基因组编辑对酿酒酵母DNA的损伤作用及修复响应

【目的】为了研究基因组编辑工具CRISPR/Cas9和CRISPR/Cpf1所产生的DNA双链断裂(DNA doublestrandbreak,DSB)对酿酒酵母DNA的损伤作用及修复响应情况,对比化学物质甲基磺酸甲酯(methyl methanesulfonate,MMS)对酿酒酵母基因组DNA的损伤和修复,阐明编辑细胞在细胞水平和转录水平上的变化。【方法】起始细胞分为两种情况,包括未进行细胞周期同步化和被α-因子同步化细胞周期至G0/G1期。检测CRISPR/Cas9和CRISPR/Cpf1处理后编辑细胞的生长情况。利用流式细胞术检测编辑细胞的细胞周期延滞的情况。利用荧光定量PCR检测编辑细胞和MMS处理细胞后DNA损伤响应关键基因转录表达水平的变化情况。【结果】起始细胞无论是未同步化还是同步化,其生长均受到基因组编辑抑制,细胞存活率降低,细胞周期被滞留在G2/M期,而MMS处理导致细胞周期S期的滞留。此外,随编辑时间的延长,突变率增加,细胞存活率降低。CRISPR/Cpf1编辑细胞的突变率和存活率均低于CRISPR/Cas9,由此可见,CRISPR/Cpf1对细胞的损伤强度高于CRISPR/Cas9。两种编辑均诱导酵母DNA损伤响应关键基因RNR3及HUG1转录水平显著上调,并且CRISPR/Cpf1介导的上调幅度大于CRISPR/Cas9,但两者均低于MMS的处理。【结论】本研究解析了CRISPR/Cas9和CRISPR/Cpf1介导的基因组编辑在细胞水平和转录水平上对DNA损伤作用及修复响应,初步揭示了酿酒酵母应对不同类型的DSB损伤时响应程度的差异,为提高基因组编辑工具的编辑能力和评估基因编辑安全性提供了重要依据。     

哈萨克斯坦的生物多样性保护及中哈合作的对策建议

哈萨克斯坦位于欧亚大陆腹地, 地处丝绸之路经济带的重要位置。中国与哈萨克斯坦开展生物多样性保护合作, 有助于解决地区生态环境问题和推动“一带一路”倡议的顺利实施。目前国内尚缺乏对哈萨克斯坦生物多样性及其保护状况的了解。本文在文献的基础上通过定量和定性分析方法, 从地理环境特征、生物多样性状况、保护成效和需求等维度对哈萨克斯坦生物多样性及其保护的总体情况进行了分析。分析结果表明, 哈萨克斯坦的生物多样性丰富, 但也存在着较严重的丧失问题; 哈萨克斯坦政府重视生物多样性保护, 积极承担相关国际履约义务; 在保护管理方面实行多级管理体制, 并与社会经济发展需求相结合, 取得了一定成效。     

微生物流式分选的单细胞样品制备及存活率提高的方法优化

【背景】以流式细胞技术为代表的高通量筛选技术能够高效筛选具有目标性状的微生物工程菌株。在流式分选中微生物的粘连会造成分析数据不准确，分选纯度降低，因此快速简便的单细胞样品制备是流式检测的关键。优势菌大多是通过筛选偶联荧光蛋白的随机突变库获得，阳性率低，杂质和死细胞的自发荧光较强，容易混入分选门内造成存活率降低，亟须提高分选存活率的方法。【目的】建立一种简便的微生物流式分选的单细胞样品制备方法，并通过碘化丙啶(propidium iodide, PI)染色提高分选样品存活率。【方法】分别在大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、谷氨酸棒状杆菌和酵母菌4种底盘细胞中探索超声波、消化酶、表面活性剂及超声-表面活性剂联合作用4种方式对单细胞制备效率的影响。提高微生物流式分选存活率，用常压室温等离子诱变(atmospheric and room temperature plasma, ARTP)技术处理含有绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)的酿酒酵母HZ848 (简称HZ848-GFP)，形成不同强度GFP文库后，按照GFP强度分选全细胞和PI染色阴性细胞的前0.5%，统计单细胞存活率。【结果】酵母细胞分散条件为：0.01% Tween-80联合超声1 min，单细胞率达到88%以上，PI染色细胞破损率＜1.4%。谷氨酸棒状杆菌单细胞分散条件为：0.01% Tween-80联合超声5 min，单细胞率达到97%以上，PI染色细胞破损率＜1%。分选存活率结果表明，未用PI染色的酿酒酵母分选后单细胞存活率是4.3%，用PI染色去除死细胞后再分选单细胞存活率是18.3%，后者是前者的4.3倍，且具有显著性差异。【结论】本研究为微生物流式分选建立了一套简单快捷的单细胞样品制备方法，证实了PI染色法能够显著提高分选样品存活率。