禽流感病毒血凝素HA的可变性解析

以重组的蒙古鸭H5N2禽流感病毒A/Duck/Mongolia/54/01的血凝素HA蛋白的cDNA为模板,进行PCR随机突变,表达只有单个氨基酸突变的H5HA基因共计38个.根据红细胞吸附反应,分析这些突变HA的功能,仍然具有红细胞吸附活性的单个氨基酸突变的HA约占89%,说明H5HA单个氨基酸突变的容许率是相当高的.HA1区突变数目大约是HA2区的两倍.对失去红细胞吸附功能和某些仍然拥有红细胞吸附功能的HA及单个氨基酸突变的位置与结构的关系进行探讨.有两个位点氨基酸突变了两次,但都不影响红细胞吸附功能,对红细胞吸附功能的影响,似乎主要由位置决定,而不是取决于取代的氨基酸的种类.位点179位和122位的突变是不允许的;位点179位于H5N1的受体结合区域RBD内,122位位于A抗原决定簇区附近,推测在H5HA三维结构上,这两个位点位于HA分子的内部,维持着H5HA的结构.HA1Cys位点4和HA2Cys位点148的突变是不允许的.这两个Cys正好形成HA1和HA2连接的桥梁,对维持H5HA结构也是相当重要的.本实验中HA先后失去了三个糖基化位点,但并不影响吸附红细胞的功能.总之,通过实验分析以研究某些氨基酸改变的效果,寻找关键位点是否突变,可以作为评估H5N1野毒株大流行潜力的分子标志.     

新发甲型H1N1流感病毒HA分子的变异分析

目的:从分子进化水平上分析流感的起源及发展问题,研究目前爆发的H1N1病毒的HA分子的变异行为.方法:以GenBank公布的甲型流感H1N1病毒血凝素(hemagglutinin,HA)核酸序列和我国及世界范围内近几年来报告的H1N1流感病毒HA的核酸及氨基酸序列为研究对象,利用CLUSTAL 1.83和NetNGlyc 1.0等生物信息学软件对HA核酸和氨基酸序列进行了比对分析;将其糖基化位点、氨基酸序列和抗原决定簇与以往流感病毒进行了比较.同时,还将人源和猪源甲型H1N1流感病毒的HA氨基酸序列进行了序列比对和系统发育分析.结果:最新爆发的甲型H1N1流感病毒的HA除了在60,259,453,512位点高度保守区域与之前爆发的流感病毒一致外,在249位点新出现1个"-NTT-"的糖基化位点.发现所有的甲型病毒的氨基酸序列在8个氨基酸位点均发生改变,而8个氨基酸位点位于6个抗原抗原决定簇上.结论:糖基化位点的增加,氨基酸位点的改变导致抗原决定簇的改变,即抗原性漂移现象,都成为引起其传染性改变的重要原因.     

A(H3N2)亚型流感病毒血凝素基因特性及蛋白结构分析,以南宁市2009～2012年为研究案例

利用生物信息学软件和数据库研究南宁市2009~2012年度A(H3N2)亚型流感病HA基因的遗传变异规律及蛋白结构变化。通过RT-PCR扩增H3N2病毒HA基因并测序,同源比对统计毒株氨基酸位点的差异、构建系统进化树分析进化规律和同源建模分析蛋白结构的变化。系统进化树表明53株HA基因序列被分为4个类群,呈多侧支流行;所有毒株的二硫键和受体结合位点(RBS)高度保守;部分毒株HA在第45位点增加一个糖基化位点,在第144位点丢失一个糖基化位点;HA抗原决定簇氨基酸累计有30个位点发生变异,涉及5个抗原决定簇;HA晶体结构分析抗原决定簇突变位点主要发生在无规则卷曲处,大多数替换的氨基酸种类和性质相同或相似。南宁市A(H3N2)亚型流感病毒株变异活跃,2012年A(H3N2)亚型流感病毒与当年WHO推荐的疫苗株具有较远的进化距离,多数毒株具备了形成新变种的条件,是否形成新的流行株,有待深入研究。     

甲型H1N1流感病毒HA蛋白抗原表位及受体结合位点突变特性的对比研究

人群中流行的H1N1病毒按其来源可分为两类:人感染的猪H1N1病毒与人类季节性H1N1流感病毒。这两类病毒在流行频率、易感性和致病性等方面存在明显差异。文章收集了1918～2009年间17株人感染的猪甲型H1N1毒株以及21株季节性H1N1毒株,通过序列比对、氨基酸残基保守性分析及3D结构对比等生物信息学方法,揭示造成这两类病毒流行病学和感染性差异的机制。研究发现这两类病毒HA蛋白的进化路径并不相同,且两者具有不同的突变特征,人感染的猪H1N1病毒中,Ca1、Ca2、Sa和Sb四个位点均较为保守,仅Cb位点的突变较快;季节性H1N1病毒仅有Ca1位点较为保守,其他四个抗原性位点均具有较快的突变速率,且较多的突变为新类型的氨基酸。另外,对受体结合位点的研究也显示,这两类病毒的该区域存在5个氨基酸水平的差异(ALA138SER、GLN192LYS、GLN196HIS、ALA198GLU和ALA227GLU),这些位点的差异使得人感染的猪H1N1流感病毒比人类季节性H1N1病毒的易感性更强。这些研究结果可为阐明两类H1N1流感病毒感染性及致病性差异提供更多的信息,并有助于进一步认识H1N1流感病毒的进化机制。     

乙型肝炎病毒X蛋白的优势氨基酸序列与热点突变位点的生物信息学分析

乙型肝炎病毒X蛋白(hepatitis B virus X protein,HBx)全长154个氨基酸,与肝癌发生密切相关.为确定HBx的优势氨基酸序列和热点突变位点,在GenBank中下载所有HBx的氨基酸序列13950条,剔除插入突变、缺失突变和起始密码子非甲硫氨酸的序列,最后保留7126条.通过分析这7126条序列,计算出HBx每个位点的氨基酸分布情况,出现频率最高的氨基酸为该位点的优势氨基酸,其他氨基酸为突变氨基酸.154个位点的优势氨基酸组成HBx优势氨基酸序列.突变率>10.0%的热点突变位点有32个.其中第36、42、44、87、88和127位氨基酸有4种(突变率>1.0%)以上突变形式,具有较高的多态性.与肝癌密切相关的K130M/V131I双突变率为34.7%.通过7126条HBx序列与优势序列的同源性比较,随机选出其中50条序列(2条与优势序列同源性<75%,48条同源性为76%~99%),与23条参考序列及优势序列共同构建系统发生树.结果显示,HBx优势氨基酸序列属于基因型C,这与基因型C为全球主要流行型一致.本研究首次系统性分析了GenBank中HBx的优势序列,确定了32个HBx热点突变位点和6个多态性较高的位点,为基于HBx突变的基础和应用研究奠定了基础.     

H5N1亚型禽流感病毒HA糖基化位点缺失突变株的构建及生物学特性

不同H5亚型禽流感(AIV)HA上糖基化位点的分布是不同的,然而不同糖基化位点对病毒的作用仍不十分清楚。本研究利用定点突变和反向遗传操作构建了3个不同糖基化位点单缺失突变病毒,并对其增殖特性和毒力进行了测定。结果表明,通过HA基因序列测定和免疫印迹分析证实已成功去除了特定糖基化位点。158位糖基化位点缺失突变株rS△158在鸡胚中的EID50和MDCK细胞上TCID50比野生型rS略低,空斑直径显著减小;而单独去除169位和290位糖基化位点的rS△169和rS△290的EID50和TCID50略高于野生型rS,空斑直径相近,但空斑数要比后者高出10倍以上。所有突变株及野生型病毒在CEF上增殖速率相同,对SPF鸡均是高致病性的。因此,糖基化位点可影响病毒的体外增殖,但结果因细胞而异。     

2010?2011年全球季节性H3N2流感病毒表面蛋白基因的分子遗传特性分析

[目的]分析2010年1月至2011年9月间全球季节性H3N2流感病毒血凝素(Hemagglutinin,HA)和神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)基因的演变和分子特征,为流感病毒的防制提供分子信息依据.[方法]搜集期间季节性H3N2流感病毒HA和NA基因的完整核苷酸序列,分别绘制两基因编码序列的进化树;推导出相应的氨基酸序列,统计不同毒株间氨基酸位点差异并分析重要功能位点的变化.[结果]在136条完整的片段4和131条片段6中,2条HA和l条NA序列源自猪群流感病毒,剩余的序列根据进化特征可被分为两群.相比疫苗毒株,发生在HA和NA蛋白抗原位点的平均差异数分别为5.33和2.01个,3个毒株分别在HA宿主受体结合位点和二硫键及NA耐药位点出现突变,多数毒株的糖基化位点增多.江苏毒株和广东毒株分别属于群l和群2,且两省毒株间在HA蛋白抗原位点的差异数从7到13个不等.[结论]2010年1月至2011年9月间的全球季节性H3N2病毒主要呈现两种基因进化特征.因抗原性差异对疫苗开发具有指导作用,而多数毒株的抗原性检测信息仍然未知,但从抗原位点和糖基化位点的变异情况来看,多数毒株的抗原性可能已经变化,为判断是否形成新的流行株,应开展进一步的抗原性检测;并且各地区卫生行政部门应根据耐药位点的变化,制定相应的抗病毒治疗措施.     

人感染新型H10N3禽流感病毒分子溯源

【背景】1997年香港发生人感染禽流感事件以来,禽流感病毒成为持续威胁人类健康和公共卫生的重要病原体。【目的】对一例人感染新型H10N3禽流感病毒病例开展分子溯源研究。【方法】流感病毒分型检测采用RT-qPCR法,在下一代测序平台上完成病毒基因组测序,序列和系统进化分析采用BLAST和MEGA 6.1等生物信息学软件。【结果】2021年4月从严重呼吸道疾病患者体内分离到一株病毒,经核酸检测和序列分析,结果表明其为H10N3亚型禽流感病毒。从患者居所附近的农贸市场分离到一株基因高度同源的H10N3亚型禽流感病毒。分离株是一种新的基因重配H10N3禽流感病毒,其血凝素hemagglutinin(HA)和神经氨酸酶neuraminidase(NA)组合最早在2019年华东地区的家禽中检测到,6个内部基因来源于近年来中国南方家禽中流行的H9N2病毒。病毒的HA蛋白的裂解位点含有1个碱性氨基酸R,未插入多个碱性氨基酸,理论上不属于高致病性禽流感病毒。HA蛋白受体结合位点228位氨基酸残基由G突变为S,理论上增强了对人SAα2,6受体的亲和力。另外,未发现PB2蛋白E627K突变,但591位氨基酸...     

mtATPase6基因变异与弱精子症的相关分析

为了分析mtATPase6基因突变与弱精子症的相关性,按wHO标准收集了27例弱精子症精液标本和28例精子活力正常精液标本,PCR扩增mtATPase6基因,纯化测序,分析mtATPase6基因突变,比较两组突变频率的差异.结合生物信息学工具分析错义突变位点的氨基酸进化保守性及其蛋白质部分三级结构.结果显示:发现了6个未曾报道过的突变位点;弱精子症组mtATPase6基因平均突变率显著高于对照组,可能与弱精子症有一定的相关性.G8584A、A8701G和G9053A三个错义突变可能是多态性位点,其余8个错义突变中的6个具有进化保守性的位点累计突变频率显著高于对照组,这些位点突变可能与弱精子症有关.     

1996-2004年中国福建省甲3亚型流感病毒（H3N2）的分子进化

对1996～2004年甲3亚型流感病毒的HA1基因在中国南方福建省的变异特点与流行特征进行研究．对25株（其中11株基因序列来自GenBank）甲3亚型流感病毒HA1基因进行种系发生学分析．研究表明在约8个流感流行季节中,HA1基因在不断进行着点突变,期间可能发生了4次抗原性漂移．氨基酸突变的位点主要位于HA1分子抗原决定簇A～E内及附近和某些受体结合位点．其中,抗原位点B,A和受体结合位点226位的突变对于抗原漂移至关重要,但随着流感病毒的进化,抗原位点和与抗原漂移有关的关键密码子也会发生改变．因此,在亚洲南部监测甲3亚型流感病毒HA1基因阳性选择密码子的突变是很重要的．     

miR-490-3p通过靶向调控TGFBR1抑制非小细胞肺癌细胞的增殖和侵袭

目的:以非小细胞肺癌A549细胞为模型,探讨miR-490-3p在肺癌发生发展过程中的作用及其调控机制。方法:通过miRBase数据库获得miR-490-3p序列,设计miR-490-3pmimics并转染A549细胞,CCK8、细胞划痕及Transwell实验分别检测miR-490-3p过表达对A549细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响;使用miRwalk在线工具预测miR-490-3p可能的调控基因,通过实时荧光定量PCR及Western印迹对候选调控基因进行筛选,最后通过双萤光素酶报告基因实验验证miR-490-3p与调控基因之间的靶向关系。结果:过表达miR-490-3p可显著抑制A549细胞的增殖、侵袭和迁移能力;在预测的miR-490-3p候选靶基因中,选择与细胞增殖、迁移等表型相关的RASAL2、TGFBR1、PAPPA、HMGA2、TGFA靶基因进行实时荧光定量PCR及Western印迹筛选,结果仅TGFBR1基因在mRNA和蛋白水平的表达与miR-490-3p水平呈负相关,且双萤光素酶报告实验证实miR-490-3p可直接与TGFBR1的3'-UTR结合并抑制其表达。结论:miR-490-3p通过靶向调控TGFBR1的表达抑制非小细胞肺癌A549细胞的增殖和侵袭。     

STORM和STED显微成像技术特点的比较

随机光学重建显微镜(stochastic optical reconstruction microscopy,STORM)技术和受激发射损耗(stimulated emission depletion,STED)显微镜技术是近年来发展迅速的两种超分辨率荧光显微镜技术。这两种技术均提供超越传统荧光显微镜分辨率成像的功能,具有多色显像,三维成像以及活细胞内成像的潜力。在这篇综述中,我们关注两种技术荧光控制、激光强度等技术参数设定,同时结合样品制备、图像采集与处理等流程优化对比两者在分辨率、图像采集时间及具体应用中的优劣。STORM可获得更高的三维分辨率,但可能需要更长的图像采集时间。STED需要较高损耗光强度,却能在图像采集后立即生成超分辨率图像,不需要额外图像数据处理。最终,选择STORM和STED不仅取决于技术的具体应用,还取决于操作者优化各环节技术参数的能力,从而决定图像质量。     

桦褐孔菌乙酸乙酯提取物抗食管癌作用的研究

目的:探讨桦褐孔菌乙酸乙酯提取物对食管癌细胞EC-109、EC-9706增殖、凋亡和细胞周期等表型的影响。方法:用桦褐孔菌乙酸乙酯提取物处理食管癌细胞株EC-109、EC-9706,采用MTT法、流式细胞术、平板克隆实验分析桦褐孔菌乙酸乙酯提取物对食管癌细胞增殖、凋亡和细胞周期的影响。结果:桦褐孔菌乙酸乙酯提取物可显著抑制食管癌细胞的增殖,并降低肿瘤细胞的克隆形成能力。流式细胞术显示,桦褐孔菌提取物可将食管癌细胞周期阻滞在G1期,并促进肿瘤细胞的凋亡。结论:桦褐孔菌乙酸乙酯提取物可抑制人食管癌细胞株的增殖和克隆形成,阻滞细胞周期并诱导肿瘤细胞凋亡,具有一定的抗食管癌活性。     

秋水仙素诱导月季品种‘月月粉’2n花粉的研究

为获得二倍体古老月季品种‘月月粉’人工诱导2n花粉用于现代月季杂交育种,该研究在了解‘月月粉’花粉母细胞发育过程的基础上,使用秋水仙素注射结合包裹法处理幼嫩花蕾,成功获得了可正常萌发的2n花粉,并通过观察诱导获得的花粉离体及其在雌蕊上的萌发特征,初步评估2n花粉用于杂交育种的性能。结果表明:(1)秋水仙素药棉包裹造成部分花蕾在采粉前死亡,花蕾存活率随秋水仙素浓度提高和处理时间延长均极显著降低。(2)2n花粉诱导率在秋水仙素浓度为2.5、5.0、7.5和10.0 g/L间存在显著差异,但在处理时间为24、48和72 h间无显著差异;最佳诱导处理为5.0 g/L秋水仙素处理24 h,诱导率可达15.83%,该处理获得的2n花粉经亚历山大染色检验活力为27.2%。(3)‘月月粉’花粉母细胞在减数分裂时存在异常落后染色体和平行纺锤体,在四分体时期形成染色体数目加倍的二分体和三分体,最终产生2n花粉。(4)所诱导的2n花粉的体外萌发率和花粉管长度与天然花粉无显著差异,且都可以在母本柱头上萌发并长出花粉管进入子房,表明可用于进一步的杂交育种。     

2种新型ω-芋螺毒素的合成及作用靶点鉴定

目的:合成2个来自泡芋螺的新型ω-芋螺毒素Bu1、Bu13,测定其作用靶标,为研制新型镇痛药提供先导化合物。方法:固相合成线性肽,然后在折叠液(0.5 mol/L乙酸铵、1 mmol/L谷胱甘肽、0.1 mmol/L氧化谷胱甘肽)中于4℃折叠24～48 h,富集纯化得目标肽;利用膜片钳技术,测定其对N、P/Q及L型钙离子通道的抑制活性。结果:Bu1、Bu13对N型钙离子通道的半抑制浓度(IC50)分别为0.86、1.02μmol/L,抑制作用低于MⅦA(IC50=0.21μmol/L);10μmol/L Bu1、Bu13对P/Q型钙离子通道的抑制率分别为17.05%±1.34%、13.1%±2.69%,稍高于MⅦA(8.92%±2.12%);10μmol/L Bu1、Bu13对L型钙离子通道的抑制率分别为19.31%±6.22%、4.78%±0.77%,高于MⅦA(<5%)。结论:Bu1、Bu13选择性作用于N型钙离子通道,对P/Q、L型钙离子通道的抑制作用较低。     

封育年限对岩溶植被组成和土壤肥力修复的影响

岩溶植被修复是国家重大战略需求,为揭示封育年限对岩溶植被组成和土壤肥力修复的影响,该研究以空间代替时间的方法,选择不同封育年限的草丛(封育5 a)、灌丛(15 a)、灌乔林(25 a)、次顶极乔林(35 a)和顶极乔林(55 a)作为研究对象,调查分析不同封育年限岩溶植被组成和土壤肥力的特征及其修复机制。结果表明:研究样地(18 000 m ^2)共有维管植物175种,隶属74科139属,不同封育年限群落科属种组成明显不同,以封育5 a的最低(6科19属20种),封育35 a的最高(48科74属88种)。随着封育期延长,乔木生活型比例显著增加,灌木为先增后减,草本急剧减少,藤本先增后减。随着进展演替,群落不同层次的优势种替代规律不同,草本层为阳性杂草→阳性禾草→中生性或阴生性蕨类植物的有序性替代;灌木层为灌木种类被乔木幼苗幼树所替代;而乔木层却表现为常绿种类占优势到常绿与落叶树种共优势的结构性替代。封育初期群落物种组成简单,多样性较低,土壤有机质、全氮、有效氮含量较低,进入中期(25 a),多样性升高,土壤养分含量也增高,进入后期(55 a),多样性降低,土壤养分含量也相应下降,但维持在较高水平,表现出较强的协同修复效应。冗余分析(RDA)表明,群落物种组成在封育初期受土壤容重(SBD)、毛管孔隙度(CP)、全钾(TK)、速效钾(AK)、速效磷(AP)的显著影响,而在中后期则受土壤有机质(SOM)、水分含量(MC)、非毛管孔隙度(NCP)、全氮(TN)、有效氮(AN)以及碳氮磷化学计量比的显著影响。     

小鼠胚胎干细胞定向血管内皮和造血细胞分化体系的建立

目的:建立小鼠胚胎干细胞体外定向分化为血管内皮细胞和造血细胞的体系,并验证诱导后2种细胞的表面分子特征。方法:以小鼠胚胎成纤维细胞为饲养层,首先在无血清培养基StemPro中加入骨形态发生蛋白4(BMP4)、激活素A、碱性成纤维细胞生长因子(FGF-Basic)和血管内皮细胞生长因子(VEGF),诱导小鼠胚胎干细胞系R1/E 4 d后形成拟胚体;再将拟胚体消化后与OP9-DL1基质细胞共孵育,分别用干细胞因子(SCF)、VEGF和SCF、FLt3、白细胞介素3(IL-3)诱导向内皮和造血2个方向分化,并以CD31、CD45、CD144、Kit、CD201作为表面标志,流式检测诱导后细胞的表面分子特征和诱导效率;诱导10 d后免疫组化染色,进行内皮细胞的形态学鉴定。结果:诱导分化10 d后,免疫组化染色观察到多个内皮管状结构,流式检测CD31^+的内皮细胞比例为1.35%±0.05%,进一步分析CD31^+CD144^+CD45^-群体,有3.0%±0.2%的细胞表型为Kit^+CD201^+,提示该部分细胞可能是处于分化上游的内皮干祖细胞;CD45^+的造血细胞比例为35.0%±0.5%,其中0.35%±0.05%的细胞表达Kit和CD201,提示该部分细胞可能是处于分化上游的造血干祖细胞。结论:本研究将胚胎干细胞诱导为内皮细胞和造血细胞,并且能诱导出具有内皮、造血干祖细胞分子特征的细胞,可作为理想的体外诱导分化体系。     

可诱导型敲低PICH的MDA-MB-231细胞系的构建及鉴定

目的:构建稳定表达可诱导型polo样激酶1相关检查点解旋酶(PICH)短发夹RNA(shRNA)的三阴乳腺癌细胞系MDA-MB-231,并通过检测加入诱导剂后细胞的增殖评价敲低效果。方法:设计并合成2条特异靶向PICH的shRNA序列,用分子克隆技术构建pLKO.1-tet-on-shPICH-Puromycin质粒,经菌落PCR及基因测序验证;慢病毒包装并感染细胞,通过抗性筛选获得嘌呤霉素抗性的细胞;经强力霉素(DOX)诱导表达后,Western印迹检测PICH的敲低效果,并通过MTT法对细胞增殖进行检测。结果:菌落PCR凝胶电泳及DNA测序结果显示pLKO.1-tet-on-shPICHPuromycin质粒构建成功;Western印迹结果表明,在DOX诱导下,MDA-MB-231细胞中的PICH蛋白质表达下降,表明可诱导型PICH稳定敲低细胞系构建成功;进一步实验结果显示,MDA-MB-231细胞的增殖随PICH的表达下调而受到显著抑制。结论:构建了可诱导稳定敲低PICH的三阴乳腺癌细胞系MDA-MB-231,为进一步研究PICH在三阴乳腺癌中的作用以及具体的分子机制奠定了实验基础。