蓝氏贾第虫无义mRNA的降解

无义介导的mRNA降解途径（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）作为细胞内的一种重要的mRNA质量监控机制,可以降解含有提前终止密码子（premature termination codon,PTC）的异常转录本,从而避免截短蛋白质对细胞的毒害,但其详细的分子机制有待进一步阐释。蓝氏贾第虫（Giardia lamblia)作为一种寄生性单细胞原生动物,进化地位特殊,对其NMD途径的研究有利于阐明基因表达调控的分子和进化机制。本研究通过酵母双杂交及体外pull-down实验分析了贾第虫NMD途径因子上游移码蛋白1(Giardia lamblia up-frameshift 1,GlUPF1)、贾第虫RNA结合蛋白（Giardia lamblia HRP1, GlHRP1）、贾第虫核糖核酸外切酶（Giardia lamblia Ski7p,GlSki7p、Giardia lamblia XRN1,GlXRN1）之间的相互作用关系。结果表明,GlUPF1全长与GlHRP1、GlXRN1(1~500 aa)、GlSki7p间均可发生相互作用。而且GlUPF1的CH结构域和C端结构域分别与GlHRP1、GlXRN1（1~500 aa）、GlSki7p相互作用。说明GlUPF1在贾第虫NMD途径中作为招募平台,在无义mRNA识别和降解过程中发挥重要作用。为此,结合本实验室之前的研究结果,我们提出原生动物贾第虫的NMD途径：在提前终止密码子处SURF(SMG1-UPF1-eRF1-eRF3)复合物形成后,GlUPF1被磷脂酰肌醇3-激酶(suppressor with morphogenetic effect on genitalia 1,SMG1)磷酸化修饰, NMD途径激活,随后GlUPF1与HRP1相互作用,将转录本标记为NMD底物;GlUPF1进而招募下游贾第虫5′-3′核糖核酸降解酶GlXRN1、贾第虫3′-5′ 核糖核酸降解因子GlSki7p,最终降解靶标mRNA。     

大肠杆菌角鲨烯合成途径的构建与调控

角鲨烯因其具有良好的抗氧化功能而被广泛应用于食品、医药、化妆品、工业应用等领域。本实验在大肠杆菌中构建角鲨烯合成途径,通过对其合成途径中关键限速酶(1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶和异戊烯基二磷酸异构酶)过表达的方法进行初步调控,使角鲨烯的产量提升了近三倍。之后采用单因素试验对其发酵培养基和培养条件进行优化,以此来提高角鲨烯的产量。优化发酵条件后,使用最优发酵培养基——TB培养基,在最佳发酵条件:37℃,220r/min培养至OD600约为1.2时加入终浓度为0.1mmol/L的IPTG诱导剂,25℃条件下诱导48h,角鲨烯产量可达73.88mg/L。     

堆肥腐殖化：非生物学与生物学调控机制概述

堆肥技术是有机固体废弃物处理处置与资源化利用最有效手段之一,涉及诸多复杂的非生物学与生物学反应。本文分别从非生物学及生物学层面阐述了腐殖化进程调控机制。非生物学腐殖酸合成机制涵盖了木质素-蛋白理论、多酚自缩合、多酚-蛋白途径以及美拉德反应。生物学途径包含堆肥进程碳组分的固定、木质纤维素的生物转化、反硝化进程等对腐殖化进程的响应。旨在为堆肥腐殖化进程中腐殖质的合成提供更为全面的技术参考和现状概述。     

毛蕊花糖苷的生物合成研究进展

毛蕊花糖苷是由咖啡酸、羟基酪醇、葡萄糖和鼠李糖组成的苯乙醇苷类衍生物,广泛存在于多种天然药用植物中,具有抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、镇痛、神经保护、改善性功能、免疫调节和改善细胞记忆等多方面的生物活性.然而,植物提取来源的毛蕊花糖苷存在含量低、环境污染问题,无法实现绿色可持续的规模化生产.利用合成生物学成功构建...     

吡咯喹啉醌生物合成研究进展

吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)是一种多肽修饰类天然产物,是继烟酰胺和核黄素之后第三类辅酶,具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力等重要生理功能,在医药、保健等领域具有重要价值.目前,PQQ的大规模制备仍然存在诸多问题,限制了PQQ的广泛应用.当前迫切需求低成本的合成方式,以充分实现其广阔...     

微生物制备L-苹果酸的研究进展

L-苹果酸作为一种重要的四碳二元羧酸,在食品、农业和医药行业有着广泛应用.在绿色环保发展理念下,采用微生物发酵法实现可再生资源替代化石燃料生产L-苹果酸成为目前工业开发的重点.本文中,笔者从菌株种类和合成代谢途径分析了微生物发酵产L-苹果酸的优势,随后重点介绍了已经开发的L-苹果酸优化工艺,包括利用可再生资源菌株的获得...     

乙醇干扰线虫味觉可塑性相关基因的生物信息学分析

为研究复合胺信号途径调控乙醇影响下的线虫行为及味觉可塑性,以Tph-1基因、Ser-4基因、Ser-7基因为研究对象,通过生物信息学的方法,对其表达蛋白质的理化性质、信号肽、跨膜区、亚细胞定位及磷酸化修饰位点进行预测分析.研究结果显示,Tph-1蛋白含有429个氨基酸,等电点为5.76,为不稳定且亲水性蛋白质,没有明显...     

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。     

蛋白激酶A介导慢性压迫背根节神经元的肾上腺素能兴奋反应

本实验在奶节（ＤＲＧ）慢性压迫模型上,采用离体灌流ＤＲＧ和单纤维记录神经元自发放电的方法研究了初级感觉神经元的交感－感觉耦联作用及其细胞内机制。用外源性支甲肾上腺素（ＮＥ,１０μｍｏｌ／Ｌ）浸浴损伤的ＤＲＧ时,在９５个ＤＲＧ神经元中有８５个自发放电的神经元产生明显反应。其中,４４个呈现单纯兴奋效应,２１个表现先兴奋后抑制效应,６个出现兴奋－抑制交替振荡现象,１４个表现抑制效应。ＮＥ对损伤神经元的兴     

采用共聚焦显微术对家兔呼吸道感受器进行观察

呼吸道感受器在机体对肺部物理和化学环境变化作出反应时起到重要作用,它们引起的反射具有调节或保护作用,或产生病理效应。基于电生理研究,可将呼吸道感受器分为四类,但它们的组织结构不详。由于对感受器形态的认识不足,阻碍了对其生理功能的理解。近来,我们采用共聚焦显微术与免疫组织化学方法（用钠钾ATP酶作为标记),首次高清晰度地展示了呼吸感受器结构。本文采用这种新方法在家兔中进行了系统观察。结果显示,各级气道通均有多种不同的感受器结构。大气道中的结构往往比小气道中的复杂,虽然它们的大小、所在部位与走向不尽相同,但都有多个终端末梢。有些感受器埋置在气道平滑肌中,其结构便于感受对气道的机械性刺激：有些覆盖在气道上皮的表面,其形态适合于感受通过气道的刺激性物质;另一些则位于气道粘膜下,在上皮与平滑肌之间。有些传入神经轴突可支配多个感受器结构。据此,传入单纤维中记录到的电活动是来自一个感觉单位。后者可以由多个感受器组成。除了感受器之外,我们还观察到气道内神经节,它们与感受神经的轴突密切相关。本文证实气道内存在不同形态结构的感受器,并探讨了其生理分类。