博落回遗传转化体系的初步建立

博落回是一种重要且应用广泛的药源植物,市场前景广阔。现以博落回无菌苗叶片为材料,通过优化卡那霉素和头孢霉素两种抗生素的浓度,初步建立了博落回遗传转化体系,同时利用农杆菌介导法将MtDREB1C基因导入博落回,获得卡那霉素抗性植株。随机抽取50株转基因植株进行PCR鉴定,其中3株成功扩增出了目的条带,经初步统计,获得博落回阳性苗的概率是6%。实验结果表明植物基因工程技术可作为博落回遗传改良的新途径,为博落回分子育种奠定基础。     

不同抗生素对金发草愈伤组织生长分化的影响

该研究以金发草愈伤组织为材料,通过分析比较不同抗生素种类(卡那霉素、潮霉素、头孢噻呋钠和氨苄青霉素)和浓度对金发草愈伤组织生长分化的影响,来确定适用于金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂和抑菌剂。结果表明：(1)金发草愈伤组织对卡那霉素很敏感,且其分化率随着卡那霉素浓度的增加显著减少( P＝0.01)。当卡那霉素浓度为10 mg·L-1时,金发草愈伤组织的生长分化受到明显抑制,且有大量的白化苗形成,但分化率仍有36.56％;当卡那霉素浓度为15 mg·L-1时,金发草愈伤组织的分化率为11.94％,只有很少部分的愈伤分化出绿色的丛生苗;当卡那霉素浓度为20 mg·L-1时,金发草愈伤组织基本褐化死亡,分化率仅为2.26％。因此,浓度为15 mg·L-1的卡那霉素适合作为金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂。(2)金发草愈伤组织对潮霉素的敏感性要比卡那霉素弱,且潮霉素对金发草愈伤组织分化率的影响小,但毒害作用大。因此,潮霉素不适合作为金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂。(3)300 mg·L-1的头孢霉素和氨苄青霉素对金发草愈伤组织生长分化影响很小且能有效抑制杂菌的生长,较高浓度的氨苄青霉素对金发草愈伤组织的抑制作用不太明显。因此,300 mg·L-1的头孢霉素和较高浓度的氨苄青霉素均可作为金发草遗传转化体系中的抑菌剂。该研究确定了适用于农杆菌介导的金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂和抑菌剂,为金发草的遗传改良及功能性基因的研究奠定了基础。     

小球藻细胞壁缺陷型突变体的筛选及转化系统的建立

由于高效、稳定遗传转化系统的缺乏,小球藻遗传改良以及油脂代谢机理的研究等工作难以进行。研究旨在通过筛选获得小球藻Chlorella vulgaris细胞壁缺陷型突变体,在此基础上建立其转化系统。首先通过紫外诱变获得小球藻Chlorella vulgaris的突变体库,基于细胞壁缺陷型突变体在1% Triton X-100处理后叶绿素会释放到上清中的原理,利用酶标仪高通量地从约4000个突变体中筛选获得10株细胞壁缺陷的小球藻。同时以小球藻内源性-tubulin的启动子和终止子作为启动子和终止子,以AphⅧ (Aminoglycoside 3'-Phosphotransferase type Ⅷ)作为报告基因构建了转化载体pHK203。通过优化电转缓冲液组分和电击参数,确定了细胞壁缺陷型突变体CWD-3的最佳转化条件,即2 g pHK203,ddH2O作为电转缓冲液,1500 V,525 ,50 F的电击条件下,转化效率可达到40个转化子/g DNA。研究为小球藻Chlorella vulgaris的油脂代谢通路和遗传改良提供了技术基础,同时由于可降低破壁成本,筛选获得的细胞壁缺陷型突变体适于工业化生产小球藻藻粉。     

MicroRNA-21在卵巢癌病灶转移过程中的作用及机制研究

目的:探讨micro RNA-21在卵巢癌病灶转移过程中的作用及其机制。方法:选取本院2016年6月-2018年5月收治的138例卵巢癌患者,其中63例出现结直肠转移,75例未发现有转移。q RT-PCR分别检测两组患者肿瘤组织、癌旁组织和正常组织中micro RNA-21的表达;Western blot检测两组患者肿瘤组织中PGDH、PGE2、Twist表达。通过转染过表达载has-micro RNA-21上调A2780细胞中micro RNA-21的表达,采用平板克隆实验检测细胞克隆形成能力,Trans-well细胞迁移实验和侵袭实验分别检测细胞迁移和侵袭能力。Western blot检测PGDH、PGE2、Twist蛋白表达。结果:卵巢癌转移组肿瘤组织中micro RNA-21表达高于未转移组、癌旁组织和正常卵巢组织(P0.05),卵巢癌转移组肿瘤组织中PGDH表达低于未转移组,而PGE2、Twist表达高于未转移组(P0.05)。micro RNA-21过表达的A2780细胞平板克隆形成能力、迁移和侵袭能力及上皮间质转化相关蛋白PGE2和Twist表达均明显高于阴性对照组(P0.05),而PGDH表达的表达明显降低(P0.05)。结论:micro RNA-21可能通过抑制PGDH的表达增加PGE2的表达,进而激活上皮间质转化,促进卵巢癌转移。     

氰酸盐诱导氧化应激促进肾小管上皮细胞上皮–间充质转化

该研究探讨氰酸盐(cyanate)诱导肾小管上皮细胞氧化应激损伤和促进肾纤维化的作用。氰酸盐作用HK-2肾小管上皮细胞后, CCK8法检测其对细胞活力的影响;倒置显微镜观察细胞形态的改变; DCFH-DA法检测细胞ROS水平;细胞免疫荧光和Western blot分别检测E-cadherin、Fibronectin、α-SMA的表达; Western blot检测TGF-β的表达水平。结果显示, 2 mmol/L氰酸盐明显下调HK-2细胞的活力(P<0.05),细胞形态变为长梭形。氰酸盐作用24 h后, HK-2细胞内ROS水平呈浓度依赖性升高。免疫荧光和Western blot结果均显示,氰酸盐作用24 h后, HK-2的Fibronectin、α-SMA表达升高, E-cadherin表达下降; TGF-β的表达水平随氰酸盐浓度升高而上调(P<0.05)。以上结果表明,氰酸盐诱导肾小管上皮细胞产生过量ROS,上调TGF-β水平促进细胞上皮–间充质细胞转化(epithelia-mesenchymal transition, EMT)。     

利用短短芽孢杆菌进行酮还原酶CgKR2的高效表达与纯化

酮还原酶CgKR2能够一步还原前手性羰基化合物生成高附加值的手性醇,有望解决手性醇传统制备方法的步骤烦琐和高成本问题,具有很高的经济效益。研究表明,CgKR2催化底物2-氧代-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)生成普利类降压药的重要中间体(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE]具有良好效果。但CgKR2的生产成本高昂、过程烦琐。利用短短芽孢杆菌胞外分泌表达酮还原酶CgKR2,获得该酶的高效表达,并经简便的一步镍亲和层析纯化,即获得高纯度酮还原酶CgKR2,产率高达每升发酵7. 8mg纯酶。以酶标板法测定其比活力、温度稳定性以及动力学参数等基本酶学性质,结果显示,CgKR2的比活力为(78. 32±7. 62) U/mg、Km为(0. 2±0. 02) mmol/L、Vmax为(117. 64±3. 6)μmol/(min·mg)、Kcat为73s-1,与以往报道的数据一致,并且获得的CgKR2纯酶在30℃下孵育72h依然保持80%的活性,酶活的稳定性远好于以往的制备方法。开发出的一套简便高效的酮还原酶CgKR2表达纯化工艺,降低了生产成本、简化了生产工艺,可推进手性醇生物催化制备的普及,对其他生物催化工程酶的制备方法研究也有借鉴作用。     

研究miR-219下调TGFBR2影响ENDMT途径抑制急性心肌梗死

目的: 主要是miR-219通过对TGFBR2调控机制,介导ENDMT途径缓解急性心肌梗死的发展。方法: qRT-PCR检测AMI患者及AMI小鼠血清中miR-219的表达量;过microRNA靶基因数据库TargetScan进行筛选预测;萤光素酶报告基因法及qRT-PCR分析TGFBR2与miR-219的调控机制;通过心脏超声心动图检测AMI小鼠心肌注射miR-219慢病毒4周后的血分数(LVEF);采用qRT-PCR检测心肌注射miR-219慢病毒的AMI小鼠中Nppa 的mRNA的表达量;通过Masson’s trichrome染色法检测小鼠4周后左心室纤维化变化;使用α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)对小鼠左室切片进行免疫组化分析;通过Western blot检测P-smad2、P-smad3及TGFBR2缺氧诱导蛋白磷酸化的表达水平。结果: miR-219对AMI有调控作用;miR-219可抑制TGFBR2的mRNA表达,而miR-219 inhibitor可以抑制这种下调效果,miR-219对TGFBR2具有抑制调控性;miR-219可抑制急性心肌梗死的进程,促进梗死心肌功能的恢复;miR-219能促进AMI小鼠心肌组织血管的新生和成熟,最终心脏收缩能力上升,心功能恢复;miR-219能抑制TGFBR2抑制EndMT途径,导致缓解AMI的病理进程。结论: miR-219能通过抑制TGFBR2影响EndMT途径,心肌纤维化减少,促进血管的新生和成熟,心功能恢复,抑制AMI的病理发展。     

L-氨基酸脱氨酶的分子改造及其用于全细胞催化法生产α-酮戊二酸条件的优化

酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,α-KG)是谷氨酸脱氨基的酮酸产物,作为一种重要的有机酸广泛用于食品、医药、精细化工等领域。为提高L-氨基酸脱氨酶全细胞催化法合成α-KG的效率及产量,首先通过优化全细胞催化剂制备条件及全细胞转化反应条件,包括发酵过程中的温度、诱导剂浓度、诱导剂添加时刻、诱导时间等;全细胞转化过程中的温度、pH、细胞量、转化时间。各个条件优化后以200g/L谷氨酸钠为底物时,产量最终提高了54. 9%,摩尔转化率为39. 6%。其次,通过定点饱和突变对L-氨基酸脱氨酶进行定向进化以提高其催化能力。经过多次突变、筛选,最优突变体E. coli BL21-pET-20b(+)-pm1152催化200g/L谷氨酸钠生成α-KG最高产量为100. 9g/L,摩尔转化率为64. 7%,较最初对照菌株提高了66. 3%。结果表明,条件优化和饱和突变可有效提高重组大肠杆菌全细胞转化合成α-KG的能力。     

MAPKs对磷酸酶MKP1-CD催化的激活作用研究

目的:丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated Protein Kinases, MAPKs)是细胞内重要的信号传导通路,双位点特异性磷酸酶(Mitogen-activated Protein Kinase Phosphatases, MKPs)去磷酸化MAPKs,负调控MAPKs的信号传递。在MKPs去磷酸化MAPKs的过程中,MAPKs同时会激活部分MKPs的催化能力,MKP1便是其中之一。本文旨在比较三种经典MAPKs底物,ERK2、JNK1和p38α对MKP1磷酸酶催化能力的激活效果,进一步理解MAPKs与MKP1的底物特异性机制。方法:以p NPP为底物,检测在不同浓度的非磷酸化ERK2、JNK1和p38α存在下,MKP1-CD催化结构域片段蛋白质去磷反应速度的变化,对比所得的动力学参数以确定MAPKs对MKP1激活程度的差异。结果:ERK2和JNK1能够激活MKP1的催化活力,将催化速率提升1.5～2倍,而ERK2与MKP1的结合力比JNK1弱约6倍;p38α则没有观察到对MKP1去磷酸化能力的激活效果。结论:三种经典MAPKs中,ERK2和JNK1能够激活MKP1催化活力,而p38α则无法激活MKP1,进一步揭示了MAPKs和MKPs间的特异性相互作用,以及底物对MKPs活力的影响。     

合成支架在代谢工程中的研究进展

代谢工程作为通过引入外源合成途径或改造优化代谢网络,进行高附加值的天然代谢产物生物合成的技术,已经得到广泛应用。但随着目标合成产物的结构日渐复杂,构建多基因的从头合成途径造成宿主生物代谢失衡与中间产物对宿主细胞产生毒害作用等一系列问题发生的可能性也随之增加。为解决这些问题合成支架策略应运而生,合成支架将途径酶共定位以提高局部酶和代谢物的浓度,来增强代谢通量并限制中间产物与宿主细胞环境间的相互作用,成为生物催化和合成生物学研究的热点之一。尽管由核酸、蛋白质构成的合成支架策略已经应用于多种代谢物的异源合成,并取得了不同程度的成功,但合成支架的精确组装仍然是一项艰巨的任务。文中详细介绍了合成支架技术的研究现状,详细阐述了合成支架技术的原理和实例,并初步探讨了其应用前景。