Sphingopyxis sp. YF1吸附镉的特性及其机制

【背景】水中的重金属污染是一个严峻的环境问题,严重危害人体健康,利用微生物吸附剂修复重金属污染的水体是一种高效环保的方法。Sphingopyxis能够去除重金属,但是其去除水体中镉的研究很少,且其吸附镉的机理尚不清楚。【目的】以从水体中分离的Sphingopyxis sp. YF1为对象,探究该菌对镉的吸附特性和机制。【方法】分析在不同pH、接触时间及重金属初始浓度条件下YF1活菌和死菌对Cd²⁺的吸附效果,对其进行动力学模型和等温模型拟合,通过扫描电镜和能谱(scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy, SEM-EDS)观察镉在活菌和死菌细胞表面的富集,并通过傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析确定YF1菌中参与吸附Cd²⁺的官能团,阐明YF1对镉的吸附机理。【结果】当pH值为3.0-5.0时,随着pH值的升高,活菌与死菌的镉吸附量都随着增加,pH值为5.0-7.0时,活菌与死菌的镉吸附量均无较大变化,吸附主要发生在前10 min,之后吸附速率逐渐降低,活菌和死菌吸附Cd²⁺的过程更符合准二级动力学模型,表明菌体对镉主要是以化学吸附的方式进行;活菌和死菌等温模型拟合都更符合Langmuir模型,说明YF1对Cd²⁺的吸附为均相吸附;活菌和死菌对Cd²⁺的吸附量分别达到36.20 mg/g和62.98 mg/g;吸附后的活菌和死菌的细胞表面均有Cd(II)沉积在菌体表面,活菌和死菌的-OH、C-(O,N)和-NO₂等基团参与了镉的吸附。【结论】Sphingopyxis sp. YF1菌具有较强的Cd²⁺去除能力,该菌株在去除水体Cd²⁺方面具有良好的应用前景。     

猪链球菌2型Orf207基因缺失菌株的构建及其生物学特性检测

【背景】猪链球菌2型(streptococcus suis type 2, SS2)可引起人、猪的脑膜炎、关节炎及败血症等,不仅给养猪业带来巨大的经济损失,同时严重威胁公共卫生安全。本团队前期通过噬菌体展示文库技术发现Orf207编码蛋白可能参与SS2诱导的脑膜炎发生,然而其在SS2致病过程中的具体作用尚不清楚。【目的】探究Orf207基因对SS2致病性的影响。【方法】采用温敏性自杀质粒介导的同源重组系统,构建SC19 Orf207基因缺失菌株ΔOrf207及其回补菌株CΔOrf207,系统比较缺失菌株与野生株间在生长特性、形态、组织定殖能力、毒力情况、细胞黏附与侵袭及抗巨噬细胞吞噬能力等生物学特性方面的差异。【结果】与野生株相比,缺失菌株链长变短,生长速度略慢;而且Orf207缺失显著增加了小鼠的存活率,降低了细菌在血液、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脑组织的定殖能力和对肺组织的病理损伤并显著减弱SS2对HeLa细胞的黏附与侵袭能力及抗巨噬细胞吞噬能力。【结论】Orf207基因可以显著降低SS2对宿主的致病能力,本研究结果不仅丰富了SS2的致病机制,也为SS2疫苗等研发提供了新靶点。     

盐磷胁迫对木麻黄和台湾相思种子萌发及幼苗生长的影响

恶劣环境下,人工海防林因面临养分胁迫而经营困难。为探讨盐、磷胁迫对主要海防林树种木麻黄和台湾相思种子萌发及生长的影响,该研究分别用不同浓度的NaCl(盐)和KH₂PO₄(磷)溶液处理种子和浇灌幼苗,测定种子萌发和幼苗生长指标。结果表明：(1)高盐胁迫显著抑制种子萌发,对幼苗生长有一定影响,但两种植物影响程度不同;台湾相思种子萌发耐盐性高于木麻黄,前者相对盐害率最大值为23.03%,后者为89.15%;随着盐浓度增加,木麻黄和台湾相思种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均降低,对应最大值分别为38.70%、34.67%、18.70、0.055和76.67%、62.22%、48.46、6.11。(2)两种植物的株高和根长随盐浓度增加而降低,木麻黄和台湾相思株高分别为12.29～6.01 mm和48.27～17.33 mm,根长分别为8.57～1.45 mm和33.41～5.88 mm;台湾相思根、茎、叶生物量及根冠比均随盐浓度的增加逐渐减小,木麻黄各处理差异较小。(3)台湾相思的种子和幼苗较木麻黄更耐低磷环境,二者最适磷浓度存在差异;木麻黄种...     

基于微波热声层析成像定量重建生物组织电导率的改进方法

目的 生物电磁学参数中的电导率与组织的功能性信息直接相关,精准重建生物组织电导率在医学成像技术和医学诊断领域中有着重要意义。本文改进定量微波热声层析成像（microwave-induced thermoacoustic tomography,MTAT）算法,使组织电导率的重建精度提高。方法 本文在利用有限元离散法求解热声波动方程和亥姆霍兹方程的基础之上,提出了一种基于正则化牛顿迭代法（regularized Newton iteration method,RNIM）定量重建组织电导率的改进方法。结果 通过数值模拟实验和含不同浓度NaCl溶液的仿体实验,验证了算法改进的有效性。组织仿体实验结果表明,目标在不同位置、不同大小、不同对比度情况下,相比于定量微波热声层析成像采用拟合（fitting）的方法,采用正则化牛顿法定量重建的仿体电导率相对误差明显降低,重建目标精度提高。在仿体实验中采用RNIM方法重建相同浓度的单目标在不同位置的电导率变化幅度更小,以及重建多目标电导率的相对比值与实际更接近,实验结果验证了改进方法的稳定性。结论 研究结果表明优化算法能更加准确地定量重建组织仿体的电导率,...     

circPVT1通过miR-24-3p/let-7a-5p/FSCN1轴促进鼻咽癌细胞侵袭迁移

目的 鼻咽癌是一种来源于鼻咽上皮的恶性肿瘤,其临床特征之一是易发生淋巴转移,但是目前鼻咽癌转移的分子机制尚未阐明。circPVT1是由PVT1基因2号外显子反向拼接形成的环状RNA (circRNA),在多种肿瘤中表达上调,本文探讨了circPVT1在鼻咽癌侵袭迁移中的作用和分子机制。方法 通过RT-qPCR检测circPVT1及其下游miRNA和FSCN1在鼻咽癌细胞的表达情况,Transwell和划痕愈合实验检测circPVT1对鼻咽癌细胞侵袭迁移的影响,RNA pull-down实验检测circPVT1结合的miRNA,双荧光素酶报告实验检测miR-24-3p和let-7a-5p靶向抑制FSCN1 mRNA表达。结果 在鼻咽癌细胞中过表达circPVT1可以促进鼻咽癌细胞侵袭迁移,而敲低circPVT1则可以抑制鼻咽癌细胞的侵袭迁移。进一步研究发现,circPVT1可以通过竞争性吸附miR-24-3p和let-7a-5p,上调FSCN1的表达,从而促进鼻咽癌细胞的侵袭迁移。结论 circPVT1通过miR-24-3p/let-7a-5p/FSCN1轴促进鼻咽癌细胞侵袭迁移,证实c...     

药用植物分子农场研究进展

植物分子农场可以利用植物生产具有药物用途的重组蛋白或者次生代谢化合物,应用广泛。随着对动植物中具有药物用途的代谢途径的深入解析,代谢途径中关键限速酶或调控蛋白的功能不断被明确,如何选择植物分子农场的底盘植物和遗传改造途径等问题,特别是如何协同提高植物制药产量与品质一直是植物分子农场体系建立中面临的关键科学问题。综述了药用的植物分子农场的最新研究进展,着重介绍了底盘植物的选择与药用植物分子农场的构建策略,以期为提高分子农场应用效果提供有力的科技支撑。     

柑橘大实蝇精巢、精泵和精泵内骨骼的生长发育状况

【目的】柑橘大实蝇是一种严重为害柑橘类果实的经济害虫。研究其精巢、精泵以及精泵内骨骼生长发育状况,有助于提高柑橘大实蝇人工繁殖效率以及其田间防治效果,为柑橘大实蝇的预测预报及防治提供理论基础。【方法】基于光学显微镜测量恒温和室温条件下柑橘大实蝇雄虫的精巢、精泵以及精泵内骨骼的长度和宽度,并建立其长度、宽度和指数的函数模型,比较恒温和室温2种饲养条件下其雄虫器官发育状况差异。【结果】无论是在恒温还是室温条件下饲养,随着柑橘大实蝇雄成虫日龄的增加,其精巢、精泵以及精泵内骨骼的长度、宽度和指数变化趋势均符合幂函数增长模型。在恒温和室温条件下,其雄虫的精巢宽度、精泵的长度和宽度以及指数、精泵内骨骼宽度均无明显差异。在室温条件下饲养的雄虫的精巢长度[(4.00±0.14) mm]及指数(3.40±0.14)、精泵内骨骼长度[(1.65±0.03) mm]及指数(1.84±0.08)均分别显著高于在恒温条件下饲养的雄虫的精巢长度[(3.75±0.13) mm]及指数(3.19±0.14)、精泵内骨骼长度[(1.61±0.03) mm]及指数(1.77±0.08)。【结论】变温(室温)比恒温更有利于柑橘大实蝇雄虫的精巢和精泵内骨骼的发育,并推荐使用精泵长度推断其雄虫日龄的方法。     

Engeletin alleviates cerebral ischemia reperfusion-induced neuroinflammation via the HMGB1/TLR4/NF-κB network

High-mobility group box1 (HMGB1) induces inflammatory injury, and emerging reports suggest that it is critical for brain ischemia reperfusion. Engeletin, a natural Smilax glabra rhizomilax derivative, is reported to possess anti-inflammatory activity. Herein, we examined the mechanism of engeletin-mediated neuroprotection in rats having transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO) against cerebral ischemia reperfusion injury. Male SD rats were induced using a 1.5 h tMCAO, following by reperfusion for 22.5 h. Engeletin (15, 30 or 60 mg/kg) was intravenously administered immediately following 0.5 h of ischemia. Based on our results, engeletin, in a dose-dependent fashion, reduced neurological deficits, infarct size, histopathological alterations, brain edema and inflammatory factors, namely, circulating IL-1β, TNF-α, IL-6 and IFN-γ. Furthermore, engeletin treatment markedly reduced neuronal apoptosis, which, in turn, elevated Bcl-2 protein levels, while suppressing Bax and Cleaved Caspase-3 protein levels. Meanwhile, engeletin significantly reduces overall expressions of HMGB1, TLR4, and NF-κB and attenuated nuclear transfer of nuclear factor kappa B (NF-κB) p65 in ischemic cortical tissue. In conclusion, engeletin strongly prevents focal cerebral ischemia via suppression of the HMGB1/TLR4/NF-κB inflammatory network.     

BmCaspase-8-like regulates autophagy by suppressing BmDREDD-mediated cleavage of BmATG6

Autophagy plays an important role in tissue remodeling during insect development. The interplay between autophagy-related (ATG) proteins and caspases regulates the autophagic activity of ATGs, thereby modulating the process of autophagy. Our previous study characterized BmCaspase-8-like (BmCasp8L) as a caspase suppressor that inhibits apoptosis and immune signaling by suppressing the activation of death-related ced-3/Nedd2-like caspase (DREDD), a caspase-8 homolog in silkworm. In this study, we explored the regulatory role of BmCasp8L in autophagy. We found that the expression of Bmcasp8l increased from the late spinning stage to the pupa stage in the posterior silk gland (PSG), correlating with the expression patterns of Bmatg8 and Bmatg6. RNA interference-mediated downregulation of BmCasp8L expression significantly decreased starvation-induced autophagic influx as determined by the levels of BmATG8–phosphatidylethanolamine and the percentage of cells displaying punctate enhanced green fluorescent protein-BmATG8. Conversely, the overexpression of BmCasp8L significantly increased autophagic influx. We also found that BmCasp8L underwent autophagic degradation induced by starvation and that it was colocalized with BmATG8. Lastly, we demonstrated that BmDREDD attenuated autophagy and BmCasp8L suppressed BmDREDD-mediated cleavage of BmATG6. Taken together, our results demonstrated that BmCasp8L is a novel proautophagic molecule which suppresses BmDREDD-mediated cleavage of BmATG6 and is a target for autophagy.     

草菇子实体多肽提取工艺及其抗氧化活性

为了优化草菇子实体多肽的提取工艺和探究其抗氧化活性,以草菇子实体为原料,采用酶解法提取草菇子实体多肽,通过单因素试验得出最佳的酶解工艺,并使用Box-Behnken设计试验组合。结果表明：草菇子实体提取多肽的最佳工艺为料液比1:52 (g/mL)、加酶量7 200 U/g、酶解温度43 ℃,此工艺条件下的多肽得率为67.76%。从1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力、铁离子还原能力、超氧阴离子自由基清除能力和羟自由基清除能力4个方面研究其体外抗氧化能力,结果表明,草菇子实体多肽对DPPH自由基清除率为74.11%,超氧阴离子自由基和羟自由基清除率分别在69.64%和91.83%达到稳定,草菇子实体多肽还具有一定的还原力,说明草菇子实体多肽可以作为优质抗氧化肽的良好来源。该研究为草菇多肽的高效制备和抗氧化肽等高附加值产品的研发提供理论依据。