CRISPR/Cas9介导靶向敲除拟南芥BRI1突变体的鉴定

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)油菜素内酯受体BRI1为目的基因,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术定向编辑拟南芥BRI1,以期获得更多BRI1的突变体,为后续BRI1功能的进一步深入研究奠定基础。通过筛选转基因植株,对编辑后的BRI1进行测序分析,结果显示该突变体中BRI1基因序列由于新碱基的插入导致提前终止。同BRI1强突变体bri1-710一样,相比于野生型对照均对BL处理不敏感,但相比于bri1-710,该突变体植株较大,暗示BRI1 N端可能在BR信号途径中有重要作用。因此该研究可为后续进一步研究拟南芥及其他同源物种的BRI1功能提供可靠的参考依据。     

肿瘤坏死因子α刺激基因/诱导蛋白-6的抗炎作用研究进展

炎症损伤是众多临床疾病的病理学基础,常可引起严重并发症甚至导致死亡。然而传统临床治疗不仅方法有限,且效果不佳。近年研究报道,肿瘤坏死因子α刺激基因/诱导蛋白-6(tumor necrosis factor alpha stimulated gene/inducible protein 6, TSG-6)可通过与体内相应的配体结合参与炎症反应的多个过程,并发挥抗炎和促进细胞外基质重塑等重要作用。本文就TSG-6的生物学特性、作用机制及其在病理性瘢痕、神经炎症、动脉粥样硬化和关节炎等多种疾病中发挥的抗炎作用作一综述。     

β-1,6葡聚糖酶前体编码基因Ss4p对甘蔗黑穗病菌分泌蛋白组的影响

甘蔗(Saccharum spp.)是世界也是中国主要的糖料作物.由甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)引起的甘蔗黑穗病是中国甘蔗生产上最主要的病害,每年造成重大损失.分泌蛋白在真菌侵染寄主植物与获取营养及病理过程起重要作用.本实验室在分析甘蔗黑穗病菌基因组与转录组数据时,发现1个与真菌细胞壁降解有关的β-1,6葡聚糖酶前体的基因Ssa4p.为了揭示Ssa4p对甘蔗黑穗病菌致病性和分泌蛋白组的影响,本研究利用CRISPR/Cas9和T-DNA双元载体所构建的甘蔗黑穗菌基因敲除系统,成功获得了Ssa4p基因的失活突变株.ΔSsa4p突变株(Δ35-Ssa4p)与野生型菌株JG36的配合能力降低且致病性减弱.用iTRAQ方法对Δ35-Ssa4p和野生型菌株的分泌蛋白组进行比较分析,共鉴定到蛋白质1430个,其中上调差异表达蛋白质685个,下调差异表达蛋白质745个.GO功能富集分析及KEGG分析表明,差异蛋白主要定位于无膜细胞器和核糖体,其功能包括参与核糖体、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物学过程.本研究发现β-1,6葡聚糖前体影响植物病原真菌的分泌蛋白,加深了对真菌致病性调控机制的认识.     

干旱对不同花椒种植模式下土壤微生物和线虫群落的影响

随着全球气候变暖, 我国岷江上游干旱区面积呈现增加的趋势。花椒(Zanthoxylum bungeanum)是岷江上游重要的经济树种之一, 对当地经济和社会发展起着重要作用, 提高花椒生态系统应对干旱干扰已成为迫切的问题。本研究设置了花椒单作、花椒-苜蓿(Medicago sativa)间作和花椒-大豆(Glycine max)间作3种种植模式, 在2015年8月对每种种植模式模拟干旱30 d, 每种种植模式包括干旱和对照处理, 在模拟干旱结束后、恢复15 d、30 d和45 d后分别采集土壤样品, 分析土壤化学性质、土壤微生物和线虫群落, 以探究花椒林下豆科植物能否缓和干旱的遗留效应对土壤化学性质和土壤生物的影响。重复测量方差分析表明: 在花椒单作模式下, 干旱恢复45 d后土壤硝态氮含量显著高于对照, 微生物量和真菌/细菌比与对照无显著差异, 线虫密度与对照无显著差异, 但线虫功能团没有恢复到对照水平; 在花椒-苜蓿间作模式下, 干旱恢复45 d后土壤含水量、铵态氮、硝态氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生物量、真菌/细菌比、线虫密度和线虫功能团组成与对照无显著差异, 但植食性线虫属Boleodorus相对多度显著高于对照; 在花椒-大豆间作模式下, 干旱恢复45 d后土壤含水量、铵态氮、硝态氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生物量和真菌/细菌比与对照无显著差异, 但线虫密度和功能团组成与对照有显著差异。在3种花椒种植模式中, 花椒-苜蓿间作模式下干旱的遗留效应对土壤养分和生物的影响最小。因此, 在干旱背景下, 花椒林下间作豆科植物可以加快土壤养分、土壤微生物和线虫群落的恢复, 进而有利于目标作物生长。     

短期生长环境光强骤增导致典型阴生植物三七光系统受损的机制

阴生植物突然暴露在强光下造成光损伤的情况时有发生, 但其对高光敏感的潜在机制尚不十分清楚。为阐明阴生植物无法在自然全光照环境下生存的相关机制, 该研究以典型阴生植物三七(Panax notoginseng)为材料, 将遮阴环境下(10%透光率)生长的植株转移到全日光环境下3天, 研究其相对叶绿素含量(SPAD值)、光合参数以及叶绿素荧光参数的变化。结果表明, 全光环境下三七光合日变化呈现“双峰”曲线特征, 且净光合速率在处理期间逐日降低。全日光下三七叶片SPAD值、水分利用率和光能利用率显著降低; 叶片光系统I (PSI)反应中心P700最大荧光信号、光系统II (PSII)电子传递速率、暗适应下PSII最大量子效率和光下PSII最大量子效率显著低于遮阴环境下的植株, 且至傍晚不能完全恢复。而参与调节性能量耗散的量子产量、PSI受体侧限制引起的非光化学量子产量、环式电子流则显著高于遮阴环境下的三七。此外, 生长环境光照强度骤增导致荧光诱导动力学曲线发生明显变化, 并显著升高了PSII供体侧和受体侧的荧光产量。当阴生植物三七突然暴露于全光环境下时, 强烈的光照会导致PSII供体侧的放氧复合体活性受损, 抑制受体侧的电子传递, 过度还原PSI的受体侧进而引发PSI光抑制。该研究结果揭示, 全日光导致的PSII不可逆损伤和PSI光抑制可能是典型阴生植物三七为什么不能在全日照光环境下存活的重要原因。     

芽胞杆菌治疗幽门螺杆菌感染疗效的Meta分析

目的评价芽胞杆菌(Bacillus)联合根除标准疗法治疗幽门螺杆菌(H.pylori)感染的有效性。方法收集关于芽胞杆菌联合治疗H.pylori感染的随机对照试验(RCT),检索时限为建库至2020年5月;对符合纳入标准的研究进行偏倚风险评价及Meta分析。结果最终纳入14个RCT。Meta分析结果显示芽胞杆菌联合治疗能提高H.pylori根除率(ITT分析:RR=1.13,95%CI:1.08~1.18,P0.001;PP分析:RR=1.13,95%CI:1.09~1.17,P0.001),降低不良反应发生率(RR=0.42,95%CI:0.35~0.50,P0.001)。根据亚组分析结果,芽胞杆菌联合H.pylori两种常规治疗方案[三联疗法(RR=1.22,95%CI:1.10~1.36,P=0.003),铋剂四联疗法(RR=1.11,95%CI:1.07~1.15,P0.001)]以及芽胞杆菌联合H.pylori常规治疗的两种疗程[10 d(RR=1.14,95%CI:1.04~1.24,P=0.006),14 d(RR=1.14,95%CI:1.07~1.21,P0.001)]均提高H.pylori根除率;而亚组分析芽胞杆菌种类中,地衣芽胞杆菌差异有统计学意义(RR=1.14,95%CI:1.10~1.19,P0.001),凝结芽胞杆菌与蜡样芽胞杆菌需扩大样本量进一步统计分析。结论芽胞杆菌联合疗法能有利于提高H.pylori根除率,并降低总不良反应的发生,相对于标准疗法有一定的意义。     

应用GeneXpert MTB/RIF对肺外结核的快速检测及评估

目的评估GeneXpert MTB/RIF检测肺外结核分枝杆菌的准确性,并与传统方法进行比较。方法选取2016年6月至2017年6月在本院就诊的144例疑似肺外结核病患者,对所有标本分别进行金胺“O”荧光染色镜检、液体培养及药敏试验、固体培养及比例法体外药敏试验和Xpert法检测。结果收集的144例疑似肺外结核标本中,确诊108例,以胸水、淋巴结活检和脓液感染较多,另36例阴性患者中,10例为非结核分枝杆菌感染。Xpert试验的敏感性为28.73%,特异性为96.00%,其阳性预测值和阴性预测值均高于其他3种检测方法。在阳性检出率方面,Xpert试验高于涂片镜检(χ~2=17.39,P0.05)、低于液体培养(χ~2=8.64,P0.05),而与固体培养之间差异无统计学意义(χ~2=2.56,P0.05)。固体培养、液体培养和Xpert试验3种方法对结核分枝杆菌利福平耐药率检测差异无统计学意义(P0.05),耐药率分别为8.33%、9.68%和11.11%,且Xpert试验方法检测出2株耐多药结核分枝杆菌,平均耗时2.5 h。结论 GeneXpert MTB/RIF可以作为一种筛选及快速检测工具应用于肺外结核的诊断,同时可作为检测MDR-TB的一种指标。     

丁酸梭菌抑制Cdk2表达经Wnt/βcatenin 信号通路调控结直肠癌细胞迁移

目的研究丁酸梭菌(Clostridium butyricum,C. butyricum)与细胞周期蛋白激酶2(Cdk2)对结直肠癌细胞迁移的作用,探讨其作用机制。方法以结直肠癌细胞DLD1作为研究载体,运用蛋白印迹法(Western blot)、MTT、定量聚合酶链反应(qPCR)、Transwell和划痕实验等研究C. butyricum和Cdk2对结直肠癌形成的影响。结果Western blot和qPCR结果显示,癌组织Cdk2阳性表达率明显高于癌旁组织(t=8.271,P<0.01)。qPCR结果表明C. butyricum在结直肠癌患者粪便中的丰度明显低于正常人群(t=6.903,P<0.05)。MTT、Transwell和划痕实验表明,C. butyricum培养上清作用的结直肠癌细胞生长速度明显低于对照组(MTT:96 h t=4.356,P<0.05; 120 h t=6.025,P<0.05。Transwell:C. butyricum t=3.794,P<0.05; Cdk2 knockdown t=5.086,P<0.01;丁酸梭菌+Cdk2 knockdown t=4.815,P<0.01。划痕:24 h t=4.356,P<0.01; 48 h t=6.025,P<0.01),且C. butyricum通过Cdk2抑制了结直肠癌细胞增殖与迁移能力。Western blot结果显示C. butyricum抑制Cdk2的表达,且与Cdk2协同作用调控Wnt/βcatenin信号通路。结论C. butyricum通过抑制Cdk2经Wnt/βcatenin信号通路调控结直肠癌细胞的增殖和迁移。     

基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的本科教学实验体系的创建与实践

CRISPR/Cas9是新兴的基因编辑技术,在生命科学研究中发挥着重要的作用。将它引入本科生的实验教学,使本科生了解这项前沿科研技术很有意义。我们创建了一个基于CRISPR/ Cas9技术的本科教学实验体系。该实验体系侧重CRISPR/Cas9技术在哺乳动物细胞中的应用,选用一株基因组上被插入mCherry基因的小鼠胚胎成纤维细胞为实验材料,命名为STO-82。首先设计靶向mCherry的sgRNA,构建CRISPR-Cas9/sgRNA共表达质粒。经测序验证无误后,转染到STO-82细胞。采用流式细胞仪分析检测mCherry阴性和阳性两群细胞,分选出阴性单细胞并扩大培养。最后用测序检验单克隆细胞中靶标DNA序列的编辑情况。结果显示,靶位点有插入或缺失突变,说明体系创建成功。该实验体系将sgRNA设计、CRISPR-Cas9/sgRNA共表达质粒的构建、细胞转染、单细胞分选、单克隆细胞培养、测序序列分析等内容融合为一个综合实验,用于高年级本科生的实验教学。根据实际情况,将教学实践内容分解分块教学,也可以做完整性项目教学。本教学实践采用10人左右的小班分块教学,2人一组,经过3个班（共13组）的实践,绝大部分学生都能完成实验,得到预期结果。通过这个实验,学生加深了对CRISPR/Cas9技术的原理和实验流程的理解,锻炼了实验操作能力和严谨的科研思维,也使学生对该技术的医疗应用风险有了一些认识。