新工科背景下生物反应工程课程的多元化教学模式 改革与探索

生物反应工程作为一门理论性与应用性都很强的专业课程,在生物工程等相关专业的课程设置中处于桥梁和纽带地位,对新型应用型工科人才的培养发挥着重要的作用。但由于该课程中公式等抽象理论知识过多,导致学生学习效率十分低下。因此,为了适应新工科教育背景下对创新型人才培养的需求,提高学生的学习兴趣和积极性,并培养学生的自主学习等创新能力,教学团队在课程教学中通过引入虚拟仿真技术、开展微课教学、采用案例式教学模式、利用科研平台等多元化方式,对该课程的教学模式、方法和手段尝试改革和探索,取得了一定的教学效果,并就此进行了一些探讨,以期能为相关课程的教学改革提供一些思路和启示。     

水痘-带状疱疹病毒ORF43蛋白的单克隆抗体制备及初步研究

水痘-带状疱疹病毒(Varicella-zoster virus,VZV)是引起水痘和带状疱疹这两种临床表现不同病症的共同致病原,其基因组中ORF43是VZV在宿主细胞中复制的必需基因,但目前尚无针对VZV ORF43编码蛋白性质与功能的研究报道.本研究目的 是制备抗VZV ORF43单克隆抗体,以初步研究该蛋白在细胞内的表达与分布情况.本研究构建了VZV ORF43蛋白的原核表达质粒并在大肠杆菌中进行了该蛋白的表达,纯化蛋白免疫小鼠后,使用杂交瘤技术及克隆化筛选,获得一株特异性强、反应性好的抗VZV ORF43单克隆抗体2D3.本研究使用该抗体鉴定出VZV ORF43蛋白在质粒转染细胞与病毒感染细胞中表达的分子量大小均约为70kD,但分别呈现出细胞质和细胞核的不同亚细胞定位.以上工作为后续进一步探究该蛋白在VZV感染与致病过程中的作用奠定了基础.     

喀什边境口岸陆运卡车及集装箱污染的新冠病毒基因特征分析

新疆维吾尔自治区喀什地区作为我国与中亚和欧洲的重要陆路货运口岸,来往货物运输频繁,引入新型冠状病毒(SARS-CoV-2)风险大,对我国新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情防控造成压力.2020年11月我国新疆维吾尔自治区喀什地区发生输入SARS-CoV-2导致的本土聚集性COVID-19疫情.为明确货物运输载体携带SARS-CoV-2的基因特征以及边境快速物流系统作为SARS-CoV-2传播载体的可能性,本研究对2020年11月6日-2020年11月10日期间在喀什边境口岸货运卡车及运输的集装箱采集的35份SARS-CoV-2核酸阳性样本进行SARS-CoV-2全基因组序列测定和比对分析.结果 显示,35份样本ORFlab基因Ct值的中位数(最小值～最大值)为37.64(28.91～39.81),N基因Ct值的中位数(最小值～最大值)为36.50(26.35～39.30),Reads数匹配率的中位数(最小值～最大值)为51.95％(0.86％～99.31％),病毒载量较低;35份样本中基因组覆盖度达到70％以上的共计18份.基于Pango命名法,18条SARS-CoV-2基因组序列分别属于B.1、B.1.1、B.1.9、B.1.1.220、B.1.153和B.1.465共6个不同的基因型,其中3个基因型(B.1、B.1.1和B.1.153)在喀什边境接壤或邻近的四个国家同期采集的病例样本中也有发现.核苷酸突变位点和系统进化树分析显示,同一个地点采集的样本病毒基因组相似程度高;18条序列中的4条与喀什COVID-19疫情毒株代表序列处在同一个进化分支;其中1条序列与喀什COVID-19疫情毒株基因组存在1个或2个核苷酸突变位点差异,高度同源.本研究证实喀什COVID-19疫情期间边境货运卡车和集装箱存在境外多种基因型病毒的污染,其中存在喀什COVID-19疫情毒株的祖父代病毒,高度提示边境快速物流系统卡车及集装箱作为载体携带SARS-CoV-2病毒入境造成了本土疫情,这些数据为我国边境口岸地区的新冠防控策略制定及后续疫情溯源提供了关键的参考依据.     

江苏省2017年新报告HIV感染者治疗前耐药分析及基因亚型分布

基于大样本量的亚型及治疗前耐药分析,更准确地掌握江苏省HIV-1流行亚型,更真实地评估江苏省治疗前耐药水平并为抗病毒治疗的开展提供依据收集2017年全年全江苏省新报告感染者治疗前血样.逆转录PCR扩增HIV-1蛋白酶区(pol)基因并送测序.ChromasPro剪辑,拼接,合成序列.MEGA7做序列比对并构建进化树分析亚型.序列在线比对耐药位点.治疗前耐药分析,耐药率达16.3％.蛋白酶区(PR)主要耐药位点是L33F,占44.4％.核苷酸逆转录酶区(NRTI)主要耐药位点是M184位点变异,占35％.非核苷酸逆转录酶区(NNRTI)耐药位点主要是V179位点变异,占59.2％.CRF01_AE亚型(456,37.7％)和CRF07_BC亚型(381,31.6％)仍为江苏省主要流行亚型;不同的是复杂重组体(CPXs)和独特重组体(URFs)数量极速上升至第三位(241,19.9％).江苏省HIV-1复杂重组体大量出现,提示新人病毒或病毒交叉重组频繁,艾滋病的防制依然任重道远.在治疗前耐药比例大幅上升的情况下,治疗前耐药检测成为个体选择抗病毒治疗方案的关键.     

植物-固定化菌剂联合修复多环芳烃污染土壤

以火凤凰根际土壤中发现的3种优势菌[分枝杆菌(Ⅰ)、产黄纤维单胞菌(Ⅱ)、少动鞘氨醇单胞菌(Ⅲ)]构建的多菌剂体系为供试菌剂,针对大港油田原油污染土壤,将固定化供试菌剂接种于修复植物火凤凰根际,探讨供试菌剂强化火凤凰修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的效果。结果表明: 处理ⅠⅢ(有效活菌数为10⁹ cfu·mL^-1)和ⅠⅡⅢ(有效活菌数为10⁷ cfu·mL^-1)对PAHs的降解有促进作用,PAHs降解率分别为32.2%和41.4%,均显著高于相应对照处理。此外,处理ⅠⅡⅢ对火凤凰的地下生物量有明显促进作用,比对照处理增加了31.2%。表明由3种优势菌构建的多菌剂ⅠⅡⅢ可以作为火凤凰修复PAHs污染土壤的强化手段,为微生物强化植物修复技术提供了新的修复思路及方法。     

旅游干扰下水质对大鲵繁殖行为与繁殖力的影响

通过控制大鲵仿生态繁育池进水量模拟旅游干扰下的水质溶解氧特征,采用红外数字监控系统研究大鲵繁殖行为(产卵与护卵)及繁殖力(相对产卵量、受精率与孵化率)特点,分析它们与水质的关系,探讨旅游干扰导致的水质变化对大鲵繁殖行为及繁殖力的影响。结果表明: 与对照组相比,旅游干扰下大鲵的产卵行为与繁殖力未受到显著影响,但雄鲵护卵行为中的扇尾与搅动时间显著延长,以提高水中溶解氧浓度,满足大鲵胚胎发育需求;此外,旅游干扰下受精卵的孵化时间显著延长,但孵化率未受到显著影响。雄鲵护卵行为变化与受精卵孵化时间延长可能是大鲵对旅游干扰导致的水质变化的一种主动响应。     

Crumbs proteins stabilize the cone mosaics of photoreceptors and improve vision in zebrafish

Although the unique organization of vertebrate cone mosaics was first described long ago,both their underlying molecular basis and physiological significance are largely unknown.Here,we demonstrate that Crumbs proteins,the key regulators of epithelial apical polarity,establish the planar cellular polarity of photoreceptors in zebrafish.Via heterophilic Crb2a-Crb2b interactions,the apicobasal polarity protein Crb2b restricts the asymmetric planar distribution of Crb2a in photoreceptors.The planar polarized Crumbs proteins thus balance intercellular adhesions and tension between photoreceptors,thereby stabilizing the geometric organization of cone mosaics.Notably,loss of Crb2b in zebrafish induces a nearsightedness-like phenotype in zebrafish accompanied by an elongated eye axis and impairs zebrafish visual perception for predation.These data reveal a detailed mechanism for cone mosaic homeostasis via previously undiscovered apical-planar polarity coordination and propose a pathogenic mechanism for nearsightedness.     

The ScCas9++ variant expands the CRISPR toolbox for genome editing in plants

The development of clustered regularly interspaced palindromic repeats (CRISPR)-associated protein (Cas) variants with a broader recognition scope is critical for further improvement of CRISPR/Cas systems. The original Cas9 protein from Streptococcus canis (ScCas9) can recognize simple NNG-protospacer adjacent motif (PAM) targets, and therefore possesses a broader range relative to current CRISPR/Cas systems, but its editing efficiency is low in plants. Evolved ScCas9⁺ and ScCas9⁺⁺ variants have been shown to possess higher editing efficiencies in human cells, but their activities in plants are currently unknown. Here, we utilized codon-optimized ScCas9, ScCas9⁺ and ScCas9⁺⁺ and a nickase variant ScCas9n⁺⁺ to systematically investigate genome cleavage activity and cytidine base editing efficiency in rice (Oryza sativa L.). This analysis revealed that ScCas9⁺⁺ has higher editing efficiency than ScCas9 and ScCas9⁺ in rice. Furthermore, we fused the evolved cytidine deaminase PmCDA1 with ScCas9n⁺⁺ to generate a new evoBE4max-type cytidine base editor, termed PevoCDA1-ScCas9n⁺⁺. This base editor achieved stable and efficient multiplex-site base editing at NNG-PAM sites with wider editing windows (C₋₁–C₁₇) and without target sequence context preference. Multiplex-site base editing of the rice genes OsWx (three targets) and OsEui1 (two targets) achieved simultaneous editing and produced new rice germplasm. Taken together, these results demonstrate that ScCas9⁺⁺ represents a crucial new tool for improving plant editing.