Nature:新型传染病诊断技术将挽救成人类生命

正近日,一项刊登于国际著名杂志Nature上的研究论文中,来自国外的研究人员通过研究表示,在发展中国家,简单诊断检测技术领域的投资可以帮助挽救人们的生命,同时还可以帮助终结疾病的流行;研究者表示,往手指上夹的医疗设备的广泛使用来测定个体机体血液中的氧气含量可以有效预防14.8万的5岁以下儿童因患肺炎而死亡。血氧饱和仪是一种常用于医院、测定患者机体血氧的非侵入性技术仪器,其可以帮助医生们对多种疾病进行诊断,比如诱发低氧水平的肺炎     

宏基因组技术在开发极端环境未培养微生物中的应用

人类对自然环境中约99％的微生物不能用传统的方法进行纯培养,对于极端环境中的微生物更是知之甚少.随着宏基因组技术的出现,人们可对选一庞大的未知世界进行多方面研究.目前研究者利用这一技术已经对地球上的多种极端生境进行了研究,并取得了很多新的成就.简要概述这一技术在极端环境未培养微生物研究中的应用.     

改造肠道微生物在疾病诊断与治疗中的应用

肠道微生物是近年来新兴的热门研究领域,它与人类疾病健康存在着密切的关系。伴随高通量测序技术的发展,研究者们发现了肠道微生物在疾病的诊断与治疗中的潜力。合成生物学通过设计编辑工具以及反馈回路,可以构建具有诊断疾病或者靶向治疗疾病的肠道微生物工程菌株。这些工程菌能够对环境进行感知、计算和反馈。本文概述了改造后的肠道微生物在疾病诊断与治疗中的应用,同时阐述了目前改造后肠道微生物的临床应用现状,并对"工具短缺"以及目前改造后肠道微生物所存在的安全性等问题进行了讨论。     

PLoS ONE:肠道微生物或影响机体的生理学表现

正发表在国际杂志PLoS ONE上的一篇研究报告中,来自英国埃克塞特大学医学院等机构的研究人员通过研究揭示了机体肠道中数以万亿计的微生物群体的复杂性以及肠道微生物菌群同机体之间相互作用的机理。文章中研究者对一种名为TLR2的蛋白质进行了深入研究,TLR2是机体肠道中微生物群落的关键检测器,其能够调节机体血清素的水平,血清素是一种能够将信息携带到大脑中的神经递质,其在肠道中也存在,而且还能够调节肠道的行为。研究者利用培养的细胞进行研究,在小鼠机体中证实了研究结果,结果发现,肠道微生物能够通过调节血清素转运蛋白的活性来干扰机体的     

VITEK 2 Compact微生物检测系统在生物制剂无菌环境监测中的应用

目的通过收集生物制剂生产中洁净间环境微生物、微生物限度检测样品,应用全自动微生物检测系统(VITEK 2 Compact)进行监测分析,评价其适用性。方法利用革兰染色法和VITEK 2 Compact系统对4种标准菌株和291个纯菌鉴定样本进行方法学验证;对人员及设备表面微生物、沉降菌及微生物限度样本共313个进行菌型鉴定,确认此系统在生物制剂生产中的应用价值。结果共在收集的313个样本中,共检出微生物268株,其中人员及设备表面微生物18株、沉降菌188株、微生物限度62株。可信度均在93%以上。其中革兰阳性菌:藤黄/里拉微球菌46次,库克菌属35次,葡萄球菌属70次;阴性菌:少动鞘氨醇单胞菌38次,鲁氏不动杆菌7次。结论 VITEK 2 Compact微生物检测系统具有高度特异性、敏感性和重复性,并具有操作简便、检测速度快等优点,可广泛应用于医院及疾控中心,尤其对无菌生产环境中微生物的质控和微生物数据库的建立具有重要意义。     

微生物气溶胶采集技术的特点及应用

微生物气溶胶是悬浮于空气中粒径差异显著的生物粒子。污水处理、垃圾填埋等污水和固体废弃物的处理过程会产生大量的微生物气溶胶。近年来,随着对微生物气溶胶的不断认识,对其产生、逸散以及危害环境和人体的研究越来越多。在过去的150年,研究者们研发了多种微生物气溶胶采集技术和仪器设备,每种采集技术各有特点和适用条件。本文阐述沉降法、惯性采样法和过滤法3种典型微生物气溶胶采集技术的特点和原理,分析各种采样设备的适用性,为微生物气溶胶的采集和研究提供参考。     

自然界中不可培养微生物的研究进展

尽管微生物培养技术已经发展了几十年,但是环境中可培养的微生物比例仍然较低。目前研究者对微生物不可培养的原因有了进一步的了解,其关键在于：高浓度的营养基质、无法实现原位培养、不明确环境中微生物之间的相互作用、缺乏尖端的微生物检测方法等。研究者为了克服这些培养障碍,不断研究出许多提高微生物培养效率的方法,简要介绍改进培养基、发展新的培养条件等提高微生物可培养性的方法。     

MAR-FISH技术及其在环境微生物群落与功能研究中的应用

对复杂环境中微生物群落结构和功能的研究是微生物生态学的重要任务。尽管现代分子生物学技术已经成功地用于解析环境中微生物的群落结构, 但是这些方法并不能提供微生物的原位生理学信息。而一种新的方法, 微观放射自显影和荧光原位杂交集成技术(MAR-FISH)则能够同时在单细胞水平上, 检测复杂环境中微生物的系统发育信息及其生理特性。本文总结了MAR-FISH方法的原理, 实验步骤及其在环境微生物群落与功能研究中的应用。     

病原性因子和DNA诊断总论

<正>为了有效地治疗传染病,有必要对引起炎症的病原微生物进行分离、鉴定以及正确的诊断。但是,就整个分离、鉴定过程而言,需要较长时间。为了达到早期诊断的目的,目前正在开发各种快速的诊断方法。在快速诊断方法中,有对存在于检样中的病原微生物的特定抗原进行免疫学检测的方法和对存在于患者血清中的病原微生物的特异性抗体进行检测的方法等。近年来随着分子生物学手段的逐步普及,DNA诊断法已被各个领域广泛采用,现就DNA诊断法与其它方法进行比较:     

分子生物学技术在环境微生物监测中的应用

随着环境生物学的发展,对环境中复杂的混合微生物群落进行及时监测和准确鉴定变得越来越重要。但是传统的研究方法因为检测速度慢、准确性差等缺点,在某种程度上已经不适应于这方面的研究;而以ＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ）技术为主的一些分子生物学技术因具有快速、灵敏的特点,正被越来越多的人所采用。目前,这些分子生物学技术已能在ｒＤＮＡ测序和有关结构基因分析的基础上监测和定量复杂的混合微生物群落中的一些特殊的微生物,而且其中许多技术都是在ＰＣＲ扩增的基础上来检测混合微生物群落中原本…     

环境微生物不依赖于培养的基因组学研究及应用

微生物在生物圈中分布广泛,并且在地球物质循环中占有重要地位,但是约99﹪的微生物目前还不能通过传统的培养方法得到纯培养物（即未培养微生物）,给这些未培养微生物的研究带来很大的困难。随着分子生物学的快速发展及其在微生物研究中的广泛运用,促进了以环境中未培养微生物为研究对象的新兴学科--环境基因组学的产生和发展。在不进行相关微生物培养分离的情况下,通过从环境样品中直接提取获得所有微小生物的全部遗传物质,并构建环境基因组文库;进一步利用功能基因组学研究策略,从文库中寻找编码产生新的有生物活性产物的基因;通过对系统发育相关锚定位点基因序列分析,从而确定特定生态环境体系中未培养微生物的种类结构组成及进化地位,并最终重建该体系中微生物群体的基本物质循环模式。此外,环境基因组学也可以在对未培养微生物生理生化特性深入了解的基础上,建立发展合适的培养体系,最终获得某些特定微生物的纯培养物。本文对环境基因组的构建及相关分析研究策略的进展进行了综述;同时介绍了其在微生物分类及生态学研究的应用。     

微生物燃料电池中产电微生物的研究进展

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)作为一种新型的环境治理和能源技术,目前已得到研究者们的广泛关注。微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能转化成电能的装置,产电微生物作为生物催化剂,对微生物燃料电池的发展至关重要。不同种类的产电微生物,其电子转移机制与能力有所差异,直接影响MFC的产电性能,从而决定MFC在工程实践中的性能与应用。任何含有大量微生物的废水、污泥、沉积物都可以作为产电微生物的筛选来源,尝试从不同环境条件下分离筛选高效产电微生物有望促进MFC的进一步完善,从而加速其在环境中的应用。通过对微生物燃料电池的发展、产电微生物种类及其电子传递机制等进行总结分析,综述了MFC中产电微生物的最新研究进展,包括产电微生物的筛选方法、种类以及技术研究等,最后展望了今后在产电微生物方面的主要研究方向及MFC的发展前景,以期为产电微生物的的筛选和应用奠定相应的理论基础及提供思路。     

产电微生物的筛选方法研究进展

产电微生物是一类具有胞外电子转移能力的微生物,能够将有机物中储存的化学能转化为电能,其作为微生物电催化系统的催化剂,已经成为环境和能源领域的研究热点。但目前所发现的产电菌,产电机制有所差异,产电能力参差不齐,菌株的性能从根本上影响了其产电能力,其产电能力不足成为限制微生物燃料电池在工业上广泛应用的主要瓶颈。目前,通过理性设计或定向进化等改造方法,难以实现产电微生物在复杂多样环境中的广泛应用。通过定向筛选策略,建立一套快速、高效的筛选鉴定技术,挖掘环境中性能优异的产电微生物,是促进其广泛应用的有效途径。文中基于产电微生物的种类,总结回顾了现有的产电微生物的筛选鉴定方法,并对其研究前景进行了展望。     

环境DNA技术在地下生态学中的应用

地下生态过程是生态系统结构、功能和过程研究中最不确定的因素。由于技术和方法的限制,作为"黑箱"的地下生态系统已经成为限制生态学发展的瓶颈,也是未来生态学发展的主要方向。环境DNA技术,是指从土壤等环境样品中直接提取DNA片段,然后通过DNA测序技术来定性或定量化目标生物,以确定目标生物在生态系统中的分布及功能特征。环境DNA技术已成功用于地下生态过程的研究。目前,环境DNA技术在土壤微生物多样性及其功能方面的研究相对成熟,克服了土壤微生物研究中不能培养的问题,可以有效地分析土壤微生物的群落组成、多样性及空间分布,尤其是宏基因组学技术的发展,使得微生物生态功能方面的研究成为可能;而且,环境DNA技术已经在土壤动物生态学的研究中得到了初步应用,可快速分析土壤动物的多样性及其分布特征,更有效地鉴定出未知的或稀少的物种,鉴定土壤动物类群的幅度较宽;部分研究者通过提取分析土壤中DNA片段信息对生态系统植物多样性及植物分类进行了研究,其结果比传统的植物分类及物种多样性测定更精确,改变了以往对植物群落物种多样性模式的理解。同时,环境DNA技术克服传统根系研究方法中需要洗根、分根、只能测定单物种根系的局限,降低根系研究中细根区分的误差,并探索性地用于细根生物量的研究。主要综述了基于环境DNA技术的分子生物学方法在土壤微生物多样性及功能、土壤动物多样性、地下植物多样性及根系生态等地下生态过程研究中的应用进展。环境DNA技术对于以土壤微生物、土壤动物及地下植物根系为主体的地下生态学过程的研究具有革命性意义,并展现出良好的应用前景。可以预期,分子生物学技术与传统的生态学研究相结合将成为未来地下生态学研究的一个发展趋势。     

Toxicol Sci:新技术快速检测空气污染物致癌风险

<正>近日,刊登于国际杂志Toxicological Sciences上的一篇研究论文中,来自俄勒冈州立大学的研究人员通过研究开发了一种快速高效的技术,其可以估测常见的特定环境污染物给人体所带来的致癌风险。研究者可以通过分析暴露小鼠的皮肤细胞所产生的即时遗传反应,同时应用统计学方法来确定是否这些细胞最终会具有癌变性。本文研究主要针对一些重要的常见环境污染物,比如多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs),其通常在空气中以一种混合物的形     

植物根系分泌物的研究方法

根系分泌物是植物根系释放到根际环境中的有机物质的总称,对土壤结构形成、土壤养分转化、植物养分吸收、土壤微生物分布、环境胁迫缓解等方面都具有重要作用。但是,由于土壤中微生物对根系分泌物的降解以及根系分泌物本身含量低、成分复杂,根系分泌物的研究方法一直是植物营养学与土壤科学的研究热点和难点。近年来,一些新的实验技术和研究方法被应用到对植物根系分泌物的研究中。本文对目前在根系分泌物研究中应用较多的以及新发展起来的各种收集、分离和鉴定方法进行了综述,希望有助于相关研究者在针对不同的研究对象和目的时选择出可行、合适、高效的根系分泌物研究方法和技术。     

PNAS:禁食期间特殊遗传开关的开启或可帮助阻断机体炎性疾病

正近日,发表于国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的一篇研究报告中,来自索尔克研究所的研究人员通过研究发现,个体禁食期间大脑中被激活的一种分子途径或可抑制肠道细菌向血液中扩散,进而可以有效阻断炎症的发生。文章中,研究者发现,禁食期间,大脑同胃肠道之间进行交流的一种分子途径可以通过强化机体抵御肠道细菌的屏障来帮助抑制机     

基于膜上的酵母双杂交系统及其在药物开发中的应用

蛋白质是生命活动的基础.生物体内的蛋白质之间都存在着复杂的相互关系.由于蛋白质中的膜蛋白在各种各样重要细胞过程中起着关键的作用,如光合作用、呼吸作用、信号传导、免疫反应和营养物质的吸收等,因此越来越受到研究者们的重视.对膜蛋白的研究也越来越多.但因为膜蛋白具有疏水性,所以常常用传统的生物化学和遗传学方法,难以对膜蛋白之间以及膜蛋白与胞质蛋白之间的关系进行分析和鉴定.而传统的酵母双杂交系统又因其局限性,不能广泛地用于研究膜蛋白的相互作用.对研究膜蛋白之间及膜蛋白与胞质蛋白之间关系的一种有效方法—基于膜上的酵母双杂交系统,以及该方法在药物开发设计领域中的运用进行了介绍和综述.     

盐生植物内生菌多样性与募集研究进展

内生菌在盐生植物适应高盐环境中有重要作用,其类群组成受环境盐胁迫、宿主植物及微生物生物学特性的调控。环境胁迫会通过宿主生理状态传递到共生微生物,进而塑造特殊的内生菌类群,同时一种微生物是否可以成为内生菌又受宿主和微生物自身生物学特征的双重影响。植物只可以募集已经存在于环境在的微生物,由此为利用微生物改善植物的逆境适应提供了基础。该文章就盐胁迫如何塑造盐生植物内生菌类群及植物如何募集外源微生物进行了综述,为了解共生抗盐和利用微生物改良盐碱环境提供参考。     

人体微生物“暗物质”：勘探、培养及应用

微生物广泛存在于自然界,其代谢活动对环境和人类健康有重要影响。定植于人体表面和内部的微生物无论从细胞还是基因数量上都远超人体,而90%以上的微生物是未培养的,这严重限制了对人体共生微生物功能的研究。因此,鉴定和分离未知或以前无法培养的微生物的必要性是显而易见的。随着各种技术的进步,可培养的微生物数量不断增加,但仍存在不足。本文论述了利用基因组测序探索微生物“暗物质”的效果,以及分离培养未培养微生物和对其进行开发利用的重要性;综述了当前有效的微生物鉴定和培养技术,如基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）、基因组信息抗体工程等;阐述了微生物与人体健康的相互作用,揭示了人体微生物“暗物质”的潜力,对人体微生物“暗物质”未来的研究和发展进行了讨论。