Understanding cellular and molecular mechanisms of pathogenesis of diabetic tendinopathy

There is accumulating evidence of an increased incidence of tendon disorders in people with diabetes mellitus. Diabetic tendinopathy is an important cause of chronic pain, restricted activity, and even tendon rupture in individuals. Tenocytes and tendon stem/progenitor cells (TSPCs) are the dominant cellular components associated with tendon homeostasis, maintenance, remodeling, and repair. Some previous studies have shown alterations in tenocytes and TSPCs in high glucose or diabetic conditions that might cause structural and functional variations in diabetic tendons and even accelerate the development and progression of diabetic tendinopathy. In this review, the biomechanical properties and histopathological changes in diabetic tendons are described. Then, the cellular and molecular alterations in both tenocytes and TSPCs are summarized, and the underlying mechanisms involved are also analyzed. A better understanding of the underlying cellular and molecular pathogenesis of diabetic tendinopathy would provide new insight for the exploration and development of effective therapeutics.     

The phycobilisome core-membrane linkers from Synechocystis sp. PCC 6803 and red-algae assemble in the same topology

The phycobilisomes (PBSs) of cyanobacteria and red-algae are unique megadaltons light-harvesting protein-pigment complexes that utilize bilin derivatives for light absorption and energy transfer. Recently, the high-resolution molecular structures of red-algal PBSs revealed how the multi-domain core-membrane linker (L_CM) specifically organizes the allophycocyanin subunits in the PBS’s core. But, the topology of L_CM in these structures was different than that suggested for cyanobacterial PBSs based on lower-resolution structures. Particularly, the model for cyanobacteria assumed that the Arm2 domain of L_CM connects the two basal allophycocyanin cylinders, whereas the red-algal PBS structures revealed that Arm2 is partly buried in the core of one basal cylinder and connects it to the top cylinder. Here, we show by biochemical analysis of mutations in the apcE gene that encodes L_CM, that the cyanobacterial and red-algal L_CM topologies are actually the same. We found that removing the top cylinder linker domain in L_CM splits the PBS core longitudinally into two separate basal cylinders. Deleting either all or part of the helix-loop-helix domain at the N-terminal end of Arm2, disassembled the basal cylinders and resulted in degradation of the part containing the terminal emitter, ApcD. Deleting the following 30 amino-acids loop severely affected the assembly of the basal cylinders, but further deletion of the amino-acids at the C-terminal half of Arm2 had only minor effects on this assembly. Altogether, the biochemical data are consistent with the red-algal L_CM topology, suggesting that the PBS cores in cyanobacteria and red-algae assemble in the same way.     

海绵共生真菌产黄青霉LS16抗菌活性物质的分离及结构鉴定

海洋真菌能够产生大量活性独特的次级代谢产物。为了探明海绵共生真菌产黄青霉LS16发酵液中抗副溶血弧菌Vibrio parahemolyticus的活性物质,本实验对副溶血弧菌Vibrio parahemolyticus的抑菌活性进行跟踪,采用VLC（vacuum liquid chromatography）、Sephadex LH-20柱层析、薄层层析和高效液相色谱等技术,从海绵共生真菌LS16乙酸乙酯发酵液中分离纯化得到5个化合物。进一步实验证明,化合物2具有抗副溶血弧菌Vibrio parahemolyticus活性。根据该化合物的波谱数据（¹H NMR、¹³C NMR）对其化学结构进行鉴定,确定其分子式为C₁₅H₁₅NO₃,为生物碱类化合物。     

拟南芥AtrbohD和AtrbohF缺失对叶蛋白质组的影响

拟南芥NADPH氧化酶AtrbohD和AtrbohF在脱落酸（abscisic acid,ABA）抑制主根伸长、ABA诱导气孔关闭以及植物应答干旱、盐及病菌侵染等逆境胁迫反应中发挥重要作用,但这2个蛋白亚基缺失对拟南芥（Arabidopsis thaliana）蛋白质组的影响还未见报道。我们以营养土中生长16 d的野生型及AtrbohD和AtrbohF双基因突变体atrbohD1/F1叶片为材料进行蛋白组学分析,在双向电泳图谱上可分辨出约1 000个蛋白点,且蛋白表达谱存在差异。选取42个显著差异蛋白点进行MALDI-TOF/TOF质谱鉴定,成功鉴定出20个差异蛋白,这些蛋白主要与氧化还原、能量代谢、蛋白代谢、转录和信号传导等相关,还有一些蛋白功能未知。     

新疆泥火山细菌群落PCR-SSCP 分析

采用单链构象多态性(SSCP)技术, 以16S rDNA 基因的V3 区为靶对象, 分析泥火山细菌多样性及其群落结构。通过对泥火山不同月份的不同深度土样DNA 提取后, 针对16S rDNA 进行PCR 扩增出236 bp 大小片段, 通过SSCP 电泳对泥火山细菌进行季节性多样性分析, 并对主要条带进行克隆分析。结果显示: 新疆泥火山细菌不同季节多态性明显, 而且这种多态性容易受生态和气候的影响; 假单胞菌属是泥火山土壤优势菌群, 在泥火山区土壤中广泛分布, 受生态和气候环境影响较小。     

N-酰基高丝氨酸内酯酶的分子改造及酶学特性

革兰氏阴性细菌的群体感应系统利用N-酰基高丝氨酸内酯（N-acyl-homoserine lactone, AHL）作为主要信号分子诱导致病因子表达,造成细菌性病害. N-酰基高丝氨酸内酯酶（N-acyl-homoserine lactonase, AHLase）能水解AHL分子的内酯键,减弱致病菌的危害.本研究利用从苏云金芽孢杆菌克隆的N-酰基高丝氨酸内酯酶基因（auto inducer inactivation A, aiiA）,根据Swiss-model模拟aiiA所编码的AiiA蛋白三维结构,预测可能形成的分子内盐桥、活性中心位点等,利用环状诱变方法对AiiA进行定点突变,以期提高其酶活力和热稳定性等酶学性能.对AiiA及其突变蛋白酶学特性分析结果发现,突变体AiiA-N65K-A206E酶活力要比野生型AiiA-wild提高87.4%,并表现出良好的热稳定性和储存稳定性;37 ℃温浴30 min后酶活力剩余73;9%,比AiiA-wild有了大幅提高;4 ℃储存120 h后酶活力剩余12.9%,而AiiA-wild丧失酶活力.酶动力学分析表明,AiiA-N65K-A206E酶促反应的米氏常数Km为1.23 mmol/L,与野生型相当;最大反应速率Vmax为32.36 μmol/L/min,比野生型有较大提高.本研究表明,利用定点突变技术改造AiiA的分子结构,可有效提升AiiA酶活力、热稳定性和储存稳定性.本研究结果为进一步阐明AiiA结构与功能的关系,促进AiiA在植物病害生物防治上的应用,提供了有益的参考和新的思路.     

楸树实生苗和嫁接苗根相关真菌群落结构和多样性

以1、2、3年生的楸树实生苗和嫁接苗（梓树砧木）根系为研究对象,通过对ITS rDNA区域标记扩增子的Illumina MiSeq测序,分析不同苗龄楸树实生苗和嫁接苗根相关真菌的结构组成和多样性。获得根相关真菌OTU共842个,分属4门、24纲、70目、134科、233属、347种;丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）AMF-OTU共42个,分属1门、1纲、3目、3科、3属、13种。根相关真菌和AMF的OTU数量、丰度和多样性在实生苗中均随苗龄的增加而降低,而在嫁接苗中则随着苗龄的增加而增加。门水平上,实生苗与嫁接苗根相关真菌的优势菌都是子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota和接合菌门Zygomycota,但它们的相对丰度有所差异;属水平上,实生苗和嫁接苗根相关真菌的优势菌种在组成和数量上都具有一定的差异性。楸树根相关真菌拥有3种营养模式和12个生态功能群,其中实生苗根系中病理营养型真菌的比例大于嫁接苗,腐生营养型则差异不大,而共生营养型则小于嫁接苗。生态功能群分析显示大多数楸树根系真菌表现出多种生存策略,部分真菌可以在植物-真菌-动物中跨界侵染。该研究可为楸树根相关真菌的利用提供一定的理论依据和基础。     

取样尺度对亚高寒草甸物种多样性与生产力关系的影响

植物物种多样性与生产力之间的关系是群落生态学的一个热点问题, 目前仍存在着很多争议。为探究自然群落中二者之间的关系, 对青藏高原亚高寒草甸3个样地的自然植物群落分别进行了不同取样面积的抽样调查。结果显示, 取样样地和取样尺度均对物种丰富度有显著影响, 取样样地而非取样尺度对群落地上生物量有显著性影响。在某一时刻对某一样地进行取样, 其单位面积生产力并不因取样面积的增加而提高, 而是保持恒定的, 尽管物种数随取样面积的增加而有明显增多。物种多样性与生产力之间的回归关系因样地与取样尺度不同而不同, 有U型、单峰型、正线性相关和无相关性, 其中无相关性出现的最多。据此推测, 亚高寒草甸群落物种多样性与生产力之间不存在某种确定性关系, 或者说, 亚高寒草甸物种多样性和生产力之间不存在必然的因果联系。     

绿洲农田三叶草夜蛾的种群动态及交配特征

三叶草夜蛾Scotogramma trifolii Rottemberg是一种多食性的害虫,其在农田生态系统中的种群动态及交配情况尚不清楚。本试验在库尔勒地区连续3年(2013-2015年4-9月)利用智能虫情测报灯监测了三叶草夜蛾的种群动态,并在实验室解剖雌蛾体内精包,评估野外雌蛾的交配情况。研究表明不同年际间相同月份其种群数量变化趋势相同,即每年的4月中下旬、6月中下旬和7月下旬均会出现三叶草夜蛾的种群高峰期;而相同年际内不同月份三叶草夜蛾的种群数量存在变异。解剖数据表明了三叶草夜蛾交配频率平均达到2.7次/头以上,同一年份内和不同年际间均存在一定比例的未成功交配雌蛾,其成功交配比例在55.56%~97.37%,2013年和2015年的成功交配比率较低,低于60%,而2014年的成功交配率却高于80%。通过本研究初步明确了野外三叶草夜蛾交配特征和种群动态,为绿洲农田三叶草夜蛾的综合防治提供了科学依据。     

宁夏枸杞内生细菌的多样性及其抑菌活性研究

【目的】对宁夏枸杞各药用部位内生细菌的分布特征、遗传多样性和抑菌活性进行分析。【方法】采用菌落计数和16S rRNA基因序列分析法研究枸杞内生细菌的分布特征、遗传多样性,采用琼脂扩散法测定其抑菌活性。【结果】从各药用组织器官中分离出内生细菌34株,隶属于7科11属,内生细菌的数量和群落组成存在明显的组织特异性,其数量表现为根皮>叶>花>果实,而多样性则表现为花>根皮>叶>果实。芽孢杆菌属为枸杞优势内生菌群,分布于所有组织中;抑菌实验结果表明有76.5%的内生菌对一种或多种病原菌的生长有抑制作用,芽孢杆菌属菌株R2、R7、L3和短波单胞菌属的R3拮抗番茄炭疽杆菌和玉米大斑病菌的能力较强,而多数菌株对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制能力较弱。【结论】枸杞可培养内生细菌遗传多样性丰富,对植物病原菌有较强的抑制活性。