合成生物学伦理、法律与社会问题探讨

合成生物学是以基因组学、系统生物学知识和分子生物学技术为基础,综合了科学与工程的一门新兴交叉学科。它使生命科学和生物技术研发进入了以人工设计、合成自然界中原本不曾出现的人造生命体系,以及对这些人工体系进行体内、体外优化,或利用这些人造生命体系研究自然生命规律为目标的新时代。然而,合成生物学研究在迅速发展、表现出巨大潜力和应用前景的同时,也引发了社会各界对相关社会、伦理、安全,以及知识产权等问题的重视与讨论。就世界各国针对合成生命对传统意义上生命概念的挑战、合成生物学产品存在的潜在风险危害、合成生物学研究的风险评估与监管等问题进行回顾综述和相关探讨。     

NLS-RARα蛋白在重组腺病毒Ad-NE感染的NB4中定位的验证

该实验主要验证重组腺病毒Ad．NE感染NB4细胞后,NLS-RARa蛋白的表达及其定位。用重组腺病毒Ad-NE感染NB4细胞,检测感染效率,分别用RT-PCR和Westernblot法在mRNA水平和蛋白水平验证转染成功：提取转染成功的NB4细胞的核蛋白,Westernblot法检测细胞核中NLS—RARα蛋白的表达;FITC—AnnexinV／DAPI双染色免疫荧光法检测转染成功的NB4细胞NLS-RARα的表达及定位;FITC—AnnexinV／PI双染色激光共聚焦法检测转染成功的NB4细胞中PNLS-RARα的表达及定位。结果显示,重组腺病毒Ad—NE和阴性对照腺病毒Ad-KZ对NB4细胞的感染效率可达70％～80％。RT-PCR和Westernblot结果显示,感染了重组腺病毒Ad—NLS-RAR的NB4细胞成功表龇基因和NE蛋白,且有NLS．RARa的蛋白表达。用细胞免疫荧光法、激光共聚焦法检测出已感染的NB4细胞中NLS—RARer蛋白的表达,并推测其主要定位于胞核。综上所述,该文成功用重组腺病毒Ad-NE感染NB4细胞,并用Westernblot法、免疫荧光法、激光共聚焦法验证了NLS-RARα蛋白的存在并推测其定位,为进一步研究急性早幼粒细胞白血病的早期诊断及复发监测提供了新的思路。     

功能胰腺β细胞获取与应用的研究进展北大核心CSCD

胰腺β细胞生成和分泌的胰岛素对维持人体正常血糖起到关键作用,胰岛素分泌不足或利用缺陷将会导致糖尿病(diabetes mellitus,DM)的发生。经典的DM治疗方法包括药物治疗和胰岛移植,新兴的胰腺β细胞替代疗法可以使患者摆脱对药物的依赖并且可以缓解胰岛移植供体缺乏的难题。通过重编程技术或者定向诱导干细胞分化等方法可以获得胰腺β样细胞,相关功能已经在体外细胞和动物体内水平得以验证。有些医院已开展了β细胞替代疗法的临床试验。体外获取具有功能的胰腺β样细胞有望成为临床DM细胞治疗的可靠来源。文中总结了胰腺β细胞主要获取方式,讨论了现有方法存在的问题,为将来获取和应用功能胰腺β细胞提供了思路。     

海洋N2O的排放及其关键微生物过程作用机制研究进展

氧化亚氮(N_2O)是一种重要的温室效应气体,同时也是造成平流层臭氧损耗的主要化合物。海洋是大气中N_2O的重要排放源,海洋中的N_2O产生和释放主要由微生物的代谢过程介导。本文对海洋N_2O的释放通量、海水N_2O的分布特征、环境影响因素以及海洋N_2O产生的微生物调控机制等几个方面的最新研究进展进行综述,并结合低氧与N_2O产生的关系以及近岸海域低氧区的扩大等科学问题,对河口近岸生态系统N_2O的释放通量以及其关键微生物过程进行展望。     

杨树——林木基因组学研究的模式物种

林木植物是大多数生态系统中的主要生命形式, 在所有陆地生态系统中具有最大的生物量和生物生产力, 因此它具有重要的经济及生态价值。林木植物特有的多年生习性使其生物学研究相对困难, 因此需要寻找一种适用于遗传学及分子生物学方法做精细分析的模式植物。杨属(Populus)植物作为林业研究的模式植物, 具有优良的实验特性: 容易进行种间杂交和无性繁殖; 生长迅速, 并已建立完善的遗传转化系统; 基因组相对较小, 约450～550 Mbp; 易于进行遗传研究; 适应性强, 生长速度快, 丰产性强。自2002年起, 美国能源部与多家研究机构正式启动了杨属植物基因组计划, 目前已接近完成。本文综述了模式植物杨树及其基因组学的研究进展。     

夏、秋季渤海小型底栖动物类群组成及分布特征

分别于2011年6月和11月,搭载"东方红2号"科学调查船在渤海海域(37.0°—40.0°N,118.0°—122.0°E)进行了小型底栖动物的取样,对小型底栖动物类群组成、丰度、生物量、空间分布及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明:研究海域小型底栖动物分布不均匀,表现为黄河口附近及近岸海域小型底栖动物丰度显著低于其他海域。小型底栖动物6月平均丰度高于11月,分别为(1012.7±519.1)个/10 cm~2和(829.5±385.8)个/10 cm~2, 6月平均生物量低于11月,分别为(570.8±307.6)μg干重/10 cm~2和(661.3±310.9)μg干重/10 cm~2。两个航次共鉴定出18个小型底栖动物类群,其中自由生活海洋线虫为最优势类群,分别占小型底栖动物总丰度的95.0%和90.3%,占小型底栖动物总生物量的67.4%和45.3%。其他数量上较重要的类群还有底栖桡足类、多毛类、动吻类和双壳类等。其中,多毛类丰度具有显著的季节差异,其11月丰度高于6月。两个航次分别有93.6%(6月)和91.1%(9月)的小型底栖动物分布在0—5 cm的表层沉积物内,没有表现季节性垂直迁移。对小型底栖动物生物数据与环境因子的相关分析结果显示,小型底栖动物的丰度与沉积物中值粒径、含水率呈显著负相关,与有机质含量呈极显著负相关,表明这三个因子是决定研究海域小型底栖动物分布的重要因素。小型底栖动物群落组成与环境因子的BIOENV相关分析表明,水深、有机质含量的组合能够最好地解释小型底栖动物群落结构的差异。与渤海海域30年来的小型底栖动物研究比较发现,在过去30年里,渤海小型底栖动物(包括海洋线虫)丰度逐渐增加,而其中的底栖桡足类丰度却在逐渐减少。沉积环境的变化以及人类干扰是引起渤海海域小型底栖动物丰度变化的重要因素。     

LUCC及气候变化对澜沧江流域径流的影响

运用SWAT模型,通过设置不同情景,定量分析了澜沧江流域土地利用与土地覆被变化(Land Use and Land Cover Change,LUCC)和气候变化对径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5两种排放情景对流域未来径流的变化进行预估。结果表明:SWAT模型在澜沧江流域径流模拟中具有很好的适用性,率定期和验证期的模型参数R~2分别达到0.80、0.74,Ens分别达到0.80、0.73;从土地利用变化方面考虑,流域内的农业用地转化为林地或草地,均会导致径流量的减少,而林地转化为草地则会引起径流量的增加,农业用地、林地、草地三者对径流增加贡献顺序为农业用地草地林地,从气候变化方面考虑,流域内的径流量与降雨量成正比,与气温成反比;2006—2015年间澜沧江流域气候变化引起的月均径流减少幅度强于LUCC引起的月均径流增加幅度,径流变化由气候变化主导;在RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下,2021—2050年间澜沧江流域的径流均呈增加趋势,这与1971—2015年间流域实测径流的变化趋势相反。     

中华蟾蜍多组织差异转录组分析

中华蟾蜍Bufo gargarizans的皮肤产物蟾酥及其褪皮而得的蟾衣具有极高的药用价值,现代医学研究鉴定并证明了蟾酥和蟾衣内含有多种有效的生物成分。本研究使用RNA-Seq对1只中华蟾蜍的肝脏、脾脏、心脏、卵泡、肌肉、腹部皮肤、右耳后腺共7个组织的转录组进行测序并分析,使用de novo完成了其多组织转录本的组装构建,得到了具有较高代表性的转录组,并在各大蛋白质数据库进行同源性比对,完成了中华蟾蜍多组织的转录组功能注释。计算各组织转录本的表达量,比较表达量鉴定出耳后腺与其他组织间共计3 668个显著上调基因和260个显著下调基因。上述差异表达基因显著富集到了蛋白质合成、酶的调节、分子跨膜转运体生成和前体物质的代谢合成通路上,提示中华蟾蜍耳后腺相对于其他组织在相应甾族化合物的合成代谢上具有显著优势。本研究提供了中华蟾蜍多组织转录组数据,为今后深入其基因表达提供了支持,并且对蟾酥分泌等的进一步研究提供了转录组学参考,有助于完善蟾酥、蟾衣的药用研究。     

猕猴桃过氧化氢酶基因家族全基因组鉴定与表达分析

过氧化氢酶（Catalase,CAT）是植物主要的抗氧化酶之一。为揭示猕猴桃CAT(AcCAT)基因家族序列特征和潜在功能，对其进行了全基因组鉴定和表达分析。对AcCAT基因家族进行全基因组鉴定和生物信息学分析，并研究其在不同器官以及果实贮藏过程中的表达变化。从猕猴桃基因组中鉴定出9个AcCAT基因并根据其在染色体上的位置分别命名为AcCAT1-AcCAT9，不同成员之间蛋白理化性质、基因结构、保守基序、启动子作用元件等存在较高相似性。AcCAT基因不均匀地分布在猕猴桃的4条染色体上，其中的5个AcCAT基因形成2个串联基因簇，6个AcCAT基因发生片段复制。基于psRNAtarget分析，AcCAT基因可能主要受miR166家族调控。系统进化分析结果显示，来源于猕猴桃、茶树、棉花和水稻的23个CAT蛋白分为3个类群，其归类并未完全按物种划分。在不同猕猴桃器官中，AcCAT3主要在根中表达，AcCAT1和AcCAT4主要在花中表达，AcCAT2、AcCAT5、AcCAT6、AcCAT8和AcCAT9主要在叶中表达，AcCAT7则同时在根和花中高水平表达；在猕猴桃果实贮藏过程中，AcCA...     

产姜黄素大肠杆菌工程菌的构建

姜黄素是姜科植物的特征性成分,具有重要的药理活性.文中利用姜黄素生物合成关键酶β-酮酰辅酶A合酶(Diketide-CoA synthase,DCS)基因和姜黄素合酶(Curcumin synthase,CURS)基因构建非天然融合基因DCS::CURS,并将其与4-香豆酰辅酶A连接酶(4-coumarate coen...