A facile fluorescence turn-on biosensor customized for monitoring of protein kinase activity based on carboxylic carbon nanoparticle–peptide complexes

In this study, we present a facile and low-cost approach for detecting protein kinase A (PKA) by assembling a purpose-designed carboxyfluorescein (FAM)-labelled peptide with carboxylic carbon nanoparticles (CNPs). Fluorescence of the FAM-labelled peptide gradually decreases to a low background signal as a result of the electron transfer from CNPs to FAM-labelled peptide via the peptide, which acts as a bridge. The reaction in the sensor in the presence of adenosine 5′-triphosphate and PKA phosphorylates the substrate peptide and disrupts the electrostatic repulsive force between the CNPs and the peptide, therefore altering the spectroscopic signal of the system. The change in fluorescence signal was directly proportional to the PKA concentration in the range 0–1.8 U/ml with a detection limit of 0.04 U/ml. These results suggest that PKA activity can be effectively measured using the developed PKA biosensor. Moreover, the fluorescence biosensor was successfully used in the investigation of PKA in spiked human embryonic kidney (HEK) 293 cells lysates, indicating its potential applications in protein kinase-related biochemical fundamental research.     

GSK3β/eEF2K信号通路对小鼠肺纤维化过程的影响*

目的: 探讨糖原合成酶激酶-3(GSK3β)/真核延伸因子激酶2(eEF2K)信号通路对肺纤维化进程的影响,为临床治疗肺纤维化寻找新的思路。方法: 采用一次性气管注射法构建C57BL/6雄性小鼠博莱霉素肺纤维化模型,造模14 d后将动物分成模型组、阴性抑制组与抑制组(n=5),另设空白组不作处理。抑制组使用腹腔注射TDZD-8(4 mg/kg),阴性抑制组腹腔注射二甲基亚砜(DMSO)溶液,28 d后处死采集指标。采用苏木精-伊红染色法检测小鼠肺脏病变情况;试剂盒水解法检测肺组织中羟脯氨酸(Hyp)的含量;采用Western blot法检测肺脏中GSK3β、磷酸化GSK3β(p-GSK3β)、eEF2K、p-eEF2K(Ser70)、p-eEF2K(Ser392)、p-eEF2K(Ser470)、基质金属蛋白酶-2前体蛋白(pro-MMP-2)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)蛋白表达水平,使用免疫组织化学法检测肺脏中MMP-2、胶原蛋白I(Col I)、胶原蛋白Ⅲ(Col Ⅲ)、α-平滑肌蛋白(α-SMA)的表达。结果: 与空白组相比,模型组中GSK3β、p-GSK3β、p-eEF2K(Ser70)、p-eEF2K(Ser392)、p-eEF2K(Ser470)、pro-MMP-2、MMP-2、Col I、Col Ⅲ、α-SMA蛋白表达水平升高,eEF2K蛋白表达水平降低(P＜0.05);与模型组相比,抑制组GSK3β、p-GSK3β、p-eEF2K(Ser70)、p-eEF2K(Ser392)、p-eEF2K(Ser470)、pro-MMP-2、MMP-2、Col I、Col Ⅲ、α-SMA蛋白表达降低,eEF2K蛋白表达升高(P＜ 0.05)。结论: GSK3β能通过Ser70、Ser392、Ser470这3个位点磷酸化激活eEF2K,增加纤维化指标含量,促进肺纤维化形成,加重肺组织病变。     

生态恢复中灌丛保育效应研究进展

灌木作为干旱半干旱地区植被的主要组成部分,对于维持生态系统稳定性和发挥生态服务功能具有重要作用。灌丛保育效应可以减轻限制性因子对目标植物生长和繁殖的不利影响,促进退化生境植物物种自然更新和植被恢复。本文综述了近20年有关灌丛保育效应研究和应用的主要成果,从微生境改善、肥岛形成、防御和抵抗作用发挥、有益微生物引入和协助繁殖体传播或保存以及种间竞争网络格局改变等方面阐述灌丛保育效应的促进机制,并从非生物环境、生物干扰、生活史阶段和生长繁殖策略等方面分析影响灌丛保育效应发挥的关键因素。从完善灌丛保育效应的理论机制和开展多因素共同作用下多植物物种相互作用关系模型构建角度,对灌丛保育效应的研究进行了展望。     

四川卧龙国家级自然保护区三种高山同域鸡形目鸟类的时空生态位比较

高海拔山区气候条件恶劣, 资源匮乏, 探究同域分布的近缘物种如何利用有限的资源以实现稳定共存, 对于了解高山生态系统生物多样性格局的形成和维持机制具有重要意义。鸡形目鸟类飞行能力弱, 属于典型的地栖物种, 生态位空间相对狭窄, 可能面临更高的种间竞争压力。本研究旨在比较几种同域分布的鸡形目鸟类的时空生态位, 为了解高山生态系统同域物种的共存机制提供新的研究案例。2020年4-9月, 研究人员在四川卧龙国家级自然保护区海拔3,300-4,200 m的高山区域进行了野外调查, 通过样线法和样方法对鸡形目鸟类群落优势物种绿尾虹雉(Lophophorus lhuysii)、雉鹑(Tetraophasis obscurus)和雪鹑(Lerwa lerwa)繁殖期的微生境进行调查, 使用红外相机对其活动节律进行监测, 并运用核密度估计法从微生境利用和日活动节律两个生态维度进行了种间生态位比较。结果显示, 雪鹑在微生境利用和日活动节律上均与其他两个物种存在显著差异。绿尾虹雉与雉鹑在微生境的利用上具有相似偏好; 但绿尾虹雉的早活动高峰晚于雉鹑, 晚活动高峰早于雉鹑, 表现出显著的种间日活动节律差异; 然而, 整合两个维度后, 绿尾虹雉和雉鹑的整体生态位仍然高度重叠, 没有显著分化。本研究表明高山鸡形目物种间的生态位分化体现于多个不同的生态维度, 并且不同物种之间的分化方式有所差异。在空间和时间生态位上的显著分化使雪鹑与同域物种间的竞争压力相对较小, 有利于其实现稳定共存。而绿尾虹雉与雉鹑的整体生态位高度重叠, 建议进一步对其食性开展研究, 探讨营养生态位上的潜在种间分化。     

基于层次分析法的旗舰物种遴选方法

旗舰物种是保护生物学中一个广泛应用的概念, 用于获得公众对保护行为的支持, 在生物多样性保护领域发挥着重要作用。但目前尚未见量化分析遴选和确定旗舰物种的公开报道, 致使学术界对旗舰物种的定义和使用相对主观, 缺乏科学依据。本文对旗舰物种的定义进行了梳理, 探讨了旗舰物种的内涵, 确定了旗舰物种的属性, 制定了遴选标准和量化遴选方法, 以便读者更好地理解和运用这一概念。目前旗舰物种的定义仍然局限在其社会学属性, 作者建议今后应加强其生物生态学属性。作者认为除了公众的关注度和认可度之外, 旗舰物种还应具备以下3个生态生物学和社会文化特征: (1)物种在当地的濒危程度及生存现状; (2)物种在当地生态系统中的重要性; (3)物种在当地民众中的影响力和认可度。基于此, 本文确定了表征旗舰物种社会文化属性和生态生物学属性的8个要素, 基于层次分析法提出了一种量化的旗舰物种遴选方法。该方法综合上述8个要素进行评判和计算分值, 以塔吉克斯坦境内分布的14种大型濒危哺乳动物的生态生物学属性和社会文化影响力为基础, 描述基于层次分析法遴选塔吉克斯坦哺乳类旗舰物种的方法和过程, 最终依据每个备选物种所得分值高低排序, 得到塔吉克斯坦旗舰物种的优先备选物种。本文首次提出了一种量化遴选旗舰物种的方法, 期望今后可基于该方法开发更加合理的旗舰物种遴选模型和算法。     

亚洲虎种群恢复的机遇与挑战

虎(Panthera tigris)作为顶级捕食者, 对维持森林生态系统服务和结构完整性有着重要作用, 是研究和保护工作的旗舰物种。历史上, 虎曾广泛分布于亚洲大部分地区, 如今仅分布于南亚、东南亚和东北亚的破碎化栖息地, 各区域种群处于濒危或极度濒危状态。准确了解野生虎的种群状态和生态需求信息对于科学开展保护和恢复工作至关重要。本文通过综述近几十年的研究文献, 总结了野生虎种群现状和主要威胁因素, 评价了已有研究的重点与不足, 为未来亚洲虎种群的研究和保护提出了建议。目前与虎相关的研究主要集中在分布范围最广的孟加拉虎(P. t. tigris)和东北虎(P. t. altaica) 2个亚种, 而最急需关注的其他亚种仍研究不足。经过近十几年的努力和保护投入, 目前野生虎种群数量已从2010年的大约3,200只恢复到现在约4,500只, 但在越南、柬埔寨和老挝3个国家已经灭绝。虎面临的主要威胁包括持续的栖息地破坏和隔离、猎物缺乏、近交衰退、人虎冲突、贸易与盗猎和疾病威胁等。未来的研究和保护工作需要加强种群和栖息地连通性恢复、个体重引入、疾病管控以及加强跨境合作和反盗猎等。     

猪环状RNA IGF1R促进脂肪细胞分化

环状RNA(circular RNA, circRNA)作为竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA)在细胞分化调控中发挥着重要作用。本研究旨在对猪环状RNA IGF1R(circular RNA insulin-like growth factor 1 receptor, circIGF1R)进行鉴定及分析,探明其表达规律,构建猪circIGF1R相关的ceRNA调控网络,并探究其异位表达对小鼠间充质干细胞(C3H10T1/2)成脂分化的调控作用。通过正反向引物PCR、Sanger测序、RNase R酶消化检测和qRT-PCR验证circIGF1R是胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor, IGF1R)第二外显子形成的circRNA,它在猪各组织中均有表达,且其表达量在脂肪组织中随日龄增加呈上升趋势;使用miRDB、TargetScan和miRWalk在线软件预测circIGF1R靶基因,运用RNAhybrid软件进行结合位点预测,使用DAVID生物信息功能分析软件对候选靶基因进行GO和KEGG富集分析,运用Cytoscape软件构建ceRNA网络,基于基因表达相关性和预测的靶标关系,绘制了GO和KEGG富集分析及构建了ceRNA网络;双荧光素酶报告基因分析证明circIGF1R及FABP4可与ssc (Sus scrofa chromosome) -miR-133a-5p结合;成功构建circIGF1R过表达载体,在间充质干细胞C3H10T1/2中异位表达,过表达circIGF1R后关键成脂调控因子CEBPα、CEBPβ、FABP4和PPARγ极显著升高(P＜0.01),脂滴数量显著增加。本研究结果证明,circIGF1R在猪脂肪组织中存在,并且可能通过ceRNA机制正调控C3H10T1/2细胞成脂分化,为进一步研究circIGF1R调控猪前体肌内脂肪细胞成脂分化奠定理论基础。     

Cell-penetrating peptide-mediated transfection of proteins into tissues of Arabidopsis and Chinese cabbage

In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant - Cell-penetrating peptides (CPPs) are a class of short peptides, which have the ability of intracellular delivery. CPPs can also be used as an...