猪丹毒丝菌SpaA蛋白的表达与纯化

[目的]在大肠杆菌中表达猪丹毒丝菌spaA基因并纯化重组蛋白。[方法]利用PCR扩增猪丹毒丝菌临床分离株spaA基因,构建重组质粒p GEX-4T-1-spaA,转化大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达融合蛋白GST-SpaA,并优化表达条件。最后采用GST琼脂糖纯化树脂纯化,SDS-PAGE和Western Blotting检测。[结果]成功扩增spaA基因,获得重组表达菌株BL21(DE3)/p GEX-4T-1-spaA;在菌体OD₆₀₀为0. 9时,加入IPTG至终浓度0. 1 mmol/L,34℃诱导6 h的条件下表达效果最好。经SDS-PAGE检测和纯化后得到大小为97 kDa的GST-SpaA; Western Blotting检测结果表明,GST-SpaA具有良好的免疫原性。[结论]成功在大肠杆菌中表达了SpaA蛋白,经纯化得到具有免疫原性的重组蛋白,为后续研制猪丹毒丝菌SpaA蛋白亚单位疫苗奠定基础。     

鼻咽癌转录组学研究的现状与进展

转录组学是一门在整体水平上研究某一时刻某一细胞中基因全部转录本种类、结构和功能及转录调控规律的学科,它为研究鼻咽癌不同发病阶段的分子机理和调控网络提供全新的手段.现简要介绍鼻咽癌不同发病阶段相关易感/抑瘤基因的分离鉴定及其功能研究,各阶段基因转录谱和转录调控网络的构建等方面的研究现状和进展.     

多组学前沿技术专刊序言

后基因组时代,基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等技术应用日趋广泛,功能注释成为生命科学研究的中心任务,多组学整合分析成为全面解析生物学机理的主要手段。本专刊邀请了国内多组学领域的相关专家学者介绍了基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等领域最新进展和应用成果,收录了相关文章28篇,以供从事多组学研究的科研工作者参考。     

基于转录组的冬虫夏草菌微循环产孢研究

为研究冬虫夏草菌（Ophiocordyceps sinensis）微循环产孢过程中的分子机理,采用高通量测序技术,对微循环产孢前后冬虫夏草菌的转录组进行研究。筛选获得差异表达基因6 902个。Gene Ontology（GO）功能聚类分析表明,差异表达基因主要参与分子功能、胞内运输、核糖核蛋白复合体等生物学通路。京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)功能富集分析结果表明,差异表达基因参与了核糖体、嘧啶代谢、蛋白酶体、嘌呤代谢、甘氨酸代谢等过程。Mmc、Mcb、MaH1、MaPP5、MaAGA、Pyk等候选基因不同程度的参与了冬虫夏草菌微循环产孢过程,其中Mcb家族基因可能起到关键作用。通过qRT PCR验证差异表达基因,定量结果与转录组测序结果一致。本研究为进一步揭示冬虫夏草菌微循环产孢分子机制以及关键基因的调控提供了重要信息。     

结合代谢组学和转录组学分析恶臭假单胞菌Y-9主动稳定胞内外pH的机制

【目的】揭示恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida) Y-9在氨氧化过程中主动调节胞外和胞内pH稳态机制。【方法】在初始pH为7.19和9.40的硝化培养基中培养Y-9生长48 h，利用代谢组学对比分析Y-9氨氧化过程中的显著差异代谢产物并预测解离常数(pKa)；结合转录组学对比分析Y-9氨氧化过程中的显著差异调控基因。【结果】Y-9在初始pH为7.19的相对酸性条件下，产生麦芽糖醇提高胞外pH；通过上调脱氨酶、脱亚胺酶和阳离子转运相关基因在相对酸性环境中的表达来维持细胞内pH稳定性。在初始pH为9.40的碱性条件下，产5-氨基戊酸3和草氨酸等有机酸及酸性物质降低胞外pH；通过调控NADH脱氢酶、细胞色素、ATP合酶和氨基酸转运相关基因的表达来维持细胞内酸度，应对碱性环境。【结论】本研究结果首先发现了Y-9具有稳定胞外pH的能力，探讨了其胞内pH稳态机制，拓展了对微生物与环境相互作用的认知，为进一步认识微生物脱氮过程中系统pH稳定机理提供了理论依据。     

植物响应盐胁迫组学研究进展

盐胁迫对植物生长的影响主要表现在离子毒害、渗透胁迫以及次级氧化胁迫等,植物遭受盐胁迫时迅速启动相关基因,进行转录调控,进而合成相应蛋白质来控制代谢物合成和离子转运以调节渗透平衡。随着现代分子生物学迅速发展,对植物耐盐机理研究也深入到了转录组、蛋白质组、代谢组及离子组等水平,"组学"研究为耐盐基因鉴定及标志性代谢物的挖掘等提供了有力手段。该文对近年来国内外有关转录组学、蛋白质组学、代谢组学、离子组学的主要研究方法及在盐胁迫中的应用研究进展进行综述,以揭示植物耐盐机理,为优良耐盐碱植物的筛选与培育提供支持。     

Meta-analysis在多种组学领域的应用

Meta-analysis作为一种整合多特征、多数据的统计方法,上世纪90年代被引入生命科学领域。随着高通量测序技术的快速发展,以基因组学、转录组学和蛋白质组学为核心的生命组学逐渐成为生命科学研究的新热点。海量数据的快速产出推动了组学研究的发展,也引发了数据规模过大、难以系统整合等问题。针对上述情况,meta-analysis被广泛地应用于分析各组学数据,方法也不断得到改进。本文系统总结了有代表性的meta-analysis方法,考察了目前meta-analysis在多个组学领域的应用现状,最后讨论了meta-analysis尚待解决的问题并展望未来的发展方向。     

转录组学技术在急性肾损伤中的应用进展

急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是一种常见的临床危重症,发病机制复杂,缺乏有效的防治策略.近年来,转录组测序(RNA sequencing,RNA-seq)技术已广泛应用于AKI分子机制的研究,加深了对AKI亚型和病理生理过程的认知.与常规的全转录组测序(bulk RNA sequencin...     

基于转录组学和代谢组学联合分析草珊瑚萜类化合物生物合成的组织特异性分布

本研究旨在探究草珊瑚叶和根中萜类化合物的组织特异性分布差异,解析其药效品质差异形成的分子机制。采用液相色谱-质谱联用技术(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)和Illumina HiSeq^TM高通量测序技术获得草珊瑚[Sarcandra glabra (thunb) naka]叶和根的代谢组学和转录组学数据。代谢组学结果表明参与叶和根中萜类合成的差异代谢物有50个,包括法尼西基半胱氨酸、甘油醛-3-磷酸、甲羟戊酸-5-磷酸等。转录学结果表明差异代谢酶基因有57条,包括ACTC、HMGCR、MVK、DXS与KS等,并预测了MYB、C2H2、AP2/ERF-ERF等7个转录因子参与调控草珊瑚不同组织部位中萜类的合成和积累差异。实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)结果显示,随机选取的8个参与萜类合成的酶基因在草珊瑚不同组织部位中的表达趋势与转录组学测序结果一致。本研究有助于阐明草珊瑚叶和根临床疗效差异形成的分子机制,同时为草珊瑚的资源开发利用奠定基础。     

小麦响应禾谷镰刀菌侵染的转录组学研究进展

由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病直接为害作物穗部,不仅严重影响小麦产量,还可因为毒素污染问题威胁人畜健康。近年来对小麦与禾谷镰刀菌互作的转录组学研究带来了很多新见解,概述了小麦响应禾谷镰刀菌侵染的转录组学研究进展,主要比较了不同抗性品种、不同器官、不同籽粒发育时期的小麦穗部在禾谷镰刀菌侵染时的基因表达特征,总结了赤霉病感染时小麦的激素响应、信号传导、转录调控和防卫相关基因的表达规律,以期促进研究者对小麦响应禾谷镰刀菌侵染规律的理解。     

红斑丹毒丝菌免疫原性蛋白的鉴定及其编码基因的克隆和测序北大核心CSCD

【目的】为深入研究红斑丹毒丝菌的免疫保护性抗原及其致病机制,采用免疫蛋白组学技术鉴定红斑丹毒丝菌的免疫原性蛋白。【方法】通过SDS-PAGE电泳分离红斑丹毒丝菌C43065株的NaOH提取抗原,用兔抗NaOH提取抗原抗血清经Western blot检测免疫原性蛋白,通过MALDI-TOF质谱技术鉴定蛋白种类,并对部分免疫原性蛋白的编码基因进行克隆和测序。【结果】通过MALDI-TOF质谱技术从C43065株NaOH提取抗原中鉴定出9个免疫原性蛋白,分别为Spa A、伴侣蛋白GroEL、烯醇化酶、ATP结合盒转运蛋白、丙酮酸脱氢酶复合物E1、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、果糖二磷酸醛缩酶、50S核糖体蛋白L1、30S核糖体蛋白S4。其中烯醇化酶、ATP结合盒转运蛋白、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和果糖二磷酸醛缩酶已被证实与链球菌、牙龈卟啉单胞菌、脑膜炎奈瑟菌和结核分枝杆菌的致病性相关。C43065株伴侣蛋白GroEL、烯醇化酶、ATP结合盒转运蛋白、丙酮酸脱氢酶复合物E1、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和果糖二磷酸醛缩酶编码基因大小分别为1614、1296、1260、1005和867 bp,与已公布的红斑丹毒丝菌Fujisawa株相应基因的相似度高达98%。【结论】本文所鉴定的9个免疫原性蛋白,为进一步开展红斑丹毒丝菌保护性抗原及其致病机制研究奠定基础。     

鼠伤寒沙门氏菌baeR过表达株的构建及其耐药性

[背景]鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）是一种重要的人兽共患病原菌,其多重耐药性问题日益严重,双组分系统可调控鼠伤寒沙门氏菌的耐药性。[目的]通过构建鼠伤寒沙门氏菌baeR过表达株及回补株探究BaeSR双组分系统对鼠伤寒沙门氏菌耐药性的影响。[方法]在BaeSR双组分系统和AcrB外排泵双缺失株（CRΔbaeSRΔacrB）的基础上构建baeR过表达株（CRpbaeRΔbaeSRΔacrB）及baeR回补株（CRcbaeRΔbaeSRΔacrB）,测定双缺失株、回补株和过表达株的最小抑菌浓度（minimum inhibitory concentration,MIC）,并对其生长特性、生物膜形成能力及运动性进行分析。采用转录组学技术筛选与耐药相关的差异表达基因,RT-qPCR验证耐药相关基因。[结果]构建了鼠伤寒沙门氏菌baeR过表达株和baeR回补株。与双缺失株相比,过表达株对氧氟沙星、恩诺沙星、氟苯尼考、乙酰甲喹、头孢他啶、头孢噻呋、阿莫西林和氨苄西林的MIC分别升高2-256倍,对大观霉素、安普霉素的MIC下降了50%;与双缺失株相比,回补株对头孢他啶...     

利用蛋白质组学研究新德里金属b-内酰胺酶1对鲍曼不动杆菌的影响

【目的】比较临床分离的亲缘关系近的多药耐药鲍曼不动杆菌MDR-ZJ06(blaNDM-1–)和ABC3229(blaNDM-1+)的差异蛋白质组,以期发现新德里金属?-内酰胺酶1(New Delhimetallo-β-lactamase-1,NDM-1)对鲍曼不动杆菌生长代谢的影响。【方法】利用2-DE联合MALDI-TOF MS/MS技术鉴定差异表达蛋白,并在GO注析的基础上,对差异蛋白进行通路分析、功能分类和富集分析,并作出蛋白与蛋白相互作用网络。【结果】发现ABC3299相对于MDR-ZJ06有51个差异表达蛋白,其中11个蛋白表达上调,40个蛋白表达下调,并且这些差异蛋白主要涉及降低碳代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢和细胞壁合成,增加铁离子转运系统形成。【结论】这个结果揭示了NDM-1可能是通过减缓细菌自身的代谢,增加自身铁的摄取使细菌机体系统地抵抗抗生素从而达到耐药。     

苏云金杆菌Bt4.0718不同时期比较转录组揭示芽胞和杀虫伴胞晶体形成机制

【目的】苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)在形成芽胞的过程中产生大量杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins, ICPs)，是目前应用最广泛、最安全的微生物杀虫剂的主要菌株资源。本研究旨在比较Bt 3个重要时期的转录组，进一步探究芽胞和杀虫伴胞晶体的形成机制，为高效工程菌的构建奠定理论基础。【方法】选取高毒力Bt4.0718菌株营养生长中期(T1-10h)、芽胞形成前期(T2-20 h)、芽胞形成后期(T3-32 h)进行比较转录组分析，对代表性差异基因进行实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR, qRT-PCR)验证、特定功能基因的敲除和表型分析验证。【结果】差异表达基因数量分别为2 147个(T2/T1)、1 861个(T3/T1)、1 708个(T3/T2)。T1时期，培养基中营养相对丰富，主要为芽胞和杀虫伴胞晶体形成做准备。芽胞形成重要调控基因kinA/D、spo0A/F、sigE高水平转录对菌体的生长发育具有重要作用，Cry1Ac、碳源、能源贮藏物聚...     

猪链球菌生物被膜形成的耐药机制

猪链球菌病(Streptococcus suis)是一种严重影响各国养猪业发展和人类健康的人兽共患传染病,可以引起败血症、关节炎、脑膜炎等多种疾病,造成巨大的经济损失.猪链球菌生物被膜的形成是导致其致病性和耐药性增加的主要原因.为了预防和治疗猪链球菌病以及解析其耐药的可能机制,深入了解和掌握猪链球菌生物被膜的形成和耐药...     

基于CiteSpace分析铜绿假单胞菌耐药性研究热点与趋势

【背景】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是临床引发感染的主要病原菌之一,对多种抗菌药物均有耐药性,临床治疗难度大,对该病原菌耐药性的研究一直备受关注。【目的】基于CiteSpace可视化功能,探究铜绿假单胞菌耐药性研究现状、热点与发展趋势。【方法】利用文献计量分析法,以2014–2021年中国知网(CNKI)、万方数据库(Wanfang)、Web of Science (WoS)共8 996篇铜绿假单胞菌耐药性的中英文文献为分析样本,运用Citespace软件对文献发文量、作者合作网络、国家和机构合作网络、文献共被引及期刊分析、关键词聚类、突现等方面进行分析,以探究该研究主题的研究热点及趋势。【结果】英文文献发文量增长速度高于中文文献;我国文献发文量仅次于美国、印度,在该领域科研成果贡献度较高,国际学术影响力较大;中英文文献中均对院内感染疾病和耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌持高关注度。然而,中文文献较关注铜绿假单胞菌耐药性的临床防治问题,英文文献则较关注铜绿假单胞菌耐药性的基础研究。【结论】国内外铜绿假单胞菌耐药性研究对院内感染疾病及新型耐药菌的产生与防治关注度最高,暗示以上研究主题是该领域的研究热点与趋势。     

应用组学技术分析伪结核棒状杆菌的致病性

胞内寄生病原伪结核棒状杆菌(Corynebacterium pseudotuberculosis,Cp)不仅对全球养殖业造成巨大的经济损失,且可感染人而危害公共卫生安全。组学技术的快速发展促进了Cp致病性的研究。通过基因组测序分析获得72株Cp全基因组序列,初步明确了羊型Cp与马型Cp的结构、进化关系及致病性差异的可能原因;基于蛋白质组学研究,发现了磷脂酶D(PLD)、丝氨酸蛋白酶(CP40)及神经氨酸酶H(NanH)等与Cp生理学、毒性和免疫相关及其他未知功能的蛋白;利用转录组学发现Cp在高渗透压、热休克或酸性条件等恶劣环境中以粘附、应激和氧化还原反应基因表达差异最为典型。本文在介绍Cp基因组测序情况基础上结合作者获得的Cp宣汉株(XH02)基因组序列进行比较基因组学和SNP进化分析,同时对蛋白质组学和转录组学技术在Cp致病机制研究中的应用概况进行综述。     

中华刺蕨和长耳刺蕨配子体发育研究

采用光镜观察,对中华刺蕨和长耳刺蕨配子体发育进行了观察研究.结果表明:中华刺蕨和长耳刺蕨的孢子和配子体发育特征相似,孢子均两侧对称,单裂缝,孢子萌发方式为书带蕨型;配子体经丝状体、片状体发育为心形原叶体,毛状体多产生于幼原叶体生长点两侧边缘,为多细胞棒状,原叶体发育方式为槲蕨型;幼原叶体阶段即可产生精子器,而颈卵器只产生于大型心形原叶体生长点下方,性器官发育类型为薄囊蕨型,卵受精后发育成孢子体.该研究结果支持秦仁昌将刺蕨属和实蕨属独立为实蕨科的观点.     

贺兰山岩黄耆及其近缘种的分类学研究

依据植物野外和腊叶标本形态观察以及小叶脉序观察,对贺兰山岩黄耆(豆科)及其近缘种进行了分类学研究。结果表明:贺兰山岩黄耆及其近缘种之间较为稳定的差别体现在花器官的形态方面。贺兰山岩黄耆与短翼岩黄耆的主要区别特征是小苞片长为萼筒的1～2倍,旗瓣与龙骨瓣近等长,而后者的小苞片长为萼筒的0.5～0.8倍,旗瓣长为龙骨瓣的0.8倍。贺兰山岩黄耆与华北岩黄耆和费尔干岩黄耆的主要区别是翼瓣长为龙骨瓣的0.3～0.5倍,而后二者的翼瓣长均为龙骨瓣的0.7～0.8倍。在小叶脉序特征方面,贺兰山岩黄耆与短翼岩黄耆和华北岩黄耆近似,均为小叶一级脉纤细,二级脉不分支,二级脉环外有较多网结三级脉,具少量复合二级间脉或不明显,而费尔干岩黄耆小叶一级脉粗,二级脉多分支,二级脉环外有少量网结三级脉,具明显的简单二级间脉。此外,小叶脉序特征可能在岩黄耆属组间关系的探讨中发挥作用。     

低浓度红霉素对猪链球菌蛋白表达、交叉耐药性与荚膜多糖的影响

【目的】探索低浓度红霉素对猪链球菌蛋白表达、交叉耐药性与荚膜多糖的影响,为进一步研究饲料中低浓度抗生素促生长剂对环境中微生物的影响奠定基础。【方法】猪链球菌接触低浓度红霉素后,利用蛋白质组学iTRAQ技术,筛选关键差异表达蛋白。同时测定猪链球菌的交叉耐药性和荚膜多糖含量。【结果】共鉴定到差异表达蛋白181个,占总鉴定蛋白的12%,猪链球菌通过改变自身蛋白质组的表达量,以适应红霉素的选择性压力。多数差异表达蛋白参与催化和代谢过程,属于膜蛋白,其中13个ATP结合盒转运蛋白、3个核糖体蛋白、DNA回旋酶上调表达,8个荚膜多糖蛋白、DNA聚合酶Ⅳ下调表达。接触低浓度红霉素后,猪链球菌对多种抗生素出现交叉耐药性,消除红霉素后,药物敏感性恢复。接触低浓度红霉素后,荚膜多糖含量也未发生大幅度变化。【结论】猪链球菌为适应低浓度红霉素的选择性压力,大量表达多重耐药的主动外排泵,增加核糖体蛋白的表达量,降低荚膜多糖蛋白的表达量。