A cross-talk between epithelium and endothelium mediates human alveolar–capillary injury during SARS-CoV-2 infection

COVID-19, caused by SARS-CoV-2, is an acute and rapidly developing pandemic, which leads to a global health crisis. SARS-CoV-2 primarily attacks human alveoli and causes severe lung infection and damage. To better understand the molecular basis of this disease, we sought to characterize the responses of alveolar epithelium and its adjacent microvascular endothelium to viral infection under a co-culture system. SARS-CoV-2 infection caused massive virus replication and dramatic organelles remodeling in alveolar epithelial cells, alone. While, viral infection affected endothelial cells in an indirect manner, which was mediated by infected alveolar epithelium. Proteomics analysis and TEM examinations showed viral infection caused global proteomic modulations and marked ultrastructural changes in both epithelial cells and endothelial cells under the co-culture system. In particular, viral infection elicited global protein changes and structural reorganizations across many sub-cellular compartments in epithelial cells. Among the affected organelles, mitochondrion seems to be a primary target organelle. Besides, according to EM and proteomic results, we identified Daurisoline, a potent autophagy inhibitor, could inhibit virus replication effectively in host cells. Collectively, our study revealed an unrecognized cross-talk between epithelium and endothelium, which contributed to alveolar–capillary injury during SARS-CoV-2 infection. These new findings will expand our understanding of COVID-19 and may also be helpful for targeted drug development.Subject terms: Mechanisms of disease, Viral infection     

LncRNA Bmp1 promotes the healing of intestinal mucosal lesions via the miR-128-3p/PHF6/PI3K/AKT pathway

Intestinal mucosal injuries are directly or indirectly related to many common acute and chronic diseases. Long non-coding RNAs (lncRNAs) are expressed in many diseases, including intestinal mucosal injury. However, the relationship between lncRNAs and intestinal mucosal injury has not been determined. Here, we investigated the functions and mechanisms of action of lncRNA Bmp1 on damaged intestinal mucosa. We found that Bmp1 was increased in damaged intestinal mucosal tissue and Bmp1 overexpression was able to alleviate intestinal mucosal injury. Bmp1 overexpression was found to influence cell proliferation, colony formation, and migration in IEC-6 or HIEC-6 cells. Moreover, miR-128-3p was downregulated after Bmp1 overexpression, and upregulation of miR-128-3p reversed the effects of Bmp1 overexpression in IEC-6 cells. Phf6 was observed to be a target of miR-128-3p. Furthermore, PHF6 overexpression affected IEC-6 cells by activating PI3K/AKT signaling which was mediated by the miR-128-3p/PHF6 axis. In conclusion, Bmp1 was found to promote the expression of PHF6 through the sponge miR-128-3p, activating the PI3K/AKT signaling pathway to promote cell migration and proliferation.Subject terms: Cell growth, Cell migration     

聚苯乙烯纳米塑料-植物蛋白冠的形成与特征

为探究聚苯乙烯纳米塑料-植物蛋白冠的形成过程以及蛋白冠的形成对植物可能造成的影响,本研究选用3种平均粒径为200nm不同表面修饰的聚苯乙烯纳米塑料微球和新几内亚凤仙(Impatiens hawkeri)为对象,将3种聚苯乙烯纳米塑料分别与新几内亚凤仙的叶蛋白提取物进行反应,反应时间分别为2、4、8、16、24、36 h。利用扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM)观察其形貌变化,原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)进行表面粗糙度测定,使用纳米粒度和zeta电位分析仪测定水合粒径及zeta电位,液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)鉴定蛋白冠的蛋白成分。从生物学过程、细胞组分以及分子功能3个方面对蛋白进行分类,研究不同表面修饰的纳米塑料对蛋白的吸附选择,探究聚苯乙烯纳米塑料-植物蛋白冠的形成与特征,预测蛋白冠对植物造成的可能影响。结果表明：随着反应时间增加,纳米塑料的形貌变化越发明显,表现为尺寸和粗糙度的增加和稳定性的增...     

土壤含水量驱动土壤病毒和细菌多度及其与土壤异养呼吸关系的变化

土壤微生物是维持陆地生态系统稳定性和功能的重要组成部分。病毒是地球上数量最多的生物实体,也是若干类型生境中微生物数量的重要调节者。因此,了解病毒与微生物的相互作用,对深入认识包括碳循环在内的生态系统过程具有重要意义。在实验室建立土壤微宇宙实验系统,跟踪调查恒定低含水量、恒定高含水量和波动含水量3种水分处理下土壤病毒和细菌多度的变化,以及土壤异养呼吸速率对土壤病毒-细菌相互作用的响应。相较于低水分处理,高水分处理显著增加了病毒多度（P<0.001）和病毒-细菌多度比（P=0.0026）,波动水分处理显著增加了病毒多度（P<0.001）。在高水分处理的土壤微宇宙中,细菌和病毒多度呈现出随时间动荡的信号,即细菌多度表现出增加-降低-增加的趋势,而病毒多度则表现出增加-降低的趋势,且其变化滞后于细菌。土壤异养呼吸速率与土壤含水量（P<0.001）、细菌多度（P=0.0045）和病毒多度（P<0.001）都具有显著的正相关关系。这些结果说明：病毒导致的下行控制可能是细菌多度的重要影响因子,在水分增加情形下,病毒有可能通过加速细菌的更新速率进而加速土壤呼吸。因此,病毒与细菌的相互作用可能是碳循环的重要决定因素。     

社会等级研究现状及存在的问题

对国内外有关社会等级形成原因、表现形式及功能的研究进行了综述。目前,多数对社会等级的研究集中在社会等级的表现形式和功能2个方面,而对社会等级形成原因的了解比较少,今后应加强此方面的研究,有利于对社会等级进化意义的深入理解。     

肚倍在各生长期的主要成分含量变化分析

肚倍是一种商品化的五倍子,富含鞣质、没食子酸等重要成分,具有重要的药用价值及工业用途。研究不同生长发育时期五倍子主要成分的含量变化,探索变化规律对肚倍更深入的研究具有长远意义。本文以湖北省竹山县溢水镇东川苗圃、文峰乡肖家垭、德胜镇王家湾生产的肚倍为样品,每隔10天采摘一次,称重并测定其主要成分的含量,直至虫瘿成熟爆裂。经测定,3个产地的肚倍含有丰富的鞣质(约70.0%)、游离没食子酸(约5.0%)、1,2,3,4,6-五-O-没食子酰-β-葡萄糖(β-PGG,约6.0%)、可溶性总糖(约8.2%)、氨基酸(约7.5%)等,在不同的生长期,这些主要成分的含量无大的差异,而且主要的几种重金属元素铁(Fe)、锌(Zn)、铜(Cu)、钡(Ba)、铅(Pb)和砷(As)在生长过程中也不会累积,不影响采摘时间。综合考虑肚倍的生长情况和经济价值,肚倍适宜在其个头最大,即体积基本不再增长且未爆裂、无霉烂时采摘。     

可降解新烟碱类杀虫剂微生物及其代谢途径的研究进展

新烟碱类化合物基于烟碱结构改造修饰制备,相较菊酯、含磷类等杀虫剂,因其选择性毒力被认为是一类对人类和生态无害的农药。然而,近年来由于新烟碱类杀虫剂(neonicotinoid insecticides)过度施用,其残余或转化的物质通过在土壤与水体中累积,影响昆虫甚至哺乳动物及其生理与行为,导致了一系列生态环境问题和继发危害。本文聚焦新烟碱类杀虫剂的产业现状,面向生物降解新烟碱类杀虫剂这一迫切需求,围绕新烟碱类杀虫剂的微生物菌株资源,重点阐述微生物降解新烟碱类杀虫剂的代谢机制及其多样性。通过梳理新烟碱类杀虫剂生物降解及其应用转化的关键问题和前沿进展,旨在为借助合成生物学和宏基因组学手段建立或筛选安全可控的新烟碱类杀虫剂的高效转化体系提供参考。     

菲菊头蝠冬眠期的精子储存

菲菊头蝠是分布于亚热带和热带的翼手目种类,在中国大陆南部和海南岛有广泛分布。为探讨热带菲菊头蝠是否具有冬眠期(12 月至翌年2 月)储精现象及生殖腺组织结构的变化,对海南岛的菲菊头蝠成年雄蝠和成年雌蝠生殖系统在冬眠期间的变化进行了石蜡切片观察。结果显示:成年雄蝠在冬眠期间附睾内储存大量精子,推测其储存时间超过2 个月;冬眠期间曲细精管横截面积、精子细胞数量和间质细胞数量在冬眠期逐月显著性减少,精原细胞和精母细胞的数量在12 月与翌年1 月间均无显著性变化,而在冬眠末期的2 月显著增多。在雌蝠子宫和卵巢内均未发现精子储存现象,但卵巢内具有初级卵泡和次级卵泡,雄蝠在冬眠期间曲细精管逐月萎缩,但生精上皮精母细胞的数量在冬眠末期明显上升。     

《生物化学》作为通识课的教学实践

生物化学研究生命的化学组成和化学变化等生命基本属性,是阐述生命奥秘的基本语言,是生命科学的基础学科。生物化学能否作为公选课?如果其作为公选课,又应包含哪些生物化学知识,如何讲授这些专业知识?本文从课程内容,教材选取以及授课方式等方面介绍了笔者在向非健康科学专业的学生开设《生物化学》公选课的实践和体会。笔者联系身边的生物化学现象讲解其中的基本生物化学原理,关注疾病发生和临床治疗中涉及的生物化学,整合本校生命和健康相关学科和最前沿的科学进展中涉及到的生物化学知识,极大地增强了学生对生物化学和生命科学的兴趣,有效提高了教学效果;并且为学生理解其它生命科学选修课程打下了良好的基础。这些策略和教学方法对于公选课和通识课,甚至专业课的教学实践,具有一定的参考价值。