PcoB is a defense outer membrane protein that facilitates cellular uptake of copper

Copper (Cu) is one of the most abundant trace metals in all organisms, involved in a plethora of cellular processes. Yet elevated concentrations of the element are harmful, and interestingly prokaryotes are more sensitive for environmental Cu stress than humans. Various transport systems are present to maintain intracellular Cu homeostasis, including the prokaryotic plasmid‐encoded multiprotein pco operon, which is generally assigned as a defense mechanism against elevated Cu concentrations. Here we structurally and functionally characterize the outer membrane component of the Pco system, PcoB, recovering a 2.0 Å structure, revealing a classical β‐barrel architecture. Unexpectedly, we identify a large opening on the extracellular side, linked to a considerably electronegative funnel that becomes narrower towards the periplasm, defining an ion‐conducting pathway as also supported by metal binding quantification via inductively coupled plasma mass spectrometry and molecular dynamics (MD) simulations. However, the structure is partially obstructed towards the periplasmic side, and yet flux is permitted in the presence of a Cu gradient as shown by functional characterization in vitro. Complementary in vivo experiments demonstrate that isolated PcoB confers increased sensitivity towards Cu. Aggregated, our findings indicate that PcoB serves to permit Cu import. Thus, it is possible the Pco system physiologically accumulates Cu in the periplasm as a part of an unorthodox defense mechanism against metal stress. These results point to a previously unrecognized principle of maintaining Cu homeostasis and may as such also assist in the understanding and in efforts towards combatting bacterial infections of Pco‐harboring pathogens.     

悦目金蛛拖丝的超微结构研究

采用非固定的抽丝方法,从一只未麻醉的悦目金蛛(Argiope amoena)的纺器将拖丝抽出,然后用扫描电镜(SEM)对拖丝进行超微结构的观察,结果表明:悦目金蛛拖丝至少具有2根、3根、4根及多根单丝纤维构成的4种不同结构,其中有一种类似弹簧的结构;另外,丝的表面还出现一种小环结构,这两种结构可能是拖丝纤维具有优良机械性能的原因之一。"束状结构"和"小环结构"在文献中未见报道。拖丝的直径范围为0.25~10.77μm;悦目金蛛似乎能调节拖丝的结构和直径,以适应其所面临的即时环境。本文基于上述观察结果并结合前人的研究,提出了蜘蛛拖丝结构-生物学功能多样性假说,对蜘蛛丝的结构与生物学功能之间的关系作了探讨。     

病原真菌感染与TOLL样受体

TOLL样受体(TLR)是参与天然免疫的主要模式识别受体之一,与许多微生物病原体及其产物的病原相关分子模式PAMP结合后通过MyD88依赖性或非依赖性途径启动宿主胞内信号传导途径,引发一系列生物学效应。白色念珠菌表面的特征性糖磷脂甘露聚糖可被TLR2、TLR4识别,诱导前炎性细胞因子的释放及促进中性粒细胞的聚集等来介导宿主的抗真菌免疫反应。烟曲霉则可能利用表型转换(酵母样与菌丝态),通过不同TLRs逃避宿主天然免疫系统的识别。新型隐球菌的多糖荚膜成分葡糖醛氧化甘露聚糖GXM可与TLR2、TLR4、CD14结合,在单核细胞、巨噬细胞对GXM的内化、吞噬中起重要作用,而不是诱导细胞因子的分泌;酿酒酵母胞壁成分酵母多糖则可激活TLR2、TLR6异源二聚体。总之,TLR与真菌配体相互作用的具体机制及其活化后胞内信号传导调控机制的深入研究与分析,对临床真菌病的免疫调节及治疗具有重要意义。     

环境微生物群落功能研究的新方法和新策略

微生物群落在驱动生物地球化学循环中扮演着重要角色,传统的研究方法可对微生物群落进行遗传结构的解析,但不能有效地与功能研究耦联.概述了近年发展起来的基于核酸和蛋白质水平的分子生物学新方法--环境mRNA 和 rRNA同时荧光原位杂交(FISH)、寡核苷酸微阵列技术(Oligonucleotide Microarray)、 稳定性同位素联合宏基因组学(SIP-enabled Metagenomics)和环境蛋白质组学(Metaproteomics)在环境微生物群落功能研究中的应用,并且对其发展趋势进行了分析和展望.     

城镇化进程中居民生活消费的生态环境压力评估—— 以江苏省江阴市为例

消费问题是区域生态环境压力增大和生态环境问题产生的根本原因。提出人口环境消费的概念和理论模型,并在生态足迹理论和方法的支撑下分别计算江苏省江阴市1997～2004年城镇居民和农村居民生活消费的环境压力;采用SPSS14.0软件,分析城镇和农村居民这两类人群人均环境消费的变化规律及其影响因素,并通过建立多元线性回归预测模型,估算在城镇化快速发展的情况下江阴市人口环境消费期望值。研究表明：江阴市城镇居民人均环境消费从1997年的1.395hm^2上升到2004年的1.960hm^2,年均递增0.081hm^2;农村居民则从1997年的1.345hm^2上升到2004年的1.465hm^2,年均递增0.017hm^2。城乡居民人均环境消费与人均可支配收入、人均受教育年限、恩格尔系数、人均地区生产总值等社会经济指标呈显著线性相关。预计到2010年城乡居民人均环境消费将分别达到2.258hm^2和1.919hm^2,到2020年将分别达到2.807hm^2和2.303hm2;2010年和2020年区域生态赤字将比2004年分别增长55%和107%,给区域生态环境造成巨大压力。为有效缓解区域环境压力,论文提出合理控制区域人口规模和城镇化发展速度,大力发展生态产业,培养可持续消费观念,引导绿色、健康和环境友好型的消费模式等对策措施。     

昆虫发育起点温度估值的一种新方法

本文提出一个运用优选法估计昆虫发育起点温度的简单方法。其目标函数是其中:k_i=N_i(T_i-T_0); n=温度处理数; T_0=起点温度; N_i=第i个处理的平均历期; T_i=第i个处理的环境温度。 目标函数的最小值所对应的点T_0即为起点温度的期望值。于是,相应的累积热单位K由下列方程所确定:     

确定动态经济阈值的微计算机模型

经济阈值必须有动态的特征,甚至在同一块田里,也可能每年不一样,本文建立了确定经济阈值的系统模型。它们是由4个模型所组成:1,温度模型;2.种群动态模型;3.防治消费模型;4.产量模型。然后经济阈值这一点,通过计算机模拟,在边际步入等于边际消费时得到。用户可以按照不同的情形输入不同的参数,计算机输出将给出经济阈值及纯收益。 从系统观点看,确定经济阈值可以看作管理农业生态系统寻求最优管理措施。所以,本文提出的模型,也可看作最优管理模型,细节将在文内讨论。     

唇形科苣叶鼠尾草的新分布及适生分布区预测

在野外调查的基础上,报道了苣叶鼠尾草在贵州和广西的省级新分布.基于苣叶鼠尾草16个分布数据和11个环境因子参数,运用最大熵(MaxEnt)模型对其适生分布区进行预测,并通过受试者工作特征(receiver operat-ing characteristic,ROC)曲线对模型精度进行验证.结果表明:(1)ROC曲线下面...     

蜻蜓凤梨开花相关基因AfFPF1初步研究

FPF1 (flowering-promoting factor 1)是参与植物开花期遗传控制的重要家族之一。迄今为止,人们对蜻蜓凤梨中FPF1家族了解有限。本研究以热带花卉蜻蜓凤梨为材料,基于转录组测序数据,克隆获得AfFPF1基因。该基因编码的蛋白含103个氨基酸,分子质量为12.06 kD。AfFPF1转录本在蜻蜓凤梨的根中显著高表达,此外其表达量受外源乙烯强诱导,且响应赤霉素。AfFPF1基因在拟南芥中异位表达使其开花时间提前,莲座叶数目减少,促进其根系生长。对转基因拟南芥内源开花基因进行表达量检测,发现转基因植株中,一些开花促进基因如AtFT、AtAP1、AtLFY、AtFUL、AtSOC1表达量显著升高,而抑制开花基因AtFLC表达量下调,进一步证实AfFPF1能正调控拟南芥的开花时间,且可能与这些基因相互作用。研究结果初步证实AfFPF1可能参与调控蜻蜓凤梨开花过程,为进一步研究AfFPF1功能、通过基因工程调控蜻蜓凤梨开花以及乙烯诱导蜻蜓凤梨开花分子机制提供了理论依据。