信号分子在生物脱氮中的作用及检测方法

生物脱氮是由微生物主导的地球氮循环中的重要环节之一,主要包括硝化、反硝化和厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)等过程。在微生物联合作用下,污水中的有机氮及氨氮经一系列作用转化为氮气,这种经济高效、环境友好的处理工艺在世界范围内得到广泛应用。群体感应(quorum sensing,QS)以信号分子为媒介通过改变菌群密度和周围环境变化来调节微生物的各种行为。大量的研究已证实调控QS信号分子在生物脱氮中具有应用潜力。本文介绍了各种信号分子类型,从基因组学、实际应用等方面综述了各类信号分子以及检测方法,同时针对酰基高丝氨酸内酯(acyl homoserine lactones,AHLs)类信号分子在生物脱氮中的作用进行详细介绍。然而不足之处在于信号分子研究只是停留在实验室阶段,仅仅研究了单一信号分子对生物脱氮的影响。未来可将信号分子应用于实际污水,研究多种信号分子共同作用以及多种微生物之间的QS现象。     

三孢布拉霉crgA启动子的克隆和活性分析

【背景】CrgA是三孢布拉霉(Blakesleatrispora,Bt)中调控类胡萝卜素合成的关键负调控因子,其表达水平会影响类胡萝卜素的合成。【目的】克隆三孢布拉霉crgA启动子并分析其活性,为进一步解析CrgA表达调控机制奠定基础。【方法】通过综合微生物基因组(integrated microbial genomes, IMG)数据库提供的基因组序列,克隆crgA翻译起始位点上游2 000 bp序列,分析其顺式调控元件和转录起始区域预测,通过RT-qPCR分析不同光照时间对三孢布拉霉crgA相对转录水平的影响;构建4个不同长度的crgA启动子截短序列驱动的GUS-mGFP5重组表达载体p1303-procrgAF、F1、F2和F3,利用农杆菌侵染整合到三孢布拉霉基因组中,在黑暗和光照条件下测定β-D-葡萄糖苷酸酶(β-D-glucuronidase,GUS)酶活性并观察荧光信号。【结果】crgA启动子不仅包含基础的TATA-box和CAAT-box元件,还包括多个与光响应相关的元件。观察荧光结果显示CaMV35S和构建的4个突变启动子均能在三孢布拉霉体内驱动下游基因表达,检测GUS...     

植物质体基因工程调控元件研究进展

随着植物合成生物学的发展,质体逐渐成为许多具有商业价值的次生代谢产物和治疗性蛋白异源生产的理想平台。与核基因工程相比,质体基因工程在外源基因高效表达和生物安全性等方面具有其独特优势。然而,外源基因在质体系统中的组成型表达或对植物生长不利,因此需进一步挖掘、设计调控元件实现对外源基因的精准调控。本文概述了质体基因工程调控元件的研究进展,内容包括操纵子设计与优化思路、多基因共表达调控策略及新型表达调控元件的挖掘等,为植物合成生物学的发展提供参考。     

黄颡鱼FTR67基因的克隆及功能研究

鱼类TRIM(Tripartite motif)家族的特异性扩张产生了一个硬骨鱼类特有的亚家族finTRIM (Fish novel TRIM, FTR),为探究finTRIM在黄颡鱼(Tachysurus fulvidraco)先天抗病毒免疫中发挥的作用,文章鉴定了1个与斑马鱼(Danio rerio) FTR67同源性较高的黄颡鱼finTRIM基因,命名为TfFTR67 (Tachysurus fulvidraco FTR67)。系统进化树分析表明, FTR67在有些鱼类物种中发生了基因重复,导致基因拷贝增多。TfFTR67不受SVCV的诱导表达,是一个组成型表达的基因。过量表达TfFTR67抑制poly(I﹕C)及RLR信号分子诱导的干扰素反应,同时促进病毒在细胞中的复制。鉴于TfFTR67与斑马鱼FTR67的表达特征和功能不同,研究结果表明,鱼类FTR67在不同物种中发生了基因重复和功能歧化。     

禁食和复投喂对大口黑鲈胆囊收缩素及其受体基因表达的影响

为研究大口黑鲈(Micropterus salmoides) 胆囊收缩素(Cholecystokinin, CCK)和其受体(Cholecystokinin receptor, CCKR)基因在摄食活动中的功能, 研究通过克隆得到CCK1、CCK2、CCK1R和CCK2R基因的编码区序列, 其长度分别为414、387、1368和1359 bp, 分别编码137、128、455和452个氨基酸。荧光定量结果表明CCK1和CCK2基因均在脑组织中高表达, 其次为肠道组织, 而CCK1R和CCK2R基因分别在胆囊和脑组织中高表达。在摄食后24h内, CCK1、CCK2、CCK1R和CCK2R基因的相对表达量呈先升高后下降趋势, 其中CCK1、CCK1R和CCK2R基因在摄食后3h相对表达量达到最高值, 而CCK2基因在摄食后12h相对表达量达到最高值(P<0.05)。禁食过程中CCK1、CCK1R和CCK2R基因相对表达量在禁食14d时显著升高(P<0.05)。复投喂后CCK1、CCK1R和CCK2R基因的相对表达趋势与餐后表达趋势相似, 呈先升高后降低趋势。但在禁食和复投喂过程中CCK2基因相对表达量并无显著变化。综上所述, 研究结果推测CCK1基因可能与CCK1R、CCK2R基因结合, 作为饱腹信号因子, 通过抑制食欲调控大口黑鲈摄食、消化等生理过程; 而CCK2基因可能作为短期食欲因子调节摄食活动。研究结果可为大口黑鲈摄食活动调节提供理论依据。     

节律性听觉刺激下的神经振荡同步化及其应用

大脑的感觉、情绪、认知等功能与其神经振荡模式有密切的联系。通过施加节律性刺激可以调控大脑的神经振荡模式,进而影响个体感受、情绪状态和认知功能等。与近年来常见的非侵入性电刺激和磁刺激相比,同样依赖于外部刺激输入的节律性感觉刺激具有成本低、易操作等优点,被认为是一种极具潜力的神经调控手段。本文以节律性听觉刺激为例,系统综述了不同类型的节律性听觉刺激如何影响大脑的神经振荡模式,进而影响相关状态和功能;并通过总结外部节律性听觉刺激对个体感知觉、情绪与认知功能的影响,讨论其生理机制和应用前景。     

家鸽血管活性肠肽阳性神经元在顶盖和峡核中的分布及形态特征

用免疫细胞化学技术研究了血管活性肠肽(VIP)阳性神经元在家鸽(Columba livia)视顶盖和峡核中的分布,实验结果表明.在顶盖中VIP阳性神经元主要分布在Ⅱ_1层.并有少数VIP阳性神经元位于Ⅱ_1和Ⅲ层,在峡核大细胞部(Ime)和峡核小细胞部(Ipc),VIP阳性神经元基本呈均匀分布,在Imc和Ipc内分别占细胞总数的80%和50%.     

植物生长发育和逆境响应中SR-like蛋白的研究进展

同一基因pre-mRNA经可变剪接(alternative splicing, AS)后能够产生不同的转录本,使得编码的蛋白在细胞中的定位、稳定性和翻译后修饰的功能发生改变,进而增强应答发育及环境胁迫的能力,富含丝氨酸-精氨酸蛋白(serine/arginine-rich proteins, SR proteins/SR)是决定可变剪接效率和准确性的一个重要剪接因子家族。该文在简要介绍SR蛋白概念、分类的基础上,首次系统综述了植物特有的SR蛋白亚家族SR-like(SR45/45a)结构特点、成员构成、亚细胞定位和转录调控功能,尤其是对于非生物胁迫应答过程中相关基因可变剪接的调控机制进行了阐述,并展望了未来植物SR-like可能的前景方向和研究内容。     

非编码RNA调控流感病毒复制的作用及相关机制研究进展

流感病毒是一种重要人畜共患病,严重危害人类健康和畜牧业发展。A型流感病毒（Influenza A Virus, IAV）在宿主细胞内的复制受到多种因素的影响和调节,近年来的研究证明,非编码RNA(ncRNA),包括miRNA、LncRNA、CirRNA等,在流感病毒复制过程中起到重要的调控作用。ncRNA调控流感病毒复制有直接途径和间接途径两种,其中直接途径为直接作用于病毒的vRNA或mRNA,在转录或翻译水平影响病毒的复制。间接途径为作用于细胞内不同的信号通路,通过影响细胞因子合成、诱导宿主细胞凋亡、引起细胞自噬反应等途径,影响病毒的复制。通常情况下,由宿主编码的ncRNA能够抑制病毒的复制,而由病毒编码的ncRNA能够减弱宿主细胞的抗病毒反应,促进病毒复制。通过总结和梳理近年来关于ncRNA调控流感病毒复制的研究,我们发现ncRNA能够作为调控增强宿主细胞抗病毒免疫、下调病毒转录和翻译的工具,有望开发成为抗流感病毒靶向药物。后续的机制研究应不局限于某一种或几种ncRNA的作用,而应在ncRNA在宿主细胞内的分泌机制、调控的分子网络等方面进行深层次的探究。