QS系统中LasR和RhlR蛋白对铜绿假单胞菌生物被膜形成的影响以及免疫原性研究

为探讨铜绿假单胞菌 PAO1 中 lasR 和 rhlR 基因表达产物的分子生物学特性,研究它们对铜绿假单胞菌生物被膜形成的影响以及对小鼠的免疫保护效果,采用聚合酶链式反应 (PCR) 方法扩增铜绿假单胞菌标准株 PAO1 中的 lasR 和 rhlR 基因,全自动荧光测序仪测序,并用 Blast 方法检测克隆片段. 利用 pGEX4T-1 载体分别构建 lasR/rhlR-pGEX4T-1 重组质粒,在大肠杆菌 BL21(DE3)中诱导表达,并经过免疫印迹实验验证其生物学活性. 用硅胶膜培养法建立生物被膜模型,诱导转入了pGFPuv 质粒的铜绿假单胞菌 PAG0305 形成生物被膜,并测定 LasR 蛋白和 RhlR 蛋白对生物被膜形成的影响. 同时用纯化的重组蛋白免疫小鼠,菌落计数法检测免疫组和对照组鼠肺对铜绿假单胞菌的清除率. 以 PAO1 染色体 DNA 为模板的 PCR 结果显示,lasR 的全基因序列为 720 bp,rhlR 基因序列为 726 bp,经序列分析和同源性比较分别与 GenBank 中 lasR/rhlR 基因(登录号:M59425; AE004768) 的同源性为 100%. 大肠杆菌 BL21 (DE3) 分别转化重组质粒 lasR/rhlR-pGEX4T-1 后,经 IPTG诱导和 SDS- 聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,表达的融合蛋白分子质量均为 54 ku 左右,与预期蛋白质分子质量相同. 荧光显微镜观察和测定结果表明,在硅胶膜上 PAG0305 能够形成典型的发荧光的生物被膜,LasR 或 RhlR 蛋白 (10 mg/L) 存在的情况下,PAG0305 生物被膜的形成速度在前三天比对照组平均提高 40.77%,而且两蛋白单独存在与同时存在时的作用相同. 体内实验中,免疫小鼠肺部对铜绿假单胞菌的清除率显著高于未经免疫的正常组 (P < 0.05). 上述结果表明:构建的lasR/rhlR-pGEX4T-1 重组质粒能够在大肠杆菌 BL21(DE3)中成功地表达并具有生物学活性. LasR/RhlR 蛋白在体外模型中能够加快铜绿假单胞菌生物被膜的形成速度,是调节铜绿假单胞菌生物被膜形成的重要因素之一. 免疫结果表明,重组蛋白对小鼠表现出一定的保护作用,这为进一步开展疫苗研究奠定了基础.     

神经工程与脑-机接口

神经工程是近年来在生物医学工程领域备受关注的学科发展新方向。它运用神经科学和工程学的方法来分析神经功能并为神经功能缺失与紊乱的修复提供新的解决问题的方案;而脑-机接口则是当前神经工程领域中最活跃的研究方向之一。脑-机接口是在脑与计算机或其他外部设备之间建立的直接的通信和交流通道。在脑-机接口系统中,具有特定模式的脑信号携带着受试者希望表达的意愿,计算机将接收到的脑信号转换成相应的控制命令,于是那些有运动障碍的残疾人就可以利用脑-机接口系统来实现与外界的交流与对外部设备的控制。在基于脑电信号的脑-机接口系统中,受试者产生的脑信号大致可以分为内源性（endogenous）和外源性（exogenous）两类。其中外源性的成分主要取决于外部物理刺激（视觉、听觉或触觉）的参数而与认知行为无关;而内源性成分则主要由认知行为产生而与外部的物理刺激无关。在许多情况下,脑－机接口中的瞬态诱发电位通常都同时包含着内源性和外源性两种成分。寻找新的脑－机接口模式使之能显著提升记录脑电信号中的内源性与外源性成分在脑－机接口研究中具有重要意义。本文中将介绍一种基于运动起始时刻（motion—onset）的新的脑-机接口实验范式。本文的最后还探讨了脑－机接口未来发展的趋势与展望。     

果蝇通过“无痛”蛋白感知热毒

由Makoto Tominaga教授和Takaaki Sokabe博士领导的日本国家生理学研究所的研究小组发现,果绳有感知热毒的感受器。该研究结果刊登在2008年10月1日出版的《Journal of Neuroscience》杂志上。     

高寒生态脆弱区农户对气候变化的感知——以甘南高原为例

气候变化作为人类当前面临的最严峻挑战,已对生态脆弱区农户生计产生严重的负面影响,明确农户对气候变化的感知对于制定有效的气候变化适应政策非常关键。以甘南高原为研究区,基于入户调查数据,构建了农户对气候变化的感知度指数,分析了甘南高原农户的气候变化感知特征,并采用经济计量模型分析了影响农户气候变化感知的关键因素。结果表明:(1)甘南高原农户对气温变化的感知能力强于对降水变化的感知,并对近期发生的、规模较大、影响较严重的极端天气记忆较深;(2)农户对气候变化的严重性及可能性感知较强烈,感知到的适应成本与适应功效也较高,但感知到的自我效能较弱,其气候变化严重性、可能性、适应功效、自我效能及适应成本感知度指数分别为3.76、3.34、3.43、2.85、3.53,且农区农户对气候变化的风险感知与适应感知均最强,半农半牧区次之,纯牧区最弱;(3)气候变化信息、农户的客观适应能力、农户对社会话语的信任度、适应激励均会影响农户的气候变化感知,其中,适应激励为最关键的影响因素,其与农户的气候变化适应功效感知、自我效能感知均呈正相关,而与风险感知、适应成本感知呈负相关。最后,针对如何提高农户气候变化感知的准确度,增强农户应对气候变化的能力,提出相关的政策建议。     

Otop1质子通道研究进展

近期，Otop1通道被鉴定为新的质子通道，其对H⁺具有较高的通透性和选择性。解析的冷冻电镜结构显示，Otop1蛋白质结构为同源二聚体结构，每个亚基包含12个跨膜螺旋(TM1-TM12)。从结构推测Otop1通道存在三种可能的质子传导路径。Otop1通道在前庭、脂肪细胞和味觉细胞中表达，参与许多生理与病理过程。本文就Otop1质子通道的结构、特点及其生理与病理功能做一综述，主要探讨Otop1参与的三个生理病理过程，即在耳石发育过程中的作用以及Otop1缺乏或突变时可能导致的现象、Otop1作为质子通道参与酸味传导过程以及作为信号因子靶标参与肥胖时的代谢稳态，旨在为Otop1通道的更深层次的研究提供基础。     

植物感知和传递低温信号的分子机制

低温胁迫是影响植物生长、发育及作物产量的重要环境胁迫之一。植物通过感知低温信号并快速启动低温应答，以降低低温胁迫对其损伤。近年来，低温潜在感受器和低温调控网络逐渐被解析。植物可以在多个层面感知低温信号，但具体机制依然不清楚。当植物感知低温信号后，一些低温诱导的次级信号分子（如钙离子和活性氧）被植物解码并传递，以激活下游低温应答基因表达。同时，蛋白翻译后修饰可调控蛋白活性和稳定性，在植物早期低温信号传递中起关键作用。本文重点阐述植物感知和传递低温早期信号的分子机制，并讨论和展望低温胁迫领域面临的挑战及研究方向。