编委推荐文章

Cell | 基因治疗领域重大突破：新型类病毒载体eVLPs实现治疗性大分子的高效递送     

土壤水分对黄土区苹果园土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水势梯度的影响

开展土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水势变化的联动分析对于揭示植物水分状况对环境变化的响应机制有重要意义。在黄土高原苹果园对果树生长季大气水势(Ψ_air)、木质部水势(Ψ_stem)、土壤水势(Ψ_soil)进行连续监测与分析。结果表明: 苹果树在生长季的日平均Ψ_stem为-0.57 MPa,在-0.24～-2.0 MPa间变化。苹果树SPAC连续体中水势梯度(Ψ_soilΨ_stemΨ_air)平均为1∶9.8∶1155,其中植-土界面的水势梯度(Ψ_stemΨ_soil)与土壤体积含水率(VWC)间呈极显著的线性正相关关系,Ψ_stem与Ψ_soil间呈良好的线性关系,且相关性强于Ψ_stem与Ψ_air间的相关性。当Ψ_soil<-0.08 MPa(VWC=17%,约为田间持水量的0.56倍)时,Ψ_stem对Ψ_soil变化响应的敏感性明显降低,气-植界面的水势梯度(Ψ_airΨ_stem)与Ψ_soil间由无明显关系转变为紧密的线性相关关系(R²=0.93)。Ψ_air对Ψ_stem的驱动存在阈值效应,在Ψ_air降到-69 MPa前,Ψ_stem日变化幅度随Ψ_air增加而增加,之后呈下降趋势。土壤含水率降低引起苹果树水势、SPAC各界面上的水势梯度明显下降,且在土壤含水率降至约17%时存在阈值效应。研究结果为理解树木水分状况对土壤、大气干旱的响应机制提供了重要依据。     

樟子松固沙林林水关系研究进展及对营林实践的指导

中国有着世界上最大面积的人工林, 如何维持人工林的可持续性已成为气候变化背景下需要面对的重大挑战。樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)以其抗旱、抗寒、耐贫瘠等优良特性成为中国北方生态治理中最主要的常绿针叶树种之一, 近70年来发挥了巨大的防风固沙与生态固碳功能。然而, 随着林分的生长与气候变化, 樟子松人工固沙林正经历着越来越严峻的环境胁迫, 部分地区出现了林分“早衰”或死亡的现象, 引起了人们对樟子松固沙林适应与应对气候变化能力的担忧。该文在回溯樟子松基本生物学特征与引种推广历史, 系统总结近年来樟子松林林水关系研究新成果的基础上, 全面分析了樟子松固沙林林水关系存在的主要矛盾, 并提出了基于林水关系相协调的林分经营措施的调整: 由倡导防护功能为主的单一目标向包含林分稳定性、生态固碳功能、可持续发展等多目标平衡方向调整; 由以沙地森林景观培育为主向以良好土壤生境培育为主的方向调整; 由倡导天然更新为主向以人工造林与天然更新相结合的世代更新方向调整。在立足于北方沙地脆弱生境与气候变化客观现实的基础背景下, 应坚持樟子松在固沙林生态系统演化过程中的先锋种与建群种地位, 基于“以水定绿”原则, 采取“隔行带伐+再造林”等方式开展林分密度动态调控, 促进林分向异龄林结构演化, 促进樟子松固沙林生态服务的优质化和生态固碳功能的最大化。     

以结核分枝杆菌丙氨酸消旋酶为靶点的抗结核药物筛选及其与D-环丝氨酸的共结晶

【目的】阐释结核分枝杆菌丙氨酸消旋酶原有抑制剂D-环丝氨酸的作用机制,建立丙氨酸消旋酶抑制剂的高通量筛选模型,并用此模型筛选到新的抑制剂分子。【方法】将结核分枝杆菌中丙氨酸消旋酶基因克隆到pET-28a表达载体中,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中得到可溶性的大量表达。表达后的蛋白质通过镍离子亲和层析和阴离子交换层析得到纯化,一方面将纯化后的蛋白和D-环丝氨酸共结晶以解析其抑制剂作用的分子机制。另一方面建立并优化丙氨酸消旋酶抑制剂的高通量筛选体系,用D-环丝氨酸验证体系的可行性并用该体系筛选本实验室药物库中的384种小分子片段、792种化合物及2 200种中药样品。【结果】得到的共晶晶体衍射能力2.50?,晶体空间群为P41212,晶胞参数a=b=163.92?,c=57.44?。结构分析表明,D-环丝氨酸进入活性位点之后与磷酸吡哆醛相互作用形成磷酸吡哆胺,使得磷酸吡哆醛的C4?原子与K42之间的相互作用被破坏,从而改变了结核分枝杆菌丙氨酸消旋酶的活性中心氢键网络。同时经D-环丝氨酸验证建立的抑制剂筛选体系可行,获得阳性化合物分子2个。【结论】依据我们所建立的高通量筛选体系可以有效地为结核分枝杆菌丙氨酸消旋酶筛选到可信的抑制剂分子。     

茶园土壤的氮迁移特性

土壤氮素在降雨条件下淋失到深层土壤甚至进入地下水,不仅导致土壤肥力下降,同时还会造成地下水污染。本研究采用原状土柱室内模拟方法,通过模拟当地强降雨淋滤,研究了西双版纳州大渡岗普洱茶产区5年、20年、33年和56年茶园以及周边森林的0~20 cm和0~40 cm土壤层TN、NO_3~--N、NH_4~+-N和可溶性土壤有机氮(DON)的迁移变化,以及土壤p H变化对氮迁移的影响。结果表明:0~20 cm、0~40 cm土层的茶园土壤,TN迁移通量均随植茶年限的增加而增加(P0.05),茶园年龄每延长一年,通过20 cm深的土层向下迁移下渗的TN通量将增加235.13 mg·m~(-2),而通过40 cm深的土层TN迁移通量则增加151.24 mg·m~(-2);0~40 cm土层的NO_3~--N迁移通量与茶园植茶年限显著正相关(P0.05);0~20 cm土层的DON迁移通量与茶园植茶年限显著正相关(P0.05);而NH_4~+-N迁移量不随植茶年龄变化而变化(P0.05);茶园40 cm土层内的TN、DON和NH_4~+-N下渗迁移主要发生在0~20 cm,而NO_3~--N的迁移则主要发生在20~40 cm;40 cm土层的茶园土壤氮素以DON损失最多,其次为NO_3~--N,NH_4~+-N损失量最少;未发现茶园土壤p H对氮素迁移变化产生影响(P0.05)。     

通过形成类胚体诱导人羊水多能干细胞向心肌细胞分化

由人羊水中分离羊水多能性干细胞,通过形成类胚体诱导其向心肌细胞分化.取人羊水标本进行体外培养,分离得到人羊水干细胞,已连续传代培养至42代,采用免疫细胞化学、RT-PCR和流式细胞仪技术对羊水干细胞的生物学特性进行检测.取10～15代羊水干细胞,悬浮培养使其形成类胚体,进而向心肌细胞诱导分化.培养的羊水干细胞呈成纤维样,表达部分胚胎干细胞特异标志基因,悬浮培养可形成类胚体.类胚体碱性磷酸酶(AP)检测呈阳性,表达三胚层特异标志基因fgf5、ζ-globin和α-fetoprotein.羊水干细胞形成类胚体后进行诱导,得到α-actin阳性细胞,表达心肌细胞特异标志基因Tbx5、Nkx2.5、GATA4和α-MHC.试验结果表明,从人羊水标本中可分离得到具有胚胎干细胞特性的细胞,经初步检测确定为羊水干细胞,并能通过形成类胚体诱导其向心肌细胞分化.     

重组人隐花色素蛋白Ι的表达纯化及其在制备放疗保护剂中的应用

放疗是治疗肿瘤的最常用手段之一,为寻找能够保护肿瘤组织周边正常细胞的放疗保护剂,通过原核表达质粒的构建,利用大肠杆菌BL21(DE3)诱导并成功表达出人隐花色素蛋白Ⅰ(h CRY1)。采用包涵体溶解、梯度透析复性、镍柱亲和纯化以及超滤浓缩的蛋白纯化工艺,1 L菌液可收获10-15 mg纯度超过95%的h CRY1。在Ha Ca T细胞中通过细胞DNA损伤修复中所产生的H2A.X foci荧光强度的定量检测,验证了纯化所得的h CRY1具有射线损伤防护功能;通过对经过h CRY1以及对照蛋白处理后的细胞凋亡情况的检测排除了h CRY1的毒副作用对H2A.X foci荧光强度的影响。这些为进一步研究h CRY1提供了便利条件,也为将h CRY1开发成为新的放疗保护剂提供了理论基础。正1中国科学院微生物研究所病原微生物与免疫学重点实验室,北京1001012安徽大学生命科学学院,安徽合肥2306013中山大学肿瘤防治中心华南肿瘤学国家重点实验室,广东广州5100604四川省肿瘤医院·研究所肿瘤内科,四川成都6140005广州达博生物制品有限公司广东省肿瘤靶向治疗新药研发企业重点实验室,广东广州510663     

胃溃疡中医证候动物模型研究进展

胃溃疡是一种常见的消化系统疾病,中医药治疗该病效果显著,但其治疗机制至今尚未明确。建立一套科学客观的胃溃疡中医证候动物模型及模型评价体系,对促进中医药在此领域的发展以及进一步的研究具有重大意义。笔者对近10年中医药治疗胃溃疡相关文献进行整理,总结和分析了胃溃疡中医证候动物模型的制作与评价方法,对肝胃不和证、脾胃湿热证、胃络瘀阻证、脾胃虚寒证、胃阴不足证、肝郁脾虚证等动物模型的制作方法进行总结,发现目前的胃溃疡动物模型存在中医辨证分型不够统一、造模思路与证型局限、造模方法标准不一、模型病证结合不紧密、模型评价体系不规范等问题,并提出模型改进意见,以期为此领域的研究提供参考。     

象山港熊本牡蛎幼体分布、附着及生长的空间格局

牡蛎幼体迁移与附着影响着牡蛎的空间分布、资源补充、种群维持及生态服务功能。本研究通过野外调查,监测了1个完整潮汐周期(9个潮时采样)内象山港2个试验点(采苗场和产卵场)表层、底层水体中熊本牡蛎幼体的时空动态,并开展野外附着试验,检验了熊本牡蛎在2个试验点和3个潮区(上层T、中层M和底层B)附着及生长的空间格局。结果表明: 在1个完整潮汐周期内,2个试验点表层水体中牡蛎幼体丰度均有显著的时间变化,采苗场表层水体中熊本牡蛎幼体丰度最大值(20.8±5.6 ind·L^-1)出现于高平潮时,显著高于其他8个潮时;而产卵场相反,高平潮时牡蛎幼体丰度最低(0.1±0.1 ind·L^-1);2个试验点底层水体中牡蛎幼体丰度在不同潮时之间均无显著差异。采苗场附着牡蛎总丰度、成活率和壳高在不同潮区间差异显著,牡蛎总丰度大小顺序为B>T=M,成活率和壳高的大小顺序为T>M>B,活体牡蛎丰度在潮区之间无显著差异。产卵场附着牡蛎总丰度、成活率、活体牡蛎丰度和壳高在不同潮区之间均无显著差异。表明高平潮时是熊本牡蛎附着的主要时段,产卵场和采苗场具有相似的牡蛎稚贝附着密度。     

从西洋参中提取分离纯化人参皂苷R_(b1)和人参皂苷R_e的研究

用大孔吸附树脂从西洋参提取物中富集西洋参总皂苷,再利用丙酮沉淀及重结晶方法获得高纯度的人参皂苷Rb1和Re.可以得到含量大于95%的人参皂苷Rb1(收率2.6%)和92%的人参皂苷Re(收率0.5%),以及纯度为98.5%的人参皂苷Rb1(收率2.0%)和97.8%的人参皂苷Re(收率0.25%).该方法简便、实用,适用于工业大生产,为进一步开发成新药奠定了基础.