ABC转运系统（ABC transfer system）、PTS系统（phosphotransferase system）、磺酸盐转运系统、氨基酸生物合成等代谢通路;L.plantarum P9的独特基因以参与碳水化合物的运输和代谢基因居多,例如rpiA基因、lacZ基因、FruA基因等。[结论] 通过比较基因组学方法解析L.plantarum的基因组信息,发现动物肠道来源的L.plantarum具有较好的氨基酸转运能力,植物表面附着的L.plantarum菌株具有较好碳水化合物利用能力,从而为益生菌的开发与利用提供理论依据。     

CRISPR-Cas9技术在细菌耐药性防控研究进展

近年来,多种新型耐药基因的出现和全球性流行,严重威胁了全球公众健康。CRISPR-Cas9系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR associated protein 9 system)是细菌的一种适应性免疫系统,可切割耐药基因、抵御外来核酸入侵,现已作为一种新型基因编辑工具应用于防控细菌耐药性研究。本团队已建立了一种单质粒介导靶向mcr-1基因的CRISPR-Cas9系统,能有效并特异性消除黏菌素耐药大肠杆菌中的mcr-1,恢复其对黏菌素的敏感性。同时也发现在临床中应用还需要优化其递送方式。本文对近几年该技术在细菌耐药性防控方面的研究进展进行了综述,包括CRISPR-Cas9系统的发现过程、作用机制、递送方式、在体外检测实验结果的进展以及当前存在的问题等方面,以期为防控细菌耐药性提供新思路。     

溶藻弧菌群体基因组学研究

溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)是一种能够对人类以及鱼、虾、贝类等水产品致病的弧菌,给人类健康带来威胁,也给水产养殖业造成巨大的经济损失。目前该物种基于全基因组的遗传多样性和重要遗传元件研究报道较少。本研究对采集自全国4个省份的68株溶藻弧菌进行高通量测序,获得全基因组序列,并结合113株公开发表的全球序列数据,利用fineSTRUCTURE软件、VFDB毒力因子库和CARD、ResFinder耐药数据库,对溶藻弧菌的种群结构和毒力、耐药因子分别进行解析。结果表明:溶藻弧菌可分为谱系1和谱系2。两个谱系在美洲和亚洲均有分布,但欧洲仅分离到谱系1菌株;共鉴定发现12个克隆群,其中一个克隆群内菌株存在跨洋传播现象。该物种携带tlh、OmpU、IlpA等多种不同功能的毒力因子;毒力因子在两个谱系间的分布无特异性,但存在地域间差异:其中欧洲菌株携带VP1611、vcrD、vopD和fleR/flrC的比率低于其他地区,而基因IlpA的携带率则明显高于其他地区,我国广西菌株中fleR/flrC基因携带率低于其他省份,且不携带IlpA。多个基因组携带blaCARB-42、tet(34)、tet(35)、parE、CRP、rsmA、TxR和fos等与多种抗生素耐受相关的基因,其中TxR和fos基因在谱系2中的出现频率远高于谱系1;此外,TxR基因在亚洲菌株中的携带率高于美洲和欧洲地区,而在我国四川菌株中的携带率则低于其他省份。在5个基因组中(VA24、VA28、2014V-1011、ZJ-T和Vb1833)观察到质粒或ICE等携带多种耐药基因的大片段。本研究通过群体基因组学的研究方法,揭示了溶藻弧菌的种群结构组成和毒力、耐药相关元件的分布,为进一步了解溶藻弧菌的遗传特征和致病机制提供必要基础,为该病原的监测、预防和控制工作提供科学支撑。     

枯草芽胞杆菌基因组删减对异源酶表达影响的研究进展

枯草芽胞杆菌作为一种遗传背景清晰、基因编辑成熟的革兰氏阳性菌,是多种重要工业酶的生产宿主。随着转录组、蛋白质组、代谢组等多组学测序和分析技术的发展,通过合理设计简化枯草芽胞杆菌基因组,减少细胞内冗余的调控和代谢网络,使得细胞更精简且便于控制,展现出了枯草芽胞杆菌作为异源酶表达宿主细胞的应用潜力。本文简要综述了枯草芽胞杆菌基因组删减的研究进展,归纳了必需基因的确定方法,重点介绍了枯草芽胞杆菌通过删减基因组提升异源酶表达的研究进展及删减策略,充分展示了枯草芽胞杆菌基因组删减在构建异源酶表达底盘细胞中的重要作用。