一株产β-葡萄糖苷酶甘草内生菌的筛选、全基因组分析及产酶优化

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株产β-葡萄糖苷酶的芽孢杆菌,采用三代Nanopore PromethION和二代Illumina NovaSeq平台对菌株进行基因组测序与组装、并通过基因预测与功能注释等生物信息分析预测菌株潜在的β-葡萄糖苷酶基因。另外,以β-葡萄糖苷酶活性为指标,研究碳源、氮源、接种量、温度和起始pH对菌株产酶活性的影响。【结果】从甘草须根中分离得到一株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,通过形态学观察、生理生化和分子生物学试验鉴定为芽孢杆菌属菌株,并命名为Bacillus rugosus A78.1。该菌株基因组大小为4 146 938 bp,G+C含量为43.86%,共编码4 255个基因。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶基因192个,其中β-葡萄糖苷酶基因10个,分别属于GH1和GH3家族基因。在基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）和同源基因簇（clusters of orthologous groups of proteins,COG）数据库分别注释到2 896、4 019和3 657个基因。该菌株基因组测序结果上传至NCBI获得GenBank登录号为CP096590。菌株A78.1产β-葡萄糖苷酶的最佳碳、氮源分别为0.5%葡萄糖、1.0%酵母浸粉,最佳培养条件为温度37℃、3%接种量、pH 6.0,此条件下β-葡萄糖苷酶活力可达到（5.640±0.085） U/mL。【结论】通过全基因组测序分析及产酶优化试验确定了Bacillus rugosus A78.1优良的产β-葡萄糖苷酶能力及在碳水化合物代谢方面的潜力,为该菌株在纤维素分解、糖苷类化合物水解等生物、化工和食品领域的研究与应用提供基础。     

基于人类信号网络和表达谱数据研究静脉血栓复发机制

目的:静脉血栓是一种高复发风险和高致死率的疾病,其形成和复发的分子机制尚不明确。基于人类信号网络和基因表达谱数据可针对静脉血栓经华法令抗凝治疗后的复发机制进行研究。方法:结合表达谱数据和人类信号网络,设计差异模块筛选策略,通过功能分析、差异表达分析和已知血栓相关基因及药物靶基因的互作关联研究,获得与静脉血栓复发相关的显著差异模块。结果:最终获得8个与静脉血栓复发密切相关的显著差异模块,评估了华法令治疗静脉血栓的效能,提出了联合用药的3种可能途径。结论:应用本文提出的整合筛选策略,能识别与静脉血栓复发相关的模块,探究静脉血栓复发的分子机制和评估华法令的治疗效能。还提供了潜在的联合用药途径,这对治愈血栓、防治血栓复发及复发机制的研究具有重要意义。     

雌激素受体α短发夹RNA慢病毒载体的构建及其对乳腺癌干细胞的影响

目的:构建特异抑制雌激素受体α(ERα)基因的短发夹RNA(sh RNA)慢病毒表达载体,检测其对ERα的干扰效果,并探讨其对MCF7细胞中乳腺癌干细胞含量的影响。方法:以人的ERα核酸序列为靶标,根据sh RNA设计原则设计并化学合成特异的sh RNA序列,经退火处理后与p SIH-H1质粒连接,转化大肠杆菌DH5α后挑取单克隆并测序;将该克隆进行病毒包装并感染乳腺癌MCF7细胞,用嘌呤霉素进行筛选,最终得到稳定克隆;收取细胞,用Western印迹和q RT-PCR检测ERα在m RNA及蛋白水平上的变化,流式细胞术检测敲低ERα能否影响MCF7乳腺癌干细胞的含量。结果:经测序分析表明目标sh RNA序列成功插入载体,q RT-PCR检测稳定克隆,发现该sh RNA能有效抑制目的基因的m RNA转录水平,同时Western印迹检测发现内源性ERα量明显下降;流式细胞术检测发现ERα敲低的MCF7稳定克隆中雌激素诱导的乳腺癌干细胞含量上升的现象被明显抑制。结论:设计并构建的抑制ERα的sh RNA能够有效抑制ERα的表达,并下调MCF7细胞中乳腺癌干细胞的含量,为研究ERα在乳腺癌干细胞中的功能及机制奠定了实验基础。     

昆虫血清素受体蛋白的生物信息学分析

【目的】昆虫血清素(5-羟色胺)受体已知有5个亚型。本文旨在系统分析昆虫5-羟色胺受体亚型蛋白的结构和进化关系。【方法】首先对文献报道已明确亚型7种昆虫的5-羟色胺受体(23个亚型序列)进行生物信息学分析,然后采用多序列比对和进化树构建的方法对NCBI数据库中推测可能为昆虫5-羟色胺受体蛋白序列进行分析。【结果】发现47个推测是昆虫5-羟色胺受体的蛋白序列中,有40个蛋白序列属于昆虫5-羟色胺受体,其余7个未能确认的昆虫5-羟色胺受体的蛋白序列都具有7个跨膜区域,属于G蛋白偶联受体家族,但不一定为5-羟色胺受体。【结论】本文对昆虫5-羟色胺受体蛋白的系统进化树分析,间接地证明了本文确认的昆虫5-羟色胺受体亚型注释信息的准确性,发现分类上同属一个目的昆虫5-HT受体序列的亲缘性较近。本研究为昆虫5-羟色胺受体的结构和功能分析提供基础。     

褐飞虱共生解脂假丝酵母抗吡虫啉菌株的驯化

为进一步研究共生菌在褐飞虱对吡虫啉产生抗性中的生理生化机制,在稻田杀虫剂对褐飞虱共生解脂假丝酵母生长影响的基础上,选用不同吡虫啉浓度进行抗药性菌株的驯化。结果表明,褐飞虱共生解脂假丝酵母在不同吡虫啉浓度(2 000、1 000和500 mg/L)的固体培养基上继代培养,经过20代后2 000 mg/L培养基上的共生菌菌落数量,与未加吡虫啉的培养基上的菌落数量差异不明显,并且连续3代稳定后定为抗2 000 mg/L吡虫啉的共生菌菌株。在光镜下比较不同抗感吡虫啉菌株假菌丝的形态变化,发现抗吡虫啉菌株的假菌丝出现畸形,而且假丝变短,部分出现了膨大。     

速度向量成像技术对肥厚型心肌病左心室扭转功能和收缩功能的影响

摘要 目的：研究速度向量成像技术对肥厚型心肌病（HCM）左心室扭转功能和收缩功能的影响。方法：纳入我院从2018年1月～2019年1月收治的HCM患者30例进行研究,记作病变组,另取同期于我院进行体检的健康志愿者30例作为对照组。比较两组常规左心功能超声心动图指标、左室整体扭转和解旋运动指标、左室局部扭转和解旋运动指标、圆周应变以及应变率。结果：病变组舒张末期容积（EDV）、收缩末期容积（ESV）、每搏量（SV）均较对照组更低（P＜0.05）,而两组左室射血分数（LVEF）比较差异不显著（P＞0.05）。病变组心内膜的左心室扭转角度（LVtw）以及左心室扭矩（LVtor）均显著高于对照组,而心内膜及心外膜解扭转率（UntwR）显著低于对照组（P＜0.05）。病变组基底部心内膜旋转速率、心尖部心外膜旋转速率均显著低于对照组,心尖部心内膜旋转速率显著高于对照组,心尖部心外膜解旋速率显著高于对照组（P＜0.05）。病变组基底部心内膜圆周应变低于对照组,基底部、心尖部心外膜圆周应变高于对照组（P＜0.05）;病变组基底部、心尖部心外膜应变率均高于对照组（P＜0.05）。结论：HCM患者收缩功能降低,且局部心肌圆周方向的形变能力明显下降。     

孕期体重及体脂百分比变化趋势分析

目的：探讨孕期妇女体重、体脂百分比及其他体成分指标的变化趋势,了解孕期体成分的变化与孕前体质指数（BMI）的关系,为孕期体重的合理管理提供科学依据。方法：选取2018年4月-2019年4月在北京市某妇幼保健院建档的565名孕妇为研究对象,其中孕早期（10~12周）182人、孕中期（22~24周）211人、孕晚期（30~32周）172人,根据孕前BMI将各期孕妇分为孕前消瘦、正常、超重、肥胖组。使用人体成分分析仪对各孕妇进行体成分测定。结果：调查对象的各项体成分指标均随孕期的进展而明显增加（P＜0.01）。体重在孕早期增幅相对较少,中晚期增加明显,在孕末期仍然保持了较大的增加,而体脂百分比在孕期增幅较体重增长平稳,尤其在孕晚期,体脂百分比变化明显小于体重增长幅度。统计分析发现,不同孕前BMI水平的孕妇各阶段体成分指标均差异显著（P＜0.01）。孕期各阶段体脂百分比与孕前BMI均呈正相关关系（孕早期：β =1.297,95%CI：1.098~1.497;孕中期：β= 1.306,95%CI：1.146~1.466;孕晚期：β=0.883,95%CI：0.691~1.075）。结论：孕期各阶段体重、体脂百分比及其他体成分指标显著增加,但各指标增幅有所不同。孕前BMI与孕期各项体成分指标变化呈现相关性。     

腺病毒介导的uPAR反义核酸转移抑制肿瘤细胞的侵袭

为了观察尿激酶受体(uPAR)反义核酸对肿瘤细胞体外侵袭的抑制作用,用PCR方法扩增uPAR cDNA 5′端－46 bp～＋454 bp一段长500 bp的序列,利用DNA重组技术将其克隆到病毒载体pAdeno-X中, 构建出重组腺病毒载体pAdeno-X-uPAR(－)和pAdeno-X-uPAR(+).线性化后的重组腺病毒载体转染HEK293细胞7天后,可以获得滴度分别为1.5×10⁸ pfu/ml和0.5×10⁸ pfu/ml的uPAR反义和正义核酸表达重组腺病毒,分别命名为Ad-uPAR(－)和Ad-uPAR(+).以不同的病毒感染指数（MOI）感染人肺巨细胞癌高转移株95D肿瘤细胞,3天后用RNA印迹法可以检测肿瘤细胞uPAR正义和反义核酸表达水平,随着MOI的升高,Ad-uPAR(－)感染的肿瘤细胞uPAR蛋白水平逐渐下降,肿瘤细胞的体外侵袭能力也明显下降,而感染Ad-uPAR(+)的肿瘤细胞无明显变化.结果表明,重组腺病毒可以表达uPAR正义和反义核酸,uPAR反义核酸可以明显抑制人肺巨细胞癌高转移株95D肿瘤细胞在体外的侵袭能力.     

铜绿假单胞菌pfm基因对三型分泌系统效应蛋白的影响

[目的]检测铜绿假单胞菌基因pfm对三型分泌系统效应蛋白的影响.[方法]构建pfm基因互补菌株pfmC.提取野生株PAO1、敲除株Δpfm和互补株pfmC的RNA,利用Real-time PCR从转录水平检测效应蛋白ExoS、ExoT和ExoY转录水平的变化.以ExoS为代表,检测细胞内和分泌到细胞外效应蛋白的含量.收集铜绿假单胞菌PAO1、Δpfm和pfmC菌体内和分泌到细胞外的总蛋白,利用ExoS多克隆抗体进行Western杂交,特异检测ExoS的蛋白水平.[结果]与野生型相比,Δpfm中exoS、exoT和exoY转录水平明显降低,而pfmC中这3个蛋白的转录水平得到回补.Δpfm菌体内和分泌到细胞外的ExoS量均明显低于野生株PAO1,pfmC细胞内和细胞外分泌的ExoS蛋白量均得到恢复.[结论]铜绿假单胞菌基因pfm会影响三型分泌系统效应蛋白的水平.     

基于MaxEnt模型预测气候变化下杉木在中国的潜在地理分布

为研究杉木在中国的分布特征及其对气候变化的响应模式,本研究基于现有分布记录,应用最大熵(MaxEnt)模型和地理信息系统方法,结合气候、地形等环境要素,预测杉木在当前和未来气候变化下的潜在适生区。结果表明: 影响杉木分布的最主要因素是年平均降水量,在当前气候下,杉木适生区合计面积328万km²,占全国陆地总面积的34.5%,低、中和高适生区分别占18.3%、29.7%与52.0%。在未来气候情景下,杉木生长的适宜性在我国总体上呈上升趋势,适生区面积随气候变化增大,且明显向北扩张,南方湿润亚热带地区形成集中连片高适生区。模型经受试者工作特征曲线检验,训练集平均受试者工作特征曲线下面积为0.91,可信度高。