CRISPR/Cas系统的分类及研究现状

CRISPR技术作为一种新型的基因编辑技术,被广泛应用于微生物、动物和植物领域。对CRISPR/Cas系统的起源、分类特点等进行了阐述,重点梳理了CRISPR/Cas系统分类的发展历程,并根据最新分类方法,介绍了不同类型的CRISPR/Cas系统的作用机制、内部不同蛋白的作用特点及应用与发展,以期探寻更多的CRISPR/Cas系统,扩大该系统的应用领域。     

羊α干扰素在家蚕中的表达及抗小反刍兽疫病毒活性测定

干扰素具有广谱抗病毒、抗肿瘤活性,可增强机体抗病毒能力,已经广泛应用于病毒性疾病的防控.小反刍兽疫病毒是危害山羊、绵羊等小反刍动物常见的病毒之一,该病毒的传播对全球养殖业造成了严重的影响.为了表达具有高效抗病毒活性的羊α干扰素(OviIFN-α),将OviIFN-α基因序列根据家蚕密码子偏好性进行优化合成,构建pVL1...     

海岸带生态系统健康评价中能质和生物多样性的差异——以江苏海岸带为例

生态系统健康评价是生态系统保护和监测研究的重要内容,该过程迫切需要综合性强、准确性高的指标,能质和生物多样性指标都是生态系统健康评估中的有效指标.以江苏省海岸带游泳和底栖生物群落为对象,沿海岸线从海州湾到长江入海口北岸选取15个站点,调查研究江苏省海岸带生态系统能质和生物多样性及其空间分布格局.结果表明:江苏海岸带除了中部地区能质和结构能质值较一致(都偏小)外,南北差异明显,生物多样性指数空间分布情况为南部Margalef指数略大于北部,中部较小,Shannon Wiener和Simpson指数空间分布都为南部＞中部＞北部;能质与生物多样性指标在高级生态系统中反映的生态系统健康状态一致,在中低级生态系统中差异明显;能质与生物多样性指标关联程度低,前者的测算侧重于生态系统中物种的等级,后者的测算侧重于物种的数量;总结能质和生物多样性指标在理论支撑、建立理论视角、与生态系统健康对应关系、应用模型以及局限性等方面的差异,研究结果在一定程度上可以丰富和完善生态系统健康评价研究理论与方法体系.     

鸡κ干扰素在家蚕杆状病毒表达系统中的表达及其抗病毒活性检测

干扰素（interferon,IFN）是宿主先天免疫系统的重要组成部分,它是抵抗病原体的第一道防御。为了利用家蚕杆状病毒表达系统表达鸡κ干扰素,根据已报道的序列对鸡κ干扰素的基因序列进行家蚕密码子优化,并利用共转染技术成功构建了表达用重组杆状病毒。将重组杆状病毒感染家蚕,成功获得了大量鸡κ干扰素的表达产物,并通过Western blot技术对产物进行了检测鉴定。用细胞病变抑制法对干扰素κ抑制VSV-GFP感染鸡成纤维细胞（CEF）的效果进行检测,结果显示鸡干扰素κ的抗病毒效价可以达到(1.04±0.23)×107 IU·mL-1以上。高效价鸡κ干扰素的成功表达为其在抗家禽疫病等方面提供了重要的试验数据。     

铁蛋白与口蹄疫病毒VP1在大肠杆菌中融合表达及纳米颗粒自组装

口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的世界上最重要的畜牧疾病之一,严重影响世界畜牧业的发展,而疫苗免疫仍然是对疫情预防和控制的最有效手段。铁蛋白具有自组装和生物修饰的特性,在纳米疫苗等领域具有广阔的应用前景。选用O型口蹄疫病毒的vp1基因和幽门螺杆菌铁蛋白基因,通过融合PCR将vp1基因构建到铁蛋白亚基基因前端,在大肠杆菌中表达后通过His标签进行镍柱亲和层析纯化。将纯化好的重组蛋白进行Western blotting检测、质谱分析和透射电镜观察,发现重组蛋白VP1-Ferritin在大肠杆菌中获得表达,并可自组装成纳米颗粒。     

利用BmNPV-家蚕表达系统包装重组腺相关病毒2型（rAAV2）研究

腺相关病毒（adeno-associated virus,AAV）是基因治疗中最常用的病毒载体之一,目前用于基因治疗的AAV多利用苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒表达系统（AcMNPV-sf9）包装,但较高的包装成本限制了AAV在基因治疗中的广泛应用。家蚕杆状病毒表达系统与AcMNPV-sf9系统相比,具有包装量更高、成本更低的优势,因此更适用于包装重组腺相关病毒（recombinant adeno-associated virus,rAAV）。首先,将AAV2功能基因cap和rep进行序列优化后合成,克隆到杆状病毒转移载体pVL1393上,将增强型绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein,EGFP）基因和荧光素酶（luciferase,Luc）基因分别作为报告基因克隆到含有巨噬细胞病毒IE（cytomegalovirus-IE,CMV-IE）启动子的病毒转移载体pVL1393-ITRs-MCS上。随后,将构建好的转移载体分别与缺陷型家蚕杆状病毒reBmBac共转染BmN细胞系,获得分别重组有cap、rep和报告基因的家蚕杆状病毒（Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,BmNPV）。再将纯化的重组病毒（reBm-Cap2、reBm-Rep2）与reBm-EGFP、reBm-Luc分别混合后感染家蚕,收获其表达产物,纯化得到含有目的基因的rAAV病毒。利用rAAV病毒感染哺乳动物细胞后,通过检测EGFP、Luc的表达状态来验证rAAV包装成功与否。结果显示,利用家蚕杆状病毒系统成功包装了rAAV2,并且在哺乳动物细胞中实现了报告基因的表达。     

SARS-CoV-2中和性纳米抗体的原核表达及中和活性检测

纳米抗体（nanobody,Nb）作为目前已知的能与目标抗原结合的最小单位抗体,在生物医药、临床研究等方面具有良好的应用前景。根据大肠杆菌密码子偏好性优化合成严重急性呼吸综合征冠状病毒2（severe acute respiratory syndrome-coronavirus 2,SARS-CoV-2）中和性纳米抗体H11-D4基因,将其克隆到pET28a表达载体上后,转化至大肠杆菌感受态细胞Rosetta（DE3）进行诱导表达,通过镍柱纯化、质谱分析、Western Blot鉴定H11-D4的表达情况并使用中和试验验证其中和活性。研究结果显示,纳米抗体H11-D4可成功在大肠杆菌中表达,最佳诱导条件为IPTG终浓度1.0 mmol·L^-1,37 ℃诱导5 h。H11-D4抗体的分子量大小约为17.9 kD,与预测值相符。经镍柱纯化后,产量为25.16 mg·L^-1。透析复性后利用TritonX-114快速有效地去除了内毒素,中和试验成功验证了H11-D4的中和活性（IC₅₀）为171.1 nmol·L^-1,研究结果可为纳米抗体的原核表达和新型冠状病毒肺炎（corona virus disease 2019,COVID-19）的预防及治疗提供基础数据支撑。     

融合铁蛋白的猪瘟病毒囊膜蛋白E2的表达及鉴定

目前,传统的灭活猪瘟疫苗及弱毒（减毒）猪瘟疫苗存在免疫保护期短、毒力返强等缺点,而蛋白源性亚单位疫苗可以很好的解决上述问题。铁蛋白24个亚基可以自组装成稳定的多聚体纳米颗粒,成为理想的抗原呈递载体和疫苗开发平台。基于此,将铁蛋白与具有较强免疫原性的猪瘟病毒囊膜蛋白E2（具有高保守性的保护性抗原）结合,构建融合基因E2-Fe,将该基因克隆到pET28a原核表达载体中,转化至大肠杆菌（Escherichia coli）BL21（DE3）感受态细胞中进行诱导条件的探索及其高效表达,再将表达的融合蛋白进行镍柱纯化、质谱分析、Western-blotting验证及电镜检测。结果显示,融合基因E2-Fe已成功克隆到pET-28a载体上,0.50%乳糖诱导6 h为融合蛋白E2-Fe表达的最优条件;质谱分析与Western-blotting均显示融合蛋白的大小约为51 kD,与理论值相符;电镜观察到的纳米颗粒直径约为20 nm。结果表明,融合铁蛋白的猪瘟病毒囊膜蛋白E2在大肠杆菌中得到高效表达,经镍柱纯化后可获得数量可观的自组装纳米颗粒抗原,为研究新的猪瘟疫苗拓宽了研究思路。     

铁蛋白与法氏囊病毒核衣壳蛋白重组蛋白的原核表达及纳米颗粒胞外自组装

传染性法氏囊病毒（infectious bursal disease virus,IBDV）是传染性法氏囊病（infectious bursal disease,IBD）的病原,其导致的高死亡率使全球的家禽养殖业受到了严重的经济损失。近年来,基因工程疫苗和DNA疫苗的迅速发展为IBD更有效的防控带来了希望。基于自然合成的铁蛋白大多可以组装成较稳定的多聚体这一特点,其可以作为很多疾病的免疫原载体。根据大肠杆菌密码子的偏好性,对IBDV-VP2、铁蛋白序列进行了优化,并通过大肠杆菌表达系统进行了融合表达,通过质谱、Western blotting、SDS-PAGE检测,该融合蛋白已成功在大肠杆菌中以包涵体的形式表达,且通过透射电镜可观察到大小均一的纳米级颗粒,研究结果为后期探究铁蛋白自组装对提高IBDV疫苗的广谱性、免疫原性的作用提供了参考,也为进一步研究其作为药物和抗原载体的应用机制奠定了基础。     

小反刍兽疫病毒H蛋白的原核表达及免疫原性测定

小反刍兽疫是由小反刍兽疫病毒（peste des petits ruminants virus,PPRV）引起的急性、接触性传染病,对我国的畜牧业发展造成了严重的影响,目前主要通过疫苗进行防控。为检测PPRV主要抗原蛋白血凝素（hemagglutinin,H）蛋白的免疫原性,从GenBank数据库中查找了近年来公布的H蛋白氨基酸序列,选择1条符合我国流行趋势的序列,对其基因序列进行优化合成后克隆至pET28a载体上。筛选出表达量高的Rosetta（DE3）菌株进行表达,表达产物经SDS?PAGE、Western Blot及质谱分析鉴定。经镍柱亲和层析纯化出单一H蛋白,取20 μg与佐剂混合后免疫小鼠,收集血清进行抗体效价检测,结果显示,血清中H蛋白抗体滴度在二免2周时达到1∶6 400,表明H蛋白具有较好的免疫原性。进一步对二免2周时血清进行中和抗体检测显示,小鼠血清对PPRV疫苗株具有中和效应,中和效价不超过1∶40。研究结果对H蛋白用于PPRV疫苗的研发提供了理论依据。