从阿维菌素获得诺贝尔奖到中国创造

纵观世界历史,大国崛起无不伴随着科技的兴起和机制体制的突破。来自大自然的天然产物对于人类的健康起到非常重要的作用,从抗肿瘤明星分子紫杉醇到挽救了无数人生命的抗感染药物青霉素,从治疗代谢疾病到营养保健,都离不开天然产物。此外,还有大量天然产物资源没有被开发过。而随着阿维菌素的发现者Satoshiōmura教授和William C.Campbell博士,及青蒿素的发现者屠呦呦研究员因为这两种天然产物在治疗寄生虫感染病和疟疾上的应用而获得2015年诺贝尔生理与医学奖后,天然产物有望迎来其发展的第二个黄金时代。我国是世界工厂也是天然药物的资源大国,为了实现产业升级,弯道超车,实现大国崛起的中国梦,我国科学家在"十二五"期间围绕着天然产物的高产和创新两大主题开展了富有成效的合成生物学研究。阿维菌素是由阿维链霉菌产生的高效低毒生物杀虫剂,其原料产能占国际市场的100%。但我国原有生产菌株的单位发酵产量较低,高消耗、高污染、片面追求生产规模的粗放型发展模式已经成了阻碍低碳经济持续高速发展的瓶颈。如何从根本上解决问题,提高生产菌株的单位发酵产量和原料利用率,降低能耗和生产成本,减少环境污染,是促进我国从"发酵大国"向"发酵强国"转变的关键。本文以阿维菌素为例,综述其基础研究的技术发展,特别是中国科学院微生物研究所引入合成生物学技术,将阿维菌素的单位产量提高了1000倍,至9 g/L,在内蒙古新威远与阿维菌素产业联盟的公司应用,迫使默克公司全面退出阿维菌素历史舞台,从而引领产业迅速发展的过程,为我国其它天然产物生物制造品种的改良提供思路和方法。     

羊毛硫肽类化合物(Lanthipeptide)生物合成新进展

羊毛硫肽化合物(Lanthipeptides)是由核糖体合成并经过翻译后修饰得到的一大类肽类天然产物。这类化合物广泛的产生于不同种类的细菌,具有丰富的结构和生物活性多样性,为活性药物研究和开发提供重要的来源。本文综述了近几年来羊毛硫肽化合物生物合成进展,从其合成酶结构,进化机制,区域和立体选择性控制等方面进行了简要的讨论,展示了羊毛硫肽类化合物生物合成中特殊而迷人的酶学机制。     

Effects of nitrogen addition on leaf traits of common species in natural Pinus tabuliformis forests in Taiyue Mountain,Shanxi Province,China

Aims Our objectives were to explore the effects of simulated nitrogen deposition on leaf traits and ecological stoichiometry characteristics of common species in natural Pinus tabuliformis forests.
Methods We conducted the experiment of nitrogen (N) addition from 2009 to 2013 in the natural Pinus tabuliformis forests in Taiyue Mountain, Shanxi, China. The levels of N addition were 0 (control), 50 (low-N), 100 (medium-N) and 150 (high-N) kg·hm^-2·a^-1, respectively. Eleven common plant species in 12 20 m × 20 m plots were selected, including Pinus tabuliformis, Quercus mongolica, Acer ginnala, Corylus mandshurica, Cornus bretschneideri, Spiraea salicifolia, Lonicera maackii, Carex callitrichos, Diarrhena mandshurica, Anemone tomentosa, and Polygonatum odoratum. Nine leaf traits were measured, including leaf thickness (LT), specific leaf area (SLA), leaf dry matter content (LDMC), leaf nitrogen content (LNC), leaf phosphorus content (LPC), and other four.
Important findings We found that: 1) LT and SLA of Polygonatum odoratum significantly differed among four levels of N addition. Leaf area (LA) and LDMC of several species, such as Spiraea salicifolia, had significant difference among the N addition concentration. LNC of all species, chlorophyll content (CC) and LPC of most species increased significantly with the addition of N. Leaf N:P of 9 species varied significantly, and leaves with different types and ages showed different responses to N addition. 2) Leaf traits were significantly correlated with each other. For instance, SLA was significantly positively correlated with LNC and LPC. In contrast LT was negatively connected with LNC and LPC. In addition, the degree of correlation changed with the level of N addition. 3) The pattern of species distribution in leaf trait space was consistent with the prediction from the theory of Leaf Economic Spectrum (LES). N addition drove species moving along axis 1 in the trait space, and propelled them towards different directions along axis 2, which indicated that these species tended to take the “fast investment-return” strategy. These results suggested that with the change of environmental conditions, plants changed their survival strategy and adjusted resource allocation to maintain the stability of communities. This is the inherent characteristic of plants, thus the formation of LES did not depend on the environment change.     

用于非小细胞肺癌治疗的第三代 EGFR-TKIs 研究进展

肺癌是全球致死率最高的恶性肿瘤,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占全部肺癌病例的 80% 左右。相较于传统化疗,表皮生长因 子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKIs)用于 EGFR 突变型 NSCLC 患者,可获得更为卓越的疗效。但是,EGFR-TKIs 长期使用会产生 获得性耐药,主要机制为 EGFR T790M 突变。临床研究表明,以奥希替尼、rociletinib 和 HM61713 为代表的第三代 EGFR-TKIs 对 EGFR T790M 突变阳性 NSCLC 具有较好的疗效,为 EGFR T790M 突变阳性患者的有效治疗带来了新的希望。综述第三代 EGFR-TKIs 的最新临床研究及耐药机制研究进展。     

人Latexin基因及蛋白质的生物信息学分析

Latexin(Lxn)是人的羧肽酶抑制剂,并有肿瘤抑制因子的作用。利用生物信息学分析Lxn基因的启动子和Cp G岛以及Lxn蛋白质的理化性质、结构特点、功能特征后发现,Lxn基因存在两个启动子和Cp G岛,且一个Cp G岛与启动子重合;Lxn是全长222个氨基酸,等电点5.52,无信号肽、无跨膜结构的亲水不稳定蛋白质;蛋白质二级结构有4个α螺旋和9个β折叠,三级预测结构可信度为99.55%,拉曼图表明结构稳定;与Lxn相互作用的蛋白质主要是羧肽酶,另外Lxn还参与炎症反应和温度引起的痛觉反应等生物过程;启动子和氨基酸在灵长类间的同源性极高。对Lxn的表达、结构及功能的预测分析可以为研究Lxn在生命过程中的作用提供重要的信息。     

天然草地管理措施对植物病害的影响研究进展

放牧、围封、刈割和焚烧是天然草地管理的最主要方式,植物病害是草地生产力的主要限制因素之一,综合考虑生态和经济效益,探讨利用方式对天然草地植物病害的影响,进而采取合理的管理措施,有效降低草地病害危害、提高草地生产力和生态服务功能。分析了放牧、围封和焚烧等草原管理措施对植物病害的影响。放牧对草地植物病害的发生有双重影响,对多数病害而言,放牧可清除草地植被中的病株,减少初侵染源而降低植物病害的发生;但对物理传播的病害,放牧通过家畜传播病原侵染植物,导致病害大面积发生。刈割阻止真菌的进一步侵入与定殖,从而减少草地病害的发生机会;另一方面,刈割形成有利于病原真菌孢子传播的条件,病原真菌通过刈割工具传播到刈割造成的叶片伤口上,为侵入植物体内提供了方便。草地围封增加了植物物种的多度同时降低植物多样性,有利于病害发生。冬末春初植被返青前,焚烧草地可清除枯枝落叶,减少越冬的病原物,降低病害的发生。同时对该领域的研究进行了展望,对今后研究提出了建议。     

不同比例新鲜冰冻血浆对大量输血患者凝血功能的影响

目的:探讨不同比例输注新鲜冰冻血浆对大量输血患者凝血功能的影响。方法:回顾性分析本院2018年1月至2018年12月收治的123例大量输血患者的临床资料,依据所输注新鲜冰冻血浆与红细胞比例不同,将其分为低比例组(1:3)、中比例组(1:2)、高比例组(1:1),比较三组患者输血前后凝血功能、血小板计数及电解质变化。结果:输血后,三组患者FIB较输血前明显降低,而PT、APTT较输血前显著升高(P0.05),高比例组PT和APTT明显低于中比例组和低比例组,FIB、血小板均高于中比例组和低比例组(P0.05),电解质水平优于低比例组和中比例组(P0.05)。结论:在大量输血时,提高血浆与红细胞比例有利于改善大量输血患者凝血功能障碍,减少电解质紊乱。     

四川省不同天然种群珙桐叶片解剖结构与其耐热性的关系

以四川省15个珙桐种群为试材,采用石蜡切片法、NaClO法观察叶片16项解剖结构,应用变异系数、聚类分析、相关性分析对叶片解剖结构进行筛选,利用隶属函数法对不同种群的耐热性进行综合评价,以期了解珙桐应对热胁迫的生理变化机制,为野生珙桐资源的保护及园林应用提供参考。结果表明：珙桐叶片为异面叶,气孔主要分布于下表皮。16项解剖结构指标在不同种群间达到极显著差异水平;栅海比、栅栏组织厚度、气孔密度、下表皮角质厚度、主脉凸起度、上表皮角质层厚度、下表皮细胞厚度是影响珙桐耐热性的主要解剖结构指标,叶厚度、海绵组织厚度、主脉厚度、上表皮细胞厚度、主脉维管束厚度、气孔长度、气孔宽度、叶片结构紧密度、叶片结构疏松度与耐热性关系不大;15个珙桐种群耐热性存在一定差异,其强弱顺序为：汉源 > 筠连 > 雷波 > 沐川 > 屏山 > 荥经 > 天全 > 美姑 > 平武 > 碧峰峡 > 北川 > 洪雅 > 宝兴 > 大邑 > 邛崃;15个种群耐热性大致分为4类：汉源种群为耐热型,筠连、雷波、沐川等3个种群为中度耐热型,屏山、荥经、天全、美姑、平武、碧峰峡、北川为低耐热型,洪雅、宝兴、雷波、邛崃等4个种群为不耐热型。     

玫瑰色微球菌A-04的红色素鉴定及稳定性分析

从石油污染的土壤和水样中筛选出一株玫瑰色微球菌A-04 Micrococcus roseus,对其所产红色色素进行了分离,并初步鉴定了色素种类,基于对影响A-04色素稳定性的单因素分析基础之上,采用3因素3水平响应面分析法,进一步对影响色素稳定性的主要因素进行了优化分析。结果表明A-04所产红色色素为类胡萝卜素,对该菌株的色素稳定性的单因素条件分析,色素对环境条件的耐受性较好,在80℃、pH5. 0～8. 0等条件下依然能长时间保持鲜红而不褪色。经响应面优化分析表明:温度、pH和溶剂是影响该色素稳定性的主要因素,温度与溶剂的交互作用对色素稳定性的影响也较为明显。pH5. 0～8. 0之间时,在80℃范围内,温度越低,同时溶剂的极性越大,越有利于维持色素的稳定性。本研究结果为该色素的实际开发和应用奠定了基础。     

CRISPR/Cas9在放线菌合成生物学研究中的应用和发展

放线菌是活性天然产物和抗生素药物的重要来源。利用合成生物学高效地开发其中丰富的天然产物资源,将为加速新药开发奠定坚实的基础。CRISPR/Cas9作为一种多功能基因编辑系统,因其便捷高效而被广泛应用于真核生物的遗传操作。但在原核生物尤其是放线菌中的应用仍处于起步阶段,机遇和挑战并存。本综述总结了目前CRISPR/Cas9系统在放线菌基因编辑和调控,以及活性天然产物的产量提升、生物合成机制解析和资源开发等方面的研究进展。同时,也对该系统在应用中面临的包括重组修复效率低,以及靶向切割效率不足等关键挑战进行了分析,并提出了相应的优化解决方法。随着CRISPR/Cas9在放线菌应用中的不断完善和发展,将极大地推动放线菌的合成生物学研究,促进其中天然产物资源的有效挖掘和应用开发。