北极苔原土壤中可培养细菌的分离及其抗菌活性测定

【目的】北极地区具有高纬度、低温、高辐射等独特的环境条件。北冰洋及周围大面积的陆地区域鲜有人类踪迹,其中微生物数量不可低估。本研究旨在了解北极土壤中的可培养微生物的多样性及其抗菌活性。【方法】对来源于北极黄河站附近的7份不同植物根下苔原土壤进行直接涂布和富集培养后涂布。【结果】共获得细菌菌株721株,对其中608株进行细菌16S rRNA基因序列测定,归属于86个属,229个种,主要分布于变形菌门(Proteobacteria,54.3%)、放线菌门(Actinobacteria,21.2%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,12.8%)、厚壁菌门(Firmicutes,10.0%)和奇异球菌门(Deinococcus-Thermus,1.6%)。其中从16S rRNA基因序列同源性推测有22株细菌菌株为潜在新种/属。从分离菌株中筛选出16株可抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)或鲍氏不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)生长的拮抗菌。【结论】获得了北极土壤地区特有的微生物菌株资源,为进一步筛选拮抗菌的活性物质提供了菌株基础。     

九连山常绿阔叶林乔木优势种群的种间关联性分析

九连山国家级自然保护区分布着原生的典型常绿阔叶林, 且已形成不同的优势群落, 目前尚不清楚群落乔木层中优势物种之间的作用关系。采用2×2联列表, 通过方差分析, χ²检验、Pearson相关系数和Spearman秩相关系数检验, 对九连山常绿阔叶林乔木层中重要值较高的28个优势种群、378个种对间的关联性进行定量研究。方差分析表明: 28个优势种群的总体种间关联性呈显著的正关联, 反映该群落处于较稳定的顶极阶段。不同检验结果表明: χ²检验结果有140个种对呈正相关, 238个种对呈负相关, 正负关联比为0.588; Pearson相关系数检验有104个种对呈正相关, 274个种对呈负相关, 正负关联比为0.380; Spearman秩相关系数检验有144个种对呈正相关, 234个种对呈负相关, 正负关联比为0.615; 与Pearson相关系数检验方法相比, Spearman秩相关系数检验具有较高的灵敏度。378个种对中, 绝大多数种对的联结关系未达到显著水平, 种对间的独立性相对较强, 这种种间联结的松散性可能与群落目前的发展阶段及物种本身的生态学特性有关, 各群落正处于稳定的顶极阶段。根据28个优势种群对环境的适应方式和主导生态因素, 可将它们划分为阳生植物和阴生植物两大生态种组。     

生态系统健康与人类可持续发展

生态系统健康学是近年来出现的一门探讨资源环境管理对策的综合性新学科．本文介绍了生态系统健康概念的由来、内涵以及生态系统健康学的主要研究内容;阐述了生态系统健康与人类可持续发展的关系;文中还对国际上一些主要的生态系统健康实践作了介绍,并建议我国应尽快开展生态系统健康研究．作者认为生态系统健康学必然为人类社会的健康、持续发展提供新的希望．     

MELAS和MERRF综合征相关mtDNA突变位点检测集成芯片的建立

摘要: 文中建立了一种新型的寡核苷酸芯片, 用于线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作(Mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes, MELAS)和肌阵挛性癫痫伴发不规整红纤维(Myoclonic epilepsy with ragged red fibers, MERRF)线粒体DNA所有已知突变位点的集成检测。将31对allele位点特异性的寡核苷酸探针包被在醛基修饰的载玻片表面, 以多重不对称PCR方法制备Cy5荧光标记靶基因。利用此芯片对5例MELAS患者、5例MERRF患者及20例健康对照进行筛查, 结果发现, MELAS患者均为MT-T1基因A3243G突变; 在MERRF患者组, MT-TK基因A8344G突变4例, T8356C突变1例; 健康对照组均未发现31种相关mtDNA突变。芯片检测与DNA测序结果完全一致。结果表明, 这种寡核苷酸芯片可以对MELAS和MERRF综合征已知突变位点进行同步快速检测, 具有较高的灵敏度和特异性。这一模式的基因芯片经过适当改装后也可用于其他人类线粒体疾病的基因诊断。     

宏基因组文库中的组成型启动子在大肠杆菌中的克隆

启动子是决定基因表达水平的重要因素之一。组成型表达启动子被认为是工业上表达重要蛋白质的理想启动子。本研究利用蔗糖为唯一碳源的基本培养基对榨糖废水浸润的土壤微生物宏基因组文库进行筛选,获得两个阳性克隆。对其中一个克隆的柯斯质粒进行亚克隆,利用在线启动子预测和序列比对工具对其中一个亚克隆子进行分析,获得一个启动子序列。然后,利用PCR方法将该启动子和地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶基因一起克隆到T载体上。结果表明该启动子在不加诱导剂的条件下能够在大肠杆菌中启动外源基因的高效表达。本研究结果为在生物领域中组成型启动子的应用研究提供了基础。     

Methyl β-cyclodextrin reduces accumulation of reactive oxygen species and cell death in yeast

Stabilized F-actin structures have been shown to be detrimental to both mammalian and yeast cells. In yeast, stabilization of actin caused by addition of jasplakinolide, by point mutations in the act1 gene, or by deletion of certain genes that regulate F-actin leads to cell death with hallmarks of apoptosis. In particular, there is an elevation in the levels of reactive oxygen species, and we have shown the importance of the Ras/cAMP pathway for this effect. Here we show that in yeast cells deleted for end3, which functions to regulate actin organization during endocytosis, treatment of cells with methyl β-cyclodextrin reduces levels of reactive oxygen species and inhibits cell death progression. Methyl β-cyclodextrin is widely used to disrupt lipid rafts that contain cholesterol. The mechanism through which the rescue is achieved was investigated and we demonstrate that methyl β-cyclodextrin reduces accumulation of Ras2 at the plasma membrane in Δend3 cells. We use FRAP and live cell imaging to determine the possible mechanism through which methyl β-cyclodextrin functions to elicit this effect on Ras2 localization. Finally, we demonstrate that addition of methyl β-cyclodextrin to wild-type cells can act to protect cells from acute oxidative stress caused by addition of hydrogen peroxide.     

Quantitative FRET measurement based on spectral unmixing of donor,acceptor and spontaneous excitation‐emission spectra

The spontaneous excitation‐emission (ExEm) spectrum is introduced to the quantitative mExEm‐spFRET methodology we recently developed as a spectral unmixing component for quantitative fluorescence resonance energy transfer measurement, named as SPEES‐FRET method. The spectral fingerprints of both donor and acceptor were measured in HepG2 cells with low autofluorescence separately expressing donor and acceptor, and the spontaneous spectral fingerprint of HEK293 cells with strong autofluoresence was measured from blank cells. SPEES‐FRET was performed on improved spectrometer‐microscope system to measure the FRET efficiency (E) and concentration ratio (R _C) of acceptor to donor vales of FRET tandem plasmids in HEK293 cells, and obtained stable and consistent results with the expected values. Moreover, SPEES‐FRET always obtained stable results for the bright and dim cells coexpressing Cerulean and Venus or Cyan Fluorescent Protein (CFP)‐Bax and Yellow fluorescent protein (YFP)‐Bax, and the E values between CFP‐Bax and YFP‐Bax were 0.02 for healthy cells and 0.14 for the staurosporine (STS)‐treated apoptotic cells. Collectively, SPEES‐FRET has very strong robustness against cellular autofluorescence, and thus is applicable to quantitative evaluation on the protein‐protein interaction in living cells with strong autofluoresence.      

圣路易斯脑炎病毒NS2B-NS3蛋白酶的原核表达及其抑制剂的筛选

【目的】圣路易斯脑炎病毒(St. Louis encephalitis virus,SLEV)属于黄病毒科,是一种单股正链RNA病毒。黄病毒编码的非结构蛋白NS3在病毒复制以及多聚蛋白加工过程中起着重要作用,NS2B是其发挥作用的重要辅助因子。因此,NS2B-NS3蛋白酶复合物是抗病毒药物的重要靶标。本研究旨在构建SLEV NS2B-NS3蛋白酶的原核表达系统并建立其抑制剂的高通量筛选方法,从而发现其小分子抑制剂。【方法】通过PCR扩增SLEVNS2B-NS3蛋白的编码区,构建原核表达质粒;在大肠杆菌BL21(DE3)中,经异丙基硫代半乳糖苷(Isopropyl β-D-thiogalactoside)诱导得到可溶性的NS2B-NS3蛋白,并用镍亲和层析方法进行纯化;基于荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer)技术检测NS2B-NS3蛋白酶活性,建立其抑制剂的高通量筛选平台。【结果】SLEV NS2B-NS3蛋白酶纯化程度高达95%以上,基于酶活测定的抑制剂筛选平台准确可行。对700多个上市药物进行筛选后,发现原花青素对SLEVNS2B-NS3蛋白酶具有明显的抑制活性。【结论】本研究为SLEVNS2B-NS3蛋白酶抑制剂提供了一种操作方便、高通量的筛选方法,并首次发现了原花青素具有抑制SLEV NS2B-NS3蛋白酶活性的功能,可以作为治疗SLEV感染的潜在靶向药物。