合成生物学的科学内涵和社会意义——合成生物学专刊序言

合成生物学（synthetic biology）的产生和快速发展,是人类对生命现象系统认知和深刻探索之后合乎逻辑的必然结果;同时,也是20世纪末和21世纪初,学科交叉迅猛发展的必然结果。顾名思义,     

地中海拟无枝菌酸菌U32染色体特性的脉冲场电泳分析

地中海拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis mediterranei)U32是产力复霉素SV的工业生产菌株。采用脉冲场电泳分析发现,地中海拟无枝菌酸菌U32仅有一条约10 Mb的线性染色体, 没有内源性质粒。利用Southern杂交法,对11个编码力复霉素生物合成、相关初级、次级代谢关键酶以及调控蛋白的基因,在U32染色体DNA的PshBI酶切片段上进行了定位。分析发现在一条长度约700kb的PshBI酶切片段上,分别存在着力复霉素合成基因簇(rif)、氮代谢的亚硝酸还原酶小亚基基因(nasD)、衔接初级与次级代谢的甲基丙二酰变位酶基因(mcm)、脂肪酸代谢的乙酰辅酶A羧化酶生物素载体蛋白基因(accA)以及一套核糖体RNA转录单元。同时还发现U32至少有5套核糖体RNA转录单元。其余定位的基因均只出现单一杂交信号。     

一个新的小鼠被毛突变位点（Uncv）的高分辨遗传图谱和物理图谱的构建

迄今为止 ,人们已经发现了 10 0多个影响小鼠和人的毛发发育的基因 ,在以前的研究中 ,Uncv被证实是一个新的影响小鼠被毛的位点 ,具体表现为纯合突变体为无毛 ,杂合突变体表现为稀毛。除此之外 ,纯合的突变体还表现为生长和发育的迟缓。克隆这一突变基因将有助于更好地了解人类毛发发育异常相关的疾病。尽管这一位点已经被定位在小鼠 11号染色体上 ,但是没有该区域的精细遗传图谱和物理图谱直接克隆该基因有一定的难度。利用了两组杂交方式 ,[BALB/c(Uncv/Uncv)×C3H ( / ) ]×BALB/c (Uncv/Uncv)和 [BALB/c (Uncv/Uncv)×C5 7BL/6 ( / ) ]×BALB/c(Uncv/Uncv) ,共 2 0 74个F2代个体 ,通过对 11号染色体上的 16个微卫星标记的基因分型连锁分析 ,最终把该基因定位于11号染色体上位于D11Mit337和D11Mit338之间的约 1.4cM之间的区域。随后 ,利用BAC文库杂交和BAC末端序列PCR锚定的方法 ,构建了由 35个BAC构成的高分辨的BAC重叠群 ,这一高分辨的遗传图谱和物理图谱的构建 ,为进一步克隆这一突变基因打下了基础。     

假单胞菌sp.130 GL-7-ACA酰化酶的核苷酸和蛋白质序列分析

对来源于假单胞菌sp.130的戊二酰-7-氨基头孢烷酸（GL－7－ACA）酰化酶结构基因的全序列及所编码蛋白质的α,β亚基的N末端和C末端的氨基酸序列进行了测定。将蛋白质序列与其他同类的GL－7－ACA酰化酶进行了同源性比较,结果显示该酶与来源于假单胞菌GK16和C427的酰化酶的序列有较高同源性,而与其它同类酰化酶的同源性较低。这些酶的α亚基N－末端差别较大,但是β－亚基的N－末端有较高的保守性。     

四个与小鼠摄食、摄水量及蛋白质代谢相关基因的功能研究

目的　通过对小鼠摄食、摄水量及蛋白质代谢相关基因的功能研究 ,为今后的营养学和营养疾病学的分子生物学水平研究提供一定的依据。方法　利用反义核酸技术与动物行为学实验方法相结合 ,从动物整体水平上研究与动物膳食和营养代谢相关的基因功能。从课题组以往研究得到的摄食量与对照组有显著差异的基因中选出 4个 ,用BALB c小鼠进行实验。结果　实验结果表明 :D1、Pe和Tr实验组小鼠的摄食量、摄水量与对照组有明显的差异 ,D1和Tr实验组的蛋白质代谢与对照组有明显的差异。D1实验组小鼠的摄食量和摄水量明显高于对照组并呈下降趋势 ,但其表观消化率小于对照组 ,说明其蛋白质代谢功能有所下降 ;Tr实验组小鼠的摄食量和摄水量也明显高于对照组但呈上升趋势 ,其表观消化率大于对照组 ,说明其蛋白质代谢功能有所上升。结论　预测D1基因可能与促进营养代谢功能有关 ,Tr基因可能与抑制营养代谢功能有关。D1、Pe和Tr与移动、痛觉、记忆等其他行为学有相关性 ,P3与其他行为学无相关性。     

小鼠MPI基因的打靶载体的构建和筛选

目的　构建小鼠MPI基因的基因打靶载体转染ES细胞 ,构建用于同源重组筛选的对照载体。方法根据计算机分析小鼠MPI基因的基因组序列 ,构建用于同源重组载体的长臂和短臂并且转染小鼠ES细胞 ,经抗性筛选后得到阳性克隆 ,抽提基因组DNA后用PCR的方法进行重组子的初步筛选。结果　成功构建了MPI基因的基因打靶载体并且摸索了用PCR的方法进行重组细胞初步筛选的方法。结论　这个载体的构建为MPI基因功能的研究打下了基础 ,同时用PCR方法进行初步筛选大大减少了Southern杂交的工作量 ;利用实验小鼠来研究印迹基因是非常有效的方法 ,它不仅能了解印迹基因在小鼠生长发育过程中的功能 ,而且进而有助于研究人的相应印迹区。     

肠杆菌膦酸酯代谢途径中phnF基因的研究

大肠杆菌的phn操纵子与膦酸酯(Pn)的利用密切相关。实验利用PCR扩增、TA克隆等方法．获得了大肠杆菌phn操纵子中phnE、phnF和phnG基因的亚克隆,并进行了序列测定。通过P1噬菌体转导,构建了phnF的TnphoA’-9转座子插入突变体JW19,该突变仅对大肠杆菌的AEPn同化有微弱的影响,而利用phnE和phnG序列与染色体重组构建的phnF全缺失突变株JW67,则几乎不能在．AEPn培养基上生长。通过phnF基因的诱导高表达,用亲和柱层析分离纯化了PhnF。蛋白,达到电泳纯。并且用凝胶延滞的方法观察到,PhnF蛋白与加phn操纵子DNA片段相互作用后,可使凝胶图谱类型发生改变。     

合成生物学发展现状与前景

合成生物学是综合了科学与工程的一个崭新的生物学研究领域,为生命现象及其运动规律的解析提供了一种采用“白下而上”合成策略的正向工程学的研究思路和方法手段,在经济和社会发展中具有巨大的应用开发潜力。近年来,DNA合成与系统生物学技术的发展使生命系统复杂基因回路的设计、合成与组装逐步成为可能,并应用于生物基化学品、生物燃料、医药中间体、保健产品的生产和环境保护等领域。但是,合成生物学的研究仍然面临科学、技术和伦理的挑战,只有积极地应对这些问题,在加大研究开发支持力度的同时,做好必要的风险监管,才能真正把握合成生物学发展带来的历史机遇。     

蛋白质芯片技术应用于高通量单克隆抗体制备研究

针对在传统的单克隆抗体制备过程中进行特异性筛选时大量的人力消耗,建立了一种联合应用蛋白质芯片进行单克隆抗体制备的方法。用8种重组蛋白分别免疫BALB/c小鼠,在传统的细胞融合的基础上,将8种抗原免疫的杂交瘤阳性细胞混合后进行克隆化、蛋白质芯片筛选,阳性细胞有限稀释克隆化制备相关抗体。实验结果:混合克隆化共得到单克隆细胞175孔,经蛋白质芯片筛选出阳性孔119孔,选择针对单一抗原阳性的细胞连续2轮克隆化,8种重组蛋白各获得单克隆抗体细胞株1株。与经典的单克隆抗体制备相比,蛋白质芯片筛选与混合克隆化技术联合应用于单克隆抗体制备,1个筛选周期获得了8种重组蛋白的单克隆抗体细胞株,提高了单克隆抗体的制备效率,节省了在筛选中的抗原用量,提供了一种经济、快速、简便的方法。     

变铅青链霉菌内源线性质粒接合转移必需功能区的鉴定

通常细菌间环型质粒在接合转移过程中,单链质粒DNA在质粒内部“oriT”接合转移起始位点发生缺刻.随后,打开的单链质粒DNA通过细胞膜的Ⅳ型分泌系统转移到受体菌中.但是,链霉菌中的接合型线型质粒带有游离3′端,5′端与末端蛋白结合,因而不能以细胞-细胞间方式转移单链缺刻DNA.报道了变铅青链霉菌线型质粒SLP2衍生的环型质粒,与SLP2一样可以高频高效接合转移,并鉴定了接合转移功能区.质粒有效的接合转移功能区包含6个共转录的基因,分别编码一个Tra样的DNA转移酶、胞壁水解酶、2个膜蛋白(可以与ATP结合蛋白相互作用)和一个功能未知的蛋白质.从SalⅠR-/M-向SalⅠR/M宿主转移的质粒频率下降表明,线型和环型的质粒都是以双链的形式转移的.上述研究结果表明SLP2衍生的线型质粒和环型质粒以相似的与细胞膜/胞壁功能相关的机理进行接合转移.