“二合一"酶：柔性更强

“二合一"酶：柔性更强 德国波鸿-鲁尔大学的科学家近日解决了一种柔性很强酶的结构问题,明确了其空间构象,该酶通常存在于一种感染海洋细菌的病毒体内．这种感染海洋蓝藻纲原绿球藻的病毒与其宿主相比,能更有效地产生一种色素．要产生这种色素,原绿球藻需要两种酶,而病毒仅需要一种酶——一种“二合一”的酶．Thorben Dammeyer 是Nicole Frenkenberg-Dinkel教授 (微生物生理学)和Eeckhard Hofmann副教授(蛋白X-射线衍射分析)共同领导的研究小组的成员,作为他研究论文的一部分,解决了这种酶的三维结构问题,发现这种酶的柔性很强,蛋白的某些部分所处的空间位置可以发生变化,这在酶与其底物同时存在的情况下是一种很罕见的现象．他们的研究结果发表于近期的Journal of Biological Chemistry上,并被评为“Paper of the Week”．这种含有“二合一”酶的病毒叫做P-MMS2,通常感染蓝藻纲原绿球藻,在世界海洋中大量存在．与蓝细菌不同,这种病毒不利用红蓝色素进行光合作用,而是像高等植物那样利用叶绿素．原绿球藻本身也能生产各种色素,但需要两步反应,两种酶催化．Nicole Frenkenberg-Dinkel说“我们在病毒中发现了一种酶的基因信息,这种酶使得病毒比其宿主能更有效的产生红色素（只需要一步反应）．这让我们相信,尽管光捕获时并不需要,但红色素对原绿球藻很重要．同时,我们更想知道什么原因使得这种酶能整合两种酶的功能．”科学家利用X 射线衍射从原子水平分析了这种酶在自然状态以及与天然底物共同存在时的三维结构．他们发现,酶的天然底物胆绿素IXa存在于酶的“结合口袋”部位,在这里变成红色素．Frenkenberg-Dinkel教授解释,科学家们可以清楚地看到酶的“结合口袋”周围的部分所处的位置可以发生变化而形成不同的构象,这对于处于液相中的蛋白可能很常见,但处于晶体状态的蛋白则是极为罕见的．这种结构转变让科学家们第一次认识到了处于催化过程中的酶的运动变化情况．更进一步的研究包括利用靶向或随机改变这种高柔性酶的基因结构,观察这种特殊的酶的体外进化情况． （张晨光摘译自Science Daily, October 6,2008, 杜丽校）     

青春期苦脑之二——独立(隐私)与依赖

“我马上就要期末考试了,所以心情非常紧张,最近几天我整夜睡不好觉,白天不但没有精神,而且特别烦躁,根本没法集中精力复习。”这是一位高二的女生(17岁)给某心理咨询热线打来的咨询电话。     

MPEP阻断mGlu5抑制肝癌细胞HepG2增殖

代谢型谷氨酸受体5（metabotropic glutamate receptors 5, mGlu 5）在神经系统的多种病理生理过程中发挥重要作用. mGlu5与肝细胞癌的发生发展关系密切,其抑制剂2-甲基-6-(苯乙基）-吡啶（2-methyl-6-(phenylethyl)-pyridine, MPEP）能够促进肝癌细胞凋亡,抑制肝癌细胞的迁移.在此基础上,进一步探讨了MPEP与肝癌细胞增殖之间的关系.结果显示：在无血清和有血清的条件下,MPEP均能显著降低肝癌细胞HepG2的细胞活力.同时发现,有血清条件下MPEP能使HepG2细胞周期停滞在G1 期,显著降低HepG2细胞的DNA合成能力和克隆形成能力,并能下调细胞增殖信号ERK 通路的活性.该研究结果为进一步认识MPEP对肝癌细胞的抑制作用提供了新的实验证据.     

外泌体及其在肿瘤诊疗中的意义

外泌体(exosome)是由多种活细胞分泌的囊泡小体,其中含有蛋白质和RNA等多种组分。这种机体内普遍存在的纳米级被膜结构能够参与细胞间的物质交换和信息交流,在多种生理和病理过程中发挥重要作用。外泌体在外周血、尿液、唾液、腹水、羊水等体液中具有很高的丰度,而不同组织来源的外泌体在组成和功能方面存在差异,同时这种差异受到细胞外基质和微环境的动态调控。肿瘤来源或肿瘤相关的外泌体是调控肿瘤发生发展的重要机制,对肿瘤外泌体的分析和检测可以辅助肿瘤的早期诊断、疗效评价和预后分析。此外,外泌体及其修饰加工产物还可以作为基因或药物的有效载体,用于肿瘤治疗。关于外泌体的研究是肿瘤学的一个新兴领域,在转化医学的研究模式下,将极大推动肿瘤学研究进展,为肿瘤临床诊断和治疗带来新的契机。     

新型核心蛋白聚糖靶向性重组腺相关病毒的制备与鉴定

核心蛋白聚糖(decorin, DCN)是广泛存在于细胞基质中的一种富含亮氨酸的蛋白多糖, 属于蛋白聚糖家族中的小分子类. DCN可作为多种细胞因子的配体, 发挥多种生物学功能. DCN在一些肿瘤组织中高水平表达,调控恶性肿瘤的生长和迁移. 腺相关病毒(AAV)是肿瘤基因治疗中常用的基因工程载体, 利用重组技术可以实现对病毒衣壳蛋白的改造, 使其感染具有靶向性. 而针对DCN高表达细胞的转导可能成为肿瘤基因治疗应用中定向导入治疗基因的有效策略. 本研究在对多种DCN结合蛋白序列保守区的分析基础上, 筛选出具有较高活性的DCN结合功能域(DB1), 并将其融合至AAV衣壳蛋白VP2编码序列的N端; 继而利用AAV的嵌合包装技术, 成功制备了衣壳展示DB1表位的重组AAV. 在过表达DCN细胞的感染实验中, 该病毒表现出针对DCN较强的靶向性. 本研究所制备的DCN靶向性腺相关病毒不仅为肿瘤治疗的应用提供了一种新型载体, 同时可作为一类特殊的基因导入工具为研究DCN在肿瘤发生发展中的作用提供帮助.     

小鼠胚胎干细胞分化心肌细胞血管紧张素Ⅱ 1型和2型受体的表达特征

胚胎干细胞(ESC)具有无限增殖和分化为体内3个胚层来源的各种类型组织细胞的潜能,经过体外诱导能够分化为心肌细胞,亦称为胚胎干细胞分化心肌细胞(ESCM).本研究探讨了ESC诱导分化心肌细胞过程中血管紧张素Ⅱ受体(ATR)的亚型AT1R和AT2R的表达特征.10-4mol/L维生素C体外诱导小鼠R1胚胎干细胞分化为自发搏动的心肌细胞,用免疫荧光法检测分化后的细胞表达心肌细胞特异性标志物α辅肌动蛋白.小鼠胚胎干细胞在诱导分化为心肌细胞以后,逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和实时定量RT-PCR(Real-timeRT-PCR)方法检测到ESCM表达AT1R,并且呈时间依赖性逐渐增加的特点,在第14d达到高峰.Western印记法检测AT1R表达特征与RT-PCR结果相符.Western印记法的结果显示,血管紧张素Ⅱ(10-6mol/L)可作为AT1R激动剂激活AT1R,并使其下游的细胞外信号调节激酶(ERK1/2)磷酸化水平上调,预孵育AT1R抑制剂Losartan(10-6mol/L),此作用被抑制.RT-PCR方法显示,与新生小鼠心室肌细胞相比,ESCM的AT2R表达水平较低.     

香樟害虫——橄绿瘤丛螟的生物学特性

研究发现嘉兴地区危害香樟树的丛螟科害虫为橄绿瘤丛螟Orthaga olivacea(Warren),对该虫的生物学特性和发生规律做了研究。该虫较为喜欢危害5~10年生香樟树,多头幼虫聚集在一起取食叶片,并缀合受害叶片成鸟巢状虫苞。在嘉兴地区1年发生2代。根据计算幼虫可分为7龄,符合Dyer生长规律。     

基于移动终端的稻田飞虱调查方法

【目的】建立一种基于移动终端的稻田飞虱调查方法,以减轻测报人员劳动强度,提高稻田飞虱调查的客观性,实现稻飞虱调查结果可追溯。【方法】利用Android相机、可伸缩手持杆和装载控制相机APP的Android手机研制了稻田飞虱图像采集仪。在Android开发环境下,利用socket通信和视频编码等技术,实现Android相机的视频采集与编码模块、视频传输模块和相机命令控制模块等。利用Android NDK开发和Java web等技术,实现手机端的视频预览模块、手机控制模块、图像上传模块等。相机实时拍摄的视频将压缩成H.264格式,通过RTSP/RTP协议控制其传输至手机端。手机端通过解压缩,实现实时预览相机所拍摄的视频,并控制相机拍摄水稻茎基部飞虱图像,同时将图像传输到手机端。稻飞虱识别算法部署在云服务器上。手机端可选择稻飞虱图像上传至云服务器,云服务器运行稻飞虱自动识别算法,结果返回至手机端。【结果】基于移动终端的稻田飞虱调查方法利用手机可以实时预览相机拍摄的水稻茎基部飞虱画面,控制相机拍照。云服务器上稻飞虱自动识别算法对图像中的飞虱平均检测率为86.9%,虚警率为11.2%;对稻飞虱各虫态平均检测率为81.7%,虚警率为16.6%。【结论】基于移动终端的稻田飞虱调查方法可以便捷地采集到水稻茎基部飞虱图像,实现稻田飞虱不同虫态的识别与计数。该方法可大大减轻测报人员的劳动量,避免稻飞虱田间调查的主观性,实现稻飞虱田间调查的可追溯。     

太白山森林群落和林下草本物种变化的环境解释

采用典范对应分析(CCA)、Pearson相关分析、冗余分析(RDA)分别研究了不同环境因子对太白山森林群落及林下草本物种组成、多样性、功能性状等方面的影响。结果表明:(1)9种环境因子对于群落及林下草本物种的组成变化的解释程度不高,分别为23.9%和21.1%,但与海拔和土壤含水量紧密相关的CCA 1轴能大致区分高、中、低海拔样方的群落所有物种和草本植物的组成差异。(2)沿海拔梯度,群落所有物种的α多样性先增加后降低,林下草本物种α多样性沿海拔梯度有下降趋势,但二者都与坡度(Slope)及木本层盖度(WCD)无关。(3)海拔是决定森林群落及林下草本层物种功能性状值变化的主要因子,与海拔密切相关的RDA1轴能解释森林群落和林下草本物种性状值变化的71.2%和54.7%,林下草本植物与群落的最大株高(Hmax)变化模式不一致。     

卡哈尔体——功能复杂的核内细胞器

卡哈尔体（Cajalbody,CB）的发现可以溯源至100多年前,而直到近10年的研究取得突破性进展,才逐渐揭示了其复杂的分子组成及生理功能。作为当前备受关注的核内小体之一,CB是细胞核质中处于动态变化的细胞器,广泛存在于高等真核生物的细胞核内,在电镜下表现为球形小体样结构,其中p80Coilin蛋白是CB最为明确的特异性标志物。cB的分子构成十分复杂,主要包括参与mRNA剪接所需、称为snRNP的核酸与蛋白质复合体的各种组分,以及snoRNAs、scaRNAs和其他相关蛋白质。此外,一些基因活化中不可或缺的转录因子、mRNA修饰的必需蛋白因子以及与细胞增殖和细胞周期功能相关的功能分子等,也被发现存在于CB之中或周边。其中,snRNAs、snoRNAs与scaRNAs等低分子量RNAs在CB中完成自身的成熟并且参与RNP的组装。染色体端粒长度的维持以及组蛋白基因簇的表观遗传修饰依赖于cB的形成与功能发挥。由此可见,CB与细胞周期、细胞增殖、应激和老化等一系列重要的细胞生物学过程存在密切的联系,同时其功能和表现的异常往往也提示与肿瘤的发生相关。该文在归纳cB相关研究最新进展的同时,着重讨论CB的结构与功能及其与疾病的潜在联系。