Single-Molecule Force Spectroscopy Study on the Mechanism of RNA Disassembly in Tobacco Mosaic Virus

To explore the disassembly mechanism of tobacco mosaic virus (TMV), a model system for virus study, during infection, we have used single-molecule force spectroscopy to mimic and follow the process of RNA disassembly from the protein coat of TMV by the replisome (molecular motor) in vivo, under different pH and Ca²⁺ concentrations. Dynamic force spectroscopy revealed the unbinding free-energy landscapes as that at pH 4.7 the disassembly process is dominated by one free-energy barrier, whereas at pH 7.0 the process is dominated by one barrier and that there exists a second barrier. The additional free-energy barrier at longer distance has been attributed to the hindrance of disordered loops within the inner channel of TMV, and the biological function of those protein loops was discussed. The combination of pH increase and Ca²⁺ concentration drop could weaken RNA-protein interactions so much that the molecular motor replisome would be able to pull and disassemble the rest of the genetic RNA from the protein coat in vivo. All these facts provide supporting evidence at the single-molecule level, to our knowledge for the first time, for the cotranslational disassembly mechanism during TMV infection under physiological conditions.     

Conformational change of a unique sequence in a fungal galectin from Agrocybe cylindracea controls glycan ligand-binding specificity

A fungal galectin from Agrocybe cylindracea (ACG) exhibits broad binding specificity for β-galactose–containing glycans. We determined the crystal structures of wild-type ACG and the N46A mutant, with and without glycan ligands. From these structures and a saccharide-binding analysis of the N46A mutant, we revealed that a conformational change of a unique insertion sequence containing Asn46 provides two binding modes for ACG, and thereby confers broad binding specificity. We propose that the unique sequence provides these two distinct glycan-binding modes by an induced-fit mechanism.     

里氏木霉细胞表面表达系统的构建

[目的]烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的AfMp1p是一种通过糖基磷脂酰肌醇( glycosylphosphatidylinositol,GPI)修饰定位于细胞壁上的蛋白,其细胞壁定位信号位于蛋白质的C末端.里氏木霉(Trichoderma reesei)是一种重要的工业生产菌种.构建里氏木霉的细胞表面表达系统具有十分重要的意义.[方法]我们将AfMp1p的细胞壁定位GPI信号肽和烟曲霉几丁质酶AfChiB1的N端信号肽分别与绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的C末端和N末端融合并转化里氏木霉.本文首先对木霉遗传转化系统进行了优化;随后通过Real-time PCR和蛋白定量,对GFP融合蛋白在里氏木霉中不同时期的表达情况进行了研究;最后对里氏木霉表达的GFP融合蛋白进行细胞定位研究.[结果]荧光观察结合Western blot的结果表明,在平台期中期和后期,带有GPI信号的GFP融合蛋白定位于细胞壁.[结论]烟曲霉来源的GPI信号可被里氏木霉识别,本论文所构建的表达系统可用于外源蛋白在里氏木霉中的细胞壁定位表达.     

基于宏基因组学的猪群样本病毒探测方法的建立

极其多样的病毒广泛存在于我们周围的环境和动物体内,其中很多病毒是人类所未知的,而发现未知病毒常常受制于病毒常规检测技术的局限性.[目的]构建未知病毒检测技术平台.[方法]应用病毒宏基因组学的理念,结合新型分子诊断技术,首先利用过滤和核酸酶处理去除样品宿主核酸干扰,然后随机PCR扩增潜在的病毒宏基因组,最后通过大规模测序及序列分析获取病毒核酸信息.[结果]利用此技术我们对猪瘟病毒(CSFV)细胞培养物和猪圆环病毒2型(PCV2)感染猪病料进行了分析,分别检测到序列总长度1680 bp,占基因组13.7％的CSFV序列和序列总长度834 bp,占基因组47.2％的PCV2序列;利用此检测技术平台研究一未知病原细胞培养物,通过测序和序列分析,结果显示56条序列中有26条为副流感病毒5型(PIV5)同源序列,覆盖了其基因组全长的16.4％;此外,应用本研究建立的方法结合新一代高通量测序,我们在混合的7份病原未知的病猪组织样品中检测到了1.1％的病毒序列,包括CSFV、PCV2、猪细环病毒(TTSuV)、猪bocavirus (PBoV)和人腺病毒6型(Ad6)等的部分基因序列.[结论]本研究建立的基于病毒宏基因组学的未知病毒的检测方法突破了传统病毒研究方法的缺陷,对于猪群样本中病毒的检测具有较高的敏感性,有望为新发、突发感染性疾病的诊断和监测提供技术支持.     

一养殖场中质粒介导喹诺酮类药物耐药基因qnrS的流行特性

摘要:【目的】研究质粒介导喹诺酮类药物耐药基因qnrS在一养殖场中的流行特点。【方法】分离养殖场不同来源样品中的大肠杆菌菌株,利用美国临床标准委员会(CLSI)推荐的药敏纸片法测定菌株耐药情况,通过质粒接合试验获得qnrS阳性接合子,测定qnrS对喹诺酮类药物最小抑菌浓度(MIC)值的影响及其与其它类抗生素耐药性的相关性,利用脉冲场凝胶电泳分析该场中qnrS阳性菌株遗传进化关系。【结果】环境源菌株qnrS的阳性率为29.2%,显著高于禽源菌株基因检出率(13.4%),新进的雏鸡可迅速从养殖场中获得 qnrS基因并在鸡群中流行。qnrS基因可使接合子对喹诺酮类药物MIC值不同程度升高,并且与其它五类抗生素具有相关性,不同qnrS阳性菌株间遗传关系较远,但也存在同一克隆株的流行。【讨论】qnrS基因主要通过质粒的播散等进行水平传播,同时也存在同一克隆株的流行传播。qnrS基因多样性及其水平传播方式造成了它的广泛流行,加强对耐药基因的监测及研究对减少多重耐药菌株的产生具有重要意义。     

TaqMan-MGB探针检测文森巴尔通体博格霍夫亚种实时荧光定量PCR方法的建立及应用

【目的】应用TaqMan-MGB探针技术,建立具有种水平特异性、高敏感性的荧光定量PCR方法,用于快速检测文森巴尔通体博格霍夫亚种。【方法】在序列特异性扩增区标记(Sequence characterized amplifiedregion,SCAR)技术基础上,依据文森巴尔通体博格霍夫亚种一段特有的基因序列设计探针和引物,分别优化扩增反应的退火温度、探针和引物的反应浓度;分析此方法的特异性、敏感性及重复性;绘制标准曲线,评估PCR反应的扩增效率和稳定性。【结果】本研究设计的TaqMan-MGB探针具有种水平特异性;最低检出限为每个PCR反应11个拷贝;组内和组间的变异系数CV值分别为0.12%-0.70%和0.14%-0.55%,在允许范围内;标准曲线线性关系良好(R2=1),扩增效率高(E=104.7%)。【结论】本研究建立的基于TaqMan-MGB探针技术的荧光定量PCR方法能够在种水平特异性、高灵敏度检出文森巴尔通体博格霍夫亚种,为这种巴尔通体所引起的一系列疾病的早期快速诊断、监测和流行病学调查等研究提供有效手段。