• 2013年第29卷第12期文章目次
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    • >综述
    • 宏基因组学在人和动物胃肠道微生物研究中的应用进展

      2013, 29(12):1721-1735.

      摘要 (2011) HTML (0) PDF 720.12 K (7151) 评论 (0) 收藏

      摘要:人和动物胃肠道存在大量微生物群落,这些微生物是与宿主长期共同进化的结果,并且同宿主的健康和疾病密切相关,因此胃肠道微生物研究已成为当今的热点研究领域。宏基因组学技术在这一领域的应用,使我们不仅能够对胃肠道微生物群落结构及多样性进行分析,还能进一步深入了解其代谢功能,开发和利用潜在的微生物及其基因资源。文中结合我们的研究工作,综述了宏基因组学在人和动物胃肠道微生物研究中的应用,同时着重介绍宏基因组研究的生物信息学技术。

    • 实验室重构流感病毒的生物安全问题

      2013, 29(12):1736-1742.

      摘要 (1390) HTML (0) PDF 443.87 K (3270) 评论 (0) 收藏

      摘要:流感病毒的跨种间传播是流感病毒研究的重要方面。部分研究者采取实验室重构流感病毒的方法,试图发现影响流感病毒跨种间传播的重要因子,这对揭示流感病毒跨种间传播的分子机制以及流感的防控和治疗具有重要意义,但重构流感病毒潜在的生物安全问题令人关注。文中重点讨论了目前实验室重构流感病毒的生物安全问题,建议从实验室防护和科研管理两方面重视并加强实验室重构流感病毒,特别是高致病流感病毒的生物安全管理工作。

    • >动物及兽医生物技术
    • 内蒙古白绒山羊erk2基因的克隆及表达模式分析

      2013, 29(12):1743-1752.

      摘要 (1573) HTML (0) PDF 4.53 M (2605) 评论 (0) 收藏

      摘要:旨在克隆内蒙古白绒山羊erk2基因cDNA并分析其基本表达模式。采用RT-PCR方法克隆白绒山羊erk2基因cDNA。通过在线软件Blast进行核酸序列分析,用SMART与Psite进行氨基酸序列分析。定量RT-PCR检测erk2基因在绒山羊组织中的表达特异性。免疫组化法检测绒山羊睾丸中erk2表达。克隆到的内蒙古白绒山羊erk2基因cDNA片段 (GenBank Accession No. JX569765) 长1 083 bp,包含了编码360个氨基酸残基的全长ORF,氨基酸序列与牛的ERK2 (Bos Taurus BC133588.1) 同源性为100%。SMART分析表明,ORF编码的蛋白包含了活化位点“TEY”及具有丝氨酸/苏氨酸激酶催化活性的S-TKc结构域。Psite分析表明,含2个N-糖基化位点、1个依赖于cAMP/cGMP的蛋白激酶磷酸化位点、3个蛋白激酶c磷酸化位点、5个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、2个N-豆蔻酰化位点、2个异戊二烯基结合区 (CAAX box)、7个微体羧基端靶向信号、2个蛋白激酶ATP结合区标记及一个丝/苏氨酸蛋白激酶活性区域标记。PSORT (k-NN prediction) 程序预测其定位于细胞质中。定量RT-PCR分析显示erk2基因mRNA丰度在心脏、皮肤以及乳腺组织中mRNA丰度较高,脾、肾中的表达相对较低。在睾丸中检测到ERK2蛋白表达。

    • >工业生物技术
    • 易错PCR提高华根霉脂肪酶的热稳定性

      2013, 29(12):1753-1764.

      摘要 (1785) HTML (0) PDF 10.72 M (2784) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高华根霉Rhizopus chinensis CCTCC M201021脂肪酶的热稳定性,运用定向进化-易错PCR的方法,经两轮易错PCR引入突变,利用fast-blue RR顶层琼脂法对突变文库进行筛选,第一轮易错PCR后筛选到2株突变菌株,第二轮筛选到4株突变株。第二轮最佳突变株Ep2-4,其中3个氨基酸发生了突变:A129S、P168L和V329A。该突变酶ep2-4在60 ℃下半衰期相对原始酶r27RCL提高5.4倍,T50值提高7.8 ℃。酶学性质研究表明,突变酶ep2-4在热稳定性提高的基础上,仍保有良好的催化活性。蛋白质三维结构模拟显示,突变A129S可以和Gln133形成氢键,增加了酶表面的亲水性和极性;P168L可以与邻近的Leu164形成疏水键,导致突变酶的热稳定性提高。

    • >医学与免疫生物技术
    • 电转联合热休克蛋白佐剂疫苗引发抗HBV的免疫应答

      2013, 29(12):1765-1775.

      摘要 (1507) HTML (0) PDF 3.86 M (2359) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对HBV感染的治疗性DNA疫苗虽然具有很好的应用前景,但目前抗病毒效果并不高,表明在病毒长期感染过程中存在免疫抑制机制。以HBV的表面蛋白(HBsAg)和核心蛋白(HBcAg)为DNA疫苗抗原,采用gp96和HSP70作为佐剂联合电转以提高疫苗的活性。将gp96为佐剂的HBsAg/HBcAg DNA疫苗免疫HBV转基因鼠后引发抗原特异性的细胞免疫和体液免疫应答。使用gp96和HSP70佐剂引起Treg下调20%。与没有免疫的小鼠相比,以gp96和HSP70为佐剂的DNA疫苗显著降低血清中病毒S抗原水平和DNA拷贝数,大幅降低小鼠肝脏中HBc的表达。该研究为设计以gp96为佐剂的乙肝治疗性DNA疫苗提供了依据。

    • 单纯疱疹病毒2型潜伏相关转录体ORF1的表达及其抗凋亡作用

      2013, 29(12):1776-1785.

      摘要 (1432) HTML (0) PDF 3.55 M (2454) 评论 (0) 收藏

      摘要:旨在研究单纯疱疹病毒2型潜伏相关转录体 (LAT) 开放读码框1 (ORF1) 对放线菌素D诱导的凋亡作用的影响。以HSV-2 333基因组为模板PCR扩增ORF1片段,构建重组质粒pEGFP-ORF1,转染Vero细胞,RT-PCR鉴定ORF1的表达。放线菌素D诱导Vero细胞凋亡,通过荧光显微镜观察凋亡小体,Hochest33258荧光染色观察细胞形态变化,MTT检测细胞活性,流式细胞术检测细胞凋亡率。双酶切和测序确认pEGFP-ORF1构建成功,RT-PCR表明该真核表达载体能在Vero细胞中高效表达。转染了pEGFP-ORF1的Vero细胞经放线菌素D凋亡诱导后,Hochest33258染色显示细胞形态正常。MTT结果表明转染了重组质粒pEGFP-ORF1的Vero细胞经放线菌素D凋亡诱导后Vero细胞活性与未经任何处理的正常对照组相比,无显著差异 (P>0.05),但高于放线菌素D诱导凋亡的Vero细胞组及与转染空质粒pEGFP-C2且放线菌素D诱导凋亡的Vero细胞组,差异具有统计学意义 (P<0.05)。流式结果表明,转染重组质粒pEGFP-ORF1且经放线菌素D诱导凋亡组与正常对照组凋亡率差异不显著 (P>0.05),而显著低于放线菌素D诱导凋亡组和转染空质粒pEGFP-C2且经放线菌素D诱导凋亡组 (P<0.05)。HSV-2 LAT ORF1具有抗放线菌素D诱导的Vero细胞的凋亡作用。

    • M1GS-HCV/C141核酶的构建及其体外抗病毒活性测定

      2013, 29(12):1786-1795.

      摘要 (1264) HTML (0) PDF 1.20 M (2706) 评论 (0) 收藏

      摘要:丙型肝炎病毒 (Hepatitis C virus,HCV) 是引起慢性肝炎的重要病因之一,严重危害公众健康。目前临床HCV感染常采用干扰素联合病毒唑进行治疗,然而应答率不高且易反复。因此,探索新型抗HCV治疗策略及药物显得尤为迫切。针对HCV核心基因的序列,设计与之互补的引导序列 (Guide Sequence,GS),通过PCR的方法将其共价连接于大肠杆菌核糖核酸酶P(RNase P) 催化性亚基 (M1 RNA) 的3¢末端,成功构建了一种靶向性M1GS核酶 (M1GS-HCV/C141)。经体外切割试验、胞内反义效应及胞内毒性研究,结果表明:M1GS-HCV/C141核酶不仅能够在体外对靶RNA片段产生特异性切割,在HCV感染的Huh7.5.1细胞中,也能显著抑制病毒核心蛋白的表达,进而使HCV RNA的拷贝数减少约1 000倍。因此,文中构建的M1GS-HCV/C141核酶在体外具有显著的抗HCV活性,这为HCV治疗研究提供了一条新的潜在途径。

    • >组织工程与细胞培养
    • 静电纺丝法构建食道上皮组织

      2013, 29(12):1796-1807.

      摘要 (1332) HTML (0) PDF 10.81 M (2253) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了模拟食道上皮基膜构造,促进上皮组织的再生,以聚乳酸 (PLA) 和丝素蛋白 (SF) 为材料,利用静电纺丝法制备了PLA及PLA/SF等多孔纤维膜支架;并从猪食道粘膜组织中分离提取包括IV型胶原蛋白、层粘连蛋白、巢蛋白及蛋白聚糖等基膜蛋白的提取液,涂覆接枝于支架表面。通过扫描电镜 (SEM)、力学测试系统、体外降解等手段对支架材料的特征和性能进行检测。结果显示这两种支架的力学性能、纤维特性等均与基膜相仿;而细胞培养实验与CK14抗体进行的免疫组化分析表明,PLA/SF相对于PLA支架更能促进上皮细胞的增殖和粘附,基膜蛋白提取液的包被是有利于上皮细胞的生长和功能表达,研究结果将为工程化食道的构建提供重要的实验依据。

    • >生物技术与方法
    • 乙肝病毒S抗原和preS1抗原表位融合蛋白(S/preS1) 在CHO细胞中的稳定高效表达

      2013, 29(12):1808-1816.

      摘要 (1667) HTML (0) PDF 1.66 M (4007) 评论 (0) 收藏

      摘要:含前S蛋白的重组乙型肝炎疫苗是第3代乙肝疫苗研发的重点,有望替代现在广泛使用的基因工程疫苗。构建表达乙肝病毒S抗原和preS1抗原表位 (21-47位氨基酸) 融合蛋白 (S/preS1) 的真核表达载体HMRCHEF53u/Neo-S/preS1并转染CHO-S细胞,经ELISA和有限稀释克隆筛选获得了S/preS1表达效率高、体外培养生物学性状好的CHO细胞系10G6。Western blotting分析证实10G6表达的S/preS1同时保留S和preS1的天然免疫原性。10G6细胞在以活细胞密度和preS1/S浓度为评价指标的连续批次培养过程中保持着稳定的目的产物表达效率和良好的生长特性。采用无血清流加培养工艺,10G6细胞的活细胞密度和preS1/S浓度分别达到7×106~10×106 cells/mL和17~20 mg/L。

    • Alg-g-PEI/pVEGF复合物体内促血管生成作用

      2013, 29(12):1817-1827.

      摘要 (1489) HTML (0) PDF 12.12 M (2633) 评论 (0) 收藏

      摘要:旨在研究氧化海藻酸——低分子量聚乙烯亚胺两性刷型共聚物 (Algin-a-te-graft-PEI, Alg-g-PEI) 与血管内皮生长因子质粒 (pVEGF) 复合后对体内血管生成的影响。采用细胞和斑马鱼实验检测了Alg-g-PEI/pVEGF复合物的毒性;通过凝胶电泳实验评价了Alg-g-PEI对DNA的保护作用;利用鸡胚绒毛尿囊膜 (CAM) 和斑马鱼模型,选用PEI 25K/pVEGF作为阳性对照、生理盐水为空白对照,观察复合物对血管新生的促进作用。结果发现:Alg-g-PEI对质粒有较好的保护作用;Alg-g-PEI/pVEGF复合物具有较低的细胞、斑马鱼毒性,能显著促进CAM和斑马鱼的血管生成,且具有剂量依赖性,当pVEGF用量等于2.4 μg/CAM时,复合物对CAM血管生成的促进作用最明显,血管面积和CAM面积比 (VA/CAM) 为44.04%,高于阳性对照组 (35.90%) 和空白对照组 (24.03%) (**P<0.01)。复合物对斑马鱼血管新生的促进作用随氮磷比 (N/P) 的增加而增强,其中N/P=110时,血管新生最明显:肠下血管总长度和面积分别为1.11 mm和1.70×103像素,高于空白对照组 (0.69 mm和0.95×103像素) (**P<0.01) 和阳性对照组 (0.82 mm和1.11×103像素) (**P<0.01) 。综上所述,Alg-g-PEI/pVEGF能于体内促进血管生成,该载体有望用于临床缺血性疾病的治疗。

    • 利用6-磷酸-β-葡萄糖苷酶在低温条件下获得酶-底物复合物实际结构的方法

      2013, 29(12):1828-1835.

      摘要 (1543) HTML (0) PDF 3.35 M (3024) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用“酶晶体低温抑活底物固定”方法,在?20 ℃条件下,将6-磷酸-β-葡萄糖苷酶 (BglA) 晶体与底物对硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷-6-磷酸 (pNPβG6P) 进行浸泡试验,通过X射线进行衍射数据收集并处理,获得了完整的底物电子密度图。研究结果表明,在不突变酶中关键基团使酶失活,以及不选用底物类似物替代原有底物的情况下,通过上述方法,可以获得酶与底物复合物的实际结构。该研究结果可为今后低温酶学及复合物中间态的进一步研究提供帮助。

    • Ca2+对水杨酸诱发的丹参幼苗丹酚酸B生物合成的影响

      2013, 29(12):1836-1846.

      摘要 (1536) HTML (0) PDF 3.93 M (2356) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究Ca2+在水杨酸诱导丹参幼苗丹酚酸B生物合成过程中的作用,分别用激光共聚焦显微镜和高效液相色谱仪检测胞外Ca2+通道抑制剂Vp和LaCl3,胞内Ca2+通道抑制剂LiCl以及胞内钙调素拮抗剂TFP处理前、后水杨酸诱导丹参叶片保卫细胞内Ca2+荧光强度和丹酚酸B含量的变化。结果表明,水杨酸 (SA) 处理后6 min即可诱发丹参幼苗叶片保卫细胞内Ca2+迸发,持续时间为2~3 min,丹参幼苗丹酚酸B生物合成量亦显著增加,且丹酚酸B合成量的增加发生在Ca2+迸发之后。胞外Ca2+通道抑制剂、胞内Ca2+通道抑制剂以及胞内钙调素拮抗剂均可抑制水杨酸诱导的Ca2+迸发和丹酚酸B的生物合成。结果表明水杨酸诱发的Ca2+对丹参幼苗丹酚酸B生物合成具有重要的调控作用。

    • 利用Cre/LoxP系统删除转基因山羊体内的选择标记基因

      2013, 29(12):1847-1854.

      摘要 (1960) HTML (0) PDF 1.96 M (3691) 评论 (0) 收藏

      摘要:在制备转基因家畜过程中的一个关键步骤是使用选择标记基因 (Selectable marker genes,SMGs) 将转基因整合细胞从大量的正常细胞中筛选出来,这导致了SMGs整合入家畜的基因组内持续传递给后代。SMGs已被证明能够显著影响基因组内整合位点处的基因调控,也增加了对转基因动物安全评价的复杂性。为了确定转基因山羊制备过程中SMGs的删除时机和删除方法,在体细胞克隆前后两个时段内,利用Cre/LoxP系统删除SMGs的可行性,同时比较了蛋白转导和质粒共转染两种Cre导入方式的删除效率。结果表明:尽管在首次对山羊成纤维细胞进行遗传修饰后即可进行SMGs删除,但两次遗传修饰导致细胞严重老化,无法用于后续的体细胞克隆羊制备。在转基因山羊的成体细胞中删除SMGs不存在上述问题,成功率高,缺点是试验周期长、耗资增大。Cre表达质粒瞬时转染能够删除SMGs,但有超过30%的无SMGs细胞克隆中整合有质粒序列。TAT-CRE蛋白质转导方法可以避免引入的新外源基因,SMGs删除率达到43.9%~72.8%,是一种较佳的SMGs删除手段。

    • >生物育种与工艺优化
    • 烟酸转磷酸核糖激酶和丙酮酸羧化酶共表达对大肠杆菌BA002产丁二酸的影响

      2013, 29(12):1855-1859.

      摘要 (1775) HTML (0) PDF 364.10 K (2616) 评论 (0) 收藏

      摘要:大肠杆菌BA002是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因 (ldhA) 和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因 (pflB) 的工程菌。厌氧条件下NADH不能及时再生为NAD+,引起胞内辅酶NAD(H)的不平衡,最终导致厌氧条件下菌株不能利用葡萄糖生长代谢。pncB是烟酸转磷酸核糖激酶 (NAPRTase) 的编码基因,通过过量表达pncB基因能够提高NAD(H)总量与维持合适的NADH/NAD+,从而恢复了厌氧条件下重组菌E. coli BA014 (BA002/pTrc99a-pncB) 的生长和产丁二酸的性能。然而,BA014在厌氧发酵过程中有大量丙酮酸积累,为进一步提高菌株的丁二酸生产能力,减少副产物丙酮酸的生成,共表达NAPRTase和来自于乳酸乳球菌 NZ9000中丙酮酸羧化酶 (PYC) 的编码基因pyc,构建了重组菌E. coli BA016 (BA002/pTrc99a-pncB-pyc)。3 L发酵罐结果表明,BA016发酵112 h后,共消耗了35.00 g/L的葡萄糖。发酵结束时,菌体OD600为4.64,产生了25.09 g/L丁二酸。通过共表达pncB和pyc基因,使BA016的丙酮酸积累进一步降低,丁二酸产量进一步提高。

    • pH与溶氧控制对解淀粉芽胞杆菌发酵粗甘油生产2,3-丁二醇的影响

      2013, 29(12):1860-1864.

      摘要 (1501) HTML (0) PDF 478.47 K (2514) 评论 (0) 收藏

      摘要:首次利用一株安全菌株解淀粉芽胞杆菌发酵生物柴油副产物粗甘油生产2,3-丁二醇。溶氧和pH是影响微生物法生产2,3-丁二醇的最主要因素。结果表明,发酵过程中不控制pH更有利于2,3-丁二醇合成;采用三阶段控制搅拌转速策略,2,3-丁二醇产量最大值达到?38.1?g/L,生产强度达到1.06?g/(L·h),与恒定转速获得的最好结果相比,分别提高了14.8%和63.1%。采用脉冲流加发酵时,2,3-丁二醇产量达到71.2 g/L,2,3-丁二醇生产强度达到0.99 g/(L·h),这是目前报道的利用粗甘油合成2,3-丁二醇的最高产量。

    • 氮源种类及浓度对眼点拟微绿球藻生长密度、油脂产率和二十碳五烯酸含量的影响

      2013, 29(12):1865-1869.

      摘要 (1496) HTML (0) PDF 393.15 K (2763) 评论 (0) 收藏

      摘要:氮源是影响微藻生长和油脂积累的重要因素,文中通过单因素试验比较了NaNO3、CO(NH2)2、NH4Cl、CH3COONH4及其浓度对眼点拟微绿球藻生长密度、油脂产率、二十碳五烯酸(EPA)含量的影响。结果表明:NH4+更易被眼点拟微绿球藻利用,能更好地促进微藻生长和油脂积累;氮浓度的增加有利于微藻的生长和藻油脂肪酸的去饱和,但不利于微藻油脂的积累。在实验考察的氮源种类和浓度范围内,CH3COONH4是促进眼点拟微绿球藻生长和油脂积累、EPA生成的适宜氮源,其适宜的浓度为5.29 mmol/L。

    • 脂肽-糖脂混合生物表面活性剂产生菌筛选和优化培养

      2013, 29(12):1870-1874.

      摘要 (1784) HTML (0) PDF 1.85 M (3787) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合脂肽和糖脂的性能优势,致力于产脂肽-鼠李糖脂混合型生物表面活性剂的新菌株选育和培养条件优化。采用血平板溶血圈法初筛菌株、改进排油圈法快速检测产量以及飞行时间质谱鉴定产物结构。对优选菌株的碳源、氮源和磷酸盐缓冲液、重要金属离子浓度等进行了单因子和正交试验,优化了培养基和培养条件。采用高压液相色谱和蒽酮比色法定量分析了产物组成。筛选获得了同时积累糖脂和脂肽的新菌株,鉴定命名为芽胞杆菌Bacillus subtilis THY-7。摇瓶分批培养48 h,细胞OD600为37.0,产物浓度2.4 g/L,分别是优化前的3.4倍和3.1倍。发酵罐补料分批培养,泡沫中产物浓度达到4.5 g/L,且74%为表面活性素,22%为鼠李糖脂。B. subtilis THY-7是具有脂肽-鼠李糖脂高产潜力的优选菌株。

    • 大肠杆菌AFP111菌体回收连续转化生产丁二酸

      2013, 29(12):1875-1879.

      摘要 (1705) HTML (0) PDF 370.18 K (2775) 评论 (0) 收藏

      摘要:在利用大肠杆菌AFP111厌氧发酵生产丁二酸过程中,随着产物丁二酸的不断积累,菌体活力和产酸能力逐渐降低,而通过回收菌体在新鲜培养基中重复发酵,可延长厌氧发酵时间,但是丁二酸生产效率较低。为了提高菌体回收丁二酸的转化效率,通过在回收菌体时有氧诱导 3 h,以纯水为培养基,进行丁二酸转化发酵。在连续进行 3 批次的发酵后,丁二酸的总产量和最终收率分别为 56.50 g/L和90%,生产速率达到了 0.81 g/(L·h),比未诱导情况下的生产速率提高了13%。

    • 细胞培养工艺条件对抗体异质性影响的研究进展

      2013, 29(12):1880-1886.

      摘要 (1759) HTML (0) PDF 386.98 K (5663) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗体药物具有靶向明确、副作用小等优势,近年来受到国内外药企的广泛关注。然而,动物细胞大规模培养和抗体质量分析已然成为我国的抗体药物产业化的主要限制因素,尤其是细胞培养工艺条件对抗体异质性的影响非常显著,如何有效通过优化工艺条件来满足抗体药物开发要求成为迫在眉睫的问题。文中简要综述了近年来细胞培养工艺条件对抗体异质性影响的技术进展,并对未来国内抗体药物开发作了展望。

    • >其他
    • 29(12) 封面

      2013, 29(12).

      摘要 (1120) HTML (0) PDF 13.55 M (1848) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 29(12) 目录

      2013, 29(12).

      摘要 (1048) HTML (0) PDF 7.03 M (2172) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 2013年《生物工程学报》总目录

      2013, 29(12).

      摘要 (863) HTML (0) PDF 711.96 K (2491) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 致谢审稿专家

      2013, 29(12).

      摘要 (920) HTML (0) PDF 287.06 K (1684) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 《生物工程学报》征稿简则

      2013, 29(12).

      摘要 (819) HTML (0) PDF 1.66 M (1560) 评论 (0) 收藏

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