利用结构优化的TALE-TF高效诱导MEF细胞内源基因Oct4的表达（英文）

转录激活子样效应因子核酸酶(TALENs)已用于基因组编辑,而TALE转录激活因子(TALE-TFs)可用于内源基因的调控。通过修饰的TALE蛋白与内源基因的启动子特异性结合来激活或抑制基因的表达。但是,对于截短了N端的TALE是否会影响TALENs的效率还不确定。本文设计了不同长度N端的TALENs哺乳动物及酵母表达载体,对应哺乳动物绿色荧光报告载体及酵母报告载体。分别在哺乳动物细胞和酵母细胞上对不同长度N端TALENs的活性进行了检测。检测结果发现,含120个氨基酸N端的TALEN在酵母AH109细胞中的活性最高,N端长度为153个氨基酸的TALENs在293T细胞中表现最高的活性,但N端长度为153、140和160个氨基酸的TALENs的活性差异不显著(P0.05)。随后,将结构优化了的TALE-TF用于小鼠胎儿成纤维细胞中激活Oct4基因。相对阴性对照组,TALE-TF将Oct4基因表达量上调了418倍。本研究结果表明,在哺乳动物细胞和酵母细胞中,具有最高活性TALENs的N端长度是不同的。本研究用结构优化的TALE-TF诱导内源基因高水平的表达,为从体细胞中获得iP S细胞提供了研究策略。     

新型靶向基因组编辑技术研究进展

传统的靶向基因组编辑技术改造基因效率非常低,严重制约了基础研究和临床应用。因此,新的靶向基因组编辑工具的研究显得非常重要,以此来提高基因原位修复、定点整合及高通量基因敲除的效率。主要论述了近年来发现的新型靶向基因组编辑技术即锌指核酸酶(ZFN)、转录激活子样效应因子核酸酶(TALENs)、规律成簇间隔短回文重复(CRISPR)/Cas系统。从它们的发现、结构和研究进展及应用前景等方面进行了总结;通过比较三者的优缺点,发现规律成簇间隔短回文重复(CRISPRs)具有明显的优点。     

基因组编辑脱靶研究进展

近年各种基因组编辑技术的成功研发为人类疾病的治疗与预防谱写了新的篇章,这些技术对应的基因组编辑工具主要包括锌指核酸酶(ZFNs)、转录激活子样效应因子核酸酶(TALENs)和最近发现的规律成簇间隔短回文重复(CRISPR)/Cas系统。这些工具相应的脱靶问题目前是制约基因组编辑技术介导人类疾病治疗的重要瓶颈。本文将分别从基因组编辑工具的介绍、脱靶的现状、解决优化的方案和检测方法进行总结与探讨,通过比较,进一步了解基因组编辑工具的优缺点及相关脱靶检测方法的适用性。     

过表达KLF4重组质粒的构建及其在白血病K562细胞中的表达

为了构建过表达锌指转录因子Krüppel样因子4(Krüppel-like factor 4,KLF4)基因的重组质粒pEGFP-KLF4,观察其在白血病K562细胞中的表达,以RT-PCR法扩增人KLF4基因,构建pEGFP-KLF4重组质粒;经酶切及测序鉴定后,将pEGFP-KLF4质粒电穿孔转染白血病K562细胞(K562/pEGFP-KLF4组),设pEGFP-C1空质粒转染K562细胞(K562/pEGFP-C1组)及空白K562细胞作为对照,荧光显微镜观察EGFP-KLF4融合蛋白的表达情况,同时用抗生素G418筛选阳性克隆并扩大培养建立稳定过表达KLF4基因的K562细胞株,随后用RT-PCR检测3组K562细胞中KLF4的m RNA表达水平。实验结果显示,pEGFP-KLF4重组质粒构建成功。该质粒转染K562细胞24 h后能观察到较高强度的绿色荧光;经G418筛选出的阳性克隆扩大培养后建立了稳定过表达KLF4基因的K562细胞株;与对照组相比,K562/pEGFP-KLF4细胞组KLF4的m RNA表达水平明显升高,其过表达率为65.71%(P0.05)。实验中构建的过表达KLF4基因的重组质粒pEGFP-KLF4能在K562细胞中高效表达,为进一步研究其在白血病中的作用奠定了基础。     

人α－肿瘤坏死因子基因的高效表达

用人工合成的α－肿瘤坏死因子(TNF—α)基因构建了五个不同的表达质粒,它们不同之处是SD序列与起始密码子ATG问距离(D)各异．计算机模拟计算出翻译起始区域(TIR)中二级结构的最小生成自由能．以(D)为6个核苷酸时最小(绝对值)。它的表达效率也最高,产物TNF—α可达菌体总蛋白的60％．密码子的选用对表达效率有很大的影响,故人工合成TNF－α基因(选用大肠杆菌偏爱的密码子)的表达效率高于sc－DNA(对部分密码子改造的半合成eDNA)．     

敲除eIF4B基因对小鼠胚胎肝脏细胞凋亡的影响北大核心CSCD

真核翻译起始因子4B(eukaryotic translation initiation factor 4B,eIF4B)在mRNA翻译起始、细胞存活和增殖过程中发挥着关键作用,然而其在生物体内的生物学功能仍存在许多疑问。本研究利用eIF4B基因敲除小鼠模型,结合苏木精和伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色、流式细胞术、Western blotting和免疫组化等一系列实验技术手段,探究了eIF4B在胚胎发育过程中的功能及作用机理。结果显示,eIF4B敲除小鼠胚胎的肝脏呈现严重病理损伤,主要表现为胚肝细胞的凋亡和坏死,而小鼠胚胎的肺脏、脑、胃和胰腺则发育正常。进一步研究发现,在eIF4B敲除小鼠的胚胎肝脏中活化型caspase 3(cleaved-caspase 3)的表达水平显著升高。此外,eIF4B敲除小鼠的胚胎成纤维细胞和胚胎肝脏中mTOR通路下游信号分子p70S6K的表达和磷酸化水平以及4EBP1的磷酸化水平显著升高。综上所述,eIF4B敲除导致cleaved-caspase 3表达增加和mTOR信号通路过度活化,促进胚肝细胞的凋亡,致使小鼠胚肝发育异常,最终引发小鼠胚胎死亡。本研究揭示了eIF4B在胚胎发育过程中的重要作用,为深入了解eIF4B在生物体内的生物学功能提供了新的科学依据。     

大叶紫珠中得到的一个新苯丙素类衍生物（英文）北大核心CSCD

采用硅胶、ODS和葡聚糖凝胶LH-20柱层析方法,从大叶紫珠(马鞭草科)70%乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部位得到一个新的苯丙素类衍生物。采用包括电喷雾离子化高分辨质谱和一维、二维核磁共振等多种光谱学手段鉴定该化合物结构为2-甲氧基对苯二酚-4-O-[(5-O-反式-咖啡酰)-β-D-呋喃芹菜糖]-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖苷。     

细胞分裂素基因（T—cyt）启动子驱动下的GUS基因在烟草和马铃薯中的表达

构建了来自根癌农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍ ｅｆａｃｉｅｎｓ） Ｔ－ＤＮＡ 的细胞分裂素基因（Ｔ－ｃｙｔ）启动子驱动下的ＧＵＳ基因的表达质粒,并用以转化烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ ｃｖ． Ｗ ３８）和马铃薯（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｕｂｅｒｏ－ｓｕｍ Ｌ． ｃｖ． Ｄｅｓｉｒｅｅ）,研究其在转基因植物中表达的定位。结果表明,Ｔ－ｃｙｔ启动子在转基因植株的根、茎、叶、块茎和萌发的种子中均可表达。其中在茎和块茎中的表达是不均一的：在维管束部分表达较强,在侧芽或叶柄的生长点及块茎的芽生长点表达活性较高。此外,在培养基中加入０．１ ｍ ｇ／ＬＢＡＰ,转基因烟草茎中ＧＵＳ基因的表达活性增强,而对ＮＡＡ 没有明显的反应。看来某些外源植物激素对Ｔ－ｃｙｔ启动子的活性有一定的诱导作用     

异源表达芸薹生链格孢谷氨酸脱氢酶基因AbGDH提高水稻氮素利用率的研究（英文）

氮元素是植物生长发育所必需的重要元素之一。高等植物中的NADP(H)型谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase, GDH)对NH4~+亲和力较低,因此植物主要通过谷氨酰胺合成酶(GS)/谷氨酸合酶(GOGAT)途径吸收NH4~+。真菌等低等生物中的GDH对NH4~+亲和力较高,所以它们在对NH4~+的利用途径中起着重要作用。本研究克隆了来自芸薹生链格孢(Alternaria brassicicola)的谷氨酸脱氢酶基因(AbGDH),并在水稻(Oryza sativa L. cv. Kitaake)中成功表达。体外酶活性分析表明, AbGDH对NH4~+、α-酮戊二酸和谷氨酸的K_m值分别为2.144±0.141 mmol/L、2.690±0.233 mmol/L和96.772±0.542 mmol/L。体内酶活性测定显示,与野生型相比,过表达AbGDH的水稻有更高的NH4~+亲和力和氨同化能力。此外,水培实验表明,与对照植物相比,转基因幼苗在低氮条件下植物高度和干重显著增加。这些结果说明,在水稻中异源表达AbGDH能促进α-酮戊二酸转化为谷氨酸,并在低氮条件下促进水稻的氨同化,从而提高氮素利用效率。     

Krüppel样因子4通过支持PPARγ信号通路维持细胞稳态以保护血管平滑肌细胞免受泡沫细胞样表型转化的损害（英文）

动脉粥样硬化(AS)被普遍认为是一种血管壁细胞(包括内皮细胞和血管平滑肌细胞)、循环细胞以及固有免疫原性细胞(例如单核细胞/巨噬细胞)等多种细胞综合作用引起的炎症性疾病。其中血管平滑肌细胞(VSMCs)胆固醇超负荷形成的泡沫细胞可能在动脉粥样硬化的进展中发挥重要作用。Krüppel样因子4(KLF4)是一种关键的抗炎转录因子,尤其在心血管疾病方面,已被证实发挥了重要的血管功能保护作用。然而,目前尚不清楚KLF4是否在AS过程胆固醇对VSMCs的损伤中发挥保护作用。该研究旨在探讨KLF4在AS进展过程中VSMCs泡沫细胞样表型转化的作用及其分子机制。小鼠AS造模结果显示,KLF4缺失增加动脉粥样硬化斑块面积(P<0.05),并增加动脉壁脂质蓄积(P<0.05)及血清胆固醇含量(P<0.05),加速AS进展。细胞内油红O染色及胆固醇含量测定研究证实,KLF4缺失促进VSMCs内胆固醇蓄积(P<0.05)。QRT-PCR和Western印迹结果证实,KLF4缺失促进VSMCs胆固醇摄取、合成、促炎因子分泌及巨噬细胞黏附和胆固醇损伤诱导的巨噬细胞标志物的表达(P<...     

利用响应面法优化固氮类芽孢杆菌Paenibacillus sp.1–49的发酵培养基（英文）北大核心CSCD

【目的】固氮类芽孢杆菌Paenibacillus sp.1–49是本实验室分离的具有潜在生物肥料价值的微生物菌剂。该菌在常见的培养基中不能高效生长(OD_(600)≤1)。本文拟优化发酵培养基成分以获得最大菌体生物量。【方法】运用响应面分析中的因素筛选实验设计和最陡爬坡实验以及中心复合设计法,对菌株的发酵培养基进行了响应面优化。【结果】利用响应面优化法最终确定了菌株最佳培养基:蔗糖36.22g/L,Tryptone 5.31 g/L,Yeast Extract 10.92 g/L,Mg SO_4 0.51 g/L,Na Cl 3.5 g/L,Na_2Mo O_4 0.02 g/L,FeS O_4 0.02 g/L。通过摇瓶发酵后菌体OD600=10.280,达到预测值的94.6%。【结论】利用响应面法成功地对Paenibacillus sp.1-49的发酵培养基进行了优化,为该菌株和其他类芽孢杆菌的大规模发酵提供了参考。