数字细胞模型的研究及应用

组学分析技术的发展推动生物学逐渐成为一门以数据分析为中心的科学。依托生物数据在细胞整体系统水平建立数字细胞模型,对于理解细胞系统组织原理和生命产生进化规律,预测各种环境和基因扰动对细胞功能的影响并指导设计人工生命具有重要意义,因此数字细胞的构建模拟设计已成为合成生物学的核心研究内容与底层支撑技术。本文重点对天津工业生物技术研究所创立十年来在数字细胞研究方面的进展进行回顾介绍,重点包括基因组尺度代谢网络模型的构建、质控以及其在途径设计和指导菌种代谢工程改造方面的应用,进一步结合近年来细胞模型研究的前沿趋势,对整合多种约束的模型的构建和分析研究方面的最新成果进行了介绍,最后对数字细胞研究的未来发展方向进行展望。数字细胞技术将与基因组测序、合成和编辑等合成生物学前沿技术一起提升人们对生命进行读写改创的能力。     

钙离子浓度对暗适应时的中华绒螯蟹光感受器超微结构的影响

用透射电镜研究了暗适应时中华绒螯蟹的光感受器超微结构与外界钙离子浓度的关系,结果显示出与培育在生理溶液中的光感受器相比,细胞外钙离子浓度升高,使得感杆束的直径急剧缩小,感杆束周围胞质增厚,胞饮泡增加,膜下猪泡囊极度减小。胞质中多囊体的数量和直径减小,而板模体和溶酶体的数量增加,同时细胞内的色素颗粒增多。分布在小网膜细胞的远端。细胞的结构表现为类似光适应状态,与之相反,细胞外钙离子浓度降低时小眼的感     

中华姬鼠与大林姬鼠的同工酶差异

中华姬鼠（Ａｐｏｄｅｍｕｓｄｒａｃｏ）和大林姬鼠（Ａｐｏｄｅｍｕｓｐｅｎｉｎｓｕｌａｅ）是形态学上十分相似的两种鼠类。为了对两种姬鼠的分类提供生物化学方面的依据,采用聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳方法比较和分析了两种姬鼠的ＬＤＨ同工酶、ＥＳＴ同工酶和ＳＯＤ同工酶的差异。结果表明,两种姬鼠的ＬＤＨ同工酶酶谱基本相似,而ＥＳＴ同工酶和ＳＯＤ同工酶酶谱则存在明显的种间差异。根据ＥＳＴ同工酶Ａ２带的有无和ＳＯＤ同工酶主带等电点的差别,能将两种姬鼠很容易区分开来。     

X射线衍射法在研究蛋白质动态过程中的应用

介绍了X射线衍射技术在研究蛋白质动态过程中的应用.首先介绍了用常规X射线衍射法和劳埃X射线衍射法等数据采样法研究反应时间为几分钟的蛋白质催化反应.然后介绍了通过选择不匹配底物,不适宜酸度,选择温度和酸度的跳跃,金属和光化学瞬时激发达到反应的同步来研究反应时间为几秒钟的蛋白质催化反应.     

双CSTR耦合系统中乙醇发酵过程中的分岔研究

本文首次运用现代分岔理论方法,研究了双CSTR耦合系统中乙醇发酵过程中的多定态和振荡现象．计算结果表明,当入口糖浓度大于某值时,多定态普遍存在．同时振荡受到底物浓度S_0、两耦合反应器的体积比V_(12)及稀释率D的影响.同单CSTR相比,双CSTR加强了反应深度,并通过适当改变V_(12),产率可大大提高.     

油菜(Brassica napus L)收获指数的变异

本文首次采用田间试验的方法对国内油菜收获指数的变异进行了研究．结果表明不同油菜品种的收获指数存在变异,其变异规律大致是：１）中熟品种的收获指数高于早熟品种及晚熟品种;２）中长角果的品种较长角品种具有更高的收获指数;３）高产的新品种具有较高的收获指数;４）油菜粒壳比,角杆比及千粒重与收获指数呈正相关,杆重与收获指数呈负相关．     

抑癌基因PTEN转基因小鼠的构建及表型初步分析

目的:构建抑癌基因PTEN(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten)的转基因小鼠模型并对其表型进行初步分析。方法:细菌人工染色体(BAC)载体系统构建打靶载体创建PTEN转基因小鼠模型;利用对鼠尾DNA进行PCR检测的方法对出生的F0代小鼠进行基因型鉴定,将阳性F_0代小鼠与野生型小鼠交配繁殖筛选稳定遗传的转基因系。分离并培养小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryo fibroblast,MEF),利用Western blotting检测比较转基因阳性小鼠与同窝野生型小鼠MEF细胞中PTEN的蛋白表达水平,并通过克隆形成实验对比PTEN转基因小鼠与野生型小鼠MEF细胞的增殖能力;取成年小鼠主要组织器官提取蛋白,Western blotting检测PTEN转基因小鼠主要组织的PTEN蛋白表达情况;从小鼠出生后第三周开始统计、分析并制作小鼠的体重生长曲线;此外,还对比了PTEN转基因小鼠与野生型小鼠肺、肝、脾脏的细胞大小与腹腔内的脂肪含量。结论:PTEN转基因小鼠能够存活并稳定遗传;Western blotting结果表明,不论在胚胎期还是成年期,PTEN转基因小鼠体内的PTEN蛋白水平均高于同窝的野生型小鼠,转基因小鼠的PTEN表达水平接近野生型水平的3倍;对PTEN转基因小鼠的整体表型进行初步分析,发现Pten基因在体内过表达后,小鼠的体型显著变小,而细胞大小不变;腹腔内的脂肪含量显著减少。结论:成功构建了PTEN转基因小鼠模型,并获得了生理条件下PTEN过表达的原代细胞系,为研究抑癌基因PTEN的体内生理功能提供了重要的动物模型。     

在大肠杆菌中表达酮酸脱羧酶产异戊醇

酮酸脱羧酶作为异戊醇生物合成的关键酶,不存在于大肠杆菌中。以乳酸乳球菌的基因组DNA为模板,经过PCR扩增得到酮酸脱羧酶基因kivD(rbs),插入到大肠杆菌高效表达载体pET-28a(+)上形成pET-kivD(rbs),重组质粒热击转化进大肠杆菌BL21(DE3)中,其成功表达了酮酸脱羧酶。对发酵产物进行分析,检测到了微量的目标产物—异戊醇。     

食用菌超细粉免疫调节和抗氧化功能研究

以糙皮侧耳、双孢蘑菇、金针菇、3个黑木耳品种、3个香菇品种为材料,通过测定小鼠体重、免疫器官重量、细胞免疫功能、体液免疫功能、单核-巨噬细胞的吞噬功能、血清及肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶、肝脏中白介素-6、丙二醛等指标进行小鼠免疫功能的评价研究。结果表明:"四川青川"香菇、"北神奇1号"黑木耳和"黑龙江黑29"黑木耳能显著增强小鼠的细胞免疫功能;糙皮侧耳、"辽宁恒仁"香菇、金针菇、"北神奇1号"黑木耳、"黑龙江黑29"黑木耳均能显著促进小鼠单核吞噬细胞的吞噬能力,增强小鼠机体的免疫力;糙皮侧耳、"四川青川"香菇、"辽宁恒仁"香菇、金针菇和"黑龙江黑29"黑木耳具有提高小鼠肝脏中白介素-6含量的作用;双孢蘑菇、"福建古田"香菇、"辽宁恒仁"香菇、金针菇增加小鼠血清溶血素水平,具有显著的特异性体液免疫增强作用。此外,双孢蘑菇、金针菇、"北神奇1号"黑木耳、"吉林黑29"黑木耳均可显著提高血清和肝脏中的GSH-PX活性;糙皮侧耳能提高小鼠血清中和肝脏中SOD活性;从而达到清除自由基和抗氧化损伤的作用。综合上述结果,9种食用菌超细粉均具有显著增强小鼠免疫调节能力和抗氧化作用,为食用菌功能食品产品开发利用提供支撑。     

颅内动脉瘤开颅术后患者肺部感染的危险因素分析

目的:探讨颅内动脉瘤开颅术后发生肺部感染的危险因素。方法:回顾性分析在我院接受开颅手术治疗的211例颅内动脉瘤患者的性别、年龄、吸烟史、糖尿病史、高血压病史、Hunt-Hess分级、动脉瘤部位、动脉瘤直径、手术时机及术后肺部感染的情况,对可能导致肺感染的因素行X2检验及Logistic回归分析。结果:单因素分析显示影响颅内动脉瘤患者术后肺感染的因素主要包括年龄、吸烟、糖尿病、Hunt-Hess分级(P0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示影响颅内动脉瘤患者开颅术后发生肺部感染的因素为吸烟和Hunt-Hess分级。结论:吸烟、高Hunt-Hess分级是影响颅内动脉瘤开颅术后发生肺部感染的独立危险因素。