国际基因工程机器大赛对本科生科研教育的启示

近年来,国际基因工程机器大赛(International genetically engineered machine,iGEM,简称iGEM大赛)在全球迅猛发展。仅2017年iGEM大赛全球注册队伍就达到了史无前例的313支,中国地区有98支iGEM团队报名参赛并取得了优异成绩。与国内已有的诸多大学生创新项目、科研培养项目不同,iGEM的组织模式是以学生为主体的研究型学习。该模式取得了丰富的教育效果,体现了新的教育理念,对于我国高校组织本科生课外科研训练有较大的借鉴意义。文中以北京大学参加iGEM大赛为线索,介绍国际基因工程机器大赛(iGEM)的背景和基本情况并以一个参赛周期为序再现北京大学iGEM团队组织和参赛的主要过程。通过与其他本科生科研训练的组织模式进行比较,探讨iGEM对本科生科研训练意义,并总结iGEM的组织经验和对本科生科研能力培养以及组织本科生科研学术竞赛的启示,希望能为国内高校的iGEM活动组织以及本科教育改革提供借鉴。     

鼎湖山森林群落多样性垂直分布格局的研究

根据鼎湖山10 m×1 200 m的植物固定样带调查,沿海拔梯度对植物群落分布格局及生物多样性特性进行了分析。结果表明,本固定样带有3个森林类型,5个群落类型,构成一演替序列,但在垂直梯度上有交错现象。生物多样性指数为:乔木层,中生性阔叶林>针阔混交林>阳生性阔叶林;草本层,针阔混交林>阔叶林。阳性草本植物为主的草本群大部分生长在阳性树种为主的阔叶林和针阔混交林下,但是林下微环境变化对草本层植物优势度的影响也较大,以耐荫植物为主的草本群在阳性树种为主的阔叶林和针阔混交林也有分布,表明相同群落类型林下小环境的变化。     

不同混种密度下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋种间竞争的影响

为探究AM真菌共生对黄顶菊(Flaveria bidentis)与本地物种间竞争关系的影响,开展了不同种植比例条件下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋(Amaranthus retroflexus)的种间竞争试验。结果表明:黄顶菊是一种菌根真菌(AM)高度依赖性植物,杀真菌剂处理对其竞争效应产生了显著影响;在添加杀真菌剂条件下黄顶菊的相对产量在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,而反枝苋的相对产量均1.0,且两者混种时的相对产量总和在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,这说明反枝苋相对于黄顶菊而言是一种较强的竞争者,两者需要相同的资源;不添加杀真菌剂条件下,黄顶菊植株全氮、全磷含量分别增加1.1~1.6倍和1.1~1.2倍,而反枝苋的全氮、全磷含量无明显变化;AM真菌共生可能通过菌根介导的化感互作影响外来入侵植物与土著植物竞争格局,且受外界环境条件影响,这种共生关系可以减缓外界胁迫对共生植物不利的影响。     

t-PA cDNA在CHO细胞中的高效稳定表达

我们曾报道t-PA mRNA非翻译区序列对其表达有明显的抑制作用,在此基础上,通过对5′-UTR及3′-UTR的改造,使t-PA在COS-7细胞中的表达水平提高30倍左右。将t-PA表达质粒用电击法转染中国仓鼠卵巢细胞二氢叶酸还原酶缺陷株(CHO-dhfr),经过混合加压及筛选,在CHO细胞中高效表达了t-PA,表达水平达到5000～6000 IU/10~6细胞/24hr。重组t-PA具有与天然t-PA相同的分子量及酶活性。经过8个月连续传代,表达水平未下降,表明细胞株是稳定的,其主要指标均符合工程细胞株的要求。     

里氏木霉细胞表面表达系统的构建

[目的]烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的AfMp1p是一种通过糖基磷脂酰肌醇( glycosylphosphatidylinositol,GPI)修饰定位于细胞壁上的蛋白,其细胞壁定位信号位于蛋白质的C末端.里氏木霉(Trichoderma reesei)是一种重要的工业生产菌种.构建里氏木霉的细胞表面表达系统具有十分重要的意义.[方法]我们将AfMp1p的细胞壁定位GPI信号肽和烟曲霉几丁质酶AfChiB1的N端信号肽分别与绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的C末端和N末端融合并转化里氏木霉.本文首先对木霉遗传转化系统进行了优化;随后通过Real-time PCR和蛋白定量,对GFP融合蛋白在里氏木霉中不同时期的表达情况进行了研究;最后对里氏木霉表达的GFP融合蛋白进行细胞定位研究.[结果]荧光观察结合Western blot的结果表明,在平台期中期和后期,带有GPI信号的GFP融合蛋白定位于细胞壁.[结论]烟曲霉来源的GPI信号可被里氏木霉识别,本论文所构建的表达系统可用于外源蛋白在里氏木霉中的细胞壁定位表达.     

细菌抗氧化系统-oxyR调节子研究进展

细菌抗氧化系统是细菌抵抗呼吸作用及环境因素导致的氧化损伤的一套防卫系统.oxyR调节子是最早发现的具有抗氧化作用的系统之一,由OxyR调节蛋白的编码基因oxyR及其调控的基因和操纵子所构成.oxyR调节子参与了细菌的抗氧化作用、抑制自发突变、致病性、铁代谢及外膜蛋白相变等多种生理代谢作用,这些发现促进了该调节子在细菌耐药性以及致突变物质筛查等方面的研究应用.作者主要从细菌oxyR调节子的结构组成、参与的生理代谢作用、OxyR调控转录的分子机制及影响因素等方面结合最新研究成果展开了介绍,以期对开展细菌抗药性研究及致突变物质的筛查等提供参考.     

P—选择素凝集素—EGF功能域的克隆、表达及其单克隆抗体制备

制备特异性抗人P 选择素的凝集素 表皮生长因子 (L EGF)功能域的单克隆抗体。利用特异引物 ,通过RT PCR从外周血血小板中扩增出人P 选择素的L EGF功能域基因 ,将其克隆至pET42b( )载体中 ,测序验证后转染大肠杆菌BL2 1,经诱导表达了C端融合 6×His的蛋白质。融合蛋白质经分离纯化后 ,免疫Balb/c小鼠 ,应用杂交瘤技术 ,通过间接ELISA筛选阳性克隆。获得 3株可稳定分泌抗L EGF功能域单抗的杂交瘤细胞株 (B10、F3和H5 )。其亚型分别为IgG2 、IgG1和IgG3;轻链均为κ型。所获的单抗对LPS刺激活化的人脐静脉内皮细胞均有特异性结合反应 ,并可在体外阻断经凝血酶激活的血小板与中性粒细胞间的粘附。表明所获的单抗可特异性识别结合天然P 选择素 ,具有体外抗活化血小板与中性粒细胞粘附的功能 ,为进一步应用此单抗进行P 选择素结构和功能及抗粘附治疗研究提供了实验基础。     

越南篦齿苏铁小孢子发生及其系统学意义

运用常规石蜡切片方法,结合显微荧光技术对越南篦齿苏铁Cycas elongata 小孢子发生和花粉个体发育进行了研究。结果表明：其小孢子叶球5月中下旬开始萌动,小孢子囊着生在小孢子叶远轴面,且3-5小孢子囊以辐射状排列方式聚生成聚合囊。小孢子囊壁由6-7层细胞组成,包括表皮、中层及绒毡层。绒毡层来源于成熟造孢组织的外围细胞,其退化形式为分泌型。6月中旬,小孢子母细胞进入减数分裂I,至6月下旬形成四分体。母细胞减数分裂后胞质分裂的方式与其他苏铁类植物不同,具有连续型与同时型两种类型。7月中旬,小孢子经过2次有丝分裂后,形成3细胞的成熟花粉粒。7月下旬进入散粉状态。在花粉发育过程中,母细胞内淀粉粒的积累及其壁上胼胝质的沉积均呈现规律性变化。     

一株产细菌纤维素菌株的筛选鉴定及其产物分析

从红茶菌液中筛选获得一株产细菌纤维素的菌株BC-41,经生理生化分析和分子生物学鉴定,现证实该菌株为中间葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter intermedius)。对该菌株所产生的细菌纤维素进行了物理特性的表征和分析,获得以下数据:BC-41所产的纤维素纯度达到91.32%,湿纤维素膜含水率达99.16%,每克干纤维素膜能吸水28.59 g;扫描电子显微镜观察,显示该纤维素具有网状结构,且纤维束宽度分布在40-100 nm之间;X射线衍射分析,证实该纤维素的晶型为纤维素I型,结晶指数为48.8%;通过黏度测定法,得出该纤维素的平均聚合度达2 100。     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多,有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性,典型的几丁质酶由－N－端信号区,催化区和C－端延伸区组成,有的还有几丁质结合域,各项能域具有各自的功能,对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的分成4组9个亚组,有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具有进化过程还有待进一步确证,对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化,由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热之一。