基因编辑领域专家访谈：季维智院士——记首个基因编辑安全证书获批

《生物工程学报》:我国首个基因编辑生物安全证书落地,您认为有什么意义?对其他作物育种、食品动物(畜禽)育种、微生物育种和疾病生物治疗是否也有促进作用?季维智:中国首个基因编辑生物安全证书的颁发,是国家前沿生物技术研究及产业化管理的规范化逐步完善的重要标志。这也意味着基因编辑技术的产业化应用在中国将有更加清晰和明确的监管措施。     

定点突变法对人白细胞介素～2C末端α螺旋的结构和功能研究

用寡核苷酸诱导的基因定位突变法,将人白细胞介素－2C末端两亲性α螺旋中125位和127位残基分别或同时突变为Pro,并测定其生物活性和空间结构。结果发现所得突变体的生物学活性均急剧下降,同时α螺旋含量以及C端螺旋中残基的空间位置也发生了不同程度的变化。结果提示,C端α螺旋尤其是其疏水面的完整性对维持白介素－2的生物活性有重要作用。     

人尿激酶原cDNA在中国仓鼠卵巢细胞(CH0)中高效表达研究

通过构建高效表达载体,改进转染方法,与二氢叶酸还原酶(dhfr)基因共扩增等手段在CH0细胞内高效表达了人尿激酶原(Pr0-UK)cDNA。首先将pro—UK cDNA插入到sR α启动子的下游,构建成表达质粒pMGl0102,在cos－7细胞内进行暂时性表达,结果表明此启动子的表达水平比SV40早期启动子高约5倍。然后将质粒pMG10102和pSV2－dhfr线性化后用磅酸钙共沉淀法转染CH0－dhfr-细胞,经一系列筛选后获得20个能表达pro—UK的细胞克隆,纤维蛋白溶解平板法(FAPA)测定表达水平为12．5—100IU／10⁶cells／d．再经MTX加压共扩增,得到9株高表达细胞系,其中最高的表达水平达到400—500Iu／10‘cells／d。2—3个月连续传代,表达水平未下降,表明细胞株是稳定的。Western Blot分析证明细胞分泌的重组pro－UK具有与天然pro—UK相同的分子量,而且培养液中不加蛋白酶抑制剂时,分泌的重组UK大部分为单链(60％以上)。     

脊索动物嗅觉受体基因命名法的发展

嗅觉受体属于G蛋白偶联受体家族,在脊索动物的整个生命周期中都扮演着至关重要的角色。与其他多数基因家族不同,嗅觉受体家族是一个成员数量庞大的超基因家族,为它们合乎逻辑的命名可以更好地对该家族进行描述、分析和讨论,也可以为机器学习程序从庞大的嗅觉受体数据库自动构建相应的蛋白结构和功能知识库提供语义信息。由于脊索动物嗅觉受体演化速度很快、基因数量庞大、假基因比率高、在物种及染色体上分布差异巨大等多方面的原因,给嗅觉受体基因合理的命名较为困难。三十多年来,伴随着嗅觉受体研究领域的发展,嗅觉受体基因命名法也经历了多次迭代,在每个阶段都发挥着积极的作用。随着测序技术和生物信息学算法工具的发展,随之而来的是新注释的海量的嗅觉受体基因,这使已有的嗅觉受体基因命名法变得越来越难以适应大数据挖掘和知识工程的系统开发,因此迫切需要一个能满足当下需求的嗅觉受体基因命名法。     

生物钟基因与脂质代谢紊乱

生物钟是生物适应环境节律变化形成的特殊生理机制,具有一定的节律性。生物钟基因被证实参与调节多种生物生理活动,如生物的各种代谢活动、细胞的凋亡与坏死、肿瘤的发生与发展和炎症反应等。其中,脂质代谢作为一项重要的代谢活动,其紊乱可能诱发高血脂症、动脉粥样硬化等疾病。脂质代谢的调节受生物钟相关基因的调节。本文就有关生物钟的生理机制及生物钟基因参与脂质代谢调节的研究进行综述。     

“基因分离定律”的实验教学与反思

以秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）为实验材料,针对其体型性状进行相关遗传规律的实验教学活动,以培养学生的科学思维和科学探究能力,提升其生物学学科核心素养。通过实验结果的总结归纳,提升学生的数据分析能力和逻辑思维,为高中遗传学实验教学提供实践案例。本教学活动使学生体会假说演绎的全过程,提高小组合作、实验操作与分析能力。本教学实践还证明,教师的自身素养是落实学生学科核心素养的前提。     

基于DNA分子标记的潘氏闭壳龟遗传多样性分析

潘氏闭壳龟（Cuora pani）是中国特有种,国家二级重点保护野生动物。由于非法贸易加之栖息地破坏等,其野外种群数量十分稀少。本研究旨在利用线粒体基因与核基因标记揭示潘氏闭壳龟的遗传多样性和遗传结构,以期为中国潘氏闭壳龟的种群保护和管理提供科学依据。本次共研究14只潘氏闭壳龟个体,其中,6只原产地为四川广元,8只产地未知。结果表明,在14只潘氏闭壳龟样本中鉴定出Cyt b单倍型、ND4单倍型和R35单倍型各2个,且均有1个新单倍型;Cyt b、ND4和R35基因单倍型多样性分别为0.440、0.143和0.154,核苷酸多样性分别为0.000 41、0.000 19和0.000 63;各单倍型的平均遗传距离（p）均小于0.01。基于三个基因联合数据集的系统发育分析表明,潘氏闭壳龟与金头闭壳龟（C.aurocapitata）互为单系进化支,且中性检测和核苷酸错配分析显示,潘氏闭壳龟群体近期历史上可能未经历群体扩张事件。潘氏闭壳龟群体遗传多样性低,种内变异小,群体应对环境变化的能力低,建议应加强对中国潘氏闭壳龟野外种群的基础研究和保护力度,同时规范人工繁殖,以避免近亲繁殖和种群衰退。     

湖南郴州发现岭南两头蛇

2022年8月,于湖南省郴州市永兴县湘阴渡镇（113°01′18′′E,26°11′87′′N,海拔174 m）采集到两头蛇活体标本1号,通过形态测量比较,发现所采集标本与中国广东省分布的岭南两头蛇（Calamariaarcana）形态特征基本一致;后基于线粒体Cytb基因片段进行分子系统发育分析,结果显示该标本与岭南两头蛇形成高支持率单系群（后验概率PP为1.00,自举值BS为100）,所采集标本与岭南两头蛇的遗传距离为1%。综合形态学和分子生物学证据,最终确定该标本为两头蛇科（Calamariidae）两头蛇属的岭南两头蛇,系湖南省蛇类分布新记录种。     

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。