工程菌种自动化高通量编辑与筛选研究进展

合成生物学(synthetic biology)与经典生物学研究的革命性区别之一是合成生物学能将生物实验的对象、方法、技术和流程高度标准化和模块化,创建出自动化与高通量的合成生物铸造模式。该模式通过复杂生物过程与自动化设施的结合,颠覆过往劳动密集型的研究范式,获得更高的技术迭代能力,极大促进了合成生物学的发展和产业化应用。值此天津工业生物技术研究所创立10周年之际,本文回顾了研究所在工业菌种自动化高通量编辑与筛选领域的系列重要工作进展,对基因克隆(gene cloning)、基因组编辑(genome editing)、编辑序列设计(editing sequence design)等生物技术的自动化实现,以及流式细胞、液滴微流控、全基因组规模扰动测序等高通量筛选技术进行了分析讨论,并展望了本领域未来的发展方向。望借此为创建具有自主知识产权的优秀菌种及其产业应用提供智能化、自动化和全链条覆盖的整体支撑能力。     

有机磷水解酶纳米胶囊的调控及其对酶活性和稳定性的影响

纳米胶囊化是提高有机磷水解酶(organic phosphorus hydrolase,OPH)稳定性,进而实现其实用化的最具前景的解决方案.纳米胶囊一方面能够有效保护有机磷水解酶免于失活,但另一方面胶囊的存在也会阻碍底物与酶活性中心的接近.因此,通过调节纳米胶囊的结构来调控有机磷水解酶纳米胶囊活性和稳定性是十分值得研...     

青海曲麻莱-治多地区巴颜喀拉山群(上三叠统)遗迹化石

首次对青海南部曲麻莱-治多地区巴颜喀拉山群上部(上三叠统)遗迹化石进行了系统采集,共采获遗迹化石33属54种。据遗迹化石的形态、习性、水深等环境成因特征,可划分为两类组合:一类以Cosmorhaphe,Helminthopsis,Helminthoida,Megagrapton,Paleodictyon等为主,产生于浊流事件前;另一类以Chondrites,Neo-nereites,Palaeophycus,Phycosiphon,Planolites,Zoophycos等为主,产生于浊流事件后,两者均为半深海-深海Nereites遗迹相的典型代表,反映晚三叠世研究区应为浊流沉积发育的复理石相沉积。     

中国古人类遗址年代学的研究进展与问题

我国丰富的古人类遗存为研究东亚乃至全球古人类起源、迁徙和演化提供了重要的基础材料与数据.对已发表的2000多处旧石器时代古人类遗址年代学数据的整理和统计分析发现,绝大多数遗址目前仍缺少基本的年代学数据,不足20％的遗址开展过测年,仅10％左右具有相对可靠的年代学数据,只有极少数开展了多种测年方法的交叉定年.对于80多处...     

抗辐射菌中DNA损伤修复主要基因群的研究进展

抗辐射红色球菌对电离辐射具有很高的放射线抵抗性,该菌具有惊人的DNA的二条链切断的修复能力,由辐射等引起的切断损伤DNA在几至十几小时内能高效正确地进行完全修复。在对切断的双链DNA进行修复时,除了大肠杆菌等生物在切断的双链DNA修复时出现的蛋白质以外,还有该菌所特有的修复蛋白质也参与修复。本文对该菌所特有的DNA二条链的切断损伤修复的主要基因及其相互作用进行了简要介绍。     

7种金花茶组植物叶片营养成分分析

为选育金花茶优良品种，以7种金花茶组(Camellia sect. Chrysantha)植物成熟叶片为试材，对其总黄酮、茶多酚、总多糖、总皂苷、总氨基酸及维生素E等6种营养物质及K、Ca、Na、Fe、Mn、Zn、Se等7种矿质元素含量进行测定比较，通过聚类分析，考查不同金花茶组植物叶片间存在的药用价值差异。结果表明，7种金花茶组植物叶片的营养成分含量丰富且存在显著差异：凹脉金花茶(Camellia impressinervis)的茶多酚含量最高，达7.13%；东兴金花茶(C. tunghinensis)的总皂苷含量最高，达0.41 g·100 g^-1；柠檬金花茶(C. limonia)的总黄酮含量最高，达671.67 mg·100 g^-1。矿质元素方面各种类均呈现高钾低钠的特征，凹脉金花茶、柠檬金花茶和小果金花茶(C. nitidissima var. microcarpa)K含量高于Ca，且各品种中均检测出Se元素。综合结果表明，凹脉金花茶叶片中茶多酚、总多糖、总氨基酸等各类营养成分含量相对较高，具有潜在的研究与开发价值。     

Reliable estimation of biochemical parameters from C3 leaf photosynthesis–intercellular carbon dioxide response curves

The Farquhar–von Caemmerer–Berry (FvCB) model of photosynthesis is a change‐point model and structurally overparameterized for interpreting the response of leaf net assimilation (A) to intercellular CO₂ concentration (Ci). The use of conventional fitting methods may lead not only to incorrect parameters but also several previously unrecognized consequences. For example, the relationships between key parameters may be fixed computationally and certain fits may be produced in which the estimated parameters result in contradictory identification of the limitation states of the data. Here we describe a new approach that is better suited to the FvCB model characteristics. It consists of four main steps: (1) enumeration of all possible distributions of limitation states; (2) fitting the FvCB model to each limitation state distribution by minimizing a distribution‐wise cost function that has desirable properties for parameter estimation; (3) identification and correction of inadmissible fits; and (4) selection of the best fit from all possible limitation state distributions. The new approach implemented theoretical parameter resolvability with numerical procedures that maximally use the information content of the data. It was tested with model simulations, sampled A/Ci curves, and chlorophyll fluorescence measurements of different tree species. The new approach is accessible through the automated website leafweb.ornl.gov.     

GM3掺入肌质网膜及其对Ca2+-ATP酶的正向调节

用微量提取和高效薄板层析方法研究了外源性神经节苷脂GM3掺入兔肌质网膜的动力学过程.将掺入量分别相对于掺入浓度、时间和温度作图,显示掺入曲线均呈抛物线形式.当掺入体系中GM3浓度为8 μmol／L、掺入时间为90 min、掺入温度为35℃时,其掺入量达到最大值,约为掺入体系中GM3量的50%.上述结果表明外源性GM3对肌质网膜的作用不仅仅是一种简单的水相反应,而是一个依赖于掺入浓度、时间和温度,并具有一定的饱和度的掺入到肌质网膜脂双层中的动力学过程.进一步的实验表明外源性GM3的掺入能明显增加肌质网Ca^2＋-ATP酶的活力.这为从分子水平上研究糖脂对细胞内膜系统的结构与功能的调节作用提供了重要的基础.     

大鼠甘氨肽酰化单氧酶基因的克隆与表达

本文采用原位杂交及ＰＣＲ方法,从大鼠脑ｃＤＮＡ库中,筛选到３个大鼠甘氨肽酰化单氧酶（ｒＰＡＭ）基因片段。经ＤＮＡ全序列分析表明,它们跨越ｒＰＡＭ－２全部编码区。通过点突变、ＰＣＲ重组技术等,分别拼接出此双功能酶的ｒＰＨＭ（氧化酶）、ｒＰＡＬ（裂解酶）及其ｒＰＡＭ全酶基因,并构建了多种大肠杆菌表达质粒。经温敏诱导。高效表达了ｒＰＡＭ－Ｎ２６０片段,并制各获得阳性抗血清,可用于免疫检测天然或重组的ＰＡＭ。而ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ分析结果显示,ｒＰＨＭ和ｒＰＡＭ在大肠杆菌中均获得了表达,其中ｒＰＨＭ表达量占全菌总蛋白的１０％以上。进一步研究还发现,通过采用低温和加二价铜离子诱导表达,可提高ｒＰＨＭ产物的可溶性及稳定性。