真菌天然产物异源生产研究进展

真菌天然产物是天然药物的重要来源之一,大规模真菌基因组序列测序的完成表明真菌具有产生丰富的次级代谢产物的潜能。然而,许多真菌或生长缓慢,或不适宜在实验室条件下培养,或难以进行遗传操作,或化合物产量极低等,这些因素导致大量有价值的真菌天然产物无法获得。利用异源表达系统对真菌天然产物进行生产是发现新天然产物及解析其生物合成途径的有效手段,并为定向的以合成生物学的手段去合成重要活性分子奠定基础。本文对目前用于真菌天然产物生产的各种异源表达系统进行了综述,并结合最新的DNA组装技术展望了异源表达系统在真菌天然产物研究中的应用价值和前景。     

链霉菌底盘细胞的开发现状及其应用

天然产物及其衍生物在现代医疗中扮演着举足轻重的角色,其生物活性多样性以及化学结构的丰富性是新药研发的源泉和动力。利用纯化学方法合成天然产物在技术和成本上有很大的困难,加上许多天然产物的原始产生菌具有培养条件苛刻、产量低下等缺点,而且大量基因簇在原始菌株中是沉默的,这使得利用合成生物学思想来指导天然产物生物合成基因簇的异源表达具有重大意义。作为抗生素、抗肿瘤活性物质、免疫抑制剂等次级代谢产物主要来源的放线菌一直是研究者们关注的焦点,特别是随着基因测序技术的飞速发展,人们发现链霉菌基因组中包含着极为丰富的天然产物生物合成基因簇资源。这意味着开发链霉菌底盘细胞作为异源表达宿主有其得天独厚的优势。本综述从底盘细胞开发的意义入手,重点阐述链霉菌底盘细胞构建的策略及现状,随后通过实例阐述了各种底盘链霉菌的实际应用。     

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。     

2016年《遗传》作者须知

《遗传》为中国精品科技期刊,是反映中国遗传学原创性研究成果及国际遗传学进展的中文核心期刊。读者对象为生命科学领域研究与教学人员、技术研发人员、研究生及本科生等。1.征稿范围:遗传学、基因组学、发育生物学、生物进化及生物技术等领域有创新性的研究论文;新技术与新方法;学科热点问题的专论与综述;遗传学教学的经验体会;国内外著名遗传学家介绍;国内外     

EV71-2A突变质粒的构建及体内外功能初探

目的构建pc DNA3.1-EV71-2A的突变质粒(EV71-2Amut),并对其功能进行检测,为进一步研究肠道病毒71型(Enterovirus type 71,EV71)2A蛋白酶的活性位点及其生物学功能奠定实验基础。方法利用聚合酶链式反应(PCR)定点诱变技术,定点突变编码EV71-2A第21His、39Asp和110Cys氨基酸的位点,构建EV71-2Amut,并测序鉴定。将所构建突变质粒与巨细胞病毒(Cytomegalovirus,CMV)启动子介导的真核细胞荧光素酶报告基因(pRL-CMV)共转染人横纹肌肉瘤细胞(RD细胞),通过观察转染组的EV71-2Apro和EV71-2Amut对pRL-CMV荧光强度的影响,判断突变质粒的细胞内酶活性。将EV71-2Apro或EV71-2Amut质粒转染BALB/c小鼠股四头肌,用RT-PCR检测局部相应质粒的mRNA水平,并观察局部肌肉组织的病理变化。结果构建的突变质粒EV71-2Amut经测序及比对,结果与预计突变位点一致;在细胞学水平检测到的pRL-CMV荧光强度,EV71-2Amut组比EV71-2Apro组显著增高(P0.05);小鼠股四头肌注射局部均检出EV71-2Apro和EV71-2Amut的mRNA表达,且与EV71-2Apro组相比,EV71-2Amut注射组的肌肉组织的肌肉凝固性坏死、炎症反应病理损伤较轻。结论成功构建了突变的EV71-2Amut质粒,为研究EV71-2A蛋白酶的生物学功能奠定了实验基础。     

濒危植物金花猕猴桃繁殖生物学初步研究

繁殖生物学是目前濒危植物保护生物学研究的重点领域之一,金花猕猴桃(Actinidia chrysantha)是猕猴桃属濒危物种之一,目前未见其繁殖生物学相关报道。因此,该文以分布于花坪国家级自然保护区的野生金花猕猴桃为研究对象,用游标卡尺测量了花器官及果实形态,通过野外观察记录了其物候、访花昆虫及开花结果习性,用人工授粉和套袋法确定其传粉媒介,开展田间播种试验确定种子繁殖力,对其繁殖生物学开展了较为系统的研究。结果表明：金花猕猴桃物候因海拔高度不同而不同,较低海拔地区5月中下旬开花,高海拔地区5月下旬至6月上旬开花,花期持续7~10 d,果实每年9月下旬至10月上旬成熟;雄株花枝率76.5％,雌株果枝率61.9％,果实长圆柱形、短圆柱形或椭圆形,平均单果重7.34~27.53 g,最大果重35.0 g;金花猕猴桃为虫媒和风媒共同授粉,主要访花昆虫有蜜蜂科、细蜂科、鼻蝇亚科、食蚜蝇科、蜡蝉科、大蚊科长脚蚊属昆虫等;金花猕猴桃种子发芽率低,参试的3个居群的种子发芽率存在差异,分别为花坪17.5％,资源车田15.36％,贺州姑婆山0;4种不同种子处理方式中,低温＋GA3处理的种子发芽率(22.67％)最高。综上所述,金花猕猴桃不存在传粉障碍,种子萌发率低可能是致其濒危的重要原因。该研究结果为保护金花猕猴桃种质资源提供了科学依据。     

西藏札达盆地发现大型碎骨型鬣狗

近期,英国《历史生物学》(Historical Biology)期刊上在线发表了由美国自然历史博物馆(纽约)曾志杰博士、洛杉矶自然历史博物馆王晓鸣博士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所李强博士和甘肃省博物馆颉光普研究员的合作研究成果.他们联合报道了产自西藏阿里地区札达盆地400多万年前的佩里耶上新鬣狗(Pliocrocuta perrieri)化石,这是继雪山豹鬣狗(Chasmaporthetes gangsriensis)之后在该地区发现的第二种鬣狗类化石,也是大型碎骨型鬣狗在青藏高原上的首次出现,对于研究鬣狗类的起源、多样性和古地理分布具有重要意义.     

江永普通野生稻遗传多样性和籼粳基因频率监测分析

以栽培稻的8个籼-粳测验种为对照,采用39对SSR引物检测了江永野生稻居群在1982年、2008年、2017年的遗传多样性,采用38对In Del引物检测了江永野生稻居群在1982年、2008年、2017年的籼-粳基因频率。结果表明:在1982年取样保存在异位圃的40份样本的遗传多样性稍高于2008年、2017年原位保护区样本的遗传多样性;2008年取的样本数虽然比2017年多,但两次取的样本之间遗传多样性几乎没差异。不同年份取的样本之间的遗传分化系数Fst都很小,基因流Nm都较大,分化不明显。通过聚类分析和主坐标分析(PCo A),发现野生稻居群与4份栽培粳稻聚为一类,4份栽培籼稻单独聚成一类,显示江永野生稻与粳稻的血缘近于籼稻;籼-粳基因频率的分析表明,野生稻样本多属粳稻型,少数属偏粳稻型,原位保护区的偏粳稻类型单株数占取样单株总数的比例,2008年比1982年的增加了10.0%,2017年比2008年的增加了1.6%,显示江永野生稻原位保护区生境条件有利野生稻从粳稻型向偏粳稻型变异,随着野生稻产生环境适应性变异,籼型基因频率在提高。     

脆木耳生物学特性及驯化栽培

对采自海南省白沙县鹦哥岭阔叶树腐木上的标本,根据形态学特征和多基因分析,鉴定为脆木耳Auricularia fibrillifera,经分离纯化获得纯菌株作为实验材料,为了充分利用和开发木耳属资源,首次对该种的生物学特性和驯化栽培进行了研究。研究不同碳源、氮源、无机盐和生长因子在固体培养条件下对脆木耳菌丝生长的影响,对以上4个因素进行单因素试验,从中选出3个最优的水平进行正交试验。结果表明：脆木耳菌丝最适生长温度为33℃,最佳碳源为麦芽糖,最佳氮源为牛肉粉,最佳无机盐添加量为1.5% PO₄^3--1% Mg²⁺,最佳生长因子为玉米汁。驯化栽培过程中,栽培配方为：木屑78%,麸皮20%,石膏粉1%,石灰粉1%,发菌温度为22℃可使脆木耳菌丝在40d左右满袋,且生长旺盛,可培育出子实体。     

长链非编码RNA及其与疾病相关性的研究进展*

人类基因组中,用于蛋白质编码的核酸序列约占1.5%,另外98.5%的非蛋白编码基因被视为"噪音"序列,并未引起人们的注意。随着测序技术的发展,人们发现大部分的基因被转录成RNA,其中多数为长度大于200nt且不编码蛋白质的长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA),其作用机制包括支架分子、引导分子等,广泛参与细胞发育、增殖及迁移过程,且其水平的改变又与肿瘤、代谢性疾病等相关。本文主要对lncRNA的分类、作用机制及涉及的疾病等进行综述,为进一步研究lncRNA的功能机制奠定基础。