枯草芽孢杆菌聚谷氨酸合成途径相关基因功能研究

聚谷氨酸(polyglutamic acid, PGA)作为一种天然多功能的聚合物,近年来成为研究的热点。由于很难通过化学方法合成,微生物发酵是目前生产聚谷氨酸的有效途径。【目的】从基因水平探究枯草芽孢杆菌聚谷氨酸合成途径中degS、degQ、degU、swrA、rocA、putM基因的功能,通过分子改造实现对代谢途径的调控。【方法】以枯草芽孢杆菌为出发菌株,通过对代谢途径中相关基因进行敲除或过表达,分别构建degS、degQ和degU基因缺失的重组菌,swrA、rocA和putM基因过表达的重组菌,借助菌株胞外聚谷氨酸积累的变化分析影响途径的关键节点。【结果】在摇瓶发酵条件下,重组菌Bacillus subtilis 168-swrA、Bacillus subtilis 168-rocA、Bacillus subtilis 168-putM的胞外聚谷氨酸含量分别是原始菌株的1.28倍、1.47倍和1.37倍。重组菌Bacillus subtilis 168-ΔdegS、Bacillus subtilis 168-ΔdegQ、Bacillus subtilis 168-ΔdegU的胞外...     

信号分子在生物脱氮中的作用及检测方法

生物脱氮是由微生物主导的地球氮循环中的重要环节之一,主要包括硝化、反硝化和厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)等过程。在微生物联合作用下,污水中的有机氮及氨氮经一系列作用转化为氮气,这种经济高效、环境友好的处理工艺在世界范围内得到广泛应用。群体感应(quorum sensing,QS)以信号分子为媒介通过改变菌群密度和周围环境变化来调节微生物的各种行为。大量的研究已证实调控QS信号分子在生物脱氮中具有应用潜力。本文介绍了各种信号分子类型,从基因组学、实际应用等方面综述了各类信号分子以及检测方法,同时针对酰基高丝氨酸内酯(acyl homoserine lactones,AHLs)类信号分子在生物脱氮中的作用进行详细介绍。然而不足之处在于信号分子研究只是停留在实验室阶段,仅仅研究了单一信号分子对生物脱氮的影响。未来可将信号分子应用于实际污水,研究多种信号分子共同作用以及多种微生物之间的QS现象。     

昆虫肠道微生物稳态的调控机制

稳定的肠道微生物内环境是肠道微生物与肠道免疫反应相互作用的结果。在不断的进食过程中,昆虫肠道微生物种类和数量不断发生变化,肠道微生物与肠道上皮细胞之间形成了复杂的、动态的平衡机制。昆虫肠道上皮细胞可以感知有益和有害条件并利用免疫调控通路来实现微生物种群稳态的动态调节,例如双重氧化酶-活性氧(dual oxidase-reactive oxygen species, Duox-ROS)系统和免疫缺陷(immunodeficiency, Imd)信号通路可以感知肠道微生物数量变化并参与到肠道微生物稳态调节过程。除此之外,肠道微生物群也会通过群体感应(quorum sensing, QS)释放相应的效应因子来调节菌群行为,间接性起到稳态调节的作用。因此,本文综述了昆虫肠道中物理防御、免疫信号通路以及肠道微生物通过QS在昆虫肠道微生物稳态维持中的作用,加深对肠道组织与肠道微生物互作关系的认识。未来将继续对更多种类昆虫体内微生物的稳态调控机制及调控机制间的作用关系进行研究,并基于调控机制设计开发改变肠道微生物稳态的新型农药,为实现有效害虫防治提供新的靶标和思路。     

ELF磁场对3T3细胞生长的影响及其机理的探讨

用细胞分析成像光盘记录系统测量了3T3细胞在某些ELF磁场和温度条件下生长周期的变化.实验结果表明,只有某些频率的ELF磁场才对细胞生长产生影响,磁场对细胞生长的影响还与培养细胞的生化环境有关.温度和ELF磁场都能影响细胞的生长.但二者的机理是不一样的,当撤除ELF磁场后,细胞在短时间内(2天以上)继续保持着ELF场对其生长的影响.而细胞生长周期能在短时间内(2天以内)随着温度的变化而变化.温度引起的细胞生长的变化可能与细胞内的各种生长因子、生物离子的活性有关.ELF磁场引起的细胞生长的变化可能与ELF磁场对细胞膜的影响有关,与细胞内细胞生长必不可少的生物离子(如Ca~(2+))的浓度有关.     

超临界CO2与姜精油协同对副溶血弧菌杀菌效果的影响与机制研究

优化超临界CO₂低压、低温杀菌技术,降低细菌群体感应对杀菌效果的影响。采用液质联用法和苯酚硫酸法分别测定副溶血弧菌群体感应信号分子和胞外多糖的含量,采用微量扩散法测定所选群体感应抑制剂姜精油的群体感应抑制活性,优化联合超临界CO₂杀菌工艺。随着菌落总数的增加,群体感应信号分子和胞外多糖在菌悬液中积累,激活相关基因的表达从而增强菌体感应导致超临界CO₂杀菌效果下降。姜精油可作为群体感应抑制剂,其最小抑制浓度为200μg/mL,且在亚抑菌浓度下可以显著抑制副溶血弧菌的泳动性、生物膜形成(抑制率为64.20%)及菌悬液中的胞外多糖产生(抑制率为45.1%)。联合杀菌的最优工艺为群体感应抑制剂浓度75μg/mL,杀菌条件为15 MPa、40℃、20 min。姜精油可作为群体感应抑制剂应用于超临界CO₂杀菌可以大幅度提升其杀菌效果,为群体感应抑制剂的应用提供理论基础。     

铜绿假单胞菌中鼠李糖脂生物合成的研究进展*

鼠李糖脂因其具有环境友好和卓越的物理化学特性,而有望成为化学合成表面活性剂的替代物。近年来鼠李糖脂得到了广泛的研究,其目的是利用低价的可再生资源进行大规模生产,但目前的研究成果仍不足以选育出更具商业竞争力的鼠李糖脂过量合成菌株。为此,进一步理解鼠李糖脂生物合成的复杂基因调控网络,探索降低生产成本的发酵工艺势在必行。综述了铜绿假单胞菌中鼠李糖脂的生物合成途径、群体感应对主要基因的调控、鼠李糖脂在生物膜形成中所发挥的作用,以及发酵优化对鼠李糖脂产量的影响。有助于加深对鼠李糖脂生物合成的认识,为提高鼠李糖脂产量提供重要参考信息。     

恒磁场增强心肌梗死大鼠骨髓间充质干细胞移植后心脏功能改善

目的：研究恒磁场对心肌梗死大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs）移植后心脏功能的影响。方法：取180g,9-12周龄雄性SD大鼠骨髓,以密度梯度离心分离出单个核细胞（MNCs）,于体外培养并传代培养出骨髓间充质干细胞（MSCs）。制作大鼠心肌梗死模型,将1.5×106BMSCs注射入梗死梗死区周围,分为磁场照射＋BMSCs植入组、BMSCs植入组及空白对照组。4周后处死动物,每组5只大鼠。磁场照射组用0.4 T恒磁场置于心前区30 min,每日1次,共7天。用颈动脉插管法测定心脏功能,Masson三色染色测定梗死面积,VWF VIII染色计算血管密度。结果：与对照组相比BMSCs组以及磁场组均可以显著提高左心室收缩压（LVSP）,dp/dtmax以及-dp/dtmax,减少LVEDP（P〈0.05）。但是,磁场组与BMSCs组相比LVSP,左心室内压最大上升速率（dp/dtmax）以及左心室内压最大下降速率（-dp/dtmax）增高,左心室舒张末压（LVEDP）减少（P〈0.05）。与对照组相比BMSCs组以及磁场组均可以显著提高减少心梗面积（P〈0.05）。磁场组与BMSCs组相比心梗面积减少（P〈0.05）。与对照组相比BMSCs组以及磁场组均可以显著提高增加血管密度（P〈0.05）。磁场组与BMSCs组相比血管密度增加（P〈0.05）。结论：恒磁场具有加强移植BMSCs改善心脏功能的作用。     

浅析壳聚糖基智能水凝胶

煤、石油、天然气等不可再生资源的过度开采和超支使用,给我们带来便利的同时,也给环境和未来资源的利用带来严重的压力,开发一种可再生,可降解高分子材料的意义也愈发重大。壳聚糖来源广泛,具有生物相容性和生物降解性,成为天然高分子材料中极具使用价值和研究价值的材料。本文介绍了壳聚糖基水凝胶对PH、温度、磁场和电场的智能响应,并对未来壳聚糖基智能水凝胶的研究重点进行了展望。