干细胞培养中的新发现

在培养人胚胎干细胞时需使用小鼠血清成分作为滋养元素,如果撤除小鼠血清成分,干细胞就会从干细胞状态变为分化状态。这些小鼠血清成分有可能对分化的组织器官造成污染,从而引起免疫排斥。生物学家数年来一直寻找不使用小鼠成分的培养条件保持人胚胎干细胞非分化状态。今年,美国威斯康辛的科学家,徐和James Thomson等(James Thomson是第一个成功分离人胚胎干细胞的科学家)发现用人工合成的成纤维生长因子2就可以保持人胚胎干细胞处于不分化状态。成纤维生长因子2是通过抑制骨髓多形遗传蛋白(这是一种促干细胞分化的分子)起作用的。     

一个新的高温产氢菌及产氢特性的研究

利用Hungate滚管技术从西藏山南地区热泉淤泥中分离到一株高温产氢的厌氧发酵细菌T42。菌株T42革兰氏染色反应为阴性,但KOH裂解试验证实其为革兰氏阳性杆菌。菌体大小为0.7μm~0.9μm×3.2μm~7μm,不运动,不产芽孢。其生长温度范围为32℃~69℃,最适生长温度为60℃~62℃,生长pH范围为5.0~8.8,最适生长pH为7.0~7.5,代时30min。有机氮源是T42菌株的必需生长因子。菌株T42利用淀粉、纤维二糖、蔗糖、麦芽糖、糊精、果糖、糖原和海藻糖等底物生长并发酵产氢,发酵葡萄糖的终产物为乙酸、乙醇、H2和CO2。G C含量为31.2mol%。系统发育分析表明菌株T42与Thermobrachium celere和Caloramator indicus位于同一分支,生理生化特征也表明菌株T42应是Thermobrachium属的一个新菌株,在中国普通微生物菌种保藏中心的保藏号为AS1.5039。菌株T42的最佳产氢初始pH为7.2,最佳产氢温度为62℃,其氢转化率为1.06mol H2/mol葡萄糖,最大产氢速率为24.0mmol H2/gDW/h。20mmol/L的Mg2 和2mmol/L的Fe2 可分别提高菌株T42的产氢量20%和23.3%,而Ni2 对其产氢无明显的作用。当菌株T42和热自养甲烷热杆菌(Methanothermobacter thermautotrophicus)Z245共培养时,由于降低了氢分压,使其葡萄糖利用率和氢产量分别提高1倍和2.8倍,发酵产物乙酸和乙醇的比例也从1提高到1.7。     

草鱼自噬相关基因Beclin1的克隆及其在MC-LR胁迫下的表达特征

为评估微囊藻毒素-LR (MC-LR)对鱼类自噬的影响, 根据转录组测序结果得到的EST序列, 采用RACE技术获得了草鱼(Ctenopharygodon idella)自噬基因Beclin1 (CiBeclin1)的cDNA全长序列。该基因序列全长1590 bp, 包括1344 bp的开放阅读框, 编码447个氨基酸, 分子量为51.2 kD, 理论等电点为4.88。CiBeclin1包含1个BH3和1个ECD结构域。CiBeclin1氨基酸序列与其他物种的相似性为88%—98%, 构建的进化树显示CiBeclin1与稀有鲫(Gobiocypris rarus)的Beclin1亲缘关系最近。实时荧光定量PCR (qRT-PCR)检测结果表明, CiBeclin1在肝、肾、脾等10种不同组织中均广泛表达, 但在肝脏组织中的相对表达量最丰富, 显著高于相对表达量最低的头肾组织(P<0.05)。在不同剂量(25和100 μg MC-LR/kg BW) MC-LR胁迫24h、48h、72h和96h后, 草鱼肝脏中CiBeclin1表达量均显著低于对照组的表达水平, 研究结果表明, MC-LR能抑制草鱼CiBeclin1的表达, 但MC-LR是否在该剂量下诱导了草鱼的自噬还有待于进一步研究。     

茶树中2个NAC转录因子基因的克隆及温度胁迫的响应

利用茶树转录组数据库,检索得到2个NAC家族转录因子基因CsNAC1和CsNAC2。通过RT-PCR方法,将其从茶树‘迎霜’中分离克隆,利用荧光定量PCR方法,对CsNAC1和CsNAC2基因在‘迎霜’和‘安吉白茶’2个茶树品种不同组织以及温度胁迫处理下的表达进行分析,以探讨NAC家族转录因子在温度胁迫下的响应特征。结果表明:(1)CsNAC1和CsNAC2基因开放阅读框长度分别为1 044和1 047bp,分别编码347个和348个氨基酸;蛋白功能域预测和多重对比显示,CsNAC1和CsNAC2蛋白N端均含有典型NAC家族成员所具有的NAM保守结构域。(2)进化分析表明,CsNAC1和CsNAC2分别属于NAC家族的NAP和AtNAC3亚家族。(3)三维分子模型建模显示,CsNAC1和CsNAC2蛋白分别含有3个和2个α-螺旋,6个和7个β-折叠。(4)荧光定量PCR结果显示,CsNAC1在2个茶树品种中具有较相似的组织特异性,均在茶树成熟叶中表达量最高;CsNAC2则分别在‘安吉白茶’的幼叶中,‘迎霜’的根中表达量最高;高温(38℃)和低温(4℃)处理下,CsNAC1和CsNAC2基因的表达均受不同温度胁迫影响,不同茶树品种、不同时间段的表达存在差异。     

不同颜色遮阳网遮光对丘陵茶园夏秋茶和春茶产量及主要生化成分的影响

为研究不同颜色遮阳网遮光对夏秋茶与春茶产量和品质的影响,在中国科学院桃源农业生态试验站以“碧香早”茶树为试验材料,选用不遮光和中度遮光（遮光率(50?4)%）的黑色、绿色、银灰色遮阳网开展遮光试验。结果表明：不同季节使用黑色遮阳网能显著增加氨基酸和咖啡碱含量,降低茶多酚含量和酚氨比,与对照茶园比较,夏季、秋季、春季茶叶氨基酸含量分别增加了14.22%、17.07%、6.23%,茶多酚含量分别降低了4.40%、6.43%、27.66%,咖啡碱含量分别增加了9.48%、8.10%、7.28%。夏秋季银灰色遮阳网效果最差,绿色遮阳网效果介于黑色和对照之间,春季三种颜色遮阳网效果均优于对照;茶树遮光后品质明显优于对照,夏秋茶经遮光可达到制高档茶的要求,春茶遮光可达到制名优茶的要求。     

豆腐废水UASB反应器中的原核生物多样性及主要功能菌群

通过构建16S rRNA基因文库,对豆腐废水UASB反应器中颗粒污泥的原核生物多样性进行了分析,并用MPN法对颗粒污泥中的互养产乙酸细菌和产甲烷菌进行了活菌数量测定。结果表明,33%的16S rRNA基因序列属于产甲烷菌,氢和乙酸盐营养型的产甲烷菌在颗粒污泥中数量最多,分别为1.1×10.9个/mL和4.5×10.8个/mL。低GC革兰氏阳性菌和δ-变形菌纲分支的细菌也是颗粒污泥中的主要菌群,它们的16S rRNA序列分别占22%和9%,其中互养产乙酸细菌在颗粒污泥中的数量可达4.5×10.7个/ml。绿色非硫细菌是另一类丰度很高的细菌,其16S rRNA序列占文库的12%。对各类微生物在颗粒污泥中可能的作用进行了讨论。通过研究不仅了解了特定环境中的微生物组成,还为从中分离特异类群的微生物提供了指导。     

鲤鱼两个cGnRH-Ⅱ基因的发现及其在成熟个体的表达分析

促性腺激素释放激素(GnRH)是一个保守的神经十肽家族, 在调节脊椎动物的性腺发育和控制性成熟中起至关重要的作用. 用RACE和RT-PCR方法, 从鲤鱼脑组织克隆得到两个差异的cGnRH-Ⅱ cDNAs序列, 其长度分别为622, 578 bp. 两个cDNA编码的cGnRH-Ⅱ前体均为86个氨基酸, 包括一个信号肽、cGnRH-Ⅱ十肽和一个由蛋白水解位点(Gly-Lys-Arg)连接的GnRH相关肽. 内含子捕获和Southern杂交证实鲤鱼基因组中有两个cGnRH-Ⅱ编码基因, 且两个基因都可能以单拷贝形式存在. 鲤鱼cGnRH-Ⅱ的多基因编码现象为“基因复制”理论提供了新的证据. 采用半定量的RT-PCR分析了两个cGnRH-Ⅱ基因在鲤鱼成熟个体的脑区、垂体和性腺中的表达及相对表达水平. 表达分析结果表明, 脑区、垂体和性腺都能检测到cGnRH-Ⅱ基因的表达, 但cGnRH-Ⅱ基因在卵巢没有表达是例外, 而表达水平在不同的脑区、垂体和性腺存在差异. 根据两个cGnRH-Ⅱ基因的广泛表达特性, 推测鲤鱼cGnRH-Ⅱ的功能可能主要起神经递质或神经调节剂作用, 同时对促进和调控促性腺激素释放起一定作用, 而在垂体和性腺合成的cGnRH-Ⅱ可能起自分泌和旁分泌调节因子的作用.     

鲤鱼sGnRH基因克隆及其在成熟个体的表达分析

采用RACE方法,从鲤鱼脑组织克隆了两个差异的sGnRH(salmon GnRH[Trp^7Leu^8]GnRH)cDNAs,即cDNA1和cDNA2,其长度分别为393和478bp。两个cDNAs都包括一个285bp开放阅读框,编码的sGnRH前体为94个氨基酸残基,由一个信号肽、sGnRH十肽和一个由蛋白水解位点(Gly-Lys-Arg)连接的促性腺激素释放激素相关肽共3部分组成。用内含子捕获得到相应的两个差异sGnRH基因,即sGnRH genel和gene2,其基本结构都包括4个外显子和3个内含子,3个内含子的核苷酸相似性分别为71．1％、76．1％和88．0％。鲤鱼sGnRH cDNAs及基因的基本结构和编码特点与已报道的不同形式GnRH cDNAs和GnRH基因相似,由此推测所有类型的GnRH可能来自一个共同的祖分子。Southern杂交进一步证实鲤鱼基因组存在两个不同的sGnRH基因座位。相对定量RT-PCR检测发现,两个sGnRH基因除在精巢的表达存在差异外,在脑区、垂体和成熟卵巢共表达。其中两个sGnRH基因在端脑和下丘脑的表达水平明显高于后脑区。根据sGnRH mRNAs在多个脑区、性腺和垂体的共存推测,sGnRH可能对鲤鱼下丘脑-垂体-性腺轴的调节有至关重要作用,同时可能起神经调节剂或自分泌和旁分泌调节因子的作用。     

构建一种精确表达小分子蛋白的技术平台

目的:克服原核表达的小分子蛋白难以去除附加氨基酸的问题,为基因工程精确表达小分子蛋白提供一种简便有效的解决方案.方法:以73个氨基酸的小分子蛋白(黑色素瘤生长激活因子CXCL1的功能区)为例,用PCR方法扩增了基因,TA克隆到载体PET SUMO.测序验证后的重组质粒转化至表达茵BL21(DE3)中诱导表达,融合蛋白用基质辅助解吸电离飞行时间质谱仪进行串联质谱鉴定(MALDI-TOF-MS/MS).通过特异性的SUMO蛋白酶酶解载体SUMO蛋白,利用SUMO蛋白和其蛋白酶带6x His标签的性质,经镍螯合柱亲和层析将二者去除,以Western blotting证明目的小分子蛋白的分离.结果:①经测序,重组质粒无突变,TA克隆方向正确,重组载体构建成功.②MALDI-TOF-MS/MS证明融合蛋白由SUMO蛋白和CXCLl蛋白组成,除去SUMO蛋白后的表达终产物经Westem blotting鉴定,与其相应的抗体有特异性结合,证明分离得到的小分子蛋白即为目的蛋白.结论:运用这一技术可将载体蛋白完全去除从而达到精确表达小分子蛋白的目的,在分子生物学的实验研究中有很好的应用前景.