基于成分敲除/敲入研究广藿香油抗菌主要药效物质

为研究广藿香油抗菌主要药效物质,遵循成分敲除/敲入研究模式,以百秋李醇与广藿香酮为目标成分,用广藿香油制备百秋李醇与广藿香酮不同含量比例的样品;采用琼脂平板二倍稀释法,分别测定各样品对6种革兰氏阳性菌种及5种革兰氏阴性菌种的最低抑菌浓度(MIC);采用SAS 9.2软件对所得数据进行一元方差分析,并采用SNK法(q检验)联合析因设计进行两两比较分析。实验结果表明广藿香油抗菌效果显著优于敲除目标成分后的阴性样品,但阴性样品仍具有一定的抗菌效果;广藿香油与阳性对照样品(单体百秋李醇∶广藿香酮=2∶1)、百秋李醇单体、广藿香酮单体之间,其整体抗菌效果基本相当;但百秋李醇对革兰氏阳性菌的抑制作用均优于广藿香酮,广藿香酮对革兰氏阴性菌的抑制作用均优于百秋李醇;且两目标成分不同比例配伍的广藿香油对不同菌种的抗菌效果略有差异。由此可见,百秋李醇与广藿香酮为广藿香油的主要抗菌活性物质,百秋李醇、广藿香酮对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌抑制作用有所差异,且两者比例差异对广藿香油抗菌作用有一定的影响,随着广藿香酮比例的增加,对革兰氏阳性菌抗菌活性有下降趋势,对革兰氏阴性菌的抗菌活性有增加趋势。     

酮型广藿香MVA途径基因表达分析及与主要成分合成相关性研究

广藿香药材以广藿香酮含量较高的酮型广藿香为最优质。而广藿香酮为一种萜类成分,其生物合成途径尚未明确。MVA(甲羟戊酸)途径是萜类化合物生物合成的重要途径。为了分析MVA途经基因表达与化学成分的相关性从而获得促进广藿香酮合成的潜在基因,该文以2种酮型广藿香栽培品种(石牌广藿香、高要广藿香)为材料,通过实时定量PCR分析基因表达和主要成分含量测定,并研究了供试材料不同时期的茎、叶中与甲羟戊酸代谢途径相关的HMGR、MK、MDD基因表达及化学成分。结果表明：(1)HMGR基因在石牌广藿香嫩叶中表达更明显;MK基因在石牌广藿香和高要广藿香中表达模式相似,主要在老茎中表达;MDD基因在石牌广藿香叶中比高要广藿香表达量更高,在两种广藿香的茎中表达模式相似。(2)同属于酮型广藿香,石牌广藿香与高要广藿香的化学成分相似,老叶广藿香醇含量最高,老茎的广藿香酮含量更高。(3)MDD和MK基因与广藿香酮的合成正相关。综上结果所述,酮型广藿香两个栽培种MVA途径的基因表达模式相似,MDD和MK基因可能为酮型广藿香萜类代谢途径的关键基因。     

茉莉酸甲酯对广藿香JA信号转导途径及倍半萜合成途径关键基因表达的影响

分析外源性茉莉酸甲酯对广藿香JA信号转导途径关键基因JAZ2、MYC2、COI1及倍半萜合成途径关键基因PTS、FPPS、SQLE表达的影响,为深入研究茉莉酸甲酯调控广藿香JA信号转导途径及倍半萜合成途径的分子机制奠定基础.该文分别用0.10和0.25 mmol·L-1的MeJA喷施广藿香叶片,于处理后的0、2、6、1...     

合成生物学中的DNA组装技术

合成生物学旨在应用工程学的研究思路及手段去设计或改造生物系统,是一个综合了科学与工程的拥有发展潜力的新兴学科,在生物医药、农业、能源、环保等方面发挥着巨大作用。DNA组装技术是合成生物学中的关键技术,也是合成生物学快速发展的限制性技术。综述了众多DNA组装技术的发展及其在合成生物学研究中的意义和应用。     

合成生物学及其在生物技术中的应用进展

合成生物学是一门21世纪生物学的新兴学科,它着眼生物科学与工程科学的结合,把生物系统当作工程系统"从下往上"进行处理,由"单元"(unit)到"部件"(device)再到"系统"(system)来设计,修改和组装细胞构件及生物系统.合成生物学是分子和细胞生物学、进化系统学、生物化学、信息学、数学、计算机和工程等多学科交叉的产物.目前研究应用包括两个主要方面:一是通过对现有的、天然存在的生物系统进行重新设计和改造,修改已存在的生物系统,使该系统增添新的功能.二是通过设计和构建新的生物零件、组件和系统,创造自然界中尚不存在的人工生命系统.合成生物学作为一门建立在基因组方法之上的学科,主要强调对创造人工生命形态的计算生物学与实验生物学的协同整合.必须强调的是,用来构建生命系统新结构、产生新功能所使用的组件单元既可以是基因、核酸等生物组件,也可以是化学的、机械的和物理的元件.本文跟踪合成生物学研究及应用,对其在DNA水平编程、分子修饰、代谢途径、调控网络和工业生物技术等方面的进展进行综述.     

DNA组装技术的研究进展

合成生物学具有巨大发展潜力,作为一门新兴学科,它有效结合了科学与工程,在生物制药、环保、农业、物质能源等方面发挥了巨大的作用。而DNA组装技术是合成生物学中的关键技术,DNA组装技术研究进展极大的限制了合成生物学的快速发展本文在简述合成生物学发展的基础上,基于DNA组装的基本理念,对主要DNA组装技术发展情况及其在合成生物学发展中的意义及应用进行了研究,为DNA组装技术的应用发展提供参考与借鉴。     

合成生物学与国际遗传工程机器大赛对培养大学生双创思维与能力的影响

合成生物学是21世纪前沿交叉学科,是现代生物学最具发展空间的领域之一.随着合成生物学的迅速发展,国际基因工程机器大赛(International Genetically Engineered Machine,iGEM)应运而生.iGEM竞赛项目基于合成生物学学科基础,应用现代生物学技术手段,立足解决社区和身边的实际生物...     

广藿香锌指蛋白基因PatGIS2调控广藿香醇生物合成

广藿香醇(Patchouli alcohol)是广藿香特异的代谢倍半萜类成分,具有很好的神经保护、抗流感病毒等生物活性,是评价广藿香药材及广藿香油质量的指标成分。广藿香植物中法尼基焦磷酸在广藿香醇合酶(Patchouli alcohol synthase, PatPTS)催化下直接合成广藿香醇等倍半萜。本研究以PatPTS基因启动子为诱饵,由酵母单杂筛选鉴定到1个与之结合的新蛋白PatGIS2。其序列含有多个CCHC锌指结构,基序为CX₂CX₄HX₄C,属于CCHC锌指家族。应用RT-qPCR检测发现PatGIS2在成熟叶、老叶以及木质茎中表达量最高,原生质体亚细胞定位检测PatGIS2主要定位于细胞核。在广藿香原植物中瞬时过表达PatGIS2基因,发现PatGIS2表达上调导致PatPTS表达量显著下降约40.34%,瞬时过表达PatGIS2的叶片广藿香醇含量为2.10 mg/g,相比对照(3.40 mg/g)降低了33.39%。综上结果表明PatGIS2的功能主要是通过直接结合并降低PatPTS的启动子活性,抑制Pa...     

基因组工程在医学合成生物学中的应用

合成生物学旨在建立一套完整的工程理论和方法,通过设计和组装基本生物学元件,更为有效地实现复杂生物系统的设计,并使其完成可编程的生物学功能。近年来随着可编程基因组元件的出现,特别是CRISPR和CRISPRi技术平台的建立和完善,使得合成生物学进入了一个全新发展的时期。本文重点综述CRISPR等基因组编辑和调控技术,其在构建可编程生物学元件和复杂基因线路的应用以及合成生物学在医学中(称为医学合成生物学)的发展前景。     

合成生物技术在新材料发展中的应用

合成生物学是一门运用基因操作工具调节和改造生命行为或再创生命形式的工程学科.近年来,合成生物学的发展为新材料的发现、设计和生产等多方面带来了新的机遇.例如,优化工业微生物发酵产物的代谢合成途径,不仅可以提高材料的性能,而且可以大规模地生产目标产品;基于合成生物学的模块设计原理对生物功能分子理性组合,所开发的材料在性能与...     

合成生物学中蛋白质计算预测设计的应用与发展

合成生物学以"工程化"为核心指导思想,自下而上开发生物技术来解决人类社会面临的重大挑战.蛋白质作为生命活动的直接执行者和合成生物学中关键的底层元件,对其定量认识和工程改造的能力直接影响合成生物学的上层建筑.通过蛋白质计算设计技术可实现功能空间跳跃,为合成生物学提供全新元件,使序列-结构-功能的研究从"格物致知"转化为"...     

中国合成生物学发展回顾与展望

合成生物学既是一门"汇聚"型新兴学科,又孕育着颠覆性的使能技术.它在系统生物学基础上,融会工程科学原理,采用自下而上的策略,重编改造天然的或设计合成新的生物体系,以揭示生命规律和构筑新一代生物工程体系,被喻为认识生命的钥匙(建物致知)、改变未来的颠覆性技术(建物致用).中国科学家曾经首次实现人工合成蛋白质(牛胰岛素)和核糖核酸(酵母丙氨酸tRNA),近年来又在染色体合成与染色体工程、基因组编辑、生物底盘构建、定量工程生物学、生物元件工程和基因回路工程、天然活性物质和有机化工产品的人工合成代谢、计算机生物模拟等方面取得系列原始发现和创新成果,成为国际合成生物学领域中的一支重要力量.时值新中国科技发展70年,撰写本文,从一个视角讨论合成生物学发展及中国科学界的贡献,纪念开拓者,励志来者,总结经验,梳理发展思路.期待中国合成生物学繁荣发展,更多地贡献于人类.     

合成生物学：会让世界变得更美好

合成生物学以工程学和生物学作为基础,通过多学科交叉集成,将自然存在的元件模块化、标准化以最终实现利用现代工程理念研究科学问题及应用改造生物系统。合成生物学用人工合成的方法重新设计和改造现有存在的生物系统,     

合成未来：从大肠杆菌的重构看合成生物学的发展

合成生物学（synthetic biology）是伴随着基因工程、系统生物学以及生物信息学的发展而出现的一个新的交叉学科。大肠杆菌（Escherichia coli）作为一种宿主在合成生物学的发展中功不可没。从某种意义上讲,合成生物学的每一次进展都离不开大肠杆菌。从大肠杆菌的角度出发,对合成生物学的发展进行深入分析,并提出了合成生物学在中圉发展的重点。     

广藿香精油的杀虫作用及其活性成分分析

采用室内生物活性测定方法,研究了广藿香〔Pogostem on cablin(B lanco)Benth.〕全草精油的杀虫活性及其活性成分。结果表明,广藿香精油和广藿香酮对菜粉蝶(Preris rapaeL.)和小菜蛾(Plutella xylostellaL.)幼虫有较好的防治作用。使用2.5~40.0 mg.mL-1广藿香精油和1~10 mg.mL-1广藿香酮分别对菜粉蝶和小菜蛾幼虫进行饲喂实验,均表现出较强烈的拒食作用;广藿香精油和广藿香酮对4龄菜粉蝶幼虫毒杀作用的LC50值分别为104.28和32.20μg.mL-1。活性跟踪实验确证广藿香酮为广藿香精油的有效杀虫成分。     

新书介绍

<正>合成生物学及应用合成生物学是生物学、工程学、化学和信息技术相互交叉形成的一个新兴领域,是设计和建造新的生物学配件、设备和系统。以及为了应用的目的,重新设计现存的自然生物学系统。本书主要介绍了合成生物学的四个相关领域——生物燃料、生物修     

合成生物学的科学问题

合成生物学不仅推动了生物工程应用的革命性发展,也为生命科学基础研究带来了崭新机遇.该文提出了合成生物学目前的核心科学问题,一方面是解答生命功能跨层饮涌现的原理,另一方面是基于涌现性原理解决生命系统的理性设计与构建这一瓶颈问题;总结了在合成生物学研究中,当功能涌现原理已知或未知时的不同研究范式,并讨论了合成生物学的定量研...     

基于合成生物学的微生物制造研究进展

基于合成生物学的微生物制造在天然产物药物、生物能源、生物基化学品及生物传感器件的研究中发挥越来越重要的作用。本文系统地介绍了合成生物学研究领域的最新技术进展,包括DNA和染色体合成、新生物元件开发与元件库标准化、染色体工程与最小基因组技术、途径装配技术等,并阐述了合成生物学在微生物制造领域内所取得的突破和巨大的应用价值。     

代谢改造酿酒酵母合成萜类化合物的研究进展

萜类化合物是一类种类繁多、功能多样的化合物,部分具有抗癌、增强免疫力等作用,具有良好的生物活性,在食品、保健品以及医疗等领域应用广泛.近年来,随着对萜类化合物生物合成途径研究的深入,研究人员采用代谢工程手段构建了多种萜类产物的高产酿酒酵母工程菌株,部分已经达到或者接近工业化生产水平.因此,采用合成生物学相关技术手段合成...     

我国合成生物学发展的若干思考

合成生物学实际上更多是一个整合的学科,是在过去的基因工程、代谢工程等基础上整合过来的.但是合成生物学并不是这些相对传统领域的重新的简单包装,如杨胜利院士指出的,其核心是以工程化的理念,把生物体系设计做得更加系统、更加有可预见性,而且有用.目前,国外合成生物学的经典思路是从元件(part) - 装置(device) -系统(system)这种线性的形式来进行研究,但是进展较多的是一些元件和部分合成模块或装置,离真正的从头合成一个人工设计的生物体系还有较远的距离.Venter 合成一个微生物基因组的工作非常伟大.