单细胞光合生物莱茵衣藻光系统Ⅱ产生超氧阴离子自由基的ESR研究

强光辐照下高等植物光系统Ⅱ(PSⅡ)会产生超氧阴离子自由基(O-2),该过程中产生的O-2在高等植物光合作用活性氧自由基代谢中具有重要作用.莱茵衣藻光系统结构与高等植物非常相近.应用新型高特异性自旋捕获.ESR方法及四唑氮蓝还原法,首次在莱茵衣藻的类囊体膜和PSⅡ中检测到O-2的生成,通过与有关菠菜的ESR实验结果对比发现两者的O-2产生分子机制可能极为相似.相比高等植物,单细胞莱茵衣藻具有结构简单、遗传背景清晰与基因组测序工作完备等诸多特点.因而,针对莱茵衣藻的O-2分析可能为深入研究高等植物光合系统中的活性氧代谢机制提供新的契机.     

非损伤离子流检测技术在作物逆境研究中的应用

非损伤性微测技术已成为研究植物细胞和组织对各种非生物逆境适应性反应的普遍手段,该技术具有非损伤性、高时间分辨率和空间分辨率等特点,能够保持被测样品的完整性,在相对真实的生理环境状态下,测得进出样品细胞膜的离子浓度、流速和运动方向等参数.过去近30年间,很多研究通过微电极离子流技术(microelectrode ion flux estimation,MIFE)或者类似的非损伤性微测技术阐释了离子跨膜转运过程对植物应对生物逆境胁迫(盐害、涝害、冷害、干旱、热害等)的响应机理,在生命科学领域做出了重要贡献.本文以MIFE技术为例,较为详细地阐述了其工作原理以及该技术与其他技术的结合在作物逆境应答中的信号转导研究进展.     

高等植物光系统Ⅱ中强光照射产生

利用自旋捕捉电子顺磁共振(ESR)的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ(PSⅡ)颗粒产生Q2的机理进行了直接检测.通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶(SOD)抑制剂四氰乙烯(TCNE)以及原位光照检测ESR信号等手段,在PSⅡ中检测到O2与DMPO加合物的特征ESR信号.而在没有SOD抑制剂的情况下,光照时PSⅡ中O2与DMPO加合物浓度显著下降.进一步实验发现PSⅡ中O2产率与氧分子浓度直接正相关.O2产率还具有pH值依赖性,在pH值为6.0～6.5范围内,O2产率最高,大于此范围时则呈显著下降趋势.而PSⅡ颗粒的Tris处理也将导致O2产率的急剧减少.以上结果证实水裂解放氧十分活跃的PSⅡ也是高等植物叶绿体在光照下产生活性O2的主要部位,通常大部分的O2能被内源SOD清除,且O2的生成与PSⅡ的电子传递活性密切相关.     

甲型流感病毒X31(H3N2)小鼠适应后毒力增强与HA及PB2突变相关

流感小鼠适应毒株及感染模型是研究流感病毒致病机理、评价抗流感病毒药物和疫苗效果的重要工具。为建立甲型流感病毒X31(H3N2)的鼠肺适应毒株,并探讨其在小鼠适应过程中毒力增强的分子机制,本研究将X31在BALB/c小鼠肺组织中连续传代,通过观察病毒滴度测定、感染小鼠症状变化、体重改变和致死力等指标,发现X31经过鼠肺连续传代10次以后,病毒毒力逐渐增强,与原代病毒相比,鼠肺中病毒滴度提高10倍,半数致死量(50%lethal dose,LD_(50))提高大于1 000倍。确定获得高致病力的鼠肺适应毒株(Mouse adapted X31,X31_(MA));对X31_(MA)毒株全基因组测序发现,血凝素(Hemagglutinin,HA)基因出现3个有义突变(P221H、V309I、K411T),聚合酶碱性蛋白2(Basic protein 2,PB2)基因出现1个有义突变(M483T)。结果表明,通过在小鼠肺组织中连续传代X31(H3N2)致病力增强,其HA和PB2蛋白中四个适应性突变位点可能与流感病毒X31_(MA)毒力增加相关。本研究为流感疫苗评价及致病机制研究提供了重要技术支持。     

横纹金蛛捕食经验对其丝纤维力学行为与性能的影响

蛛网是蜘蛛的捕食工具,蛛网网丝的结构与性能不仅影响蜘蛛的捕食效率,也关系着蜘蛛的捕食投入。本文利用单纤维电子强力仪研究横纹金蛛(Argiope bruennichi)室内捕食面包虫(Tenebrio molitor)时上前与返回捕食拖丝的力学性能以及捕食经验对圆网半径丝修补前后的力学性能的影响。结果表明,与上前捕食拖丝相比,返回捕食拖丝减小了弹性区的投入,增加了屈服区和加强区的投入,且返回时捕食拖丝更具柔韧性。整体而言,与初始半径丝相比,在未喂食面包虫的条件下,网的半径修补丝增加了力学性能的投入;而在喂食面包虫的条件下,网的半径修补丝减少了力学性能的投入。所测试丝样中出现了两种类型的蛛丝力学行为:一种为典型的蛛丝力学行为;另外一种为似黏流性材料的力学行为,其反映的是满足蛛丝耗散猎物或自身下降时动能的另外一种力学性能的策略。本研究表明蜘蛛能根据其捕食经验遵循Cost-Benefit原则对蜘蛛丝的力学性能进行调节,从而调整捕食投入。     

光系统Ⅱ颗粒内单线态氧诱导产生超氧阴离子自由基

活性氧是生物体有氧代谢的必然产物。当机体处于疾病或胁迫条件下 ,活性氧的生成将更加活跃[1] 。由于类囊体膜是植物体光合放氧的器官 ,处于高浓度的氧环境中 ,同时类囊体膜上还存在着活跃的电子传递体系 ,因此类囊体膜是超氧阴离子自由基生成的活跃部位[2 ] 。最近的研究表明 ,ＰＳⅠ和ＰＳⅡ都是超氧阴离子自由基的生成部位[3] 。其中 ,对ＰＳⅠ生成超氧的机制研究已比较深入[2 .4 ] ,而对ＰＳⅡ生成超氧阴离子自由基的机制研究是在近几年内刚刚开展[3 ,5- 7] 。ＰＳⅡ中生成的另一活性氧是单线态氧。通常认为由于强光照射下ＰＳⅡ生成的…     

高等植物光系统Ⅱ中强光照射产生超氧阴离子自由基的ESR探索

利用自旋捕捉电子顺磁共振（ESR）的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ(PSⅡ)颗粒产生O₂^-_·的机理进行了直接检测.通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶（SOD）抑制剂四氰乙烯（TCNE）以及原位光照检测ESR信号等手段，在PSⅡ中检测到O₂^-_·与DMPO加合物的特征ESR信号.而在没有SOD抑制剂的情况下，光照时PSⅡ中O₂^-_·与DMPO加合物浓度显著下降.进一步实验发现PSⅡ中O₂^-_·产率与氧分子浓度直接正相关.O₂^-_·产率还具有pH值依赖性，在pH值为6.0～6.5范围内，O₂^-_·产率最高，大于此范围时则呈显著下降趋势.而PSⅡ颗粒的Tris处理也将导致O₂^-_·产率的急剧减少.以上结果证实水裂解放氧十分活跃的PSⅡ也是高等植物叶绿体在光照下产生活性O₂^-_·的主要部位，通常大部分的O₂^-_·能被内源SOD清除，且O₂^-_·的生成与PSⅡ的电子传递活性密切相关.     

自组装Trolox-壳聚糖纳米颗粒对CoCl2诱导的氧化应激损伤中PC12细胞的保护效果研究

以自组装方法制备了Trolox(6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic Acid)-壳聚糖纳米颗粒,通过形态观察、MTT、MDA和活性氧荧光检测实验,研究了该纳米抗氧化剂对CoCl2诱导的氧化应激损伤中PC12细胞的保护效果。结果表明,与Trolox单体相比,纳米抗氧化剂能够更加有效地保护细胞形态、显著提高细胞活性和减轻细胞脂质过氧化损伤、高效地淬灭活性氧自由基。此外,通过荧光标记法还证明了PC12细胞能够吞噬该纳米抗氧化剂颗粒。综合实验结果认为,该纳米抗氧化剂可高效地保护PC12细胞缺氧引发的氧化损伤,这为纳米技术进一步应用于神经系统中缺氧相关疾病的抗氧化应激治疗提供了新的实验依据。     

Gfat1基因在2型糖尿病大鼠肺组织中的表达

观察2型糖尿病大鼠不同时期肺组织谷氨酰胺果糖转移酶1(Gfat1)的表达情况.方法 SD大鼠随机分为正常对照组和模型组,对照组18只,模型组28只.模型组高脂饲料喂养2个月后,腹腔注射链脲佐菌素(STZ 15mg/kg)复制糖尿病模型,统计体重变化及空腹血糖值.RT-PCR方法检测造模成功后2周、4周和6周肺组织Gfat1 mRNA表达.结果 模型组大鼠体重增长较快,造模开始第28天,第42天,第56天和第70天高脂模型组与对照组体重差异有显著性(P＜0.05).注射STZ的高脂模型组空腹血糖值较高(FBG≥10.0),和对照组比较,FBG差异有极显著性(P＜0.01).糖尿病大鼠造模成功后2周,模型组肺组织Gfat1的表达低于对照组,与对照组比较差异无显著性(P＞0.05),4周模型组Gfat1的表达高于对照组,模型组与对照组比较差异有显著性(P＜0.05).6周模型组Gfat1的表达高于对照组,但模型组与对照组比较差异无显著性(P＞0.05).结论 大鼠饲喂高脂饲料结合腹腔注射STZ可成功建立2型糖尿病大鼠模型;在不同时期2型糖尿病大鼠肺组织中,Gfat1表达水平发生改变.