分子生物学技术在热泉地质微生物学研究中的应用

陆地热泉是一类典型的极端生命-环境互作的地质系统,是我们认识生命与环境协同演化的天然实验室。然而,受限于有限的研究手段,热泉中仍存在大量未解密的微生物"暗物质"。这种困境随着技术的革新得到了改善,尤其是近几年来基于组学、探针和同位素标记的多元化检测手段在嗜热微生物多样性的挖掘、新物种和新代谢途径的发现以及嗜热微生物对元素地球化学循环的调控和响应等方面取得了一系列令人瞩目的研究成果,使得热泉极端微生物和地质环境内在联系的研究也成为地质微生物学研究的热点。立足于前人研究成果,本文将简述常用于热泉地质微生物学研究的分子生物学手段的发展,重点总结其在挖掘热泉微生物多样性和热泉微生物的环境功能研究中的应用及进展,最后对未来研究方向提出展望。     

植物内生细菌的生物薄膜(biofilm)

生物薄膜(biofilm)指微生物菌体互相黏附一起或附着到一些材料表面,并由胞外多聚物基质对其包埋的生长状态。生物薄膜是微生物形成的对生存环境(包括定殖宿主)相适应的结构。近年来随着人们对微生物与环境相互作用研究的日益重视,对生物薄膜的研究已经迅速发展起来。该文从植物内生细菌的角度,总结并论述了生物薄膜结构形成、生理生化性质、以及生物学功能等,并针对当前国内对生物薄膜概念使用不规范甚至不正确的问题,提出了自己的观点。     

农牧交错带草地土壤剖面微生物总量、多样性和互作网络的垂直分布特征

【背景】草地土壤微生物是维持草地生态系统功能和稳定的关键要素之一,探寻微生物在土壤剖面的垂直分布特征和构建规律对于理解其在草地生态系统的作用至关重要。【目的】在80cm深的土壤剖面内,全面分析微生物的总量、多样性和物种间的相互作用网络表现出的垂直分布特征。【方法】基于内蒙古农牧交错带上典型草原土壤中原核微生物的定量和高通量测序数据,比较微生物的总量和多样性,使用分子生态网络方法(molecular ecological network approach,MENA)探究微生物相互作用网络的垂直变化。【结果】原核生物的总量和多样性随深度增加而逐渐降低,且群落结构变异沿土壤剖面逐渐增大。网络结构在表层最为复杂,微生物物种间联系紧密;随着深度的增加,微生物间紧密的关联会逐渐变稀疏,网络结构变得简单。此外,酸杆菌是当地土壤生态系统中的优势种群以及网络核心微生物物种,可能对土壤生态服务功能的稳定发挥具有重要的作用。【结论】原核微生物的总量、多样性和物种间的互作网络都表现出高度一致的垂直变化规律,即总量、多样性与深度成负相关,且其群落结构变异会逐渐扩大,同时微生物网络相关性会减弱。这些结果为我们提供了微生物动态变化的重要见解,对典型农牧交错带草地的生态保护具有一定的参考价值。     

综述: Hippo通路在神经发育和神经系统疾病中的功能

Hippo通路是一个调控组织器官大小、细胞增殖、分化和凋亡的高度保守的信号通路.我们研究了氧化压力条件下Hippo通路在神经细胞中的作用,并发现哺乳动物STE20样的丝-苏氨酸蛋白激酶(MST1)可参与氧化应激诱导的神经细胞凋亡,其上游受非受体酪氨酸激酶c-Abl的调控.近期,我们研究发现MST1参与脑缺血引起的神经炎症,还发现Yes相关蛋白1(YAP)参与神经干细胞的自我更新.本文将介绍Hippo通路在中枢神经系统疾病和神经发育中的作用和机制研究的相关进展.     

典型有机固废厌氧消化微生物研究现状与发展方向

经过人工富集和驯化的兼性和严格厌氧微生物是厌氧消化工艺的核心。不同厌氧消化体系中存在的问题大多可以通过改变微生物群落的代谢活性来得到有效改善。得益于微生物组学检测技术的快速发展,对厌氧消化系统中微生物多样性的认识获得了极大的拓展,同时在微生物类群间、微生物与环境的互作关系研究方面也取得了一系列新的进展。然而,有机固废厌氧消化系统中,各种微生物以及微生物和物质的相互作用构成了更为复杂的代谢网络,所以目前对这些互作关系的解析尚不完善。本文重点关注了厌氧消化过程中的典型菌群互作关系,阐述了典型有机固废厌氧消化系统中存在的问题及微生物在其中发挥的作用,最后,立足于现有组学技术推动的微生物组研究进展,对未来有机固废厌氧消化系统微生物组的研究提出展望。     

血管内皮生长因子单链抗体在大肠埃希菌中的高效表达

以血管内皮生长因子单链抗体(pTA-anti-VEGF-scFv)为研究对象,考察不同培养基配方和培养条件对血管内皮生长因子单链抗体表达量的影响。经均匀设计试验,确定工程菌R22-4高效表达重组抗体的最佳培养基为以2×YT培养基为基础,添加质量分数为0.3%葡萄糖、1.0%酪蛋白胨、0.4%玉米浆、0.133%KH_2PO_4、0.159 6%K_2HPO_4、0.532%NaCl、0.01%微量元素、0.04%维生素B_1;诱导条件为30℃、0.1 mmol/L IPTG(异丙基硫代半乳糖苷,Isopropylβ-D-Thiogalactoside)诱导5 h。经ELISA (酶联免疫吸附测定,enzyme linked immunosorbent assay)检测,血管内皮生长因子单链抗体的表达量是原始对照组的2.27倍,实现了血管内皮生长因子单链抗体在大肠埃希菌中的高效表达。