利用合成生物学技术深入挖掘放线菌中活性次级代谢产物

放线菌是一类能够产生丰富生物小分子药物的微生物, 对人类的健康事业做出了杰出的贡献。但近几十年来, 来源于微生物并最终上市的药物越来越少, 而病原菌的抗药性问题却越发严重, 人们对新药的期待越来越迫切。本文介绍了近十年里发展迅速的合成生物学对微生物次级代谢产物研发的促进作用。合成生物学以工程化的思想对生命系统进行设计与改造, 使传统方法难以获取的放线菌次级代谢产物通过外源宿主得以产生, 充分利用了自然界的资源; 此外, 对次级代谢基因簇的合理设计和对生物元件的应用不仅使人们获得了自然界中原本不存在的新化合物, 还能使某些具有广泛应用价值药物的产量得以显著提高; 最后, 本文还介绍了合成生物学领域近些年DNA组装的新技术和新方法, 为从事次级代谢产物研发的工作者提供便利。  

干扰素膜蛋白 Tet-on 系统稳定细胞系的建立及对 CA16 病毒的抑制作用

通过Tet-on调控系统,构建受多西环素诱导表达干扰素诱导的跨膜蛋白(interferon-induced transmembrane proteins 1/2/3,IFITM1/2/3)基因的HeLa细胞系,并初步探索了IFITM蛋白对柯萨奇病毒A16(CA16)的抑制作用.首先将调控质粒pTet-on转染进入HeLa细胞,通过G418筛选出阳性克隆细胞系,在此细胞系基础上共同转染反应质粒pTRE2-IFITM1/2/3和伴侣质粒pTK-Hyg,通过潮霉素筛选出单克隆细胞系,加入多西环素后利用Western印迹筛选出可诱导表达IFITM1/2/3蛋白的单克隆细胞系.使用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测发现,多西环素诱导表达的IFITM蛋白对不同感染复数(multiplicity of infection,MOI)的CA16具有明显的抑制作用,其中IFITM 3对CA16的抑制效果最为明显.Tet调控IFITM1/2/3基因表达HeLa细胞系的成功建立,为进一步研究IFITM基因的功能及其抗病毒机理提供了一个理想的细胞模型.  

人单核细胞系中HIV-1前病毒转录调节新型研究模型的建立

【目的】抗反转录病毒疗法(ART)能够有效控制人免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus-1,HIV-1)的复制,但是不能将其完全清除。至2012年底,全球仍有3 500万HIV-1感染者,同年约160万人死于艾滋病(Acquired immune deficiency syndrome,AIDS)及其相关疾病。HIV-1感染难以根治的主要原因之一是机体内HIV-1潜伏储存库(Reservoir)的存在。HIV-1潜伏储存库主要由CD4+T细胞和单核巨噬细胞构成,与CD4+T细胞相比,目前研究者对单核巨噬系细胞中HIV-1病毒复制机制尚不明了,且缺乏适宜的研究体系。因此,为探讨单核细胞活化或分化信号对HIV-1复制的影响,我们建立了旨在研究HIV-1前病毒转录调控机制的人单核巨噬细胞系模型。【方法】构建env区域移码突变和nef区域携带EGFP或Nano Luc报告基因的HIV-1 NLn GFP-Kp或NLn Nano Luc-Kp重组病毒,分别感染2种人单核细胞系THP-1或U937细胞。通过有限稀释法制备单克隆细胞系,利用流式细胞术或Nano Luc荧光素酶活性分析检测报告基因的表达。筛选EGFP或Nano Luc阴性表达的细胞克隆,经激活剂佛波酯(Phorbol-12-myristate-13-acetate,PMA)刺激后鉴定潜伏感染的细胞克隆。【结果】研究中鉴定了4个HIV-1潜伏感染的细胞克隆。其中2个是表达EGFP的THP-1克隆,2个是以Nano Luc为报告基因的U937克隆。这些克隆在PMA刺激处理后皆有报告基因的表达,而在恒态条件下未检测到报告基因的表达。【结论】成功建立了4个HIV-1潜伏感染的人单核细胞系克隆,该模型有助于理解单核巨噬系细胞的HIV-1病毒复制机制,可能成为进一步研究HIV-1前病毒转录调控机制的有力工具。  

调控元件与底盘适配性的研发

合成生物学是21世纪新兴的交叉学科，仅仅十年的发展就取得举世瞩目的成就。然而由于外源元件与底盘适配性研究不够深入，细胞工厂消耗了更多的资源，增加了排放和环境污染，生产效率远远不能满足设计需求。适配性研究的滞后影响了合成生物学的深入发展和产业化应用，本文试图从调控元件与底盘适配性的环节探讨突破的可能。  

小议2010国内外生命科学重要进展

转眼间,科学发展已经伴随着人类历史的脚步走过了21世纪的第一个10年。在过去的几年中,科学技术的不断进步,尤其是生命科学领域的诸多突破性进展向自然充分展示了人类的智慧与创造力,譬如人类和其他生物全基因组的测定,非编码RNA基因调控的发现,诱导多能干细胞技术的建立等等[1]。仅在刚刚过去的2010年,就有许多令人振奋的生命科  

从人类基因组到人造生命：克雷格·文特尔领路生命科学

2010年5月20日，美国Science杂志报道J. Craig Venter 的研究小组制造了第一个能够自我复制的人工合成生命，并立即引发了人们对这一研究潜在威胁的担忧和有关生物安全和生物伦理的讨论。但同时，这一成果也是人类在合成生物学领域的一次突破。我们相信在后基因组时代，合成生物学的发展必将广泛地应用于能源、环境、材料、医药等诸多领域，从而影响和改变人类未来的生活。  

基于结构的抗流感病毒神经氨酸酶抑制剂的设计和研发

流行性感冒是由流感病毒引起的急性呼吸道传染病。2009年暴发的甲型H1N1大流感在世界范围内引起了极大的恐慌并造成了巨大的经济损失，预防和控制新型流感成为科学家们研究的重点和难点。由于抗原变异频繁．疫苗研发滞后．使得针对流感病毒蛋白保守结构设计的靶向性、广谱药物的研制十分紧迫。流感病毒囊膜蛋白神经氨酸酶精细结构的解析，为设计合成新型抗流感药物提供了基础，对于流感的预防和治疗具有重要意义。文章主要对以结构为基础的抗流感病毒神经氨酸酶抑制剂．如达菲和瑞乐沙等的设计和研发进行回顾总结，强调结构对于靶向性药物设计的重要作用．希望通过此文讨论新药研发的可行方向。  

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(hCRV1).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,1L菌液可收获10-15 mg纯度超过95％的hCRY1.在HaCaT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hCRY1具有射线损伤防护功能;通过对经过hCRY1以及对照蛋白处理后的细胞凋亡情况的检测排除了hCRY1的毒副作用对H2A.X foci荧光强度的影响.这些为进一步研究hCRY1提供了便利条件,也为将hCRY1开发成为新的放疗保护剂提供了理论基础.  

IFIT家族基因抑制A型流感病毒WSN毒株的复制和转录

IFIT (Interferon induced proteins with tetratricopeptide repeats)家族基因是一组较早发现的干扰素刺激基因,它在抗病毒和免疫调节中发挥了重要作用.为研究IFIT家族基因抑制A型流感病毒复制的机理,利用高通量RNA深度测序(RNA-Seq)技术发现A型流感病毒A/WSN/33 (WSN)毒株感染293T细胞后,IFIT家族基因均出现明显上调.同时发现在IFIT2、IFIT3过表达后,流感病毒的复制和转录均有明显下调,并对vRNP聚合酶活性具有剂量依赖型的抑制作用.进一步研究证明在感染IFIT2、IFIT3编码蛋白与流感病毒非结构蛋白(NS1)存在细胞内共定位,证明二者存在相互作用的可能.综上所述,IFIT家族基因可以抑制A型流感病毒的复制和转录,有助于进一步阐明宿主因子对流感病毒感染的调节机制.  

埃博拉病毒疫苗研究进展

埃博拉病毒是一种可引起人和非人灵长类动物出血热传染病的最为致命的烈性病毒,致死率可达90％. 2014年在西非爆发的埃博拉疫情引起了全世界的关注.疫苗接种是预防和控制传染病最为常规和有效的方法,尽管目前还没有正式获得批准上市的埃博拉病毒疫苗,但是已有多个尚处于研究阶段的疫苗在非人灵长类动物上取得了很好的保护效果,并有几个已进入临床Ⅰ期试验阶段,有望尽快用于本次埃博拉疫情的防控.本文对目前处于研究阶段的多个类型的埃博拉病毒疫苗进行了综述,为相关研究人员提供参考.