合成生物活性物质的生物安全风险和应对策略研究

生物代谢工程以微生物为载体,以生命系统各个阶段形成的代谢产物为天然模板和设计蓝图,采用合成生物技术合成活性物质。这些活性物质中部分有害或具有潜在安全威胁,如毒素和蛋白质复合物、可用于临床治疗也可危害健康的药物分子及其衍生物、国际公约限制使用的化学制剂等,可能对生物安全产生不利影响。通过对采取天然代谢通路与非天然代谢通路生物合成的活性物质、化学合成的活性物质和活性物质递送技术相关的合成生物学安全风险的梳理分析,为促进活性物质的合成生物创新发展和应用提出科学应对策略。     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗根系抗氧化酶活性和内源激素水平的影响

为探究壳聚糖对增强玉米幼苗抗镉胁迫能力的生理生化机制,以玉米(Zea mays L.)杂交种‘郑单958’为试验材料,采用室内Hoagland水培法,探讨外施100mg·L~(-1)壳聚糖对镉胁迫(80mg·L~(-1))不同时间(0h、24h、48h、72h和96h)下玉米幼苗根系抗氧化酶活性和内源激素水平的影响。结果显示:(1)镉胁迫显著抑制玉米幼苗根系生长,并诱导根系活性氧产生、抗氧化酶活性增加、内源激素的平衡受到破坏。(2)镉胁迫下,外施壳聚糖处理96h后根系干重提高16.1%,根系的O-·2产生速率和H2O2含量分别降低9.1%和19.2%,SOD、POD和CAT活性分别提高32.5%、20.4%和21.3%,IAA、ZR和GA含量分别增加34.4%、40.4%和42.5%,ABA含量减少19.1%,IAA/ABA、ZR/ABA和GA/ABA分别提升66.1%、73.5%和76.0%。研究表明,壳聚糖能够调控镉胁迫下玉米幼苗根系内源激素的含量及平衡,减轻胁迫对抗氧化酶系统的破坏,增强其清除活性氧的能力,从而降低镉胁迫对根系的毒害,提高玉米幼苗对镉胁迫的抵抗能力,为玉米抗逆栽培提供了理论及试验依据。     

高脂饲养青春期大鼠电击回避反应和海马CA3区场电位的改变

目的：观察高脂饲养至青春期的大鼠对电击回避反应和海马CA3区实时局部场电位变化。方法：断乳1周幼鼠改用基础饲料和高脂饲料分别喂养4周至青春期,分为基础饲料组（BF组）和高脂饲料组（HFD组）,Y型迷宫电击回避训练方法,记录2组大鼠电击回避达学会标准的相关参数,同时无线遥测大鼠达标时海马CA3区实时局部场电位。结果：与BF组大鼠比较,HFD组大鼠体重明显增加,Y型迷宫电击回避训练1~2 d大鼠达标百分率、电击回避达标各项指标均略优于BF组;双侧海马CA3区局部场电位节律出现去同步化快波改变,右侧海马CA3区出现了θ波和γ 1波百分比的同步性增加,但无θ~γ 1波相位-振幅耦合出现。结论：幼年期短期高脂饮食至青春期的大鼠,尽管体重较基础饲料大鼠增加,但未见Y型迷宫电击回避反应能力和海马依赖性空间认知功能的减退。     

心力衰竭大鼠心肌线粒体蛋白质组学研究

通过差速离心分离大鼠心肌线粒体,利用蛋白质组学技术构建正常大鼠心肌线粒体蛋白质组表达图谱;选用心肌梗死诱导的心力衰竭大鼠模型,分析比较心力衰竭时心肌线粒体蛋白质表达谱的改变.与正常对照组相比,心力衰竭大鼠心肌线粒体共有188个蛋白点的表达量发生了变化,其中有120个蛋白点表达上调2倍以上,有68个蛋白点表达下调1/2以上（P〈0.05）.对差异表达的蛋白点行胶内酶解后质谱鉴定和数据库检索,对蛋白质进行功能注释、亚细胞定位和生物信息学分析,其中有27个蛋白质涉及能量代谢和氧化应激,其中参与糖酵解及三羧酸循环的蛋白质（酶）表达上调,而参与OXPHOS复合体和脂肪酸代谢的蛋白质（酶）表达下调.研究结果表明,心力衰竭时心肌能量代谢模式发生了改变,底物选择从倾向于脂肪酸转为葡萄糖利用增加,糖酵解增强而脂肪酸氧化能力减低;为心肌缺血性损伤时线粒体结构和功能改变提供了分子依据,在蛋白质水平上阐述了线粒体在心力衰竭发展中的可能机制.     

“探究蚯蚓”的教学设计

让学生通过一系列的科学探究活动,主动获得有关蚯蚓的科学知识,增强动手能力．体验科学过程和科学方法,形成一定的科学探究能力和科学态度,培养创新意识和合作精神。为独立开展科学探究工作奠定基础。     

拟南芥PMSR2对脂肪族芥子油苷侧链的修饰作用

芥子油苷是一类由氨基酸合成的次生代谢产物,脂肪族芥子油苷主要来源于甲硫氨酸,因侧链长度和结构的不同而拥有多样化的生物活性。根据拟南芥不同组织中芥子油苷组分和含量的特点及生物信息学分析,我们推断脂肪族芥子油苷的侧链修饰反应中可能存在由甲基亚磺酰基芥子油苷向甲硫基芥子油苷转化的还原反应,候选基因为甲硫氨酸硫还原酶2(Peptide Methionine Sulfoxide Reductase 2,PMSR2)。为了验证这一假设,我们构建了过量表达PMSR2基因的转基因拟南芥,对其芥子油苷组分及含量进行了测定,并与野生型和PMSR2基因缺失的突变体进行了对比分析,结果表明,PMSR2基因的过量表达并未使芥子油苷含量与组分发生明显变化,但PMSR2基因缺失的突变体与野生型相比,MS GSL/MT GSL的值显著提高,证明PMSR2参与了脂肪族芥子油苷侧链的修饰反应,可以将MS GSL中的硫还原生成MT GSL。该酶的鉴定进一步完善了对芥子油苷合成途径及其侧链修饰的认识,为深入研究脂肪族芥子油苷的生理功能奠定了理论基础。     

固体平板磁泳分离细菌新方法的研究

氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）能够在胞内形成电子致密的磁性颗粒,它的这种特性使利用氧化亚铁硫杆菌合成生物纳米磁性材料成为了可能。本课题组为了筛选出合成磁性颗粒能力强的菌株,对原有的液体磁泳进行了改进,采用了新的固体平板磁泳方法来筛选纯化目的菌株。经过磁泳分离后,细菌中含磁性颗粒的细胞比例由原始菌群的30％上升到90％,胞内含有的磁颗粒数目也由1~2颗增加至2~5颗,筛选得到的细菌在人工磁场下会进行趋磁运动。实验结果表明,氧化亚铁硫杆菌具有较弱的趋磁性,在人工磁场下会进行趋磁运动,但仅在地磁场作用下不能定向运动,利用固体平板磁泳筛选纯化含有磁性颗粒的氧化亚铁硫杆菌的方法是切实可行的,磁泳分离技术的进一步完善和改进为传统的微生物菌种分离提供了新的途径,为研究纯氧化亚铁硫杆菌菌株胞内磁性颗粒的形成条件及机理提供了前提条件,也为今后从浸矿细菌中分离筛选更多的含有磁性颗粒的菌株打下基础。     

铜陵铜矿区凤丹根际和非根际土壤酶活性

对铜陵铜矿区凤丹根际和非根际土壤酶活性特征进行了研究.结果表明,凤丹根际土壤各种酶活性显著大于非根际土壤.凤丹非根际土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶活性能敏感地反映土壤重金属复合污染状况;根际环境对土壤酶活性的影响表现为: 磷酸酶＞脲酶＞过氧化氢酶＞蔗糖酶＞多酚氧化酶,影响率分别为131.562%、92.492%、87.557%、59.673%34.076%;土壤各种酶活性与重金属复合污染程度呈显著负相关,相关系数均-0.868以上,表现出重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应.凤丹可有效地改善土壤环境,提高土壤各种酶的活性.     

军事飞行人员非酒精性脂肪肝病患者白细胞计数、C反应蛋白、尿酸与糖脂代谢、胰岛素抵抗和肝纤维化指标的相关性研究

摘要 目的：研究军事飞行人员非酒精性脂肪肝病（NAFLD）患者白细胞计数（WBC）、C反应蛋白（CRP）、尿酸（UA）与糖脂代谢、胰岛素抵抗和肝纤维化指标的相关性。方法：选择2018年7月至2021年12月期间海军青岛特勤疗养中心收治的100例NAFLD军事飞行人员作为NAFLD组,另取同期健康体检者90例作为对照组。检测并对比两组的WBC、CRP、UA、糖脂代谢、胰岛素抵抗以及肝纤维化相关指标,采用Pearson相关系数分析WBC、CRP、UA与糖脂代谢、胰岛素抵抗和肝纤维化指标的相关性。结果：NAFLD组的WBC、CRP、UA水平均明显高于对照组（P<0.05）。NAFLD组的空腹血糖（FBG）、总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、空腹胰岛素（FINS）、稳态模型胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）水平均高于对照组,高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平低于对照组（P<0.05）。NAFLD组的Ⅲ型前胶原肽（PC-Ⅲ）、层粘连蛋白（LN）、透明质酸（HA）、Ⅳ型胶原（Col-Ⅳ）水平均明显高于对照组（P<0.05）。Pearson相关性分析结果显示, WBC、CRP、UA与TC、TG、LDL-C、HOMA-IR、PC-Ⅲ、LN、HA、Col-Ⅳ均呈正相关,而与HDL-C呈负相关（P<0.05）; WBC、CRP、UA与FBG、FINS无显著相关性（P>0.05）。结论：军事飞行人员NAFLD患者体内WBC、CRP、UA明显升高,且与糖脂代谢紊乱、胰岛素抵抗和肝纤维化有关。     

数字X线评价低温射频消融术治疗阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征的临床疗效

目的:探讨颅咽部数字X线指数对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)患者行低温射频消融手术治疗效果的评价作用。方法:选择2013年10月-2015年10月在我院接受低温射频消融术的OSAHS患者74例作为研究组,另选择同期在我院接受体检的健康志愿者44例作为对照组。分别于手术前后采用X线测量两组研究对象的上齿槽座角(SNA)、下齿槽座角(SNB)、上下齿槽座角(ANB)、颌上角(NA/PA);舌根后方气道前后径(PAS)、软腭后方气道横径(U-MPW)、会厌层气道前后径(V-LPW)、后鼻棘-咽顶点距(PNS-R)、舌骨最上缘至下颌骨垂直距离(H-MP)、软腭长度(SPL)、软腭厚度(SPT)以及舌骨至颈椎前平面距(H-CVP)。结果:研究组患者ANB,NA/PA,PAS,U-MPW,PNS-R及H-CVP均大于对照组,差异具有统计学意义(P0.05);两组SNA、SNB、V-LPW、H-MP、SPL及SPT比较,差异无统计学意义(P0.05);与术前相比,研究组患者术后ANB、PAS、U-MPW及H-CVP均明显改善,差异具有统计学意义(P0.05)。结论:颅咽部数字X线测量指数能够较好的评价OSAHS患者行射频消融术的治疗效果,值得临床参考。