丙型肝炎病毒多表位抗原基因的构建与免疫原性研究

丙型肝炎病毒(HCV)基因易发生变异, 尤其是含中和抗原表位的高变区1(HVR1)变异性最大. 模拟HVR1的B细胞表位具有涵盖多种天然表位的抗原特性, 保守的T细胞表位具有各型间的相对保守性. 为解决HCV高变性造成的疫苗研究障碍, 我们选取HCV E2区HVR1(384～410 aa)模拟B细胞表位9条、C区的保守CTL表位2条(35～44 aa, 132～140 aa)、NS3区保守的CTL表位1条(1073～1081 aa)及NS3区保守的Th表位1条(aa 1251～1259), 各表位之间以插入3个氨基酸为连接臂, 人工合成上述13条表位基因串联的HCV多表位抗原基因(mfc). 将mfc与gst基因融合, 表达了多表位抗原蛋白GST-MFC. 同时, 构建了白介素-2信号肽基因、PADRE表位基因和mfc基因串联的候选HCV DNA疫苗, 即质粒pVAX1.0-st-mfc. 以GST-MFC蛋白免疫家兔和质粒pVAX1.0-st-mfc免疫小鼠, 采用ELISA和Western blot方法, 应用10条具有代表性的HCV HVR1合成肽进行检测, 证明有9条HVR1合成肽能与所有免疫动物血清反应, 交叉反应率(cross reactivity, CR)为90%. 应用HCV抗体阳性的感染者血清与多表位抗原GST-MFC蛋白进行反应, 证明其反应识别率(reactivity frequency, RF)为75%. 上述结果表明, 筛选合成的HCV多表位抗原基因mfc具有HCV中和抗原表位的特征, 可作为HCV疫苗研制的候选基因.     

利用噬菌体展示技术筛选胰岛素模拟肽

为了寻找能够模拟胰岛素生物活性的小肽,以胰岛素多克隆抗体为靶标,筛选噬菌体展示随机C7C环肽库.3轮筛选后,通过ELISA方法挑取与靶分子特异性结合的15个阳性克隆,测序获得两条序列,分析所得序列并合成相应短肽.通过细胞生物学活性检测,小肽CPTSQANSC（ZJ1）能够竞争性的抑制胰岛素与其受体的结合,并对正常小鼠和四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠,都有明显的降血糖作用.上述结果表明,小肽CPTSQANSC具有胰岛素样生物学活性.而小肽CVQPSHSSC（ZJ2）表现出胰岛素拮抗活性,能引起正常小鼠血糖升高.这表明筛选到了能够模拟胰岛素表位的短肽CPTSQANSC,可能为治疗胰岛素依赖性糖尿病提供了新线索.     

丙型肝炎病毒复合高变区1模拟表位蛋白的免疫原性分析

将丙型肝炎病毒高变区1(HVR1)模拟表位融合基因插入原核表达载体pGEX-4T-1,在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达,经亲和层析和凝胶过滤层析获得HCV HVR1模拟表位融合蛋白.用Western blot和ELISA检测融合蛋白与HCV抗体阳性血清的结合情况.皮下注射免疫BALB/c小鼠,用ELISA检测小鼠血清中的抗HCV抗体水平及其与天然HCV高变区1合成肽的交叉反应.结果表明融合蛋白能与HCV抗体阳性血清特异结合,融合蛋白与HCV抗体阳性血清的结合频率为71.6%(25/35).融合蛋白免疫小鼠后能有效诱导免疫应答,其诱生的特异性抗体最高滴度达104(免疫后第8周),且该抗体能同2条天然HCV HVR1合成肽发生交叉反应.本研究提示,HCV复合HVR1模拟表位融合蛋白在丙型肝炎疫苗的研发中可能具有潜在应用价值.     

长白落叶松（Larix olgensis）工业人工林的模拟间伐

应用马尔柯夫过程理论,在获得林分直径转移概率的基础上,采用间伐最小径阶林木,最大径阶林木,中间径阶林木三种间伐方式,在保留不同密度情况下对长白落叶松工业人工林进行模拟间伐,提出了适宜的保留密度和相应的抚育间伐对象。结果表明：马尔柯夫过程确能反映长白落叶松工业人工林的直径转移过程,利用马尔可夫过程理论对长白落叶松工业人工林进行模拟间伐实现了依据培育时间来确定间伐方法和措施,提高了长白落叶松工业人工林经营管理的精准性;长白落叶松工业人工林成林后的间伐无论从培育森林方面,还是从取得木材、加大林分收益方面考虑,都应该以间伐小径阶的林木为主,注重培育I、II级木,间伐III, IV级木;20～25 a长白落叶松工业人工林间伐后的保留经营密度以0.7为宜。     

钙蛋白酶介导模拟失重大鼠心肌肌钙蛋白抑制亚基的降解

本文旨在观察尾部悬吊模拟失重大鼠心肌钙蛋白酶(calpain)与钙蛋白酶抑素(calpastatin)表达的变化,以探讨心肌肌钙蛋白抑制亚基(cardiac troponin I,cTnI)降解的可能机制。采用尾部悬吊模拟失重大鼠模型,Western blotting技术观测心肌calpain-1、calpain-2与calpastatin的表达;PD150606抑制calpain活性,分析cTnI降解程度的变化。结果显示:与同步对照组相比,悬吊2周与4周组大鼠心肌calpastatin表达呈显著性降低(P0.05),calpain-1表达未改变,calpain-2表达略有降低;但是,心肌calpain-1/calpastatin及calpain-2/calpastatin的比值在悬吊2周与4周组明显增高(P0.05,P0.01)。悬吊4周组cTnI降解显著高于对照组(P0.01);然而,用calpain非特异性抑制剂PD150606处理后,对照组及悬吊组cTnI的降解均被显著抑制(P0.01)。这些结果提示模拟失重大鼠心肌calpain活性增高可能增加cTnI的降解。     

酸雨对大豆幼苗根系形态及矿质营养的影响

目的研究酸雨对大豆幼苗根系形态及矿质营养代谢的影响。方法采用营养液培养的方法,研究不同pH 2.5、3.0、3.5、4.0和4.5模拟酸雨对大豆幼苗根系形态、根系活力及根系硝酸还原酶活性的影响。结果酸雨pH≤3.0时对大豆幼苗根系形态及根系活力的作用明显,呈现抑制作用;根系硝酸还原酶活性先随pH(≥3.5)的降低而缓慢升高,之后迅速降低。结论酸雨对大豆幼苗根系生长及矿质营养代谢有抑制作用,且pH=3.0是酸雨对大豆幼苗根系形态及矿质营养影响的关键点。     

肌球蛋白Ⅵ定向运动的蒙特卡罗模拟

根据myosin Ⅵ分子马达头部核苷的变化建立一个四态循环,然后利用蒙特卡罗方法模拟分子马达的动力学性质,讨论了myosin Ⅵ速度、滞留时间与溶液中ATP浓度、ADP浓度和负载力F的关系。模拟得到：myosin Ⅵ会在轨道微丝上进行梯跳运动并且每次在微丝上的滞留时间并不相同;另外,myosin Ⅵ的速度会随着ATP浓度的增加而增大,随着ADP浓度和负载力的增加而减小;负载力对myosin Ⅵ在胞内执行输运还是连接功能起一定的调节作用。     

基于气候适宜度的东北地区春玉米发育期模拟模型

以春玉米的生理生态发育过程为基础,基于作物生理发育时间恒定原理,建立了可推广应用的作物发育期模拟模型.本文充分考虑光、温、水对作物生育进程的综合影响,设计了基于气候适宜度来动态确定作物生理发育日数的算法,为模型的大范围推广应用奠定了基础.利用东北地区农业气象站2009、2010年观测资料对模型进行了分析和验证,模型运行结果与实际观测情况比较吻合,全生育期的均方根误差(root mean square error,简称RMSE)为3.8d,营养生长阶段发育期模拟结果的相关系数在0.84以上,生殖生长阶段发育期模拟结果的相关系数在0.77以上.模型生物学意义明确、精度较高、数据易获、可操作性强,能够在农业气象业务服务中应用于玉米生育进程的模拟与预测.     

运动细胞自适应性过程中双相性现象的分子机制及动态数值模拟

盘基网柄菌细胞(Dictyostelium)和白细胞(leukocyte)等真核运动细胞受到外界信号刺激时,在最初的1～2 min内,胞内信号转导的首要成员PI(3,4,5)P3的浓度随时间变化呈现"双相性"(biphasic adaptation),即先后出现一大一小两个峰值,然后平息。为解释这一现象,特别是第二个峰值产生的原因,根据已有实验资料,分析了有关分子机制,建立了相应的数学模型。其中,PI(3,4,5)P3及其激活酶和抑制酶的浓度变化由一组耦合的非稳态反应-扩散方程描述,外界刺激及效应因子(如Rac和Scar/WAVE)的相互激励包含在源项中,并由蒙特-卡诺(Monte-Carlo)法处理,数值模拟结果与已有实验一致。研究发现,质膜上处于激活态的效应因子Scar/WAVE是影响PI(3,4,5)P3第二个峰值的关键,起正反馈作用。在受到胞外信号刺激后的前期,Scar/WAVE的激活态浓度受到小G蛋白Rac活性的抑制,后期反过来受到PI(3,4,5)P3的抑制,从而始终处于较低水平,这使得第二个峰值较小;当Scar/WAVE的总浓度低于0.005μmol/L后,PI(3,4,5)P3不会出现第二个峰值。由于Scar/WAVE是肌动蛋白结合蛋白,可以推测:许多经肌动蛋白合成抑制剂处理过的盘基网柄菌细胞在实验中仍然出现"双相性",应与此时的细胞骨架活性未被完全抑制有关。     

水土流失治理新范式:基于流域过程模拟和情景分析的方法

随着土壤侵蚀问题的日益突出,水土流失治理逐渐成为实现区域可持续发展的当务之急.通过在试验小流域实施治理措施并评价其效益是水土流失治理的传统范式,但这种范式存在试验周期长、可重复性差、资金和人工技术投入大、推广性差等局限性,已不能适应当前水土流失治理的需要.近年来兴起的基于流域过程模拟的情景分析方法在定量模拟流域过程对地理变量响应的基础上,通过评价不同治理措施的环境、生态和经济效益,探索能够协调经济发展与环境保护关系的水土流失治理措施.该方法能够在无需大范围工程实施和实地观测的情况下对各种治理措施的效益进行评价,花费少,灵活性强,在水土流失治理措施的决策制定中具有较大优势.本文详细阐述以情景分析方式作为水土流失治理新范式的基本思路,通过实例分析,演示新范式在治理流域水土流失中的应用,并展望新范式在流域治理中的未来发展趋势.