铁科学(Ferrology):充满魅力的新型交叉学科

铁是地球含量最为丰富的元素,为微生物、植物、动物和人类等生命体所必需,对生命维护至关重要;铁离子介导的氧化压力是生命起源的原始动力.铁是血红蛋白、过氧化氢酶和过氧化物酶等众多关键蛋白和酶的活性成分.铁离子是氧化还原体系不可缺少的因子,在新陈代谢、生物催化、呼吸链电子传递、氧气运输、能量维持、免疫调控等方面都发挥重要作用.铁不仅是生命延续的必需元素,也是细胞程序性坏死-铁死亡的必要组分.铁稳态失衡是贫血、血色病、肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病等众多疾病发生的关键病因.靶向调控铁离子稳态已成为防治众多重大疾病的有效策略,并有临床新药广泛使用.随着科学与技术的迅猛发展,铁离子对生命与健康的意义远比人类预测的更深远和复杂.近年铁死亡被广泛持续关注,成为全球生命医学十大热点之一.铁死亡和铁代谢的科学研究范式呈现出交叉性、多样化、多领域及集成式发展态势.因此,我们提出“铁科学(Ferrology)”,它是一门以铁元素为生命核心要素的新兴交叉新学科.该学科体系主要探索铁离子驱动生命起源及生命全过程的科学规律,并系统性研究涵盖铁离子从“分子-细胞-个体-群体”多层次到“全生命周期、多维度、跨物种间”个性及...     

T细胞直接重编程为其他免疫细胞的研究现状

T细胞是一种终末分化的循环淋巴细胞,其目前常被用于细胞免疫疗法。在目前的细胞免疫疗法中,患者的T细胞在体外活化、扩增或基因工程改造后被回输到患者体内。虽然这种策略已被证明对黑色素瘤、淋巴细胞白血病和B细胞淋巴瘤等癌症有效,但是体外扩增的大部分T细胞是效应T细胞。效应T细胞生存能力有限,难以长期维持抗肿瘤作用。因此,低分化的T细胞是提高细胞免疫疗法的关键。目前,高分化的T细胞通过细胞重编程可以直接被诱导为低分化的T细胞和非T谱系的免疫细胞。同时,诱导的免疫细胞具有较强的增殖和抗肿瘤等能力,有助于开发新的和更有效的细胞免疫疗法。该文首先介绍了T细胞发育和分化过程,重点综述了T细胞直接被诱导为不同免疫细胞的研究进展,进一步阐述了诱导的免疫细胞功能,为促进细胞免疫治疗领域的深入研究和应用提供参考。     

基于鳄雀鳝议题的“生态系统的稳定性”SSI教学设计

以鳄雀鳝（Atractosteus spatula）议题在“生态系统的稳定性”一节中的应用为例,借助一定的框架选择议题内容,使用情境教学和问题驱动教学,通过热点话题导入、构建概念模型、多重因果推理、整体分析现象、讨论社会议题、明确概念关系等教学环节,帮助学生逐步形成概念、应用概念、深化对概念的理解,促进学生核心素养的培养,探讨社会性科学议题在“生物与环境”模块中的应用。     

NLRP6在抗细菌感染免疫中的作用研究进展

含热蛋白结构域的核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白6(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family pyrin domain containing 6,NLRP6)是宿主固有免疫重要的胞内模式识别受体之一,参与机体感染、炎症、肿瘤和代谢性疾病的调节。它可通过感知细菌、病毒、真菌和寄生虫等病原生物及其产物,如革兰氏阳性菌脂磷壁酸(lipoteichoic acid, LTA)和病毒双链RNA,调节机体抗感染免疫效应,减弱或增强宿主的抵抗力,从而影响感染的转归。本文就NLRP6的结构与功能及其在抗细菌感染免疫中的作用研究作综述。     

长期十二指肠炎症对帕金森病致病蛋白pSer129-α-syn沉积的影响

目的 探究慢性十二指肠炎症对帕金森病致病蛋白pSer129-α-syn(磷酸化的α突触核蛋白)积累的影响,为帕金森病的机制研究提供新的思路。方法 利用给予野生型雄性Wistar大鼠口饲半胱氨酸盐酸盐的方法建立慢性十二指肠溃疡模型,利用十二指肠石蜡切片HE染色法评估十二指肠绒毛状态及炎性细胞浸润情况;利用十二指肠石蜡切片免疫组化法评价十二指肠局部致病蛋白pSer129-α-syn的聚集情况;采用脑部矢状切石蜡切片免疫组化法探讨脑部海马区致病蛋白pSer129-α-syn的聚集情况。结果 长期慢性十二指肠溃疡能导致致病蛋白pSer129-α-syn在十二指肠局部少量聚集,也可以引起脑部致病蛋白pSer129-α-syn的积累。结论 长期慢性十二指肠溃疡可以增加帕金森病的致病蛋白pSer129-α-syn在肠道及大脑中的积累。     

大负荷运动诱导大鼠骨骼肌细胞凋亡的作用及线粒体凋亡机制

目的:以丝氨酸蛋白酶Omi为切入点,探究大负荷运动诱导大鼠骨骼肌细胞凋亡的可能机制。方法:126只健康雄性SD大鼠随机分为安静对照组(C),离心运动组(E),单纯阻断组(U),二甲基亚砜(DMSO)组(D),运动阻断组(EU)。除C组外,其余4组随机分为干预后0 h组、12 h组、24 h组、48 h组、72 h组,每组6只。E组与EU组大鼠在跑台上进行坡度为-16°,速度为16 m/min, 90 min的一次性大负荷运动。U组、D组与EU组进行一次性药物干预,给予U组和EU组大鼠腹腔注射1.5μmoL/kg Omi特异性抑制剂Ucf-101,同样给予D组大鼠腹腔注射1.5μmoL/kg的0.5%DMSO,于实验后不同时间点分批取比目鱼肌,检测其Caspase-3,-8,-9,-12的活性以及Omi和X染色体连锁的凋亡抑制蛋白(XIAP)的表达。结果:与C组相比,E组骨骼肌线粒体形态结构发生典型的病理改变,骨骼肌线粒体膜通透性转换孔(MPTP)开放程度明显增加(P<0.01)或(P<0.05),同时骨骼肌Omi、XIAP蛋白表达均明显增加(P<0.01或P<0...     

“通过激素的调节”一节教学设计

结合科学史和生活经验对“通过激素的调节”一节进行教学设计,以重现经典实验引领学生体会科学探索,以创设情境引导学生学以致用解决生活实际问题,以分层次建构概念模型帮助学生逐渐形成科学的知识体系,最终达到落实学科核心素养,关注学生长远发展的目的。     

运用高中地理学和历史学情境进行跨学科学习的探索——以浙科版新教材必修2第5章“生物的进化”为例

高中阶段的分科教学不利于学生合理知识结构的形成和综合育人目标的达成。为促进生物学和人文社会学科间的横向联系,帮助学生理解科学的本质和跨学科的概念,本文尝试以“生物多样性为人类生存提供资源和适宜环境”等内容为例,进行跨学科情境的教学设计,并运用高中地理学和历史学情境,对浙科版新教材必修2第5章“生物的进化”的跨学科情境的运用提出建议,以促进跨学科教学理念的落地,全面发展学生的生物学学科核心素养。     

东海北部滨海湿地铁氧化细菌的分布及其对不同氧气穿透深度的响应

【目的】滨海湿地生态系统位于淡水与海水交互地带,含有高浓度Fe²⁺的地下水渗透到沉积物表层形成的湿地径流和周期性潮汐淹水形成的含氧-缺氧界面有利于铁氧化细菌介导的Fe²⁺的生物氧化过程发生。然而,目前缺乏对滨海湿地生态系统中铁氧化细菌类群的全面评估。【方法】以上海崇明西沙湿地公园及浙江舟山市朱家尖岛东沙沙滩两地共5处滨海湿地沉积物为研究对象,分析沉积物的氧气穿透深度等环境参数,并基于16S rRNA基因扩增子测序技术,全面解析不同滨海湿地生态系统中细菌与铁氧化细菌的群落组成与分布特征。【结果】与崇明西沙湿地相比,朱家尖岛东沙沙滩有更深的氧气穿透深度,达到10 mm以上。非度量多尺度分析(non-metric multidimensional scaling, NMDS)统计结果表明,细菌群落结构主要受到区域位置不同导致的环境条件差异的影响,而铁氧化细菌的群落结构则受到采样的区域位置和沉积物氧气穿透深度的共同影响。崇明西沙湿地和朱家尖岛东沙沙滩的优势细菌为蓝细菌门(Cyanobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria);优势铁氧化细菌为嘉利翁氏菌属(Gallionella)、红细菌属(Rhodobacter)、Lepthothrix和Sideroxydans。【结论】通过对崇明西沙湿地和朱家尖岛东沙沙滩沉积物中栖息的铁氧化菌的调查发现,铁氧化细菌的群落组成与湿地沉积物类型导致的氧气穿透深度差异具有密切联系。     

核糖体失活蛋白与超螺旋DNA相互作用的原子力显微镜直接观察

运用原子力显微镜研究了核糖体失活蛋白 (RIP)与超螺旋DNA相互作用 ,发现这类毒蛋白 (克木毒蛋白和蓖麻毒蛋白A链 ) ,既能与超螺旋形式的DNA结合 ,又能结合在超螺旋DNA分子中未解旋的双链环区 .在与超螺旋DNA结合后 ,引起超螺旋DNA构象变化以利解旋并与双链DNA结合 ,进而将松弛的DNA双链切成缺口或线性形式 .这说明RIP是一种超螺旋DNA结合蛋白 ,并表现出依赖超螺旋的DNA内切酶活性