空间分辨代谢组学进展和挑战

空间分辨代谢组学即整合质谱成像和代谢组学技术,对动/植物组织和细胞中内/外源性代谢物的种类、含量和差异性空间分布进行精准测定。质谱成像技术因其具有无标记、非特异、高灵敏度、高化学覆盖、元素/分子同时检测等优势,被广泛应用于动/植物组织中各类代谢物、多肽和蛋白的时空分布研究。首先介绍了代谢组学和质谱成像技术的研究现状,然后重点综述了空间分辨代谢组学在动物组织、植物组织和单细胞水平上的前沿应用。最后展望了空间分辨代谢组学技术的现有瓶颈和未来发展方向。空间分辨代谢组学是继代谢组学之后又一门新兴的分子成像组学技术,能够无标记、可视化检测动物组织中外源性药物的吸收、分布、代谢和排泄,以及植物组织中多种代谢产物的生物合成、转运途径和积累规律。该技术将推动靶向药物发现、病理机制解析和动植物生长发育密切关联的空间代谢网络调控等前沿应用研究。     

真菌中锌簇蛋白的结构和功能

锌簇家族蛋白即Zn₂Cys₆类锌指蛋白,是真菌中特有的一类蛋白,它们属于转录因子类,广泛参与真菌中初级和次级代谢、胁迫应答和细胞分裂等生命活动的调控。锌簇蛋白主要包括N端的DNA结合结构域、中间的调节结构域和C端的酸性区域,其中DNA结合结构域包含锌指基序并负责结合靶基因的启动子。目前已经解析了多个锌簇家族转录因子DNA结合结构域的三维结构,并发现该家族中一些蛋白能够参与调控多个基因的表达,但缺乏对其结构、动力学和功能关系的全面分析。本文综合分析了不同锌簇蛋白与DNA结合的结构特征,总结其结构域与功能的关系,指出锌簇蛋白研究的重要方向,旨在为锌簇家族蛋白的深入研究提供思路。     

不同温度下黄曲霉菌菌丝超微形态的比较研究

为探究黄曲霉菌的毒素合成是否影响菌丝超微形态,本研究结合扫描和透射电镜技术比较观察产毒（28℃和30℃）和不产毒（37℃和40℃）温度下培养的不同发育阶段的黄曲霉菌菌丝形态和超微结构。扫描电镜结果显示:28℃下,在24h和44h菌丝体表面有丝状粘性分泌物附着,48-72h之间菌丝体逐渐出现皱缩、塌陷和扭曲现象,而37℃下的菌丝体24-72h期间保持粗壮饱满。透射电镜结果显示:28℃下,培养24h后菌丝细胞内部出现大囊泡,44-72h期间内部细胞器模糊不清;而37℃下的菌丝细胞内部细胞器清晰,在44-48h期间线粒体和脂质体数量最多,72h后观察到隔膜结构。随后比较观察30℃和40℃下培养的黄曲霉菌丝超微结构验证了上述发现。综上,28℃和30℃促进黄曲霉菌产毒却导致菌丝体更早更快衰老,37℃和40℃不利于黄曲霉毒素合成但菌丝生长旺盛,且菌丝衰老进程相对减缓。本研究表明黄曲霉菌的毒素合成与菌丝内部形态变化密切相关。     

基于代谢组学的植物多酚及其肠道健康效应研究进展

综述了植物多酚的分类和来源、在代谢组学技术的驱动下,新型多酚物质的鉴定、控制植物多酚合成途径的关键因子以及多酚的功能特性的研究进展,阐述了植物多酚在肠道中的代谢以及其作为“益生元”调节肠道微生态并影响机体健康的重要功能。目前的研究表明不同植物多酚在调节肠道微生态方面存在差异,多数有促进肠道有益菌作用,并通过与肠道微生物“互作”发挥促进健康效应。总之,植物多酚作为“益生元”影响人体健康可能离不开肠道微生物的介导。各个植物多酚的益生功能也需要进一步阐析,在此过程中需要考虑宿主,膳食等混杂因素的综合影响,且需要拓展临床应用方面的研究。     

脂肪酸及其氧合物对曲霉属真菌菌丝生长、产孢和黄曲霉毒素合成的影响

黄曲霉毒素是由黄曲霉菌合成的一类毒性极高、致癌性极强的次生代谢物。一般认为,高油脂含量的作物种子被曲霉属真菌感染后容易产生黄曲霉毒素,但是,脂肪酸的处理实验结果表明不同类型的脂肪酸对曲霉属真菌毒素合成的作用不同,有的促进合成,有的抑制合成。最近研究结果显示所有脂肪酸都促进黄曲霉毒素合成,但是多不饱和脂肪酸在暴露空气之后对毒素合成有抑制作用。这种抑制产毒的作用似乎是由多不饱和脂肪酸氧化所产生的脂氧合物所介导。本文结合我们的研究结果,综合评述了脂肪酸和脂氧合物调控曲霉属真菌菌丝生长、产孢和毒素合成研究的最新进展。