二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的生物合成途径研究进展

以二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)为代表的长链多不饱和脂肪酸,对人体心血管系统、神经系统、抗炎免疫系统等有着理想的功效,因而倍受研究者关注。我们从结构、生物来源和合成、生理功能及生物工程途径的研究现状等方面阐述了EPA和DHA的相关信息,并对其生成途径中涉及的酶进行了简要概述。     

小鼠睾丸支持细胞的生物学特性研究

目的:获得高纯度的小鼠支持细胞,用以研究睾丸支持细胞在诱导胚胎干细胞向雄性生殖细胞分化过程中的作用,同时借助睾丸支持细胞减少进行体内诱导试验时可能产生的免疫排斥反应。方法:用胶原酶和胰蛋白酶组合消化结合选择性贴壁法从1周龄昆明白小鼠睾丸分离获得睾丸支持细胞,纯化后进行体外培养,观察其体外培养的生物学特性。结果:睾丸支持细胞体外培养3～4h即贴壁,贴壁后伸出3～4个突起,为成纤维型细胞,在体外培养2～3d即长满全瓶。油红Ο染色显示,其胞质含有大量脂滴。透射电镜观察结果表明,支持细胞核仁周围有卫星核小体。RT-PCR结果显示获得的细胞表达缪勒管抑制物,不表达促黄体素受体和小鼠VASA同源物。结论:获得了较高纯度的小鼠睾丸支持细胞,可以用于诱导小鼠胚胎干细胞向雄性生殖细胞分化的体内和体外试验。     

连续3步缺口修复构建人β肌动蛋白-人凝血因子Ⅶ杂合基因座

目的:为了获得稳定高效表达凝血因子Ⅶ的哺乳动物细胞株,构建一个利用人β肌动蛋白(hACTB)基因座完整的上下游调控序列指导人凝血因子Ⅶ(hFⅦ)基因组序列在人胚胎肾细胞特异性高效表达的hACTB-hFⅦ杂合基因座。方法:采用3步连续缺口修复的方法。首先,以pBR322载体作为骨架,插入预先合成的6个同源臂,构成能进行3次连续基因抓捕的载体。然后在大肠杆菌内利用Red同源重组系统介导的缺口修复技术:第一步,从含hACTB基因座的细菌人工染色体(BAC)上亚克隆10 kb的hACTB基因3′端完整侧翼序列;第二步,从hFⅦBAC上亚克隆13 kb的从起始密码子(ATG)到终止密码子(TAG)的hFⅦ基因组序列;第三步,从hACTB BAC上亚克隆20kb的hACTB基因5′端完整侧翼序列,并使这3个基因片段自动无痕地连接在基因抓捕载体上,形成全长约50 kb的hACTB-hFⅦ杂合基因座。结果:经过PCR扩增、限制性内切酶消化和序列测定验证,构建的杂合基因座达到了原来hACTB基因座中hACTB基因组编码序列从起始密码子到终止密码子被hFⅦ从起始密码子到终止密码子的基因组序列基因组序列精确置换的目的。结论:连续3步缺口修复构建杂合基因座细胞表达载体的技术,将为细胞高效表达大载体的制备提供一种全新的思路和方法。     

利用合成调控RNA技术提高大肠杆菌异源合成红霉素前体6-脱氧红霉内酯B产量

红霉素为代表的聚酮类化合物已经成功的在大肠杆菌中实现了异源合成,但其产量仍然较低(仅~10 mg/L)。本研究基于大肠杆菌全基因组代谢模型iAF1260,利用通量平衡分析预测了红霉素母核6-脱氧红霉内酯(6-Deoxyerythronolide B,6-d EB)生物合成的关键靶点,通过合成调控RNA技术(Synthetic small regulatory RNAs,sRNAs)对预测的靶点进行验证。结果表明,以弱化lsrC(编码LsrABC转运蛋白)和ack A(编码乙酸激酶蛋白)为代表的关键靶点改造可以显著提高6-d EB异源合成,提高幅度可达48.7%。通过弱化靶点的组合,进一步改善了6-d EB的异源合成,产量最终可达22.8 mg/L,比出发菌株产量提高59.9%。本研究发现和确认了6个有效的调控靶点,最终成功地改善了6-d EB在大肠杆菌中的异源合成。研究表明,通量分布比较分析结合sRNAs技术是一种有效的方法提高6-d EB异源合成,也为改善其他代谢产物的异源合成提供了可供借鉴的研究思路。     

PEDV流行株的分离鉴定及其遗传进化分析

为了解中国猪流行性腹泻病毒(Porine epidemic diarrhea virus,PEDV)的流行现状,本研究对上海和江苏地区猪场进行了PEDV流行株的分离鉴定。根据GenBank中PEDV的基因序列,对其M基因设计检测引物。检测临床采集的猪腹泻样品,2份临床样品能扩增出特异性目的条带,测序结果证实为PEDV M基因片段。将检测为PEDV阳性的样品接种Vero细胞,并添加不同浓度的胰酶进行病毒传代培养,在添加适量胰酶的Vero细胞上分离到两株病毒并能稳定传代、增殖。选择第22代病毒饲喂新生仔猪,进行回归试验,结果两株细胞毒均能使1日龄仔猪出现典型腹泻症状,进一步证实成功分离到PEDV,命名为JSLS/PEDV/1/2014和JS/PEDV/2/2014株。遗传进化分析,JS/PEDV/2/2014和JSLS/PEDV/1/2014分离株的M基因分别与中国毒株HLJ-2012、BJ-2012-1亲缘性最近;S基因与I群PEDV流行毒株亲缘性最近;两个毒株的ORF3基因均存在51个碱基缺失,与DR13处于同一大分支,与CV777亲缘性较远。     

基于合成生物学的微生物制造研究进展

基于合成生物学的微生物制造在天然产物药物、生物能源、生物基化学品及生物传感器件的研究中发挥越来越重要的作用。本文系统地介绍了合成生物学研究领域的最新技术进展,包括DNA和染色体合成、新生物元件开发与元件库标准化、染色体工程与最小基因组技术、途径装配技术等,并阐述了合成生物学在微生物制造领域内所取得的突破和巨大的应用价值。     

特色烟用甜香型葡萄香料的制备及其在降低卷烟自由基中的应用

为开发一种具有降低卷烟自由基的特色甜香型烟用香料,从天然的西红柿中筛选出产甜香菌株酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）PDH-2,应用此菌株开发特色烟用葡萄香料。结果表明：所得香料在卷烟中具有增加香气量、赋予卷烟甜香香韵以及降低喉部刺激性等作用,对卷烟烟气自由基清除率可达28．8％。     

氨磷汀对氧糖剥夺引起的PC12细胞缺血再灌注损伤的保护作用研究

目的：研究氨磷汀对体外培养的神经元样细胞的缺血再灌注损伤的保护作用,为其最终用于临床脑缺血的治疗打下基础。方法：体外培养的PC12细胞氧糖剥夺4h后复氧复糖,给予不同浓度的氨磷汀处理,20h后镜下观察细胞形态学变化,用MTT和LDH检测细胞活力和损伤情况,免疫荧光染色观察凋亡细胞,流式细胞仪计数凋亡细胞的比例。结果：高浓度氨磷汀对正常PC12细胞活力有抑制作用（P〈0.05）,而低浓度则无。氨磷汀可以提高缺血再灌注损伤PC12细胞活力（P〈0.05）,减少LDH释放（P〈0.05）,保护细胞正常形态,抑制细胞凋亡（P〈0.05）。结论：氨磷汀对氧糖剥夺引起的神经元样细胞的缺血再灌注损伤具有保护作用。     

转录组分析揭示东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂的分子机制

【目的】本研究旨在通过差异表达基因(differentially expressed gene, DEG)分析以及毒力因子和其他侵染相关因子分析,在转录组水平揭示东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae侵染意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica的分子机制。【方法】基于前期已获得高质量的东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子(NcCK)及侵染意大利蜜蜂工蜂7和10 d的东方蜜蜂微孢子虫(分别为NcT1和NcT2)转录组数据,根据P≤0.05且|log_2(Fold change)|≥1的标准,通过比较分析筛选出NcCK vs NcT1, NcCK vs NcT2和NcT1 vs NcT2比较组的DEG。通过相关生物信息学软件对上述DEG进行Venn分析、GO分类和KEGG代谢通路富集分析。根据Nr和KEGG数据库注释信息和相关文献进行对东方蜜蜂微孢子虫的毒力因子和侵染相关因子的统计和分析。通过RT-qPCR验证转录组数据及DEG表达趋势。【结果】从NcCK vs NcT1, NcCK vs NcT2和NcT1 vs NcT2比较组分别鉴定出1 397, 1 497和52个DEG。Venn分析结果显示各比较组共有的上调和下调基因分别为10和1个。GO分类结果显示,NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2中DEG富集数最多的功能条目为代谢进程、细胞进程、单组织进程、细胞、细胞组件、细胞器、催化活性和结合,而NcT1 vs NcT2中DEG富集数最多的是代谢进程、细胞进程、单组织进程、催化活性和结合。KEGG代谢通路富集分析结果显示,NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2中DEG分别富集到80和79条通路;富集在糖酵解/糖异生和MAPK信号通路的上调基因数量多于下调基因。毒力因子分析结果显示,孢壁蛋白9基因和孢壁蛋白12基因在NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2中均下调表达,孢壁蛋白8基因仅在NcCK vs NcT1中表达量下调;此外孢壁蛋白前体基因、孢壁和锚定盘复合蛋白基因、几丁质合酶基因、极管蛋白基因、蓖麻毒素B凝集素基因的表达水平在NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2中表现为上调。侵染相关因子分析结果表明,糖酵解途径的3个关键酶基因在NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2中上调表达;3个涉及ATP/ADP移位酶的基因在NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2中上调表达,但有1个表达量下调;2个涉及ABC转运蛋白的基因在NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2中上调表达,另有4个下调表达。RT-qPCR结果证实了本研究中转录组数据及DEG表达趋势的真实可靠性。【结论】本研究通过比较分析解析东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂工蜂过程的转录组动态,揭示了孢壁蛋白、孢壁和锚定盘复合蛋白、几丁质酶、极管蛋白和蓖麻毒素B凝集素等毒力因子编码基因,以及己糖激酶、丙酮酸激酶、6-磷酸果糖激酶、ATP/ADP移位酶和ABC转运蛋白等侵染相关因子编码基因在病原增殖中扮演重要角色,为阐明东方蜜蜂微孢子虫的侵染机制提供了基础。