HepG2细胞在模拟微重力条件下的生长研究——体外细胞三维生长模型构建

将人肝癌细胞(HepG2)接种于生物可降解支架聚羟基乙酸(polyglycolicacid,PGA)上,采用模拟微重力方法,在具有低剪应力和适宜气体扩散的旋转细胞培养系统(RCCS)中培养,构建体外三维培养模型.通过扫描电镜、透射电镜、RT-PCR、流式细胞术等方法观察分析.结果表明,细胞在此模型中生长良好,细胞呈多面体,含有丰富的微绒毛、线粒体以及胞间有紧密连接形成.该系统有利于细胞形成三维结构,更接近于体内细胞实际生长状况.另外,通过黏附分子表达分析,表明该模型重现了肝癌细胞某些体内侵袭转移特征.一些在肿瘤细胞侵袭和转移过程中具有重要作用的细胞黏附分子(celladhesionmolecules,CAMs)表达有了显著的变化,其中E-钙粘素(E-cadherin)表达降低,CD44、细胞间黏附分子-1(intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1,CD54)以及整合素β1(integrinβ1,CD29)表达增高.在体外实验中,对实验模型的适当选择是得到理想客观实验结果的必要前提,采用模拟微重力的方法构建的体外细胞三维培养模型,将为肿瘤生物学研究、药物敏感性试验等提供更为理想的研究模型.     

HIV Gag CAP2NC噬菌体蛋白酶切割模型的构建

HIV蛋白酶(protease,PR)耐药突变的大量出现严重地影响了AIDS的治疗.应用突变PR对展示HIVPR靶序列随机文库的噬菌体进行切割筛选,可获得突变PR的敏感噬菌体,该噬菌体可用于针对HIVPR耐药突变株的蛋白酶抑制剂(protease inhibitor,PI)新药筛选.为了探索这一可能性,将包含HIVPR靶位点P2/NC序列的Gag蛋白CAP2NC片段展示于噬菌体表面,并在该片段的N端连接一可与人免疫球蛋白分子特异结合的固相化标签序列LD3,将该噬菌体固定于人免疫球蛋白包被的酶标板上,用HIVSF2PR进行切割,用抗M13噬菌体酶标抗体ELISA法检测未被切割的剩余噬菌体以反映切割效果.结果表明,所构建的噬菌体能被HIVPR有效切割,最大切割效应可达80%以上,其ELISA检测值明显下降,并且该切割效应与HIVPR呈明显的量效关系,能被PI类药物Indinavir(IDV)特异抑制.首次成功构建了展示HIV Gag CAP2NC片段的噬菌体蛋白酶切割模型,不仅可为研究HIVPR的耐药性变异及其靶序列的适应性变异提供一新的研究平台,同时也为构建一种全新的PI类药物,尤其是针对耐药的PI类药物大规模体外噬菌体筛选模型打下基础.     

城市湖泊退化过程中水生态系统服务功能价值演变评估——以肇庆仙女湖为例

运用市场价值法、碳税法、造林成本法和工业制氧影子价格法、影子工程法以及价格替代等方法，以肇庆仙女湖为例，对城市湖泊水生态系统自然资产价值部分的演变进行了评估。结果得出，仙女湖水生态系统退化过程中，导致水生态系统有些服务功能的大幅度降低，如大气调节功能价值由1999年的460124元降低到2004年的8元、水质净化功能价值由1999年的11480元降到2004年的904元等;但并非各项生态系统服务功能价值都降低，有些项目的生态系统服务功能可保持不变，如水资源调节功能价值;甚至升高，如物质生产价值由1999年的152400元增加到2004年的241200元。该研究给退化生态系统的修复带来很大启示，即在退化生态系统的修复过程中要针对性的就退化生态系统的结构和功能进行修复，提高生态系统的总体服务功能价值，而并非退化生态系统的各项服务均需提高，有些项目的生态系统服务价值可以保持不变，甚至降低。     

厦门海湾型城市发展累积生态效应动态评价

港湾地区的快速城市化使港湾湿地生态系统及其生产功能和服务功能发生急剧改变并在时间和空间上产生累积效应。以具有典型意义的厦门港湾湿地为研究对象，采用系统动力学方法，定性分析系统因子因果反馈关系，筛选港湾湿地水动力环境、水质环境、生物生态环境、地形地貌、景观环境作为厦门海湾型城市发展的累积生态效应指示因子。通过调整模型的相关政策变量及组合，仿真模拟了不同发展策略下厦门港湾湿地的累积生态效应，并结合灰色评估模型对累积生态效应进行量化，得出不同发展策略的累积生态效应指数，并对模型进行了模型验证与敏感性分析。设计三大未来发展情景，即基准情景（BS）、发展规划情景（S1）、生态城市发展情景（S2）。模型模拟结果表明：基准情景下2020年厦门城市发展对港湾湿地的累积生态效应指数为0.61;发展规划情景下对港湾湿地的累积生态效应指数为0.37;生态城市发展情景下对港湾湿地的累积生态效应指数为0.30，相对基准情景下可减少累积生态效应50%，建议厦门市按照海湾型生态城市模式进行发展。     

上海嘉龙教仪厂

SMUP型生物信号处理系统（复旦大学上海医学院生理学教研究研制） 系统能在80586、P2、P3等微机上使用。功能多，实时处理能力强，可对血压、心电、脑电、细胞放电、脉搏、呼吸等生物信号进行多种处理，适用于循环、神经、呼吸、感官等系统的联机实验和资料处理。系统硬件系列化，A／D转换器及信号调理器可选配不同档次（A／D转换器分8位／20微秒和12位／10微秒两档；信号调理器分4路／8倍／手调、4路／10000倍／手调和4路／8000倍／程控三档）。程控刺激器最大输出5V，选配刺激电压输出器，可将最大输出幅度提升到40V。最近推出的并口传送接口，使系统与计算机的连接更加方便。实验软件在WINDOWS9x下运行，软件内容多，包括教学和科研的常用实验程序。     

新型生物信号采集和处理系统——ASB240U

成都遨生电子有限公司以电子科技大学测试技术研究所做为研发中心，将大量科研的最新技术成果成功的应用于新一代的生物信号采集与处理系统--ASB240U。该系统抛弃了目前市面上基于单片机和低速总线的体系结构，采用基于大规模可编程芯片FPGA和片上系统SoC（Systemon Chip是一种高度集成化、固件化的系统集成技术，也就是把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中）设计技术的全新体系结构，突破了数据传输和处理速度的瓶颈，使得系统整体性能获得了突破性进展，实现了高速的数据采集、实时高速数字信号处理、数据传输、设备级联和外挂专用放大器接口（如微电级放大器…）等强大的功能，从而使ASB240U采集分析系统在其组成的灵活性、功能的扩展性、数据的精确性、实时性上达到了一个前所未有的高度。     

大肠杆菌CusS的生物信息学分析及对银离子胁迫的响应

【目的】解析大肠杆菌(Escherichia coli) K-12菌株同型二聚体内膜传感器组氨酸激酶(sensor histidine kinase, CusS)蛋白在细菌应答金属银离子胁迫中的调控机制,为该菌的防治提供重要科学依据。【方法】利用ProtParam、ProtScale、Protein-Sol、TMHMM、SignalP、LocTree3、NetNGlyc-1.0、NetPhosBac-3.0、SOPMA、I-TASSERF、STRING和MEGA分别预测CusS的理化性质、亲水性、可溶性、跨膜域、信号肽、亚细胞定位、糖基化位点、磷酸化位点、二级结构、三级结构、蛋白互作的关系网络和蛋白在革兰阴性杆菌中的同源性。采用Red同源重组技术构建大肠杆菌ΔcusS,在不同培养基中连续监测ΔcusS的生长情况,观察该基因缺失后的细菌生长活性;通过最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC)试验评价该缺失株对金属铜、银离子和临床常见抗生素的敏感性变化;运用RT-qPCR检测cusS缺失后其下游基因cusCFBA和cusR转录水平。【结果】CusS蛋白由480个氨基酸组成,相对分子质量为53 738.05,原子总数为7 624,等电点为6.02,具有稳定性,是一种亲水性、不溶性蛋白;含有跨膜域;不存在信号肽,定位于细胞内膜中;存在2个糖基化位点、24个丝氨酸磷酸化位点、14个苏氨酸磷酸化位点和3个酪氨酸磷酸化位点;二级结构中α-螺旋占比55.42%,β-折叠占比11.67%,β-转角占比3.75%,无规则卷曲占比29.17%;cusS在埃希菌属和志贺菌属中的保守性高;菌落PCR和一代测序验证ΔcusS构建成功;连续检测生长曲线表明cusS缺失并不影响细菌的生长代谢,但CusS蛋白为大肠杆菌抵御金属银胁迫的关键基因。【结论】cusS作为一个关键基因,它的缺失并不影响大肠杆菌的生长活性,但会显著降低细菌抵御银离子胁迫的应答能力。缺失cusS将使下游基因cusCFBA和cusR的mRNA表达水平显著下降。对CusS蛋白进行生物信息学分析及表型初探,为深入了解CusS在大肠杆菌应答银离子胁迫的调控机制奠定了基础。     

尿道致病性大肠杆菌U17株rstA缺失株降低对小鼠的致病性

【目的】探究双组份系统RstA/RstB中效应基因rstA对尿道致病性大肠杆菌毒力的影响。【方法】利用λRed重组系统构建UPEC U17 rstA缺失株U17ΔrstA,并构建相应的回复株,通过体内外试验评价rstA基因缺失对UPEC毒力的影响。【结果】生长曲线的测定结果显示,在LB普通培养基中,缺失株生长速度与野生株相似,但在LB贫铁培养基中,缺失株生长速度较野生株相比明显下降;体外环境应激试验结果显示,缺失株在强酸、强碱、高渗透压、尿素、氧化应激等环境压力下的生存能力与野生株相似;菌株生物被膜检测结果显示,缺失株的生物被膜形成能力与野生株相当;荧光定量PCR检测结果显示,rstA基因在贫铁环境下的表达水平较正常条件下显著上调,暗示贫铁环境可能是rstA发挥效应的刺激信号。6周龄BALB/c小鼠尿道感染试验结果显示,rstA缺失株在尿液、膀胱、肾脏中的带菌量显著低于野生株,而回复株毒力恢复至野生株水平,表明rstA缺失能显著降低UPECU17的毒力。【结论】rstA与尿道致病性大肠杆菌的致病性相关,为潜在的毒力因子。     

光照或黑暗条件下野火病菌侵染对烟草光合机构的影响

烟草野火病菌(Pst)是一种兼性营养型的细菌致病菌,它可以引起烟草发生褐色病斑,名为野火病.近年来Pst受到很多关注,然而大多数对Pst的研究主要集中在寄主和非寄主植物对Pst侵染的防御机制和产自于野火病菌的野火毒素上,Pst侵染对烟草叶片光合性能的影响及其机理尚未见报道.研究Pst侵染后对光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响不仅可以帮助阐明烟草-Pst 相互作用的机制,还可以从生理角度加深对细菌致病菌病害的了解.本研究采用叶绿素荧光快速诱导动力学曲线分析、类囊体膜蛋白Western分析、活性氧(ROS)和叶绿素含量测定等方法,探讨光照(200 μmol·m^-2·s^-1)或黑暗条件下Pst侵染对烟草光系统Ⅱ的影响.结果表明: 与未处理相比,Pst侵染3 d后在光照和黑暗条件下叶片侵染区域叶绿素含量均显著下降,出现萎黄病变,注射区域呈现出明显的野火病特征.光照和黑暗条件下,侵染3 d后烟草叶片过氧化氢含量明显升高,光照条件下要比黑暗条件下升高比例更大.Pst侵染3 d后,光照和黑暗条件下烟草叶片注射区域叶绿素荧光动力学曲线中K点和J点的相对可变荧光W_K和V_J逐渐增大,叶片最大光化学效率(F_v/F_m)和单位面积有活性反应中心的数目(RC/CSm)均显著下降.此外,相对于光照条件,Pst侵染后在黑暗条件下W_K和V_J的升高程度更大,说明对K点和J点的抑制程度更严重.Pst侵染3 d后,在光照和黑暗条件下放氧复合体(OEC)的核心组分PsaO、光系统Ⅱ反应中心核心蛋白D1蛋白均发生明显的降解,且在黑暗条件下降解更为严重.表明Pst侵染后,在光照和黑暗条件下均会使光合电子传递链Q_A到Q_B的电子传递受到限制,放氧复合体受到伤害,烟草叶片光系统Ⅱ供体侧、受体侧、反应中心的数目和活性均受到伤害,光系统Ⅱ发生光抑制或类似光抑制的伤害,且在黑暗条件下对光系统Ⅱ的伤害程度比光照条件下更为严重.     

中山杉及其父母本幼苗对干旱胁迫和复水的响应

本文研究了落羽杉和墨杉及其杂交后代中山杉302(落羽杉♀×墨杉♂)、中山杉407(墨杉♀×落羽杉♂)、回交代中山杉118(中山杉302♀×墨杉♂)在自然干旱胁迫和复水过程中,光合特征、抗氧化酶系统和形态特性等的响应.结果表明:随干旱时间的延长,所有植株的净光合速率逐渐降低、脯氨酸开始积累且抗氧化酶系统逐渐清除丙二醛的毒性.胁迫至第8天,落羽杉净光合速率的下降幅度最大,而中山杉118的水分利用效率最高、丙二醛含量最少;墨杉的超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量增长最大.复水2 d后,所有植物的参数均有不同程度的恢复,其中,中山杉118恢复速率最快,其净光合速率和脯氨酸含量分别恢复了74.4%和60.2%.复水9 d后,所有植株的测定指标基本恢复至或接近正常水平,其中,中山杉118的生物量未受影响且根冠比显著增加.植物的耐旱能力依次为墨杉>中山杉118>中山杉407>中山杉302>落羽杉.回交品种中山杉118的杂种优势明显,较大程度地遗传了墨杉的耐旱性,该结论可为耐旱中山杉品种的杂交选育和推广应用提供科学依据.