人工合成启动子文库研究进展

随着合成生物学的发展,人工合成功能元件在代谢工程领域显示出巨大应用潜力。启动子是调控基因转录水平的重要元件,可以利用人工合成启动子文库对代谢途径进行精细调控,使基因适量表达,实现代谢途径的组合优化。文章综述了人工合成启动子文库的研究进展,评述了不同文库的构建策略,讨论了人工合成启动子文库在代谢工程领域的应用,并展望了人工合成启动子文库的发展方向。     

猪精子冷冻损伤研究进展

综述了猪冻存精子顶体、质膜和线粒体的形态学变化及其对精子受精能力的影响,同时分析了冻融精子中所发生的蛋白质、DNA等生物大分子的变化及其可能对冻存精子质量及受精能力的影响,指出冷冻保存过程对精子蛋白质、DNA等生物大分子质和量的影响是精子冷冻损伤的实质,应用先进的蛋白组学进行猪精子冷冻损伤机理研究,有助于深刻揭示冷冻损伤的分子机理,为推动猪精液冷冻保存技术研究取得突破性进展提供理论依据。     

高产虾青素红法夫酵母的选育及代谢通量分析

以野生型红法夫酵母As2.1557为出发菌株,依次进行两轮紫外线诱变和亚硝基胍诱变,并以10-4与10-3mol/Lβ-紫罗酮作为筛选剂,得到突变株UV-N2-7,其虾青素产量和含量分别较出发菌株提高81.7%和2.25倍。采用Plackett-Burman设计法及响应面分析法对发酵培养基的组分及发酵条件进行了优化,突变株的虾青素产量由从初始的2.674 mg/L提高到了6.338 mg/L。建立了红法夫酵母的代谢网络,并对比了突变株和野生株间歇培养条件下对数生长期的代谢通量分布。结果表明:突变株与野生株相比,PP途径通量有所减小,而EMP途径和TCA循环有所增强,突变株用于菌体生长的通量有所减小;二者的丙酮酸脱氢酶的活性均较低,分泌至胞外的丙酮酸的代谢通量约为32%。因此预计通过遗传改造和发酵控制提高丙酮酸脱氢酶的活性可能会进一步提高虾青素的产率。     

基于重组策略的一体化生物加工过程最新进展

木质纤维素材料具有储量丰富、原料成本低及可再生等优点,人们期望其能替代石油作为原料来生产多种燃料和化学品,如生物柴油、生物氢、生物乙醇等,而木质纤维素解聚过程的高成本成为实现这一过程的主要障碍。一体化生物加工过程 (Consolidated bioprocessing,CBP) 是指在不添加任何外源水解酶的情况下,直接将木质纤维素原料一步转化为生物化学品的生物加工过程。通过基因工程,将水解酶的生成、木质纤维素的降解和生物产品的生产等功能集成到一个生物体上。对于CBP,人们通常有两种策略可供选择,即本地策略和重组策略。文中重点介绍了基于重组策略的CBP的原理、两种不同的应对方式、合成生物学及代谢工程对其的贡献以及未来所面临的挑战与展望。     

微生物发酵法生产L-丝氨酸及L-半胱氨酸研究进展

L-丝氨酸及L-半胱氨酸在食品、医药和化妆品等行业有着广泛的应用,在植物和微生物中两者从头合成的前体物均为3-磷酸甘油酸。微生物发酵生产这两种氨基酸以其社会、经济及环境效益展现出良好的前景。针对近年来微生物发酵法生产L-丝氨酸及L-半胱氨酸的研究成果,本文综述了当前国内外学者在该领域研究的热点,即代谢途径及其调节、相关氨基酸的转运及运输、菌种及菌株改造、新菌种的开发等。最后结合当前生物技术的新发展,对今后的研究方向进行了展望。     

核重编程机制的影响因素

哺乳动物体细胞核移植技术在农业、生物技术、医药生产和濒危动物保护等方面具有很大的潜力和应用价值,已成为目前发育生物学研究的重要方法。但是核重编程仍是核移植技术的关键因素,制约了重构胚胎干细胞的研究。只有供核发生完全重编程,重构胚胎才能正常发育。核重编程与供核者的年龄,供核细胞的组织来源、分化状态、细胞周期、传代次数,供核细胞的表观遗传标记以及供卵者的年龄、卵子的成熟度等因素有关。创造各种适于核重编程的条件有利于从更高的起点开展核移植胚胎干细胞的研究,提高重枸胚胎干细胞建系效率。     

枯草芽孢杆菌转录调控网络的连接结构及分解

对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）转录调控网络的全局连接性质进行分析之后,基于一种自上而下的思路,将重点放在最大弱连通体,提出了基于距离的分解方法,并对得出的模块进行了明确的生物学功能定义。研究结果表明基于距离的分解方法对于标识转录调控网络中的生物学功能模块十分有效.     

光照强度对雨生红球藻合成虾青素的影响

雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）是一种单细胞绿藻,在强光照射条件下能够合成并大量积累具有强抗氧化性的次生类胡萝卜素-虾青素。然而,其合成机理目前还不明确,导致虾青素诱导合成过程中操作的盲目性,限制了虾青素产量的提高。     

蛋白质定向进化的研究进展

在工业生物催化过程和生物细胞工厂构建方面,蛋白质定向进化被广泛地应用于酶的分子改造.蛋白质定向进化不仅可以针对某一目的蛋白进行改造,还可以改善代谢途径、优化代谢网络、获得期望表型细胞.为了获得更高效的突变效率,快捷、高通量的筛选方法,提高蛋白质定向进化的效果,研究者不断开发蛋白质体内、体外进化方法,取得了新的进展和应用.本文介绍了最近发展的蛋白质定向进化技术的原理、方法及特点,总结了突变文库的筛选方法和蛋白质定向进化的最新应用,最后讨论了蛋白质定向进化存在的挑战和未来发展方向.     

精子形成期基因转录表达的研究进展

减数分裂后, 圆形精子细胞经过一系列变态过程最终发育为成熟精子。期间, 精子细胞质逐渐丢失, 其染色质组蛋白逐渐经过渡蛋白替换为鱼精蛋白, 染色质被致密包装并高度浓缩。很多学者认为, 精子转录活性被关闭, 不存在RNA。但近些年却在精子中检测到了种类繁多的转录本, 包括精子染色质重新包装所需蛋白的转录本及一些小分子RNA等。由于精子核内组蛋白没有完全被鱼精蛋白替换, 且染色质上包含一些核酸活性敏感位点, 推测精子存在一定的转录活性, 并通过激素和表观遗传修饰等调控转录。精子中的这些RNA一部分是精子形成过程中残留下来的, 另一部分是精子细胞适时表达的。深入研究精子形成中的基因转录表达, 可增进对精子形成与成熟遗传本质的理解, 为高效利用雄性配子进行生殖控制提供理论依据。文章综述了近年来精子形成期基因转录表达的研究进展, 并提出了未来的研究方向。