CRISPR筛选在生命医学研究中的应用

CRISPR/Cas9是一种高效、便捷的基因编辑工具,在生命科学领域具有广泛的应用。基于CRISPR/Cas9系统构建基因组文库进行高通量筛选,有助于解析不同生物学背景下编码基因的功能和调控元件的特征。覆盖全基因组或特定生物途径的CRISPR筛选支持在不同的遗传背景和时空环境下进行,有助于鉴定关键的生物学靶点,并阐述生理、病理条件下的基因功能及相互作用网络。本文总结了近年来CRISPR筛选在衰老、肿瘤等疾病研究中的重要进展,概述了CRISPR筛选与单细胞测序、功能基因组学等方法相结合的研究策略,并讨论了CRISPR筛选面临的挑战以及可能的解决方案。     

单细胞转录组测序技术在动物上的应用研究

细胞是机体最基本的结构组成及功能单位,细胞类型和功能由其整个转录表达谱决定,通过单细胞转录组测序可以获得单个细胞转录表达谱,由此以高精度分辨率鉴定细胞类型、细胞状态以及稀有类型细胞,从而可以在单细胞水平分析细胞动态变化及细胞间的关系,深入解析驱动细胞变化及细胞异常背后的分子细胞机制。随着单细胞测序技术稳定性和测序通量的提高,以及测序成本的降低,其在发育生物学、肿瘤、免疫及疾病等领域被广泛应用,研究对象主要涉及人及模式生物,在动物上的应用研究相对较少。本文主要介绍单细胞转录组测序技术及其生物学应用并综述目前其在动物上的一些开创性研究,以期为今后更好的在动物上应用单细胞转录组测序提供方法参考。     

神经系统基因表达的单细胞分析

神经系统基因表达的单细胞分析宋萍包永德（中国科学院上海生理研究所,上海２０００３１）关键词单细胞分析ＲＴ－ＰＣＲ神经元某种神经元区别于非神经元以及其它类型的神经细胞的各种性质反映出在基因表达方式上必然存在着某些特异性的差别［１］。现代神经生物学中亟待...     

用甘蔗渣生产单细胞蛋白的初步试验

本文报道利用微生物混合培养技术,以甘蔗渣为唯一碳源、生产单细胞蛋白的初步研究。将２株纤维单胞菌、３株霉菌、１株酵母进行分别培养和不同组合的培养,结果发现,混合培养较单株培养好。培养基在未经灭菌的情况下,以（ＮＨ４）２ＳＯ４为氮源,ｐＨ６．０,于３２℃振荡培养１０８ｈ,发酵产物的粗蛋白含量是甘蔗渣原材料的１２倍以上。     

Immunoelectron Microscopy for Locating Calvin Cycle Enzymes in the Thylakoids of Synechocystis 6803

Unicellular cyanobacteria Synechocystis 6803 were fixed using high-pressure freezing （HPF） and freeze substitution without any chemical cross-linkers. Immunoelectron microscopy of these cells showed that five sequential enzymes of the Calvin cycle （phosphoriboisomerase, phosphoribulokinase, ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase （RuBisCO）, 3-phosphoglyceratekinase and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase） and the catalytic portion of the chloroplast H^＋-ATP synthase （CF1） are located adjacent to the thylakoid membranes. Cell-free extracts of Synechocystis were processed by ultracentrifugation to isolate thylakoid fractions sedimenting at 40 000, 90 000, and 150 000 g. Among these, the 150 000-g fraction showed the highest linked activity of the above five sequential Calvin cycle enzymes and also the highest coordinated activity of light and dark reactions as assessed by ribose-5-phosphate （R-5-P） ＋ADP dependent CO2 fixation. Immunogold labeling of this membrane fraction confirmed the presence of the above five enzymes as well as the catalytic portion of the CF1 ATP synthase. Notably, the protein A-gold labeling of the thylakoids was observed without use of chemical cross-linkers and in spite of the normal washing steps used during standard immunolabeling. The results showed that soluble Calvin cycle enzymes might be organized along the thylakoid membranes.     

浮游细菌群落变化对锥状斯氏藻藻华的影响

目的:本实验以大亚湾原发性锥状斯氏藻为例,采集野外样品,分析藻华不同时期主要菌群的结构和环境样品的硫化物与赋存形态。方法:应用末端限制性片段长度多态性技术和主成分分析方法,分析藻华发生过程中浮游细菌群落相似程度的情况,得到差异显著的浮游细菌类群。选出代表类群的样品进行16S r DNA高变区测序,获取浮游细菌的分类结果及相对丰度。采用Pearson相关性分析浮游细菌、藻、硫化物两两间的相互关系。结果:早期藻华以Enterobacteriaceae为主导,各优势菌群(Enterobacteriaceae:Alteromonadaceae:Rhodobacteraceae)的比例约为8:1:21,硫元素主要以DMS形式存在;而后期Alteromonadaceae成为优势物种,各优势菌群的比例转变为3:5:25,硫的赋存形态由DMS转变为DMSO;Rhodobacteraceae在藻华的前期与后期均以优势种存在。本实验还发现藻华不同时期4种与藻呈正向相关的细菌,以及8种对藻起负向调节作用的细菌,它们在藻华生消的过程中扮演着不同的角色。结论:菌群的组成性改变与藻华生消具有一定的相关性,并对藻类的硫代谢产生影响。结果的获得有助于认识藻华微生物学过程中硫代谢的生态学功能,拓展锥状斯氏藻藻华的理论认识。     

仿刺参养殖池塘浮游病毒丰度与环境因子的相关性分析

为了揭示仿刺参养殖池塘生态系统中浮游病毒与环境因子的关系,于2008年3—11月对大连市谢屯地区的仿刺参养殖池塘中的浮游病毒丰度进行了定期检测,同时对水温、pH、溶解氧、盐度、叶绿素a含量、化学需氧量、无机氮、活性磷酸盐、异养细菌等因子进行了监测,对浮游病毒丰度与这些环境因子之间的相关性进行了分析。结果表明:仿刺参养殖池塘中浮游病毒的平均丰度为8.32×1010VLPs.L-1(最高值为4月的18.2×1010VLPs.L-1,最低值为11月的1.31×1010VLPs.L-1),外海水中浮游病毒平均丰度为6.45×1010VLPs.L-1(最高值为4月的12.6×1010VLPs.L-1,最低值为6月的2.02×1010VLPs.L-1),仿刺参养殖池塘中营养盐、水温、pH及盐度对浮游病毒丰度的影响较大,而外海水中叶绿素a和异养细菌对浮游病毒丰度的影响较大。     

紫外辐射诱导植物叶片DNA损伤敏感性差异

单细胞凝胶电泳（彗星检测,cometassay）技术已广泛应用于动物细胞DNA损伤检测,但在植物细胞DNA损伤检测中的应用尚不多见。本研究通过对动物细胞彗星检测方法的改进,利用植物细胞原生质体作为材料,研究了不同发育期九里香（Murraya panicuata）叶片对UV-B诱导的DNA损伤的敏感性差异。彗星检测结果表明,九里香叶片DNA的损伤程度与UV-B辐射的剂量呈正相关：在相同UV—B辐射剂量下,九里香幼嫩叶片比成熟叶片的DNA损伤量大,表明其幼嫩叶片对UV-B辐射的敏感性比成熟叶片高。     

三峡库区典型支流浮游细菌的生态分布及其影响因素

2013年夏季对三峡库区3条典型支流朱衣河、梅溪河、草堂河进行了采样调查,分析了浮游细菌丰度的分布特征及其与环境因子的关系。结果表明:浮游细菌丰度在调查的水体中存在明显空间差异,变化范围为0.53×105~10.55×105个·m L-1,平均值为2.71×105个·m L-1;平均细菌丰度从大到小依次为梅溪河、朱衣河、长江干流和草堂河;3条支流浮游细菌丰度垂向分布特征均表现为表层中层底层。相关性分析表明,溶解氧、p H、叶绿素a与浮游细菌丰度具有显著的相关性,为该水域浮游细菌丰度空间分布的主要限制因子。根据浮游细菌丰度,各调查水域均处于富营养状态。     

嘉兴石臼漾湿地冬季浮游植物群落结构特征

2010年冬季对嘉兴石臼漾饮用水水源人工湿地水体的浮游植物群落结构进行了调查,以探索湿地净化措施对浮游植物群落结构的影响.结果表明:在石臼漾湿地共发现浮游植物77种,隶属7门39属,其中硅藻门最多,为14属33种;优势种有变异直链藻、梅尼小环藻、菱形藻、色球藻、针晶蓝纤维藻、四尾栅藻、小型黄丝藻等,梅尼小环藻优势度最大,为0.144.石臼漾湿地冬季浮游植物平均密度为1.28×106 cell·L-1;出水口密度最低,为6.80×105cell·L-1,并且出水口蓝藻细胞的密度仅为进水口的14.9％(P＜0.05).各采样点Shannon多样性指数为0.94 ～1.27.经聚类和多维尺度分析,石臼漾湿地冬季浮游植物群落可分为根孔沿岸带群落、根孔植物床流水型群落(2种)、深度净化湖区静水型群落和湿地源水群落五大类;各采样点生态环境及水体流速的不同是五类群落产生的主要影响因素.