我国工业生物技术和产业的现状、差距与任务

工业生物技术是利用生化反应和生物体机能进行物质合成加工与能量转化利用的集成技术,正在支撑建立以可发酵糖、秸秆、二氧化碳等可再生资源为原料的化学品绿色高效制造新路线,有望实现工业制造方式的根本转变,是支撑经济社会可持续发展的重大战略技术,已成为世界各国科技和产业竞争的焦点。本文从工业生物技术深度融入和支撑生物经济发展的态势出发,系统分析了我国工业生物技术和生物产业发展的现状、短板问题,提出了未来建议重点发展的主要方向。     

工业蛋白质理性设计与应用

作为合成生物学与绿色生物制造等领域的底层核心技术,蛋白理性设计可有效解决天然功能元件性能不足等共性挑战,创制高性能人工酶元件。值此天津工业生物研究所(Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, TIB)创立10周年之际,文中回顾了研究所在工业蛋白理性设计领域的系列重要工作进展。从酶设计方法学研究、新酶反应设计到生物催化应用等方面进行了分析讨论,并展望了本领域未来发展方向。望借此搭建学术界和产业界与酶理性设计的桥梁,促进新技术、新策略的开发应用,加速融合人工酶的基础研究与产业应用,推动我国生物制造领域的科技创新升级。     

数字细胞模型的研究及应用

组学分析技术的发展推动生物学逐渐成为一门以数据分析为中心的科学。依托生物数据在细胞整体系统水平建立数字细胞模型,对于理解细胞系统组织原理和生命产生进化规律,预测各种环境和基因扰动对细胞功能的影响并指导设计人工生命具有重要意义,因此数字细胞的构建模拟设计已成为合成生物学的核心研究内容与底层支撑技术。本文重点对天津工业生物技术研究所创立十年来在数字细胞研究方面的进展进行回顾介绍,重点包括基因组尺度代谢网络模型的构建、质控以及其在途径设计和指导菌种代谢工程改造方面的应用,进一步结合近年来细胞模型研究的前沿趋势,对整合多种约束的模型的构建和分析研究方面的最新成果进行了介绍,最后对数字细胞研究的未来发展方向进行展望。数字细胞技术将与基因组测序、合成和编辑等合成生物学前沿技术一起提升人们对生命进行读写改创的能力。     

基于学习进阶的单元教学设计——以“神经调节”为例

基于学习进阶的视角进行单元教学设计,通过整合“神经调节”的知识内容,使学习过程能够循序渐进、有效衔接,帮助学生形成结构化的知识体系,提升科学思维,达成概念学习进阶的目标。     

应用微卫星技术对KM小鼠种子群体遗传质量进行比较分析

目的 应用微卫星技术在2013年和2020年对同一个KM小鼠种子群体进行遗传质量检测和分析。方法 2013年和2020年分别提取30只KM小鼠DNA,应用30个微卫星标记进行PCR扩增,基因测序后计算等位基因数、杂合度和多态信息含量等参数。结果 2013年该群体有95个等位基因,平均杂合度为0.4864,平均多态信息含量(PIC)为0.4418。2020年该群体有122个等位基因,平均杂合度分别为0.5150,平均多态信息含量(PIC)分别为0.4818。结论 KM小鼠种子群体具有良好的遗传稳定性和多样性,符合封闭群动物的群体遗传概貌特征。     

巨型引物PCR法对抗CD3改型单链抗体

亲和力是影响改型单链抗体应用于临床的重要因素之一.利用巨型引物PCR定点诱变方法,设计并化学合成出两组含多个突变位点的简并引物,在第一轮PCR中使用简并引物分别扩增出含突变碱基的两条特异性的DNA片段,即巨型引物,将其经琼脂糖凝胶电泳分离纯化后,作为3′和5′的两端引物应用于第二轮PCR反应中.通过改变标准PCR反应条件,调整引物与模板的浓度,扩增出特异性较强的目的DNA条带.PCR产物经回收后,进行DNA测序.测序结果表明利用该方法扩增得到特异的抗CD3改型单链抗体的突变体库.     

三因素条裂区试验设计和分析

本文根据重复、随机排列、局部控制原理提出三因素条裂区试验设计,并作了实例分析．该设计全面实施,既满足同一试验中有较多处理组合,又可使各因素有较大的小区面积,便于农事操作管理,具有良好的实用性．     

PCR技术的种类及其应用

ＰＣＲ技术是分子生物学技术的一场革命。本文综述多种ＰＣＲ技术及其在分子生物学领域的应用。     

蛋白质核心设计的序列组合文库筛选方法

本文提出一种新的蛋白质序列组合文库筛选方法,异型自系统最优法,用于从头设计蛋白质核心。经λ－阻遏蛋白、噬菌体４３４ＣＲＯ蛋白、白介素－４、硫氧还蛋白、泛肽等的检验,表明此方法用于从头设计蛋白质的核心是可行的。     

用万能引物PCR法从YAC中分离制备荧光原位杂交探针的研究

报道了一种从微量且未知碱基顺序的YAC DNA中制备FISH探针的新方法——万能引物PCR(UP PCR),即把复性后的UP-Linker连接于PFGE分离后经Alu Ⅰ酶切的YAC DNA上,再用UP对其进行PCR扩增和标记。由于Alu Ⅰ的广谱性和UP与Linker长度不同等,使该法能根据PCR效率调节扩增产物的广泛性向特异性的转变,且产物能覆盖YAC嵌入DNA的全长。此法制备的人21号染色体FISH探针,特异性强,杂交信号明亮,21号染色体的检出率高。该法稳定简便。