ISSN 1000-3061
CN 11-1998/Q

主管单位: 中国科学院                                       创刊时间:1985               

主办单位: 中国科学院微生物研究所                   出版刊期:月刊                                                         

                  中国微生物学会                                 邮发代号:82-13

       编: 邓子新 院士                                       出版日期:每月25

执行主编: 李寅

 

收录类型:北大中文核心期刊、中国科技核心期刊、CSCD核心期刊、中国知网、MEDLINE/PubMed、EI、ScopusAJJSTCSA(NS)ICEMBASE  

 

主要栏目:综述、动物及兽医生物技术、环境生物技术、工业生物技术、合成生物技术、农业生物技术、医药生物技术、组织工程与细胞培养、生物技术与方法、生物育种与工艺优化、高校生物学教学

 

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    2026,42(7), DOI:
    摘要:
    2026,42(7), DOI:
    摘要:
    2026,42(7):I-VI, DOI: 10.13345/j.cjb.260527 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260527
    摘要:
    2026,42(7):2881-2901, DOI: 10.13345/j.cjb.250842 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250842
    摘要:
    抗菌肽(antimicrobial peptides, AMP)是生物体先天免疫系统经诱导产生的一种具有广谱抗菌活性的小分子多肽,也是天然免疫系统的重要组成部分。随着抗生素等抗菌药物的滥用,细菌耐药性问题日益严峻。微生物组来源的天然抗菌肽因来源广泛、理化性质稳定、不易产生耐药性,有助于维持体内菌群平衡,被视为传统抗生素的有益补充和辅助治疗策略。近年来,人工智能(artificial intelligence, AI)技术发展突飞猛进,已经被应用到药物研发领域,为抗菌肽的大规模筛选开辟了全新的道路,显著推进了整体研究进程。本文总结了抗菌肽研究技术从早期至今的发展历程,对比介绍了基于人工智能的抗菌肽筛选工具和数据库。此外,整理了抗菌肽筛选条件以及国内外使用人工智能技术开发抗菌肽的进展。本文系统梳理了基于人工智能挖掘微生物组抗菌肽的方法学体系,为高效鉴定新型抗菌肽提供了理论参考与技术指导,从而助力人工智能时代下人类健康领域的发展。
    2026,42(7):2902-2926, DOI: 10.13345/j.cjb.260218 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260218
    摘要:
    抗微生物药物耐药性(antimicrobial resistance, AMR)已经成为全球公共卫生的重大威胁,传统的研究方法在解析其复杂机制、加速新药研发方面遇到了严峻的问题。人工智能(artificial intelligence, AI)技术,尤其是深度学习,由于可以处理高维多模态数据、发现隐藏的模式、产生新的假设,正在对AMR的策略产生革命性的影响。本文对驱动AI革命的生物医学大数据生态进行了系统阐述,包括多组学数据、表型和临床数据、文献知识数据;详细论述了AI在多层次耐药性机制解析(知识增强检索、耐药基因识别、表型预测)和新型抗菌分子智能设计中的前沿方法和实践;最后对目前数据质量、算法可解释性、临床转化、伦理监管等核心挑战进行了剖析,并对未来构建公平数据生态、开发可解释模型、深化跨学科合作等关键发展方向进行了展望。本文能够帮助相关研究人员全面了解AI在AMR领域的应用全景、存在的问题和未来的发展方向。
    2026,42(7):2927-2942, DOI: 10.13345/j.cjb.260197 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260197
    摘要:
    主动脉瘤包括胸主动脉瘤(thoracic aortic aneurysm, TAA)和腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm, AAA),是一类发病隐匿且致死率高的严重血管病变,目前临床上尚缺乏有效的诊断标志物及药物干预手段。细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是细胞间通讯的关键介质,因其携带丰富的生物活性分子且具备良好的生物相容性、低免疫原性和天然靶向性,在主动脉瘤相关研究中日益受到关注。本文系统阐述了EVs在TAA和AAA中的研究进展,重点总结了EVs在主动脉瘤发生发展中的重要作用。EVs通过介导内皮功能障碍、血管平滑肌细胞表型转换、炎症免疫反应及细胞外基质重塑等核心病理过程发挥重要作用。同时,本文探讨了EVs携带的疾病特异性分子在主动脉瘤早期诊断中展现出作为新型液体活检标志物的潜力。此外,还评估了EVs作为天然药物递送平台及基于工程化修饰(如靶向肽修饰、生物材料结合)的主动脉瘤治疗策略的应用前景,尤其是通过工程化修饰增强其对病变部位的靶向能力,以调控关键免疫细胞(如巨噬细胞)表型与功能为策略核心的“无细胞”免疫调节疗法,日益成为该领域最具转化潜力的前沿方向。尽管面临靶向递送等挑战,但随着工程化技术与纳米医学的融合,基于EVs的诊疗一体化策略有望为主动脉瘤的精准防治开辟新路径。
    2026,42(7):2943-2956, DOI: 10.13345/j.cjb.260190 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260190
    摘要:
    细菌性脑膜炎具有高致死率且易引发严重后遗症,阐明细菌穿越血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)的分子机制,对人和动物脑膜炎的防控具有重要理论与实践意义。烯醇化酶(enolase,ENO)作为多种病原菌的关键毒力因子,在突破 BBB过程中发挥着核心作用。本文聚焦ENO介导BBB破坏的分子机制,从病原-宿主互作的角度,系统综述了ENO通过识别脑微血管内皮细胞(brain microvascular endothelial cells, BMECs)表面受体、诱导宿主细胞相分离与膜复合体组装、劫持纤溶系统、调控细胞骨架及紧密连接以及干预免疫炎症反应等多条路径协同破坏BBB完整性的研究进展;展望了基于ENO的靶向干预策略(如小分子抑制剂、纳米抗体、疫苗)在细菌性脑膜炎防控中的应用前景,为新型抗感染策略的制定提供了科学依据。
    2026,42(7):2957-2974, DOI: 10.13345/j.cjb.250922 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250922
    摘要:
    机械力(如细胞牵张、剪切力、组织压力、超声波及针刺等低于组织和细胞结构损伤阈值、但足以被细胞感知并转导的物理刺激)可通过机械力敏感离子通道(mechanosensitive ion channel, MSCs)调控免疫细胞的生理功能。当机械力被免疫细胞表面的机械力敏感离子通道感知后,可将其转化为生化信号,从而触发免疫细胞的激活、迁移、吞噬和炎症因子释放等。在炎症、感染、肿瘤等疾病状态下,机械信号通过Piezo、TRPV、MRTFA-SRF和Hippo-YAP/TAZ通路以及整合素等机械敏感通道影响先天和适应性免疫反应。“机械力-机械力敏感离子通道-免疫”轴在炎症调控、病原清除和抗肿瘤免疫中发挥重要作用,具有显著的临床应用前景。本文综述了机械力通过机械力敏感离子通道介导的免疫调节机制,概述了机械力与机械力敏感离子通道的功能与信号传导机制,进一步阐述了机械力敏感离子通道在不同免疫细胞(T细胞、巨噬细胞、树突状细胞及肥大细胞)中的作用,分析了“机械力-机械敏感通道-免疫”轴在炎症等疾病中的免疫调控效应,并探讨了物理疗法中外源微弱机械刺激的免疫调节作用及其潜在应用前景。本文为理解机械力调控免疫反应提供了新思路,并为基于机械力的新型免疫疗法提供了理论基础。
    2026,42(7):2975-2988, DOI: 10.13345/j.cjb.260176 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260176
    摘要:
    卤代有机污染物(halogenated organic contaminants, HOCs)具有高环境持久性与生物累积性,其降解机制与消除路径是环境科学领域研究的焦点。针对实验测定通量低、降解样本稀缺,以及传统预测模型难以处理分子结构复杂性和极度不平衡数据等挑战,本研究构建了一个包含614个HOCs样本的高质量基准数据集(47个易降解,567个难降解),并开发了基于多模态Transformer架构的生物降解性预测平台——HOCs-BDPred。该平台核心采用双流并行的Transformer架构,实现了简化分子线性输入规范(simplified molecular input line entry system, SMILES)序列的语义特征与分子指纹的高维拓扑信息的深度协同表征。为突破小样本不平衡数据的限制,研究引入了SMILES数据增强技术焦点损失函数(focal loss),显著增强了模型对少数类(易降解样本)的识别灵敏度与泛化边界。实验结果显示,模型总体准确率达93.48%,平衡准确率为76.99%,马修斯相关系数(Matthews correlation coefficient, MCC)为0.548。此外,同步开发并部署了在线网络预测平台(https://hocs-bdpred.streamlit.app/)并进行了应用实践验证,为HOCs的生物降解性快速筛查及绿色替代品设计开发提供了智能化、高通量的决策支持工具。
    2026,42(7):2989-3005, DOI: 10.13345/j.cjb.260201 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260201
    摘要:
    巨噬细胞是哺乳动物卵巢中最丰富的免疫细胞之一,在卵巢组织内分布广泛,可通过重塑自身免疫表型与功能,参与调控卵巢内环境稳态维持与卵泡发育及激素生成等生理过程。但目前有关绵羊卵巢巨噬细胞调控颗粒细胞的具体机制尚不明确。为揭示绵羊卵巢免疫微环境中巨噬细胞对颗粒细胞(granulosa cells, GC)功能调控的分子基础,本研究构建了M0、M1和M2型绵羊骨髓来源巨噬细胞(bone marrow-derived macrophages, BMDM)与卵巢颗粒细胞的体外Transwell共培养模型,并采集颗粒细胞转录组测序及相关验证数据。数据集包含不同处理组颗粒细胞的转录组测序(RNA sequencing, RNA-seq)原始数据、质控后clean data、参考基因组比对结果、基因表达定量矩阵、差异表达基因结果、GO/KEGG富集分析结果,以及用于细胞鉴定与表达验证的流式检测和qPCR相关信息。样本设置覆盖GC-M0、GC-M1和GC-M2这3个处理组,具有生物学重复,可用于解析不同极化状态巨噬细胞诱导的颗粒细胞转录响应差异。数据采集流程包括骨髓细胞分离、巨噬细胞诱导及极化、颗粒细胞培养、Transwell共培养、RNA提取、文库构建、Illumina高通量测序及后续生物信息学分析。该数据集重点解析了不同极化状态巨噬细胞诱导下颗粒细胞的转录组应答特征与差异,可为研究反刍动物卵泡发育、卵巢免疫调控、巨噬细胞-颗粒细胞互作研究提供基础数据资源,并为相关研究的数据复用、交叉比较和分子机制挖掘研究提供支持。
    2026,42(7):3006-3018, DOI: 10.13345/j.cjb.260131 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260131
    摘要:
    卵巢早衰(premature ovarian failure, POF)严重影响女性生殖健康与生活质量,环磷酰胺(cyclophosphamide, CTX)是临床常见的导致卵巢功能损伤的化疗药物,但其诱导POF发生的潜在代谢调控机制尚不明确,亟需从代谢层面揭示其发病机理。本研究基于CTX诱导的POF小鼠模型,获得正常组与模型组小鼠血清代谢组数据,共筛选并鉴定出41个定性差异代谢物,其中脂质及脂质类似物占比54%,表明POF模型小鼠血清代谢谱出现了显著改变。本研究选取8只SPF级雌性C57BL/6小鼠,随机分为正常组与POF模型组,模型组腹腔注射CTX构建POF模型,经HE染色验证模型成功;采用超高效液相色谱-高分辨质谱(ultra-performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry, UPLC-HRMS)技术结合多元统计分析筛选血清差异代谢物,并进行KEGG通路富集分析。本研究揭示了胆碱代谢与甘油磷脂代谢异常是CTX致POF的核心调控环节,证实多条代谢通路协同紊乱参与POF进程,为POF的早期诊断标志物筛选、发病机制阐释及靶向干预策略提供了基础数据与科学依据。
    2026,42(7):3019-3037, DOI: 10.13345/j.cjb.260113 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260113
    摘要:
    索马甜(thaumatin)是一种源于植物丹尼尔奇异果(Thaumatococcus daniellii)的天然甜味蛋白,具有高甜度、低热量、较好的热稳定性与pH稳定性。索马甜可降解为天然氨基酸,是更安全的潜在甜味剂。植物提取该蛋白质面临含量低、作物区域及季节限制等问题,现有微生物细胞工厂通常难以在提高表达量的同时,保证产物的高纯度与天然构象。为解决这一问题,本研究设计并构建了一种融合亲和纯化标签与无痕切除位点的索马甜前体(pThaumatin)蛋白。以毕赤酵母作为表达宿主,通过改造细胞工厂折叠分泌蛋白质的过程与分批补料发酵,提升前体蛋白的折叠与分泌表达效率。经过亲和层析纯化,每升发酵液获得了126 mg高纯度索马甜前体蛋白。随后通过下游无残留蛋白酶切处理去除融合标签,获得与天然序列完全一致的成熟索马甜蛋白(mThaumatin),转化率接近100%。圆二色谱分析表明,酶切释放所得的索马甜蛋白在二级结构上与天然索马甜高度一致。初步感官评估证实该蛋白甜味显著,功能正常。本研究建立了一条“蛋白质前体设计-细胞工厂分泌表达-无痕酶切后处理”的技术路线,实现了基于微生物发酵的高纯度、天然构象索马甜的制备,为实现甜味蛋白的高纯度表达及天然构象恢复提供了参考。
    2026,42(7):3038-3058, DOI: 10.13345/j.cjb.260084 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260084
    摘要:
    为了优化β-琼胶酶Y3R1酶解琼脂糖的工艺条件,并探究其产物新琼寡糖对肠道菌群的益生作用,本研究以还原糖生成量为评价指标,对嗜琼胶卵链菌β-琼胶酶Y3R1酶解工艺进行优化。通过3,5-二硝基水杨酸法和苯酚-硫酸法分别测定反应生成的还原糖及总糖含量,计算酶解产物的平均聚合度(average degree of polymerization, DP),通过响应面法优化,确定β-琼胶酶水解琼脂糖的最佳工艺条件为:50 mL反应体系中,琼脂糖底物浓度41.9 mg/mL,加酶量7.5 U,在温度65 ℃、pH 6.5下反应120 min。经质谱与高效液相色谱分析鉴定,β-琼胶酶Y3R1酶解琼脂糖的产物为新琼二糖、新琼四糖和新琼六糖,三者峰面积比例为4%:77%:17%。进一步基于体外发酵模型,通过α、β多样性分析,门和属水平菌落结构差异LEfSe分析以及短链脂肪酸含量测定,探究新琼寡糖(neoagaro-oligosaccharides, NAOS)对肠道菌群的调节作用,结果表明,NAOS主要通过促进拟杆菌属和乳杆菌属等有益菌群的生长从而调节菌群结构,同时通过短链脂肪酸(尤其是乙酸、丙酸和丁酸)的变化发挥益生作用。上述结果证实NAOS具有良好的益生元潜力,本研究为其在功能性食品中的应用提供了理论依据。
    2026,42(7):3059-3078, DOI: 10.13345/j.cjb.250841 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250841
    摘要:
    炎症性骨质疏松是一种由慢性炎症导致骨稳态失衡的代谢性骨病,为开发能有效调节炎症相关骨微环境的干预策略,缓解疾病症状,本研究采用基因工程手段构建分泌鲢鱼cystatin C (HmCys C)的重组布拉迪酵母,并初步评估不同剂量酵母在炎症性骨质疏松调节中的效果。设计了含4种启动子-信号肽组合的重组质粒,即pSF-TEF1-αMF-HmCys C、pSF-TEF1-STA1-HmCys C、pSF-TDH3-SED1-HmCys C、pSF-TDH3-CL-HmCys C,经电转化、PCR鉴定、测序分析确定成功构建4株对应重组酵母菌株MC、TC、EC、LC。Tricine-SDS-PAGE及Western blotting分析表明,菌株MC、EC可分泌HmCys C蛋白,表观分子量为12.44 kDa,对应抑制活性分别为(56.07±3.82)%、(35.85±1.15)%;相对定量结果表明,MC、EC菌株表达的HmCys C蛋白占比分别为(24.31±0.40)%、(15.15±0.94)%。菌株MC、EC的体外特性分析结果显示,相较野生型,重组菌株呈现细胞塌陷、表面粗糙和轮廓不规则的形态学变化,但生长性能变化较小(P>0.05);菌株MC的细胞疏水性显著提升至[(21.54±4.18)%, P<0.05],而EC的自聚性降至[(49.72±2.91)%, P<0.05]。在不同条件下(pH 1.0?7.0、胆盐浓度0.1%?2.0%、温度37?60 ℃),菌株MC、EC均表现出优异的pH [存活率≥(88.18±3.80)%]及胆盐[存活率≥(86.95±0.39)%]耐受性;而对高温的耐受性较低,在60 ℃时菌株MC、EC的存活率分别为(37.50±1.91)%、(37.16±0.22)%。经模拟唾液、胃液、肠液连续消化,各菌株存活率呈现下降趋势,但均保持在(78.71±4.33)%以上,具有较强胃肠道压力耐受能力。溶血实验证实分泌HmCys C蛋白的重组菌株及野生型酵母均无溶血效应。最后,构建脂多糖诱导的炎症性骨质疏松小鼠模型,经3种剂量的MC菌株灌胃后,中剂量组骨密度显著提升(P<0.05)。本研究成功构建了分泌HmCys C的布拉迪酵母并明确了其体外特性,中剂量组菌株在炎症性骨质疏松中表现出调控潜力,实验结果为后续深入探究调控效果及机制奠定基础,为建立预防骨质疏松的益生菌干预策略提供了实验依据。
    2026,42(7):3079-3091, DOI: 10.13345/j.cjb.250764 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250764
    摘要:
    κ-卡拉胶寡糖因其优异的生物活性在食品与医药领域应用前景广阔,κ-卡拉胶酶是工业化生产高价值卡拉胶寡糖的关键工具酶,但热稳定性不足限制了其应用。本研究旨在通过计算机辅助的理性设计策略,对假交替单胞菌κ-卡拉胶酶进行设计改造,以构建并筛选出热稳定性显著提升的酶突变体。通过分析κ-卡拉胶酶的结构信息,利用Discovery Studio 2019软件对假交替单胞菌κ-卡拉胶酶进行多位点突变筛选。结果表明,突变体G198S的催化效率与热稳定性均得到提升,其比活性和50 ℃下的半衰期较野生型(WT)分别增加了20.5%和27.8 min。分子对接与动力学模拟分析揭示,突变后酶与底物间新增了Pi-Sigma与Pi-Alkyl作用,氢键网络增强,这些是突变体G198S酶活性与热稳定性同时提高的可能原因。分子动力学模拟分析表明,G198S的热稳定性和催化活性的提高可能归因于突变后F5和F6指、关键残基R151的柔性增高,以及一些loop区和β折叠区域刚性的增强。本研究为提高κ-卡拉胶酶热稳定性提供了一种有用的策略,促进了κ-卡拉胶酶结构与功能关系研究以及该酶的工业应用。
    2026,42(7):3092-3109, DOI: 10.13345/j.cjb.260274 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260274
    摘要:
    脂肪酸合成酶(fatty acid synthase, FASN)是催化脂肪酸从头合成的关键酶,其在多种肿瘤中的异常高表达与肿瘤侵袭性及不良预后密切相关,是抗肿瘤药物开发的重要靶点。然而,现有针对FASN催化结构域的小分子抑制剂常面临靶点同源性高、潜在脱靶风险大等挑战。为寻找更具特异性的新型调控位点,本研究以FASN高度动态的酰基载体蛋白(acyl carrier protein, ACP)结构域为靶标开展纳米抗体筛选,旨在评估并验证其作为潜在调控靶点的可行性。首先,利用纳米抗体酵母表面展示库(库容量1×108)进行2轮磁珠分选和1轮流式筛选,筛选并获得了18种靶向ACP的纳米抗体。其次,使用表面等离子共振实验验证其结合能力。最后,使用细胞内外活性检测方法并通过与穿膜肽TAT融合,进一步表征纳米抗体对FASN活性的抑制效果。结果表明,多株纳米抗体与靶蛋白具有明确的结合活性,亲和力达纳摩尔级别。其中,NbB-11对FASN抑制活性表现最佳,在3 μmol/L浓度下对FASN体外活性的抑制率为28.2%。此外,通过与穿膜肽TAT融合构建的TAT-NbB-11蛋白成功实现了跨膜递送,在4 μmol/L浓度下表现出22.0%的细胞增殖抑制率。本研究成功淘选出靶向FASN的高亲和力纳米抗体,初步验证了ACP结构域作为FASN活性调控靶点的可行性,为后续的纳米抗体工程化改造及体内验证提供了基础先导分子。
    2026,42(7):3110-3122, DOI: 10.13345/j.cjb.260110 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260110
    摘要:
    呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus, RSV)是引起婴幼儿下呼吸道感染的主要病原体之一,其融合蛋白(F)是介导病毒入侵的关键靶点,具有预融合(pre-F)和融合后(post-F)两种构象。其中,对中和抗体最为敏感的抗原表位仅存在于pre-F构象上,因而成为当前疫苗和抗体药物开发的焦点,然而pre-F构象处于亚稳态,在膜融合或自发触发后会不可逆地转变为post-F构象,因此,特异性识别post-F的抗体可用于定量检测疫苗中post-F的含量,从而评估疫苗的稳定性及纯度。基于此,本研究建立了涵盖从免疫到抗体筛选全流程的兔源单B细胞抗体平台,并利用该平台成功获得两株对RSV post-F具有高特异性和亲和力的兔单克隆抗体。表位鉴定结果表明,二者均结合于site I之外的区域。初步应用验证了该抗体在疫苗原液检测中的可用性,提示其在抗原构象稳定性与纯度评估方面具备良好的应用潜力。本研究为RSV及其他呼吸道病毒疫苗的研发提供了重要的平台支持与工具抗体。
    2026,42(7):3123-3137, DOI: 10.13345/j.cjb.260056 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260056
    摘要:
    为筛选人副流感病毒3型(human parainfluenza virus 3, HPIV-3)抗原检测的最优靶标,本研究系统比较了其4种主要结构蛋白[血凝素神经氨酸酶 (hemagglutinin-neuraminidase, HN)、融合蛋白(fusion protein, F)、核蛋白(nucleoprotein, NP)、磷蛋白(phosphoprotein, P)]作为诊断抗原的免疫反应性与诊断潜力。在此基础上,开发针对HPIV-3的高灵敏度、高特异性抗体是建立检测方法的前提。采用杆状病毒-昆虫细胞表达系统重组表达制备了HPIV-3的4种主要结构蛋白(HN、F、NP、P),SDS-PAGE纯度达到80%。在此基础上采用杂交瘤技术制备相应的单克隆抗体。通过杂交瘤技术,共获得133株单克隆抗体。针对NP蛋白的单克隆抗体,无论在产生量还是对天然病毒抗原的反应性上,均显著优于针对HN、F、P蛋白的抗体。利用天然抗原通过正交矩阵、检测限评价、表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)抗体亲和力测定等方法筛选并评估所制备单克隆抗体性能,最终优选出18#、121#、84#等多株高质量单克隆抗体,其中18#抗体对重组抗原的亲和力解离平衡常数(dissociation constant, KD)值达到8.92×10-11,且3株抗体在不同缓冲体系、温度及反复冻融条件下均表现出良好的稳定性。免疫荧光实验验证84#抗体可特异性识别感染细胞内的病毒。以此为材料进一步建立双抗体夹心法HPIV-3抗原化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay, CLIA)检测体系,并采用HPIV-3病毒稀释液和临床样本检验其灵敏度和特异性,结果显示,抗体配对组合18#+HRP-84#和121#+HRP-84#具有良好的检测效果,75例临床样本阳性检出率为20%,且具有较低的交叉反应;而121#+HRP-84#临床样本阳性检出率为18%,但特异性较强,未出现交叉反应。本研究证实,NP蛋白是HPIV-3抗原检测的显著优势靶标;基于NP蛋白开发的双抗体夹心CLIA检测体系具有较高灵敏度、良好的稳定性和较低的交叉反应,展现了良好的试剂盒开发潜力与应用前景。
    2026,42(7):3138-3153, DOI: 10.13345/j.cjb.260138 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260138
    摘要:
    嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR) T细胞疗法已成为部分血液恶性肿瘤的有效治疗手段,但其应用仍受到传统体外制备周期的限制。该周期不仅导致治疗延迟和成本增加,还可能导致T细胞终末分化加剧、功能衰竭和体内持久性减弱。为克服上述瓶颈,缩短体外培养时间以维持T细胞的早期状态和抗肿瘤活性,成为优化CAR-T疗法的重要研究方向。本研究开发了一种仅需24 h的CAR-T细胞快速制备工艺。该工艺通过对T细胞激活条件及病毒转导窗口进行系统性调整分析并优化筛选,实现了24 h内的高效CAR基因递送与细胞制备,使所得的CAR-T细胞产品呈现早期分化表型,具有更强的增殖潜能。体外功能实验表明,快速制备的CAR-T细胞具备强大的肿瘤杀伤能力。在异种移植瘤小鼠模型中具备传统制备工艺相当的抗肿瘤活性与持久性。本研究证实了24 h快速制备工艺的可行性,为缩短患者等待时间、降低生产成本、获得功能更优的CAR-T产品提供了新的解决方案。
    2026,42(7):3154-3173, DOI: 10.13345/j.cjb.250750 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250750
    摘要:
    炎症是导致皮肤衰老的主要诱因,贻贝黏蛋白是一种天然来源的抗炎蛋白,但其天然提取效率低下。为突破天然来源的产量限制,并验证重组蛋白的生物活性,本研究通过合成生物学技术高效制备并分离纯化得到重组贻贝黏蛋白Mfp151,并对其抗炎和皮肤屏障修复功能进行评价。以人永生化角质形成细胞(human immortalized keratinocytes, HaCaT)、人包皮成纤维细胞(human foreskin fibroblasts, HFF-1)及人单核细胞白血病细胞(human monocytic leukemia cells, THP-1)为模型,采用细胞计数试剂盒-8 (cell counting kit-8, CCK-8)、反转录实时荧光定量聚合酶链式反应(reverse transcription quantitative real-time polymerase chain reaction, RT-qPCR)、跨膜电阻测量、划痕实验、ELISA及自由基清除等方法,评估Mfp151在修复、抗氧化及抗炎方面的功效,同时利用斑马鱼晒伤模型进行体内验证。结果表明,Mfp151可显著促进细胞增殖(80 μg/mL处理使HaCaT细胞增殖率提高约32%)与迁移,并上调皮肤屏障关键基因IVLOVOL1AQP3的表达(相比正常对照组,上调2.14-3.88倍)。Mfp151能有效清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH)和2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)[2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid), ABTS]自由基,并通过激活Nrf2通路增强细胞抗氧化能力。在抗炎方面,Mfp151能有效抑制脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)诱导的THP-1细胞产生促炎因子白细胞介素-6 (interleukin-6, IL-6)、肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-alpha, TNF-α)和白细胞介素-1β (interleukin-1β, IL-1β) (80 μg/mL处理使其表达水平降低至模型组的59.87%-79.12%),并显著下调关键炎症介质环氧合酶-2 (cyclooxygenase-2, COX-2)与诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)的编码基因表达及其下游产物前列腺素E2 (prostaglandin E2, PGE2)的水平(80 μg/mL处理使COX-2iNOS表达及PGE2的分泌降低至模型组的48.91%-67.30%)。斑马鱼实验证实其可显著促进晒伤后的尾鳍修复。本研究结果表明,通过合成生物学技术获得的重组Mfp151蛋白具有促进皮肤修复的功能和抗氧化抗炎活性,在皮肤抗衰化妆品原料及创面敷料等领域展现出良好的应用前景。
    2026,42(7):3174-3186, DOI: 10.13345/j.cjb.250833 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250833
    摘要:
    放射治疗可重塑肿瘤微环境,既能促进肿瘤相关巨噬细胞向抗肿瘤表型(M1样)极化,也可诱导免疫抑制表型(M2样)促进肿瘤进展。为评估融合抗氧化酶GS1XR在放疗相关条件下对巨噬细胞极化的干预作用,本研究建立了过氧化氢(hydrogen peroxide, H2O2)对巨噬细胞RAW264.7的氧化应激模型,分析比较了GS1、GS1R和GS1XR对该细胞的细胞毒性、胞内ROS清除能力与细胞摄取能力,之后通过巨噬细胞M1样和M2样极化报告细胞(RAW-PNos2-P和RAW-PArg1-P细胞)检测了3种融合抗氧化酶与N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine, NAC)对H2O2、转化生长因子β1及受照鼻咽癌细胞的条件培养基诱导的巨噬细胞极化的干预效果。结果表明,200 μmol/L H2O2显著升高胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS),而对细胞活力影响较小;GS1R、GS1XR跨膜进入巨噬细胞的能力强于GS1,三者在使用剂量下均未显示明显毒性;不同抗氧化预处理在3种巨噬细胞极化诱导模型中均呈现出“增强/维持M1样、抑制M2样”的一致趋势,且GS1R、GS1XR与NAC效果整体优于GS1,其中兼具跨膜与酶切响应设计的GS1XR具备作为放疗辅助分子的应用前景。本研究揭示了抗氧化处理对巨噬细胞极化的双向调节作用,为靶向巨噬细胞极化的放疗辅助策略提供了新的思路与策略。
    2026,42(7):3187-3202, DOI: 10.13345/j.cjb.250829 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250829
    摘要:
    为满足活细胞条件下对巨噬细胞极化方向与强度进行非破坏、可重复、定量监测的需求,本研究分别构建并优化了以Arg1 (M2相关)与Nos2 (M1相关)启动子为核心的2套报告系统。采用分泌型NanoLuc (secreted NanoLuc, secNluc)报告系统作为检测工具,以脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)与干扰素-γ (interferon-γ, IFN-γ)联合刺激,以及受照肿瘤细胞条件培养基分别作为M1样与肿瘤相关巨噬细胞样(M2偏向)诱导剂,在RAW264.7细胞中系统筛选Arg1启动子(PArg1-0/-1/-2/-3)和Nos2启动子截短片段(PNos2-0/-1/-2/-3/-4),并比较增强子-启动子相对位置,建立稳转株并验证。结果显示,PArg1-2与PNos2-1在基础活性与诱导响应性之间表现出最佳平衡;增强子位置效应则与基因相关:在Arg1体系中,增强子位于启动子下游时的增强作用优于上游(7.8倍vs. 2.0倍);而在Nos2体系中,增强子位于启动子上游时的增强作用优于下游(20.7倍vs. 2.4倍)。稳转株经条件培养基或LPS/IFN-γ刺激后,Nluc活力分别提升约10.0倍与8.5倍。通过有限稀释法进一步获得了RAW264.7-PNos2和RAW264.7-PArg1单克隆细胞株,并利用该系统验证了转化生长因子-β1对Nos2Arg1表达的差异性调控及其时间依赖性。本研究所建立的报告系统可在体外活细胞条件下实现巨噬细胞极化趋势的连续、定量监测,适用于在体外模拟的肿瘤微环境中巨噬细胞极化趋势评估,并具备用于板式多条件比较、剂量-反应评估及高通量筛选的应用潜力,为巨噬细胞极化相关机制研究和干预因素筛选提供了实用工具。
    2026,42(7):3203-3216, DOI: 10.13345/j.cjb.260003 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260003
    摘要:
    人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus-1, HIV-1)的包膜蛋白(envelope, env)基因所编码的gp120/gp41复合物,不仅能够介导病毒进入宿主细胞,而且还是广谱中和抗体、基因治疗、膜融合抑制剂以及嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-cell, CAR-T)疗法等多种新型抗病毒策略的核心作用靶点。为了建立稳定的HIV包膜蛋白细胞模型,用于靶向识别和杀伤功能的评价,本研究构建了6种定点突变弗林蛋白酶切割位点并敲除gp41胞质尾区序列的gp160(ΔCT)转座子表达质粒。通过与转座酶质粒共转染细胞后,经嘌呤霉素筛选,成功获得gp160(ΔCT)稳定表达细胞株。随后,利用间接流式细胞术评估3种中和抗体与上述6种细胞模型的结合活性,证明gp160(ΔCT)蛋白在细胞膜上表达并能被抗体识别。通过将该细胞模型以不同效靶比分别与3种不同的gp120-CAR-T细胞共孵育,利用钙黄绿素实验检测共培养上清中钙黄绿素释放,ELISA法检测颗粒酶B和穿孔素释放水平。结果表明,NL4-3-gp160(ΔCT)-293T细胞模型,表现出显著的细胞特异性杀伤效应,且呈剂量依赖性。此外,羧基荧光素琥珀酰亚胺酯(carboxyfluorescein succinimidyl ester, CFSE)细胞增殖实验结果显示,3种 CAR-T细胞在该模型细胞的刺激下均呈现显著且剂量依赖的增殖活性。与MLV-gp80(ΔCT)-293T阴性对照相比,本研究构建的膜表面稳定表达HIV-1 gp160(ΔCT)蛋白的HEK293T细胞模型,能够作为CAR-T细胞杀伤的靶细胞并特异性刺激CAR-T细胞增殖。该细胞模型可被用于广谱中和抗体、抗病毒药物及CAR-T细胞等新型疗法的靶向识别和杀伤功能验证,为HIV免疫学研究及细胞治疗药效评价提供了关键的实验平台。
    2026,42(7):3217-3228, DOI: 10.13345/j.cjb.260025 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260025
    摘要:
    结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, M. tb)是结核病的致病菌,其形成的生物被膜是导致耐药性增强的关键因素之一。本研究旨在探究Rv1904在M. tb生物被膜形成中的作用,构建了耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)与结核分枝杆菌重组菌株,并对其进行系统的生物学表征,包括菌落形态、生物被膜形成能力、滑动与聚集表型、特定基因转录水平、环境胁迫耐受性、胞内存活能力以及多种化合物敏感性等。结果显示,Rv1904显著促进生物被膜的形成,上调脂肪酸合成基因fabg4的转录水平,增强菌株对温度波动、氧化损伤及营养缺乏等非生物胁迫的耐受能力,从而提高其在宿主细胞内的存活能力。在使用的7种化合物中,氨硫脲(thioacetazone, TB1)抑制生物被膜的能力最强。综上所述,Rv1904通过促进生物被膜的形成增强环境适应力,从而提高M. tb的生存优势,而TB1能显著抑制结核分枝杆菌Rv1904介导形成的生物被膜。本研究揭示了Rv1904在生物被膜调控中的关键作用,为靶向生物被膜的抗结核药物研发提供了潜在新靶点。
    2026,42(7):3229-3242, DOI: 10.13345/j.cjb.260228 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260228
    摘要:
    鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)是一种重要的人畜共患非结核分枝杆菌(nontuberculous mycobacteria, NTM),其感染率持续攀升,已构成严峻的公共卫生挑战。然而,受限于参考基因组蛋白注释的不完善及标准菌株蛋白质组数据的缺失,该菌编码蛋白的表达特征尚不明晰。为了弥补基因组预测注释与实际蛋白表达之间的信息缺口,亟需在标准菌株层面获得系统、可靠的蛋白质实验证据,本研究对M. avium标准菌株DSM 44156T的全细胞蛋白与分泌蛋白,应用实验室自主研发的高活性乙酰化胰蛋白酶消化,结合高pH反相分级分离技术,进行质谱深度解析。研究共鉴定到3 655个非冗余蛋白质、32 917条肽段及91 744张谱图,覆盖了NCBI参考蛋白库中4 409个编码基因的82.90%,鉴定深度提升。全细胞与分泌蛋白组具有互补效应,共鉴定了2 445个蛋白质,且分别特异性鉴定了1 114个和96个独有蛋白。本研究构建了全面的、高精度的M. avium标准化蛋白质组图谱,不仅补充了该菌蛋白质的表达数据,更为深入揭示其致病机制、筛选新型诊断标志物与治疗靶点及制定NTM相关人兽共患病防控策略提供了关键的数据支撑。
    2026,42(7):3243-3256, DOI: 10.13345/j.cjb.260049 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260049
    摘要:
    尘肺病属于法定职业病,主要病理特征是肺纤维化,其发病机制涉及复杂的调控过程,然而肺纤维化免疫机制发生与演变的时序规律尚未明晰。本研究旨在系统揭示二氧化硅诱导肺纤维化过程中细胞因子-细胞因子受体相互作用通路的动态变化与机制,通过自然吸入式暴露系统构建小鼠肺纤维化模型,结合病理染色、转录组测序及分子生物学验证等方法进行时序性分析。结果表明,该通路在纤维化全过程呈现持续性激活状态,CXCL1CXCL2等关键基因的表达呈时序性上调蛋白层面进一步证实,CXCL2表达在染尘中期达到峰值,而IL-33蛋白水平随纤维化进展持续升高并伴随炎症细胞募集。通过以上结果可以得出结论,细胞因子-细胞因子受体通路的时序性激活是推动肺纤维化进展的核心机制,本研究为针对免疫通路的干预策略提供了重要的理论依据。
    2026,42(7):3257-3273, DOI: 10.13345/j.cjb.250718 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250718
    摘要:
    为了探讨羟化修饰的重组人源Ⅲ型胶原蛋白对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMCs)增殖、迁移等生物学行为的影响,明确其生物相容性及促血管生成潜力,本研究采用CCK-8法检测原代培养的VSMCs活力,利用细胞周期试剂盒分析不同浓度羟化修饰的重组人源Ⅲ型胶原蛋白对细胞增殖的影响,通过随机迁移实验和伤口愈合实验评估其对细胞迁移能力的作用,并结合蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络筛选与VSMCs功能相关的关键基因,进一步利用实时荧光定量PCR对筛选结果进行验证。CCK-8实验结果表明,羟化修饰的重组人源Ⅲ型胶原蛋白在不同浓度下均可提高VSMCs细胞活力,在0.1 mg/mL浓度下最为显著,表现出良好的生物相容性;迁移实验结果显示,0.1 mg/mL的羟化修饰重组人源Ⅲ型胶原蛋白对细胞迁移的促进作用最为显著,其24 h伤口愈合率达到74.93%,显著高于未羟化胶原蛋白(1206)各浓度处理组及空白对照组;细胞周期分析表明,经羟化修饰的胶原蛋白处理后,VSMCs处于S期和M期的比例较未羟化组显著增加;通过PPI网络筛选出MMP-3MMP-13这2个关键基因,二者均属基质金属蛋白酶家族,在血管生物学过程中发挥重要作用;实时荧光定量PCR结果进一步证实,MMP-3MMP-13在VSMCs中的表达水平均显著上调,表明羟化修饰的重组人源Ⅲ型胶原蛋白可促进血管生成相关基因的表达。羟化的重组人源Ⅲ型胶原蛋白能够上调血管生成相关基因MMP-3MMP-13的表达,有效促进VSMCs的增殖与迁移,且无明显细胞毒性,研究结果为将该蛋白作为人工血管细胞外基质组分提供了理论依据。
    2026,42(7):3274-3292, DOI: 10.13345/j.cjb.260055 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260055
    摘要:
    中药泽泻为泽泻科泽泻属多年生水生或沼生草本植物东方泽泻[Alisma orientale (Sam.) Juzep.]或泽泻(Alisma plantago-aquatica Linn.)的干燥块茎,是常用利水渗湿药,其富含萜类成分,尤以倍半萜类化合物为重要活性物质,具有抗癌、抗炎等多种药理作用。截至目前,东方泽泻倍半萜生物合成通路的研究较为匮乏,本研究旨在解析泽泻倍半萜的生物合成通路,挖掘并鉴定参与倍半萜合成的关键功能基因,为阐明泽泻药效物质基础及后续质量标志物筛选与利用提供理论依据。因此,采用转录组学和分子生物学手段,挖掘并克隆出9个具有功能的东方泽泻倍半萜合酶基因AoTPSs,通过酵母异源表达体系,鉴定其生物化学功能,证实这些基因可催化合成β-榄香烯(β-elemene)、α-石竹烯(α-caryophyllene)反式-橙花叔醇[(E)-nerolidol]、β-石竹烯(β- caryophyllene)、α-法尼烯(α-farnesene)等倍半萜类化合物。本研究为深入解析泽泻倍半萜的生物合成机制及资源开发奠定了基础。
    2026,42(7):3293-3303, DOI: 10.13345/j.cjb.250840 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250840
    摘要:
    为解决生化鉴定和现有PCR方法在对致泻性大肠埃希氏菌(Escherichia coli)进行检测及分型时所存在的操作繁琐、耗时长、存在假阳性等问题,本研究根据5类致泻性大肠埃希氏菌中包含的11个毒力基因设计引物及探针,建立了一种基于TaqMan法的多重实时荧光定量PCR检验方法,并对实验条件进行了优化,可对致泻性大肠埃希氏菌进行快速检测并进行分类。结果表明,本方法可从多种常见食源性致病性菌株中特异性检测出致泻性大肠埃希氏菌并进行分型,且检测所需DNA模板最低浓度仅为2.5 ng/μL;同时,通过人工污染试验证实,样品增菌培养时间不少于18 h时,即可实现有效检测。本检测方法具有高特异性、灵敏度、短时高效,适用于食品中致泻性大肠埃希氏菌的大批量快速检测。本方法可为食品安全领域提供新的技术支持,有助于进一步减少人力投入、提升检测效率。
    2026,42(7):3304-3320, DOI: 10.13345/j.cjb.260265 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260265
    摘要:
    为了建立并验证重组腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus, rAAV)空壳率检测的阴离子交换高效液相色谱(anion-exchange high-performance liquid chromatography, AEX-HPLC)法,通过与分析超速离心(analytical ultracentrifugation, AUC)金标准法对比,系统评估其检测准确性,为rAAV空壳率质控提供可靠技术手段,本研究采用UniCoreTM Q强阴离子交换色谱柱,以20 mmol/L双-Tris丙烷-乙酸缓冲液为流动相A,含2.5 mol/L四甲基氯化铵的流动相A为流动相B;梯度洗脱17 min,荧光检测器检测(λ?? 280 nm, λ?? 348 nm),并对该方法开展系统的方法学验证。结果表明,方法专属性良好;加样回收率>87%,重复性与中间精密度的空壳率相对标准偏差(relative standard deviation, RSD)分别为4.91%和0.99%,精密度良好;在5.54×1011-4.16×1012 vg/mL浓度范围内线性良好(R2≥0.99);检测限与定量限均达2.77×1010 vg/mL,灵敏度满足低浓度样品检测需求;在流动相pH 9.2-9.4、柱温±3 ℃波动时结果无显著差异,耐用性良好;与AUC法对比,测定结果无统计学显著差异(P=0.156)。本研究建立的AEX-HPLC法经全面验证,各项性能指标均符合rAAV空壳率质控要求,可直接应用于市售rAAV药物空壳率检测。该方法与AUC金标准法结果一致,准确性可靠,依托电荷分离原理具备独特检测优势,且操作简便,同时弥补了AUC法设备价格高、检测通量低、检测耗时、普及率不足的缺陷,适合rAAV药物中间产品检测和终产品放行,对推动rAAV药物产业化质控体系建设具有重要实践价值。
    2026,42(7):3321-3334, DOI: 10.13345/j.cjb.260159 , CSTR: 32114.14.j.cjb.260159
    摘要:
    血浆游离DNA (cell-free DNA, cfDNA)主要来源于细胞凋亡和坏死,是一种重要的非侵入性生物标志物。利用全基因组亚硫酸氢盐测序(whole-genome bisulfite sequencing, WGBS)解析cfDNA的组织细胞来源水平,可实现器官损伤与疾病状态的评估。本研究探索了一种基于WGBS数据进行cfDNA浓度定量的方法,该方法无需在测序工作之外独立开展常规的定量实验(如Qubit和实时荧光定量PCR),可减少样本消耗并简化实验流程。鉴于WGBS实验过程中通常加入λ噬菌体的DNA (λ-DNA)以评估亚硫酸氢盐转化效率,本研究将其作为外源性Spike-in对照,基于测序数据中cfDNA读段(reads)与Spike-in reads的比例测算cfDNA浓度,并以Qubit定量结果作为参照,评估该方法的可行性。研究共纳入62名受试者,在每份血浆cfDNA样本中加入0.050 ng片段化的λ-DNA,随后进行文库构建及WGBS。结果显示,Spike-in定量方法与Qubit方法测得的cfDNA浓度呈显著正相关(P<0.001)。此外,在2个具体的应用场景下,2种定量方法的结论也表现出良好的一致性:cfDNA浓度均随年龄增长而升高;脂肪肝患者组cfDNA总浓度及肝细胞来源cfDNA浓度均高于健康对照组。综上所述,本研究提出了一种基于高通量测序的cfDNA定量方法,其操作简便且具有良好的拓展性,可为大规模人群队列研究提供一种新方案。
    2026,42(7):3335-3345, DOI: 10.13345/j.cjb.250619 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250619
    摘要:
    在新工科建设背景下,针对生物工程产业快速发展与创新型人才供给不足的矛盾,西北大学生物工程专业以人为本,以行业发展趋势为指引,紧密结合区域经济发展和产业转型升级需要,系统开展了创新人才培养模式的改革与实践。通过深化理工交叉融合,秉承“学生中心、产出导向、持续改进”的产出导向教育(outcome-based education, OBE)理念,构建了以生物制造全产业链为导向的创新人才培养模式。基于“基础型、综合型、创新型”三个层次,“基本技能、专业技能、创新实验、社会实践”四大模块,“辅导员、班主任、学业导师、创业竞赛导师、企业实践导师制”五个维度引导的培养机制,并辅以系统性的教学质量保障体系,建立了科研与教学深度融合、产学研用协同育人的新型教育生态。该模式为地方高校人才培养和专业发展提供了参考。
    2026,42(7):3346-3355, DOI: 10.13345/j.cjb.250701 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250701
    摘要:
    为契合生物工程类专业培育高素质创新人才目标,针对生物化学实验课程高阶性不足、创新性欠缺、挑战度薄弱的问题,从重构课程内容、创新教学模式、升级考核形式这3个方面实施教学改革。其一,新增综合性实验项目,出版新形态教材,构建“三位一体”课程体系。其二,基于雨课堂平台和BOPPPS教学模型构建线上线下混合的新型教学模式,覆盖“课前-课中-课后”闭环。其三,构建“基础性-综合性-设计性-创新性”四层次培养模式,引入设计性实验环节,实现多元化课程考核机制。历经4年教学实践,教师教学评分提高13%,课程满意度攀升至95%。本教学改革模式在实践中取得了积极成效,有效促进了生物工程类专业创新型人才的培养,并为同类专业实验课程的高质量建设提供了示范引领作用。
    2026,42(7):3356-3365, DOI: 10.13345/j.cjb.250885 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250885
    摘要:
    人工智能(artificial intelligence, AI)的迅猛发展为教育教学范式变革注入新动能。针对“微生物学实验”教学中存在的内容固化、资源受限、时空约束及评价单一等问题,本研究构建了一种AI赋能的闭环教学模式。该模式将AI技术全面融入教学全流程:课前,通过AI技术构建微生物学实验课程知识库,集成AI助教,实施动态学情分析与个性化资源推送,平台支持教师智能化备课与学生自适应预习,实现教学资源整合与个性化路径生成;课中,运用AI驱动的虚拟现实(virtual reality, VR)和增强现实(augmented reality, AR)实验室,支持学生进行无风险、可重复的自主实验操作,进行安全操作演练并获取实时纠错反馈;课后,依托AI生成学生个性化学习画像,构建智能化测评体系,实现智能评估与多维评价。由此形成数据驱动、虚拟实操与精准反馈相融合的AI闭环教学系统,有望克服传统教学在设备依赖、安全风险及个性化指导方面的局限,为微生物学实验教学智能化转型提供实践范式与理论参考。
    2026,42(7):3366-3382, DOI: 10.13345/j.cjb.250904 , CSTR: 32114.14.j.cjb.250904
    摘要:
    针对地方高校应用型课程普遍存在的教学内容滞后于产业技术发展、实践环节与岗位能力要求不匹配、产学协同机制不健全等产教脱节问题,本文以“生物技术制药”课程为例,探索产教融合驱动的教学改革实践。课程以药品研发生产流程为教学主线,构建了涵盖“理念-机制-架构-模式-过程”这5个维度的融合育人体系,将产业标准贯穿于教学过程。在课程内容重构方面,引入工程细胞株与生产工艺等真实企业要素,并据此开展基于实验设计(design of experiments, DOE)理念的教学任务设计,实现产业要求向教学要素的系统转化;在教学模式创新方面,依托“四位一体”教学平台(线上资源库/线下教学/实验中心/企业平台),采用“虚实结合、校企交替”的教学组织形式,引导学生实践“设计-构建-测试-学习”的工程循环;在考核评价改革方面,建立由企业导师深度参与的“双轨三阶”的量化评价机制(兼顾过程与结果评价,覆盖课前、课中、课后),推动考核标准与用人需求的有效对接。实践结果表明,改革后学生成绩优良率显著提升,面试成功率较往届明显增长,多名学生入职合作企业,并在省级以上科创竞赛中屡获佳绩,课程目标达成度稳步提高。本实践为生物医药类课程提供了可推广的产教融合范式,对地方高校新质生产力人才培养具有参考价值。
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    2010,26(4):439-447
    [摘要] (11271) [HTML] (0) [PDF 2.82 M] (125181)
    摘要:
    为了提高干扰素抗病毒活性测定的生物安全性,本研究使用含有GFP的复制缺陷型水疱性口炎病毒 (VSV△G*G) 为指示病毒,分别对经原核表达系统和杆状病毒表达系统表达的重组猪γ干扰素 (PoIFN-γ) 在MDBK细胞上进行抗病毒活性测定。结果显示:由杆状病毒表达的重组PoIFN-γ具有高度抗病毒活性,其抗病毒活性为105 IU/mL,原核表达的重组PoIFN-γ纯化后经缓慢复性也会产生一定的抗病毒活性,其抗病毒活性为32 IU/mL。该方法与利用表达GFP的重组水疱性口炎病毒 (VSV*GFP) 所检测的干扰素抗病毒活性结果完全一致,表明复制缺陷型病毒VSV△G*G可作为复制型重组病毒的替代品,使得干扰素抗病毒活性检测更加安全、准确。
    2008,24(7):1248-1252
    [摘要] (9808) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (95191)
    摘要:
    从人肌肉素基因出发, 在dbEST数据库中进行同源性搜索, 找到七个有较高同源性的Expressed Sequence Tag(DY426490, CF787546, AJ660979, AJ664670, AJ663820, AJ680159, DN106254)。通过拼接和进一步RT-PCR实验验证, 获得猪肌肉素基因全长cDNA序列, 其全长651 bp, 开放阅读框为54~452 bp, 编码有132个氨基酸。同源性分析结果表明, 与人、小鼠和大鼠的肌肉素基因cDNA编码区(CDS)同源性分别为87.2%、77.6%和77.9%。利用克隆出的猪肌肉素cDNA, 构建表达载体pGEX-4T-1-musclin, 并在BL21大肠杆菌中成功表达和纯化了分子量为38.59 kD的融合蛋白GST-Musclin, 并运用蛋白印迹技术进行鉴定。
    2022,38(11):0-0
    [摘要] (1176) [HTML] (0) [PDF 23.21 M] (95164)
    摘要:
    2022,38(12):0-0
    [摘要] (1146) [HTML] (0) [PDF 44.76 M] (32627)
    摘要:
    2008,24(11):1851-1859
    [摘要] (10969) [HTML] (0) [PDF 547.44 K] (31059)
    摘要:
    白藜芦醇是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。它不仅是植物遭受胁迫时产生的一种能提高植物抵抗病原性攻击和环境恶化的植物抗毒素, 还具有抗癌、抗氧化、调节血脂、影响寿命等多方面有益于人类健康的重要功能。以下对白藜芦醇的理化特性、合成、提取、纯化与检测方法进行了全面总结, 并在其作用的分子机制基础上, 对其生物学活性、基因工程研究及产业化情况进行了重点介绍。发现在传统育种的基础上, 借助于现代生物技术手段, 将白藜芦醇的天然活性保健作用应用于保健食品的开发、作物经济附加值的提高具有广阔的前景。它的开发和利用, 必将为食品及制药工业新产品的开发提供新的挑战与机遇。
    2013,29(2):131-140
    [摘要] (8628) [HTML] (0) [PDF 8.60 M] (29209)
    摘要:
    自然界中微生物种类极为丰富,尺寸涵盖了纳米级与微米级。微生物细胞培养成本低廉,生长繁殖迅速,具有丰富的遗传表现型,因此微生物是可用于纳米、微米以及多层次跨尺度加工的天然“基本单元”和“底盘细胞”。“基于微生物”的生物制造目的是利用微生物的特异结构和多样功能进行仿生和调控,操纵微生物进行加工组装,从而获得新材料、新器件。同时,建立深入研究微生物行为模式的新技术与新方法,为揭示传统方法所未涉及的基本科学问题提供新的平台。以下将分别从纳米和微米两个尺度以及利用微生物的结构或功能两个角度来概述基于微生物的微纳米生物制造的前沿进展。
    2010,26(10):1393-1403
    [摘要] (8658) [HTML] (0) [PDF 518.73 K] (26484)
    摘要:
    细菌启动子是细菌中基因表达的必需调控元件,决定了细菌基因表达的强度和时机。通过启动子的插入或缺失,可以改变细菌基因的表达,实现对菌体生长发育以及代谢调控的研究。启动子也是构建各种表达系统、实现异源基因表达的基础。启动子的识别和应用研究,对于实现异源基因的可控表达、有效获得目的产物、促进生物催化和代谢工程研究具有重要的意义。以下对细菌启动子进行了简单的介绍,总结了细菌启动子的识别方法,并对细菌启动子的研究进展和具体应用进行了概述。
    2008,24(3):452-459
    [摘要] (9368) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (25714)
    摘要:
    BMP6是一种调节成骨细胞和成软骨细胞分化的骨诱导因子, 在修复各种骨缺损方面具有很好的应用潜力。有诱骨活性的BMP6是多二硫键的二聚体蛋白, 疏水性极强容易聚集沉淀。为了在大肠杆菌中可溶表达具有生物活性的重组人BMP6(rhBMP6), 构建了具有TRX、GST、MBP、CBD融合标签和His6标签的 rhBMP6成熟肽原核表达载体, 调节诱导温度和IPTG浓度, 比较不同融合标签和诱导条件对目的蛋白表达量和溶解性的影响。结果表明, MBP最能有效的增强rhBMP6的溶解性, 诱导条件对溶解性影响较小。大肠杆菌BL21 trxB(DE3)这种硫氧还蛋白还原酶缺陷菌株为rhBMP6二硫键在胞质中形成提供了合适的氧化还原环境。MBP和BL21 trxB(DE3)相结合在细胞质中高效可溶表达出了BMP6融合蛋白二聚体。表达产物经亲和层析和凝胶排阻层析纯化后, 能诱导成肌细胞系C2C12向成骨细胞方向 转化。
    2013,29(4):480-489
    [摘要] (7072) [HTML] (0) [PDF 8.66 M] (25651)
    摘要:
    葡萄球菌Staphylococcus hominis来源的N-乙酰神经氨酸裂合酶基因shnal (GenBank Accession No. EFS20452.1) 构建至pET-28a质粒并在大肠杆菌中得到表达。通过目的蛋白的纯化和酶学性质研究发现,ShNAL是一个四聚体,裂解方向的最适反应pH为8.0;合成方向的最适反应pH为7.5,最适反应温度为45 ℃。在45 ℃下孵育2 h对ShNAL的活力基本无影响,高于45 ℃时,活力迅速下降。该酶在pH 5.0~10.0的环境中比较稳定,4 ℃下放置24 h酶的残余活力在70%以上。ShNAL对N-乙酰神经氨酸 (Neu5Ac)、N-乙酰甘露糖胺 (Man) 和丙酮酸 (Pyr) 的Km值分别是 (4.0±0.2) mmol/L、(131.7±12.1) mmol/L和 (35.1±3.2) mmol/L,kcat/Km值分别为1.9 L/(mmol·s)、0.08 L/(mmol·s) 和0.08 L/(mmol·s)。
    2009,25(10):1497-1507
    [摘要] (5168) [HTML] (0) [PDF 543.92 K] (24445)
    摘要:
    本研究通过单因素试验和响应面分析试验建立了能够选择性富集沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌的共增菌培养基SVV, 采用平板计数法及三重荧光PCR技术验证了SVV的增菌效果。结果表明: SVV能同时富集以不同浓度比例混合的3种目标菌, 37oC振荡培养18 h后, 菌体浓度达到105~108 CFU/mL; SVV强烈抑制大部分的非目标菌; 用荧光PCR方法检测经过37oC振荡培养18 h的10份人工接种样品和608份实际样品, 结果表明目标菌在SVV中增殖18 h后菌量达到检测限以上, SVV联合荧光PCR检测方法的检出率为4.06%, 比传统检测方法(3.78%)高, 无假阴性和假阳性。SVV可望应用于水产品中沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌检测前的增菌处理, 可简化检测过程, 有效克服漏检, 提高检出率。
    2001,17(2)
    [摘要] (18837) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (23047)
    摘要:
    环境胁迫使植物细胞中积累大量的活性氧,从而导致蛋白质、膜脂、DNA及其它细胞组分的严重损伤。植物体内有效清除活性氧的保护机制分为酶促和非酶促两类。酶促脱毒系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等。非酶类抗氧化剂包括抗坏血酸、谷胱甘肽、甘露醇和类黄酮。利用基因工程策略增加这些物质在植物体内的含量,从而获得耐逆转基因植物已取得一定的进展。
    2010,26(4):421-430
    [摘要] (9436) [HTML] (0) [PDF 867.39 K] (22295)
    摘要:
    通过外源转录调控因子的诱导,使成体细胞重编程为胚胎干细胞 (ES细胞) 样的多能细胞,这种细胞称为诱导多能干细胞 (iPS细胞),这一方法被称为iPS技术。目前,iPS技术已先后在小鼠、人、猕猴、大鼠和猪中成功应用,建立了相应的iPS细胞系,并获得了iPS细胞嵌合小鼠和四倍体克隆小鼠。尽管iPS与ES细胞在形态和生长特性上有许多相同之处,但iPS细胞的建立需要较独特的诱导培养体系和鉴定方法。以下结合近年来iPS技术的发展和本实验室的相关研究,对iPS细胞的建立和培养体系的优化进行了深入探讨。
    2021,37(9):3151-3161 ,DOI: 10.13345/j.cjb.200734 ,CSTR: 32114.14.j.cjb.200734
    [摘要] (852) [HTML] (11621) [PDF 415.04 K] (21718)
    摘要:
    单增李斯特菌是一种重要的食源性病原菌。单增李斯特菌的分布和存活与其形成生物膜的能力有关,生物膜对逆性环境有抵抗力,细菌会从生物膜中分离导致食品持续性的污染。生物膜的形成、成熟和结构取决于多种外部和内部因素,并且多种调控机制起着重要作用。文中旨在阐述单增李斯特菌生物膜形成过程中的调控机制 (包括胞内作用、胞间作用和种间作用),以控制食品加工环境中致病性生物膜的形成,从而为食品安全提供新的干预策略。
    2013,29(1):78-86
    [摘要] (7037) [HTML] (0) [PDF 12.18 M] (21009)
    摘要:
    为了研究灰葡萄孢菌肌糖磷脂酰神经酰胺合成酶 (BcAUR1基因) 的表达及酶活性,采用RT-PCR方法,利用含有FLAG标签以及BamHⅠ、XhoⅠ酶切位点的AUR1特异引物从灰葡萄孢菌中扩增得到BcAUR1基因。将BcAUR1基因与穿梭质粒pYES2重组,得到pYES2-BcAUR1质粒采用醋酸锂转化法导入酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中,Western blotting检测肌糖磷脂酰神经酰胺 (IPC) 合成酶表达,HPLC检测IPC合成酶活力。结果显示pYES2-BcAUR1在酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中获得表达,pYES2-BcAUR1转化子IPC合成酶活性显著增高,比空载转化子约提高1倍。低浓度的AbA能够抑制空载pYES2酵母转化子生长,但pYES2-BcAUR1酵母转化子能抵抗AbA对菌体生长的抑制。
    2023,39(10):4275-4294 ,DOI: 10.13345/j.cjb.230297 ,CSTR: 32114.14.j.cjb.230297
    [摘要] (928) [HTML] (5589) [PDF 28.27 M] (19727)
    摘要:
    本研究旨在通过蛋白质工程手段获得结构均一性更好、活性更高、抗真菌能力更强的家蚕蛋白酶抑制剂BmSPI38的串联多聚体蛋白。利用原核表达技术获得BmSPI38串联多聚体蛋白,并通过蛋白酶抑制剂胶内活性染色、蛋白酶抑制实验和真菌生长抑制实验等探讨串联多聚体化对BmSPI38的结构均一性、抑制活性和抗真菌能力的影响。活性染色结果表明,基于多肽柔性接头的串联表达能够极大提高BmSPI38蛋白的结构均一性。蛋白酶抑制实验表明,基于接头的串联三聚体化和四聚体化能提高BmSPI38对微生物蛋白酶的抑制能力。孢子萌发实验表明,His6-SPI38L-tetramer对球孢白僵菌(Beauveria bassiana)分生孢子萌发的抑制能力显著强于His6-SPI38-monomer。真菌生长抑制实验显示,能够通过串联多聚体化来增强BmSPI38对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和白色念珠菌(Candida albicans)的抑制能力。本研究成功实现BmSPI38的串联多聚体在大肠杆菌中的异源活性表达,并证实可通过串联多聚体化来增强BmSPI38的结构均一性和抗真菌能力,不仅可为培育抗真菌转基因家蚕提供重要的理论依据和新策略,还将推动BmSPI38的外源生产及在医疗领域的应用。
    2012,28(11):1398-1400
    [摘要] (5936) [HTML] (0) [PDF 27.85 M] (18783)
    摘要:
    2008,24(12):2106-2110
    [摘要] (10769) [HTML] (0) [PDF 438.29 K] (18408)
    摘要:
    在基因表达定位或启动子调控模式的研究中, 多以gusA作为报告基因。但由于部分组织中高内源GUS背景活性或转化手段的限制, 使判断基因表达定位或调控时存在很大误差。为了解决上述问题, 本实验将报道基因绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)融合构建双荧光标记瞬时表达载体pBI221-RFP/GFP。该载体以CaMV35S启动子驱动GFP确定转化效率, 通过鉴定阳性个体的红色荧光活性分析目的基因或启动子的表达模式。并通过番茄E8和西瓜AGPL1果实特异启动子验证了该载体在启动子调控模式研究中的应用可行性。结果表明pBI221-RFP/GFP是一个可以在基因和启动子功能验证中应用的高效瞬时表达载体。
    2004,20(1)
    [摘要] (4766) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (17876)
    摘要:
    单克隆抗体从问世到目前广泛应用于临床,经历了一段曲折的发展历程。其中人源化抗体是一个重要的里程碑,并伴随着一系列重大的技术革新,如PCR技术、抗体库技术、转基因动物等。人源化抗体的形式也从最初的嵌合抗体、改型抗体等逐步发展为今天的人抗体。抗体人源化已经成为治疗性抗体的发展趋势,同时各种抗体衍生物也不断涌现,它们从不同角度克服抗体本身的应用局限,也为治疗人类疾病提供了更多利器。对单克隆抗体进行改造使之应用于临床治疗,不仅需要对抗体效应机制进行更细致深入的研究,同时还有赖于对人类免疫系统调控机制的全面精确认识。
    2009,25(9):1296-1302
    [摘要] (7243) [HTML] (0) [PDF 359.01 K] (17742)
    摘要:
    随着DNA 重组技术的日趋成熟, 代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科, 在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
    2002,18(5)
    [摘要] (7397) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (16628)
    摘要:
    Cre/loxP定位重组系统来源于噬菌体P1,由Cre重组酶和loxP位点两部分组成。在Cre重组酶的介导下,设定的DNA片段可以被切除,可以发生倒位,亦可造成定点的整合。由于其作用方式高效简单,Cre/loxP定位重组系统已在特定基因的删除、基因功能的鉴定、外源基因的整合、基因捕获及染色体工程等方面得到了有效的利用,在转基因的酵母、植物、昆虫、哺乳动物的体内外DNA重组方面成为一个有力的工具。这里就Cre重组酶的结构、功能及该定位重组系统的应用等方面的研究进行了综述。

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