磷光分析法在生命科学中的应用新进展

本文介绍了近年来磷光分析法在氨基酸,DNA和蛋白质研究中的应用,以及磷光分析法与其它分析技术相结合的研究进展。     

内源荧光法在鉴别细菌表征中的应用

实现对细菌种属快速而高选择性的鉴别和表征在生化检测、临床医学和公共卫生领域变得日趋重要.内源荧光法以其灵敏度高、在线检测时间短、样品前处理简单等优势为微生物鉴别和表征提供了新方法.本文介绍了内源荧光法用于鉴别细菌表征的方法和原理;详细综述了近年来该方法用于食品分析、临床检验、环境监测和防生物恐怖等领域的细菌鉴别、代谢及追踪细菌源的现状和研究进展,并对其应用前景作了展望.     

一株可利用甲烷的克雷伯氏菌的分离及其在甲烷检测中的应用

从山西太原水稻田土壤中,分离得到一株能以甲烷为唯一碳源和能源生长的菌株C611。通过生理生化特征及16SrDNA序列分析,该菌株初步鉴定为克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)。采用响应面法优化了该菌株利用甲烷的培养条件,得到最佳培养条件为:温度24.4oC、接种量为6.7%、甲烷含量25%。以C611固定化细菌和溶氧响应仪为体系,采用电化学法研究了不同含量甲烷的响应时间以及溶氧变化与甲烷含量的关系。结果表明,菌株C611能利用甲烷,该反应体系对0～10%甲烷气体测定的响应时间小于100s;溶氧消耗量与通入甲烷气体含量呈线性关系,拟合系数(R2)为0.9994。以3%甲烷气体样品进行8次测量,测定平均值为3.09%,RSD为3.48%,相对误差为3%。表明该反应体系重现性良好,为该菌株进一步研究甲烷传感器奠定基础。     

利用慢病毒载体观察microRNA-194 对人骨肉瘤细胞系U2-OS 生物学特性的影响

目的：通过构建携带针对microRNA-194 的shRNA载体及过表达载体,包装慢病毒,感染人骨肉瘤细胞系U2-OS,改变细胞 内microRNA-194 基因的表达水平,研究microRNA-194 对细胞增殖、凋亡及细胞周期的影响,为探索microRNA-194作为骨肉瘤 生物治疗的新靶点提供理论和实验依据。方法：PCR扩增pri-miR-194 及miR-194-5 成熟体,克隆于慢病毒载体plent-i GFP 中,转 染大肠杆菌感受态细胞,收获并浓缩慢病毒颗粒,感染人骨肉瘤细胞系U2-OS。进行MTT,流式,平板克隆等试验。结果：1.重组慢 病毒表达质粒构建正确,过表达及抑制过表达重组慢病毒的滴度分别为1.5× 108 TU/ml及4× 108 TU/ml;2. microRNA-194过表 达的人骨肉瘤细胞系U2-OS 细胞增殖速度,凋亡率及细胞周期相较于其它实验组都有明显变化(P<0.01)。结论：成功构建了 microRNA-194 过表达及抑制过表达慢病毒表达载体;miR-194 的表达水平对U2-OS 细胞的增殖和凋亡造成显著影响。 microRNA-194 可能成为骨肉瘤治疗的潜在新靶点,但该基因对骨肉瘤发生发展的作用及其机制尚待进一步研究。     

人工腰椎间盘置换研究应用进展

椎间盘病变是脊柱外科的常见疾病,是成年人疼痛和致残的常见原因,常常给人带来沉重的肉体和经济负担。经过长时间的发展与脊柱外科手术的进步,常规手术治疗在临床上虽然取得了一定的疗效,但是没有保留脊柱的生理运动功能,对临近阶段的椎间盘的退变起到促进作用,并且腰椎运动节段的融合加快了邻近节段椎间盘和小关节的退变。腰椎独特的解剖学特点和生物力学的研究及不同材质和特点的人工椎间盘材料的发展使人工椎间盘手术成为可能。与常规手术方式相比,人工椎间盘假体设计与人生理的解剖结构更加吻合。术后可以保持瞬时和长期的稳定性,从而对邻近的椎间盘的退变起到抑制作用。取得了较好的疗效。人工椎间盘置换术作为治疗腰椎间盘除腰椎融合之外的另一合理选择,目的是使退变导致的疼痛可以稳定长期缓解,并重建椎间隙高度以保护神经,从而避免晚期关节突关节及邻近节段的病变,恢复脊柱的运动学和载荷特性。目前人工腰椎间盘有了长远的发展,适应症不断扩大,但仍有较多限制。期待在将来能够找出更加符合人体生物力学特点的材料和设计,使之成为一种更为有效的治疗腰椎疾病的治疗方式。现就人工椎间盘的类型、疗效、适应证、禁忌证以及术后并发症等方面予以综述。     

固有无序蛋白与蛋白质相互作用位点残基特征分析

本文对固有无序蛋白(IDPs)与其他蛋白质相互作用位点残基特征进行了研究.首先在数据库中选出满足条件的109条IDPs蛋白质链及与其他配体蛋白形成的299个IDPs-蛋白质复合物,然后提取复合物中作为相互作用位点的IDPs-蛋白质残基.这109条IDPs链中共含有50 031个氨基酸残基,其中处于作用位点的残基有4 822个.通过分析发现,20种氨基酸在形成IDPs-蛋白质相互作用位点残基时具有不同的倾向性,根据形成作用位点残基的倾向性,20种氨基酸可分成三大类:倾向型氨基酸(ILE、LEU、ARG、PHE、TYR、MET、TRP)、中间型氨基酸(GLN、GLU、THR、LYS、VAL、ASP、HIS)、非倾向型氨基酸(PRO、SER、GLY、ALA、ASN、CYS).研究结果还进一步表明,不同氨基酸在有序区域与无序区域形成IDPs-蛋白质作用位点残基的倾向性不同.其中,氨基酸TRP、LEU、ILE、CYS在有序和无序区域形成作用位点残基的差异性尤为明显,而氨基酸GLU、PHE、HIS、ALA则基本没有多大差别.对IDPs-蛋白质相互作用位点残基理化特征进行分析发现:疏水性强、侧链净电荷量较少、极性较小、溶剂可及性表面积较大、侧链体积较大、极化率较大的氨基酸比较倾向于形成作用位点残基.主成分分析结果显示,残基的极化率、侧链体积和溶剂可及表面积对作用位点残基影响最大.     

利用慢病毒载体观察microRNA-194对人骨肉瘤细胞系U2-OS生物学特性的影响

目的：通过构建携带针对microRNA-194的shRNA载体及过表达载体,包装慢病毒,感染人骨肉瘤细胞系U2-OS,改变细胞内microRNA-194基因的表达水平,研究microRNA-194对细胞增殖、凋亡及细胞周期的影响,为探索microRNA-194作为骨肉瘤生物治疗的新靶点提供理论和实验依据。方法：PCR扩增pri-miR-194及miR-194-5成熟体,克隆于慢病毒载体plent-i GFP中,转染大肠杆菌感受态细胞,收获并浓缩慢病毒颗粒,感染人骨肉瘤细胞系U2-OS。进行MTT,流式,平板克隆等试验。结果：1.重组慢病毒表达质粒构建正确,过表达及抑制过表达重组慢病毒的滴度分别为1.5×108TU/ml及4×108TU/ml;2.microRNA-194过表达的人骨肉瘤细胞系U2-OS细胞增殖速度,凋亡率及细胞周期相较于其它实验组都有明显变化（P〈0.01）。结论：成功构建了microRNA-194过表达及抑制过表达慢病毒表达载体;miR-194的表达水平对U2-OS细胞的增殖和凋亡造成显著影响。microRNA-194可能成为骨肉瘤治疗的潜在新靶点,但该基因对骨肉瘤发生发展的作用及其机制尚待进一步研究。     

一株甲烷利用菌的分离及其在甲烷气体测定中的应用

从山西太原晋阳湖水样中分离得到一株能以甲烷为唯一碳源生长的菌株ME16.气相色谱分析表明ME16菌株能利用甲烷.ME16菌株的16S rDNA 序列与铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa,ATCC 10145,AF094713)相似性为99%.该菌株最适培养条件为30℃、2%接种量、25%甲烷含量和培养基pH为6.0.用电化学法研究了ME16固定化细胞体系中不同含量甲烷对溶氧的响应时间以及溶氧变化与甲烷含量的关系.结果表明,加入固定化细胞后.溶氧变化在100s内达到平衡,溶氧消耗量与通入甲烷气体含量在0～16%呈线性关系,相关系数为0.9954.对样品气体8次测量,RSD为3.34%,表明该反应体系重现性良好,为该菌株进一步研究甲烷传感器奠定基础.     

CSE1L在绝经后女性骨关节炎滑膜细胞中的作用探究

目的:探讨CSE1L在绝经后女性骨关节炎滑膜细胞中的表达及其作用和机制。方法:通过RT-PCR、Western blot以及免疫组化的实验方法检测和比较CSE1L在绝经后女性骨关节炎和创伤截肢患者关节滑膜细胞中的表达,不同浓度TNF-α或TNF-α抗体处理的关节炎滑膜细胞中CSE1L的表达;采用si RNA干预其骨关节炎滑膜细胞中CSE1L的表达后,通过RT-PCR、ELISA以及Western blot检测其TNF-α的表达和分泌情况。结果:RT-PCR以及Western blot结果均提示绝经后女性骨关节炎滑膜细胞中CSE1L的表达较创伤截肢患者关节滑膜细胞显著增高(P0.01,P0.001)。对CSE1L进行si RNA干预降低其表达水平后,CSE1L表现出与TNF-α浓度呈正相关的变化趋势;此外,在对CSE1L进行敲减以降低其表达水平后,绝经后女性骨关节炎滑膜细胞中TNF-α的表达水平变化提示其受到CSE1L调节。结论:CSE1L可能通过调节TNF-α的表达促进绝经后女性骨关节炎的发展。     

细胞穿膜肽的穿膜活性与序列特征的关系

细胞穿膜肽(cell penetrating peptides,CPPs)是一种小分子多肽,能够容易地穿过细胞膜.这类分子,尤其是具有靶向功能的CPPs为高效率投送药物到靶细胞带来希望.因此,对其展开研究对于生物医学有着一定的意义.本工作主要从序列水平对具有不同穿膜活性的CPPs进行研究,试图找出影响CPPs穿膜活性的因素,以及不同活性CPPs与非穿膜肽(Non CPPs)序列上的差异,并引入一种分析生物序列的方法.我们基于CPPsite数据库和不同的文献获取CPPs和Non CPPs序列,并进一步从CPPs序列中提取具有高、中、低穿膜活性的穿膜肽(HCPPs、MCPPs、LCPPs)用于构建数据集.基于这些数据集,开展了以下研究:首先,利用方差分析的方法,对不同活性的CPPs以及Non CPPs的氨基酸及二级结构组成进行分析,发现氨基酸的静电与疏水相互作用对CPPs的穿膜活性起到了重要影响,同时螺旋结构和无规卷曲也会影响CPPs的穿膜活性;其次,使用理化性质与长度将不同活性的CPPs展示在二维平面上,发现在某些特殊的性质下不同活性的CPPs与Non CPPs可以产生聚簇现象,HCPPs、MCPPs以及LCPPs和Non CPPs被分成了三簇,这种现象显示了它们之间的差异;最后,本文引入了生物序列理化质心的概念,将组成序列的残基看作质点,进而把序列抽象成质点系进行研究,并将此方法应用到CPPs的分析中,通过PCA方法将不同活性的CPPs投射到三维平面上,结果发现绝大部分CPPs聚在一起,部分LCPPs与Non CPPs聚在一起.此工作对于CPPs的设计,以及理解不同活性CPPs序列上的差异具有一定的意义.另外,本文引入的生物序列理化质心的分析方法也可以用于其他生物问题的分析,同时它们可以作为某些生物分类问题的输入参数,在模式识别中起到一定的作用.