粘合材料及其在生物医学中的应用：进展与展望

粘合材料作为一种重要的辅助材料,在工业包装、海洋工程以及生物医药等多个领域都有广泛的应用需求。天然存在的粘合剂如贻贝足丝粘合蛋白等具有良好的生物相容性和生物可降解性,但因其来源受限及在生理环境下较弱的粘合性能,因此在生物医药领域的应用受到了限制。从自然生物的粘合现象中汲取灵感,各种利用化学或生物合成方法制备的仿生粘合材料应运而生,针对生物医药领域的特定需求,一些新兴粘合材料在生物相容性、生物可降解性以及组织粘附等方面都表现出在医药领域应用的潜力。展望未来,受自然粘合材料兼具环境响应、自我再生和自修复等特征的启迪,各种生物灵感和生物仿生粘合材料的开发势必是未来的发展热点,而合成生物学技术为创建具有上述特征的活体粘合材料提供了新的可能。     

合成生物学在生物材料科学中的应用及展望

生物材料的发展最早以生物惰性的工业材料为主,而后过渡到具有生物活性的材料,再发展为具备与生物体有可控生物反应的材料。未来,随着老龄化时代的来临以及精准医学的需求,生物材料的发展必然朝着动态可调控、高效多功能及仿生交互的方向发展。合成生物学以基因回路设计为核心,采用标准化元件在人造生物器件中实现可控的复杂功能,极大地推动了生命科学的发展。简要回顾了生物材料的发展,重点介绍了合成生物学在组织工程支架、可控药物输送体系、生物杂化材料及工程活体材料方面的应用,并讨论了未来合成生物学将如何更深远地影响生物材料的发展以及合成生物学在生物材料应用方面需要克服的一些挑战。     

微生物固碳的电子供给策略研究进展北大核心CSCD

随着生物化工技术的不断发展成熟,通过改造微生物已可以实现二氧化碳、甲烷等温室气体的固定、转化和利用,而电子传递及能量供给对微生物固碳效率起着决定性的作用。本文首先分析了好氧性嗜甲烷菌、化能自养微生物等天然微生物细胞内外的直接、间接电子传递系统。在此基础上,围绕微生物固碳细胞工厂的构建,进一步介绍了基于光能、电能的人工电子供给策略及其对固碳过程中代谢通量、合成路径和供能效率的影响。最后针对微生物固碳的关键共性技术难点,简要展望了可行性的解决方案及相关应用前景。     

迷迭香酸抗穿透支原体脂蛋白诱导巨噬细胞凋亡的作用研究

探讨迷迭香酸对穿透支原体脂蛋白诱导巨噬细胞凋亡的保护作用。方法:以穿透支原体脂蛋白损伤RAW264．7细胞为模型,用MTT法检测细胞存活状况,DNA片断化分析观察穿透支原体脂蛋白对RAW264．7细胞DNA降解的影响,碘化丙啶染色流式细胞术检测细胞凋亡率。结果:7．5mg/L穿透支原体脂蛋白可引起RAW264．7细胞存活率降低,出现细胞凋亡特征性“DNA梯带”,流式细胞术检测细胞出现凋亡亚G1期峰,凋亡率为31．9%;100μmol/L迷迭香酸预处理1小时后可以升高RAW264．7细胞的存活率,凋亡细胞特征性的梯状梯带消失,细胞凋亡亚G1期峰消失,并使RAW264．7细胞的凋亡率下降为7．9%。结论:迷迭香酸有抗穿透支原体脂蛋白诱导RAW264．7细胞凋亡的作用。     

利用四甲基氢氧化铵提取小麦秸秆木质素及其结构表征

木质素是植物界中仅次于纤维素的重要的天然高分子化合物,可用作黏合剂、水泥减水剂、沥青乳化添加剂的生产,具有广泛的应用前景。采用四甲基氢氧化铵(TMAH)提取小麦秸秆中的木质素,在单因素试验的基础上,通过正交试验优化后的最佳工艺条件为TMAH质量浓度250 g/L、时间14 h、温度50℃,固液比1∶14 g/mL,木质素的提取率达到79.9%。经凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见光谱(UV-Vis)以及核磁氢谱(~1H NMR)分析,结果表明分离木质素含有H-G-S型木质素的结构特征,最大紫外吸收峰位于280 nm处,分离再生过程中木质素功能结构保持较为完整。     

溶血卵磷脂及其受体GPR4对HUVEC的增殖及caspase3前体表达的影响

目的：研究溶血卵磷脂（lysophosphatidylcholine,LPC）及其受体GPR4（G protein-coupled receptor 4,GPR4）相互作用后对人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells,HUVEC）增殖的影响及其凋亡的诱导。方法：采用脂质体2000将装有GPR4受体基因的pEFneo真核表达载体转染HUVEC,并通过G418（800pg／ml）筛选获得GPR4基因稳定表达细胞株;RT—PCR法检测转染前后GPR4受体的mRNA水平表达情况;MTT法检测细胞的生长活力;AO染色法观察LPC对HUVEC造成损伤后形态的改变;Western blot法检测LPC与其受体相互作用后对caspase-3前体表达的影响。结果：成功获得了GPR4基因稳定表达细胞株;随着LPC浓度的增加（0．5,1,2,4,8pmoH）,抑制率分别增加了3．1％,4．4％,9．3％,17．0％,25．7％;但caspase-3前体的表达却随着浓度的增加先增加后减少。结论：LPC及其受体GPR4相互作用后可抑制HUVEC的增殖,并对HUVEC造成损伤进而诱导凋亡．使caslaase-3前体的表达先增加后减少。     

一株Bacillus sublitisJH-1发酵产木聚糖酶培养基的响应面优化

利用刚果红透明圈法从秸秆堆肥中筛选出一株产木聚糖酶菌株Bacillus sublitis JH-1,以单因素试验为基础,采用响应面试验设计对Bacillus sublitis JH-1液态发酵产木聚糖酶的培养基进行了优化,得到产木聚糖酶发酵最适条件为:培养温度33℃,p H值6.0,麦芽糖浓度为2.6%,酵母粉浓度为1.2%,KH2PO4浓度为1.2%,发酵产酶量比优化前提高了1.8倍。     

溶血卵磷脂及其受体GPR4对HUVEC的增殖及caspase 3前体表达的影响

研究溶血卵磷脂(lysophosphatidylcholine,LPC)及其受体GPR4(G protein-coupled receptor4,GPR4)相互作用后对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)增殖的影响及其凋亡的诱导。方法:采用脂质体2000将装有GPR4受体基因的pEFneo真核表达载体转染HUVEC,并通过G418(800μg/ml)筛选获得GPR4基因稳定表达细胞株;RT-PCR法检测转染前后GPR4受体的mRNA水平表达情况;MTT法检测细胞的生长活力;AO染色法观察LPC对HUVEC造成损伤后形态的改变;Western blot法检测LPC与其受体相互作用后对caspase-3前体表达的影响。结果:成功获得了GPR4基因稳定表达细胞株;随着LPC浓度的增加(0．5,1,2,4,8μmol/1),抑制率分别增加了3．1%,4．4%,9．3%,17．0%,25．7%;但caspase-3前体的表达却随着浓度的增加先增加后减少。结论:LPC及其受体GPR4相互作用后可抑制HUVEC的增殖,并对HUVEC造成损伤进而诱导凋亡,使caspase-3前体的表达先增加后减少。     

野生大豆资源对大豆疫病抗病性和耐病性鉴定

大豆疫病是大豆重要病害之一,在世界范围内导致严重经济损失。防治大豆疫病最有效方法是利用抗病或耐病品种。筛选抗性资源是发掘抗性基因和抗病育种的基础。本研究鉴定了野生大豆资源对大豆疫病的抗病性和耐病性,以期发掘优异抗源。苗期用子叶贴菌块方法鉴定104份野生大豆资源对两个不同毒力的大豆疫霉分离物PSJS2(毒力型:1a,1b,1c,1d,1k,2,3a,3b,3c,4,5,6,7,8)和PS41-1(毒力型:1a,1d,2,3b,3c,4,5,6,7,8)抗性,结果表明33份资源抗PS41-1,35份资源抗PSJS2,其中18份抗两个分离物。在抗病性鉴定基础性上,用菌层接种方法对选择的82份资源进行耐病性鉴定,发现7份高耐病性资源。这些结果表明,野生大豆中可能含有新的大豆疫病抗病和(或)耐病资源,这些抗病或耐病资源可以用于未来大豆抗病育种,以丰富大豆对大豆疫病的抗性遗传基础。     

合成生物学技术在材料科学中的应用

材料是人类赖以生存与发展的物质基础,科技和社会的进步都离不开材料技术的发展,未来先进材料的合成和制备必然朝着绿色可持续、低耗高产出、精细可调控、高效多功能的方向发展。以"基因调控·工程设计"为核心的合成生物学技术从分子、细胞层面极大地推动了生命科学的发展,也已经并继续为材料科学的发展注入新的思路和活力。本文将围绕合成生物学技术在材料科学中的应用,以基因回路设计为核心,概念应用为线索,重点介绍合成生物学技术在高分子生物材料和无机纳米材料领域的开发和生产,细胞展示和蛋白定向进化战略对分子材料的筛选和优化,"活体"功能材料、工程菌调节的人工光合系统功能材料体系以及基因回路在材料科学中的应用。