• 2021年第37卷第7期文章目次
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    • >主编导读
    • 主编导读—2021年7期

      2021, 37(7):2191-2196. DOI: 10.13345/j.cjb.200491

      摘要 (180) HTML (234) PDF 314.49 K (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:本期主编导读主题:碱基编辑、脑细胞芯片、超高通量筛选、微量磷酸

    • >综述
    • 高通量筛选系统在定向改造中的新进展

      2021, 37(7):2197-2210. DOI: 10.13345/j.cjb.200431

      摘要 (729) HTML (2003) PDF 859.30 K (1171) 评论 (0) 收藏

      摘要:化蛋白质富集等技术方法,以及疫苗抗体、多肽药物、治疗用酶、生物材料、

    • 形态工程在生物基化学品生产中的应用进展

      2021, 37(7):2211-2222. DOI: 10.13345/j.cjb.200516

      摘要 (338) HTML (794) PDF 478.59 K (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:合成生物学和代谢工程是构建微生物细胞工厂、实现化学品绿色生物制造的重要方法,目前主要集中在微生物代谢网络的改造及调控上,很少考虑到微生物细胞特性的影响。形态工程通过改造微生物细胞形态相关蛋白,有目的地对微生物细胞形态及分裂方式进行合理调控,从而优化微生物细胞的特性,是降低生物炼制成本的一种新兴生物工程技术。文中首先介绍了与微生物细胞形态相关的各类蛋白,并重点总结了形态工程在生物基化学品合成方面的应用进展,包括调控细胞体积以提高胞内产物积累量、改善细胞通透性以促进胞外产物分泌、实现高密度发酵以降低生产成本、控制产物水解程度以提高产品性能。最后,提出了形态工程面临的主要问题并展望了其未来的发展趋势。

    • 核内小体的复杂结构与多样化功能

      2021, 37(7):2223-2231. DOI: 10.13345/j.cjb.200485

      摘要 (330) HTML (1638) PDF 462.12 K (915) 评论 (0) 收藏

      摘要:核内小体是定位于细胞核内的无膜结构,为多蛋白-RNA复合体,通过招募相关蛋白参与基因转录、RNA剪切、表观遗传调控、肿瘤发生与抑制及抗病毒防御等多种细胞活动。明确核内小体蛋白的形成过程、功能和调控机制对研究相关疾病与病毒-宿主作用机制均具有重要意义。以下以几种核内小体蛋白为例,对核内小体的形成方式、结构与功能进行综述,并重点阐述其在抗病毒感染中的重要作用,期望为宿主抗病毒免疫机制研究提供一个新的靶标。

    • CDK4/6信号通路靶向治疗剂在癌症治疗中的研究进展

      2021, 37(7):2232-2239. DOI: 10.13345/j.cjb.200455

      摘要 (348) HTML (2402) PDF 318.65 K (963) 评论 (0) 收藏

      摘要:多数癌症的发生发展都具有细胞周期高度活化的特性。细胞周期蛋白依赖性激酶4/6 (CDK4/6) 不仅在细胞有丝分裂中发挥了巨大作用,而且参与了衰老、凋亡和组蛋白调节等诸多生物学过程,并在多种癌症的发生发展中被异常激活。FDA批准了Palbociclib、Ribociclib和Abemaciclib等3种靶向CDK4/6的抑制剂,在临床上也取得了显著的疗效,有效地延长了内分泌治疗耐药的乳腺癌患者以及其他多种类型癌症患者的生存期。但这些抑制剂的临床应用也面临着获得性耐药等问题。文中综述了CDK4/6参与的生物调控过程,及其抑制剂在癌症治疗中的应用和面临的耐药性挑战。

    • 超分子多肽自组装在生物医学中的应用

      2021, 37(7):2240-2255. DOI: 10.13345/j.cjb.200440

      摘要 (724) HTML (2090) PDF 1.81 M (1317) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,自组装多肽纳米技术因其可形成规则有序的结构、具有多样的功能而备受关注。研究发现自组装多肽能在特定的条件下形成具有确定结构的聚集体,这种聚集体具备生物相容性好、稳定性高等优点,表现出不同于单体多肽分子的特性和优势,因此其在药物传递、组织工程、抗菌等领域具有良好的应用前景。文中介绍了自组装多肽形成的分子机理、类型、影响因素,综述了自组装多肽形成的纤维肽基水凝胶与自组装抗菌肽的最新进展,并提出目前多肽自组装技术所存在的问题及展望。

    • 疾病治疗及药物制备用酶的研究进展

      2021, 37(7):2256-2271. DOI: 10.13345/j.cjb.200448

      摘要 (425) HTML (1944) PDF 570.41 K (686) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物技术的发展及对疾病机理的深入研究,使酶逐步应用于疾病治疗。与此同时,以酶作为催化剂制备非天然有机化合物具有反应条件温和、催化效率高、特异性高、选择性强、副反应少等优点。因而,酶也在药物制造方面展现了巨大潜力。此外,基因工程、酶化学修饰和固定化技术的应用进一步改善了酶的功能。基于此,文中结合本课题组的相关研究,综述了近年来酶作为药物用于疾病治疗及作为催化剂用于药物制造的研究进展,并对其存在的问题提出了相应的解决办法,最后对酶在医药领域的应用前景进行了展望。

    • 乳酸菌作为药物分子粘膜投递载体的研究进展

      2021, 37(7):2272-2282. DOI: 10.13345/j.cjb.200482

      摘要 (353) HTML (1083) PDF 351.46 K (755) 评论 (0) 收藏

      摘要:乳酸菌是被公认为安全的食品级微生物,广泛地应用于食品生产、保存以及作为益生菌促进人类健康。鉴于发展有效的投递药物分子策略的需要,乳酸菌成为了极有吸引力的用于口服、鼻饲及阴道进行粘膜投递药物分子的活载体。用乳酸菌作为药物分子的投递载体,安全性好,且可直接合成并投递目标蛋白,显著降低药物生产成本。到目前为止,乳酸菌作为粘膜投递载体,已成功地向粘膜组织投递了一系列功能蛋白用以治疗多种疾病。文中综述了近20年的数据,重点聚焦乳酸菌作为药物分子投递载体的发展和应用,为今后乳酸菌作为活载体的临床研究提供一定参考。

    • 慢病毒载体定量检测方法的研究进展

      2021, 37(7):2283-2292. DOI: 10.13345/j.cjb.200507

      摘要 (340) HTML (2726) PDF 623.41 K (917) 评论 (0) 收藏

      摘要:免疫疗法正在发展成为一种可用于多种恶性肿瘤的有效且侵入性较小的治疗方法。慢病毒载体 (Lentiviral vectors,LVs) 因其能够稳定地整合相对较大的外源DNA,并且有效地转导分裂细胞和非分裂细胞,已在免疫治疗中显现出巨大潜力。临床应用对慢病毒载体具有较高的质量要求,需要对最终产品进行严格的质量控制以保证其纯度、效力和安全性。其中慢病毒载体的定量检测是产品研发和质控的关键环节之一。文中总结了LVs定量检测的现有方法,包括流式细胞术 (Fluorescence activated cell sorter,FACS)、P24酶联免疫法 (P24 enzyme-linked immunosorbent assay,P24 ELISA)、实时荧光定量PCR方法 (Real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)、纳米粒子跟踪分析 (Nanoparticle tracking analysis,NTA)、可调电阻式脉冲传感 (Tunable resistive pulse sensing,TRPS) 和病毒计数仪 (Virus counter,VC),并对其优缺点进行比较,对发展新的检测方法和存在的挑战进行了展望。

    • 小鼠杂交瘤单克隆抗体快速制备技术研究进展

      2021, 37(7):2293-2306. DOI: 10.13345/j.cjb.200275

      摘要 (282) HTML (2361) PDF 912.94 K (957) 评论 (0) 收藏

      摘要:小鼠杂交瘤单克隆抗体来源稳定、后期易制备、产量高,是免疫学中使用最为普遍的抗体。传统的耗时费力的杂交瘤制备技术无法满足日益增长的市场需求。文中从抗原设计筛选、B细胞富集与筛选、骨髓瘤细胞的改造、融合技术的改进、阳性杂交瘤细胞筛选及单克隆抗体性能快速测定中所涉及的快速制备技术方面进行阐述,以期为系统化的小鼠杂交瘤单克隆抗体的快速制备方法提供参考。

    • 碱基编辑系统研究最新进展及应用

      2021, 37(7):2307-2321. DOI: 10.13345/j.cjb.200480

      摘要 (601) HTML (3443) PDF 540.55 K (982) 评论 (0) 收藏

      摘要:CRISPR系统能够在基因组DNA中完成精准编辑,但依赖于细胞内的同源重组 (Homology directed recombination,HDR) 修复途径,且效率极低。基于CRISPR/Cas9系统开发的碱基编辑技术 (Base editing) 通过将失去切割活性的核酸酶与不同碱基脱氨基酶融合,构建了两套碱基编辑系统 (Base editors,BE):胞嘧啶碱基编辑器 (Cytosine base editor,CBE) 和腺嘌呤碱基编辑器 (Adenine base editor,ABE)。这两类编辑器分别能够在不产生DNA双链断裂的前提下在基因靶位点完成C>T (G>A) 或A>G (T>C) 的替换,最终实现精准的碱基编辑。目前碱基编辑技术已经广泛应用于基因治疗、动物模型构建、精准动物育种和基因功能分析等领域,为基础和应用研究提供了强大的技术工具。文中概括了碱基编辑技术的研发过程、技术优势、应用现状、存在问题及改进策略,以期为相关领域的科研人员了解和使用碱基编辑系统提供参考。

    • 壳聚糖及其衍生物在口腔疾病防治中的研究进展

      2021, 37(7):2322-2333. DOI: 10.13345/j.cjb.200490

      摘要 (350) HTML (1943) PDF 469.03 K (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:壳聚糖是一种天然高分子多糖,在食品、纺织、美容、医疗等行业被广泛应用。在口腔医学领域,壳聚糖及其衍生物因多种优良的生物学性能,如抗菌性能、载药功能、再矿化性能和成骨作用等,被广泛应用于多种口腔常见疾病的预防和治疗。文中介绍了壳聚糖的生物学性能、壳聚糖常见衍生物,与壳聚糖及其衍生物在口腔疾病防治方面的最新应用研究进展。

    • 基于SH2超亲体的微量样品酪氨酸磷酸化蛋白质组学技术研究进展及应用

      2021, 37(7):2334-2341. DOI: 10.13345/j.cjb.200421

      摘要 (204) HTML (1387) PDF 366.72 K (832) 评论 (0) 收藏

      摘要:酪氨酸磷酸化是生物体内一种重要的蛋白质磷酸化修饰类型,参与细胞信号转导、细胞迁移、凋亡等众多的生命活动过程。在磷酸化蛋白质组学研究中,由于酪氨酸磷酸化蛋白丰度低且有时起始样品量有限,传统的磷酸化蛋白质组富集方法用于酪氨酸磷酸化肽富集效率较低。微量样品的制备技术以及SH2超亲体的引入正在改变酪氨酸磷酸化蛋白质组研究的现状,现对此进行综述。

    • 长链非编码RNA介导Wnt/β-catenin信号通路调控骨代谢的研究进展

      2021, 37(7):2342-2350. DOI: 10.13345/j.cjb.200451

      摘要 (177) HTML (718) PDF 383.74 K (515) 评论 (0) 收藏

      摘要:骨代谢的平衡取决于骨形成及骨吸收之间的动态平衡,Wnt/β-catenin信号通路能够广泛参与骨吸收及骨形成的调控,在维持骨代谢平衡中发挥着重要作用。近年来有研究表明,长链非编码RNA (Long non-coding RNA, lncRNA) 也广泛参与骨代谢各阶段的调节,还能通过Wnt/β-catenin信号通路参与骨代谢平衡的调控。目前关于lncRNA介导Wnt/β-catenin信号通路调控骨代谢的综述报道较为鲜见。鉴于此,文中主要以Wnt/β-catenin信号通路为切入点,概述lncRNA在骨代谢中的调控作用,发现lncRNA能够通过靶向作用于miRNA间接调控Wnt/β-catenin信号通路,也能通过Wnt/β-catenin信号通路上的关键因子直接激活或抑制Wnt/β-catenin信号通路,进而发挥其对骨代谢的调控作用,这些发现为lncRNA调控骨代谢作用机制的研究提供了新的思路和方向。

    • 基于芽胞的混凝土微生物原位修复技术研究进展

      2021, 37(7):2351-2365. DOI: 10.13345/j.cjb.200479

      摘要 (305) HTML (1074) PDF 579.38 K (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:混凝土是最广泛使用的现代建筑材料,在应力作用下易于开裂,使混凝土结构具有渗透性,影响其耐用性和完整性,进而缩短使用寿命。混凝土微生物原位修复技术是一种廉价、有效、绿色的方式,因其具有良好的生物相容性、延长混凝土服役寿命、减少经济损失与环境污染等特点,已成为研究热点。其中,芽胞杆菌因良好的生物矿化能力且其芽胞具有极强的环境耐受能力和长期存活能力而备受关注。为推动微生物原位修复混凝土的研究开发及规模化应用,文中综述了基于芽胞的混凝土原位修复机理、芽胞在混凝土中的生存情况、芽胞与外添加物对混凝土机械性能的影响、修复剂的开发和修复效果等方面的进展,并指出了将来的研究重点,如提高芽胞在混凝土内部恶劣环境下的存活能力、降低外添加物对混凝土机械性能的影响和强化实际现场应用的修复效果等。

    • 酶制剂清除食源性致病菌生物被膜的研究进展

      2021, 37(7):2366-2378. DOI: 10.13345/j.cjb.200502

      摘要 (256) HTML (1277) PDF 530.04 K (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:食源性致病菌对人类健康与公众安全造成了极大的危害,形成生物被膜加剧了它们的致病与耐药风险。酶具有高度专一性,可靶向作用于生物被膜中的特殊物质,从而清除食源性致病菌的生物被膜,具有重要的科研价值和广泛的应用前景。因此,文中系统地综述了相关酶制剂清除食源性致病菌生物被膜的研究进展。根据酶制剂的不同作用靶点,着重介绍了群体感应抑制酶、环二鸟苷酸代谢酶、胞外基质水解酶等酶制剂的研究现状。文中还针对抗生物被膜酶制剂的未来研究方向进行了展望,旨在为食源性致病菌生物被膜的有效控制提供新的技术与策略。

    • TetR家族转录调控因子配体的研究进展

      2021, 37(7):2379-2392. DOI: 10.13345/j.cjb.200503

      摘要 (338) HTML (1726) PDF 1.05 M (626) 评论 (0) 收藏

      摘要:TetR家族转录调控因子 (TetR family transcriptional regulators,TFRs) 广泛分布于细菌与古菌中,最早被发现的是可控制大肠杆菌四环素外排泵的TetR。TFRs拥有DNA结合和多样的配体感知能力,其作用机制复杂。配体小分子诱导TFRs产生构象变化,抑制或促进TFRs对其靶点的控制。目前已知的TFRs配体种类繁多,包括糖类、蛋白质、脂肪酸及其衍生物、金属离子等。配体的多样性使得TFRs调节范围很广,包括从基础碳代谢、氮代谢到群体感应、抗生素生物合成等一系列生理过程。文中主要从介导调控角度介绍TFRs配体的研究进展,并结合笔者实验室的研究工作,重点阐述TFRs配体在基础碳代谢、脂肪酸生物合成与降解等初级和次级代谢产物合成过程中的作用机制,及其在基因线路开发和抗生素合成基因的激活等应用方面的研究进展。

    • 神经网络自编码器算法在癌症信息学研究中的应用

      2021, 37(7):2393-2404. DOI: 10.13345/j.cjb.200512

      摘要 (175) HTML (1400) PDF 484.87 K (522) 评论 (0) 收藏

      摘要:癌症已经被广泛认为是高度异质性的疾病,癌症的早期诊断、分型和预后已成为癌症研究的关注重点。在大数据时代,对海量癌症生物医学数据进行高效的数据挖掘是生物信息学面临的重要挑战。自编码器(Autoencoder) 作为神经网络的一种典型模型,能够通过无监督的方式高效地学习输入数据的特征,进而对生物数据进行整合与挖掘。文中首先介绍了自编码器模型结构并阐述其工作流程,之后结合多种类型的生物医学数据总结自编码器在癌症信息学研究领域的进展,并展望其发展趋势及应用方向。

    • 组织工程细胞片的构建

      2021, 37(7):2405-2413. DOI: 10.13345/j.cjb.200520

      摘要 (294) HTML (997) PDF 385.24 K (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为一种无支架的组织工程技术,组织工程细胞片不仅可以避免支架材料带来的不利影响,而且可通过组装进一步形成更为复杂的三维功能化组织,因而在生物医学领域备受关注。细胞片的构建主要是基于敏感性材料所构建的培养基底,通过改变温度、酶、光、离子、氧化还原pH、糖等刺激因素,调节基底对细胞的粘附行为使细胞发生自然脱附,从而获取细胞片。近年来,随着研究的深入进行,特别是各种新型的敏感性培养基底的不断发展,各种简单高效的细胞片构建技术不断涌现,得到的各种具有优良性能的细胞片极大地扩展了其应用的广度和深度。文中对组织工程细胞片的各种构建方法进行了阐述,对其存在的问题及发展前景进行了分析和展望。

    • CRISPR在食源性致病菌进化分析、检测分型及毒力耐药调控中的应用进展

      2021, 37(7):2414-2424. DOI: 10.13345/j.cjb.200539

      摘要 (243) HTML (682) PDF 465.65 K (639) 评论 (0) 收藏

      摘要:规律成簇间隔的短回文重复序列 (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR) 与其相关蛋白基因系统可通过限制基因的水平转移而有效防御噬菌体等外源基因元件的入侵,不同细菌之间的CRISPR结构有所差异。基于CRISPR系统的差异性,文中对近几年CRISPR在食源性致病菌进化分析、检测与分型、毒力与耐药中的应用研究进行概述,并对基于CRISPR序列特点开发的细菌检测分型方法以及CRISPR与食源性致病菌的毒力、耐药性之间的相关性进行重点总结分析。此外,文中探讨了CRISPR在进化分析、检测与分型、毒力与耐药应用中的不足,提出将CRISPR分型方法标准化、完善与扩充致病菌CRISPR数据库、进一步探究噬菌体与细菌之间的共进化关系等建议,为进一步探索CRISPR功能提供参考。

    • 实时无标记细胞分析系统 (RTCA) 在药物心肌毒性检测和生物活性研究中的应用

      2021, 37(7):2425-2434. DOI: 10.13345/j.cjb.200561

      摘要 (303) HTML (1028) PDF 530.73 K (618) 评论 (0) 收藏

      摘要:实时无标记细胞分析系统 (Real time xCELLigence analysis system,RTCA) 是一种新型细胞检测技术,能够连续监测、记录及分析细胞活动产生的各种信息,在药物研究中的心肌毒性评估和细胞生物活性考察方面都可以发挥重要作用。文中首先对RTCA的原理与特点进行了介绍,然后分别对RTCA在心肌毒性和细胞生物活性研究中的应用现状进行了综述,为了解和使用RTCA提供了参考。RTCA技术具有实时无标记、非侵入性、高通量、准确性高等特点,不仅有助于药物研究和新药开发,在其他一些领域也有着广阔良好的应用前景。

    • >动物及兽医生物技术
    • 口蹄疫病毒氨基酸改造对其病毒样颗粒稳定性的影响

      2021, 37(7):2435-2442. DOI: 10.13345/j.cjb.200551

      摘要 (228) HTML (793) PDF 639.00 K (476) 评论 (0) 收藏

      摘要:病毒样颗粒 (Virus like particles,VLPs) 的稳定性是目前影响口蹄疫VLPs疫苗质量的主要因素。为进一步提升口蹄疫VLPs疫苗的质量,基于口蹄疫病毒三维空间结构,通过动力学分析软件设计并筛选出3个氨基酸改造位点。经点突变试剂盒成功制备出上述3种突变型重组质粒,转化大肠杆菌Escherichia coli BL21菌株后经体外诱导表达,Ni离子层析柱纯化后,SDS-PAGE结果证明3种氨基酸突变不影响目标蛋白的表达。体外组装获得的3种突变型VLPs稳定性研究结果发现,内部疏水性侧链氨基酸的引入使VLPs的形态变得更加均一 (N4017W),且其稳定性比其他两种VLPs明显提高。结果表明,衣壳内部疏水性作用力有助于VLPs的形成且有助于维持衣壳的稳定性,为提高VLPs疫苗质量提供了新的研究思路,有助于推进VLPs疫苗的发展。

    • ITPR1基因过表达对鸭子宫上皮细胞Ca2+浓度、脂质含量及钙转运相关基因的调控效应

      2021, 37(7):2443-2452. DOI: 10.13345/j.cjb.200550

      摘要 (172) HTML (708) PDF 507.06 K (1072) 评论 (0) 收藏

      摘要:肌醇1,4,5-三磷酸受体Ⅰ型 (Inositol 1,4,5-trisphosphate receptor 1,ITPR1) 是细胞内Ca2+释放的重要通道。为探讨ITPR1基因过表达对鸭子宫上皮细胞Ca2+浓度和脂质含量的调控效应及其对钙转运相关基因的影响,文中构建鸭ITPR1基因结构域的真核表达载体,转染鸭子宫上皮细胞,检测细胞ITPR1基因的过表达量、Ca2+浓度、细胞的脂质含量以及其他6个钙转运相关基因的表达量。结果显示,转染后子宫上皮细胞内的Ca2+浓度显著降低 (P<0.05),甘油三酯含量极显著升高 (P<0.01),高密度脂蛋白含量极显著降低 (P<0.01);相关性分析结果显示,C端ITPR1基因过表达量与总胆固醇含量呈极显著正相关 (P<0.01),与低密度脂蛋白含量呈显著正相关 (P<0.05),N端ITPR1基因过表达量与甘油三酯含量呈极显著正相关 (P<0.01),与Ca2+浓度呈显著负相关 (P<0.05);RT-qPCR结果显示,C端ITPR1基因过表达对IP3R2、VDAC2、CAV1基因的表达有显著抑制作用,N端ITPR1基因过表达对IP3R3、CACNA2D1基因的表达有显著促进作用。总之,ITPR1基因过表达能促进鸭子宫上皮细胞内Ca2+释放,促进甘油三酯、低密度脂蛋白和胆固醇的合成,抑制高密度脂蛋白的生成,且ITPR1基因过表达对6个钙转运相关基因的表达均产生影响。

    • 地衣芽孢杆菌类细菌素的分离、鉴定及其原核表达

      2021, 37(7):2453-2462. DOI: 10.13345/j.cjb.210181

      摘要 (249) HTML (1004) PDF 560.96 K (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,我国饲料中全面禁止添加抗生素,寻找新型的抗生素替代物成为科学研究的热点之一。为获得新的细菌素,本研究以大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、藤黄微球菌和单增李斯特氏菌为指示菌,通过牛津杯扩散法从羊驼粪便中筛选到高产抑菌物质的芽孢杆菌。基于菌落特征、革兰氏染色和16S rRNA的鉴定结果,将分离到的产抑菌物质菌株命名为地衣芽孢杆菌SXAU06株。采用硫酸铵沉淀、氯仿抽提、分子截留和SDS-PAGE等技术对所产抑菌物质进行分离纯化,经LC-MS/MS和生物信息学分析发现,抑菌物质为分子量约14 kDa的类细菌素,将其命名为BLIS_SXAU06。耐受性试验结果显示,BLIS_SXAU06具有耐高温、耐酸碱和耐蛋白酶K的特性。利用大肠杆菌表达系统对BLIS_SXAU06进行重组表达,所获得的重组BLIS_SXAU06具有抑制金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、藤黄微球菌和单增李斯特氏菌生长的活性。综上所述,BLIS_SXAU06具有优良的特性,可进一步在农业生产、生物医药和食品加工领域开展研究。

    • >环境生物技术
    • 锌、镉及其复合胁迫下白花泡桐幼苗的生理及富集特征

      2021, 37(7):2463-2473. DOI: 10.13345/j.cjb.200459

      摘要 (234) HTML (481) PDF 434.60 K (356) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水培培养的试验方法,研究白花泡桐幼苗在锌 (Zn)、镉 (Cd) 单一及复合胁迫下的生理生化响应及对重金属的富集、转移特征变化。结果表明,单一及复合重金属胁迫下,白花泡桐的生物量、株高及过氧化物酶 (Peroxidase,POD) 活性均随处理浓度的增加而降低。在复合污染下,Zn、Cd在植株的株高及生物量上表现出拮抗作用。与对照比,单一胁迫下,随着Zn浓度的增加,白花泡桐叶绿素含量和过氧化氢酶 (Catalase,CAT) 活性先增加后减小,超氧化物歧化酶 (Superoxide dismutase,SOD) 活性升高,地上部丙二醛 (Malondialdehyde,MDA) 含量先减小后增加;随着Cd浓度的增加,叶绿素含量和过氧化氢酶 (CAT) 活性升高,超氧化物歧化酶 (SOD) 活性及地上部丙二醛 (MDA) 含量先增加后减小,复合胁迫下,则表现出更加复杂的生理响应。白花泡桐幼苗对Cd的富集部位集中在根部;对Zn的富集部位集中在地上部,且转移系数大于1.00;Zn的加入会促进重金属向地上部分的转移;白花泡桐具有对复合重金属污染地进行有效的生态恢复的潜力。

    • 紫萍磷转运蛋白1;1 cDNA序列的克隆及表达模式

      2021, 37(7):2474-2482. DOI: 10.13345/j.cjb.200567

      摘要 (179) HTML (621) PDF 565.78 K (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:紫萍Spirodela polyrrhiza是一种在生物质资源开发利用和水体生物修复中广泛使用的漂浮植物。随着水体富营养化日益严重,紫萍在水面随处可见。有文献报道紫萍对水体中的氮和磷有良好的净化作用。为了深入研究紫萍对水体中无机磷的吸收和转运,以紫萍为材料提取RNA反转录为cDNA,以此为模板,扩增得到1条特异性片段,其开放读码框 (ORF) 全长序列为1 620 bp,编码539个氨基酸,命名为SpPHT1;1,在GenBank中登录号为MN720003。生物信息学分析表明,SpPHT1;1没有内含子,编码的蛋白是一种稳定的、疏水的、具有11个跨膜结构域的蛋白,其结构具有主要协助转运蛋白超家族 (Major facilitator superfamily,MFS) 保守的结构域,聚类分析显示紫萍SpPHT1;1与玉米ZmPHT2和高粱SbPHT1-8有较近的亲缘关系,推测其属于植物磷转运蛋白家族PHT1成员。正常磷条件,SpPHT1;1在紫萍叶中的表达明显多于根;低磷条件促进该基因的表达,相对表达量在紫萍根和叶生长48 h时均达到峰值;丰磷条件会抑制基因表达,说明SpPHT1;1的表达会受到外界磷浓度的影响。研究结果有助于紫萍磷转运蛋白基因功能的进一步深入研究,为紫萍的进一步开发和利用提供理论依据。

    • >农业生物技术
    • 酚类化合物代谢中受UV-C辐照调控的转录因子的筛选

      2021, 37(7):2483-2494. DOI: 10.13345/j.cjb.200515

      摘要 (229) HTML (371) PDF 504.33 K (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:SlPAL5基因是酚类化合物代谢的关键基因。UV-C辐照可以有效提高番茄果实中酚类化合物的含量。因此研究调控SlPAL5基因表达的转录因子,对于进一步阐明UV-C诱导番茄果实酚类化合物合成的调控机制具有重要意义。文中通过构建番茄酵母单杂交文库,利用酵母单杂交技术筛选调控酚类化合物合成关键基因SlPAL5表达的转录因子。通过测序和Blast同源性分析得到转录因子SlERF7,并证实SlERF7可以与SlPAL5的启动子相互作用。另外,UV-C辐照可以显著提高SlERF7的表达水平。结果表明受UV-C辐照诱导的SlERF7可能参与了SlPAL5的转录调控,为研究UV-C诱导番茄果实酚类化合物合成的调控机制提供了基础。

    • 4-香豆酰-CoA连接酶 (4CL) 和聚酮合酶 (PKS1) 的融合蛋白在莱茵衣藻中表达促进树莓酮积累

      2021, 37(7):2495-2502. DOI: 10.13345/j.cjb.200504

      摘要 (248) HTML (1095) PDF 562.56 K (467) 评论 (0) 收藏

      摘要:树莓酮具有重要的医药价值,如抗流感、预防糖尿病等。为了在莱茵衣藻Chlamydomonas reinhardtii中获得树莓酮,本研究将树莓酮合成的最后两个步骤中的酶,即4-香豆酰-CoA连接酶 (4-coumaryl-CoA ligase,4CL) 和聚酮合酶 (Polyketide synthase,PKS1) 通过甘氨酸-丝氨酸-甘氨酸 (Gly-Ser-Gly,GSG) 三肽接头融合在一起,构建莱茵衣藻表达载体pChla-4CL-PKS1。通过电转化的方法将由PSAD启动子驱动的融合基因4CL-PKS1插入野生型莱茵衣藻 (CC125) 和细胞壁缺失型莱茵衣藻 (CC425) 中。结果在表达4CL-PKS1融合蛋白的野生型莱茵衣藻和细胞壁缺失型莱茵衣藻中,树莓酮含量分别为6.7 μg/g (鲜重) 和5.9 μg/g (鲜重),高于天然植物中树莓酮的含量(2–4 μg/g)。

    • >医药生物技术
    • 基于PARMS技术的结核分枝杆菌利福平耐药基因rpoB分子标记的开发

      2021, 37(7):2503-2512. DOI: 10.13345/j.cjb.200487

      摘要 (260) HTML (1044) PDF 423.07 K (636) 评论 (0) 收藏

      摘要:文中旨在建立结核分枝杆菌利福平耐药基因rpoB的荧光分子标记,为分子药物敏感性试验提供简便、可靠的基因分型检测方法。对比分析利福平耐药菌株rpoB基因531、526、516、511、513等氨基酸位点的基因突变与敏感菌株中等位基因的序列差异,结合PARMS技术 (Penta-primer amplification refractory mutation system),建立rpoB基因的荧光分子标记。利用其对104例结核分枝杆菌临床分离株进行检测,经Sanger测序验证,正确率100%。并采用比例法药敏试验对这104份样本进行了利福平耐药性鉴定,与分子标记结果相符率为94.23%。结果表明,分子标记有较强可靠性,能检出表型药敏无法测出的低浓度耐药样本 (511/533单位点突变)。建立的11组荧光分子标记能覆盖92%–96%的利福平耐药菌株rpoB基因突变类型,为快速检测结核分枝杆菌利福平耐药提供新思路。

    • 人分泌型磷脂酶A2 GIIE的E54突变及其对底物选择性的影响

      2021, 37(7):2513-2521. DOI: 10.13345/j.cjb.200572

      摘要 (183) HTML (714) PDF 644.42 K (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:人分泌型磷脂酶A2 GIIE (Human secreted phospholipase A2 GIIE,hGIIE) 通过发挥酶催化作用,参与炎症反应和脂代谢过程。为了揭示hGIIE的底物选择机制,文中对hGIIE进行了定点突变,采用毕赤酵母Pichia pastoris重组表达突变体蛋白,然后通过阳离子交换和分子排阻两步法纯化蛋白,最后用等温微量热滴定仪测定酶活性。hGIIE的结构分析显示,氨基酸E54可能与GIIE的底物头基选择性有关,经过同源序列比对,拟将E54突变为丙氨酸 (A)、苯丙氨酸 (F) 和赖氨酸 (K)。突变体E54A、E54F和E54K在毕赤酵母组成型表达系统中实现重组表达,通过两步纯化,纯度达到90%以上。酶活性实验显示,突变体与底物1,2-二己酰卵磷脂 (1,2-dihexanoyl-sn- glycero-3-phosphocholine,DHPC) 和1,2-二己酰磷酸甘油 (1,2-dihexyl phosphate glycerol,DHPG) 的亲和力发生改变,其中突变体E54K与DHPG的Km值为突变前的0.39倍,亲和力明显增强;突变体E54F与DHPC的Km值为突变前的1.93倍,亲和力明显减弱。hGIIE的E54突变体蛋白与磷脂底物的亲和力发生明显改变,说明E54在hGIIE的磷脂底物选择性水解过程中起重要作用。

    • 阿霉素抗4T1乳腺癌荷瘤小鼠的免疫调控机制

      2021, 37(7):2522-2533. DOI: 10.13345/j.cjb.200545

      摘要 (324) HTML (2617) PDF 839.49 K (645) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨阿霉素 (Adriamycin,ADM) 对4T1乳腺癌荷瘤鼠BALB/c的免疫调节作用,采用定量蛋白质组学串联质量标签 (TMT) 标记技术检测ADM对4T1乳腺癌差异蛋白的影响,利用多重数据库对差异蛋白进行生物信息学分析。根据蛋白质组学结果,寻找差异蛋白中与免疫调节功能相关的靶点,通过酶联免疫吸附测定 (Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA) 观察ADM对乳腺癌组织中Th1细胞 (Helper T cells 1,Th1) 和Th2细胞 (Helper T cells 2,Th2) 的影响;通过流式细胞术分析ADM对CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和调节性T细胞 (Regulatory T cells,Tregs) 的影响;HE染色观察ADM对4T1乳腺癌荷瘤鼠胸腺的改变。ADM上调170种差异蛋白,下调58种差异蛋白。有73种差异蛋白与免疫调控过程相关,KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG) 富集于细胞因子及受体相关的重要蛋白通路、白介素17 (Interleukin 17,IL-17) 通路和癌症的转录调控通路。与免疫功能相关的差异蛋白与CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和Tregs细胞的功能有关,而这些细胞的分型影响乳腺癌的预后。ADM极显著升高白介素2 (Interleukin 2,IL-2),CD4+ T细胞、CD8+ T淋巴细胞含量 (P<0.01),显著降低Tregs细胞含量 (P<0.05)。ADM抗乳腺癌的免疫调节蛋白有Ighm、Igkc、S100A8、S100A9和Tmsb4x。

    • 青环海蛇抗菌肽Hc-CATH的分子设计及药效毒理优化

      2021, 37(7):2534-2542. DOI: 10.13345/j.cjb.200583

      摘要 (235) HTML (856) PDF 600.58 K (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得分子量小、毒性低的抗感染多肽药物先导分子,以来源于青环海蛇的cathelicidin家族抗菌肽Hc-CATH为模板,设计了长度分别为16和15个氨基酸残基的改造体Hc-16和Hc-15,并通过CCK8实验、最小抑菌浓度 (Minimal inhibitory concentration,MIC) 实验、ELISA实验和生物膜干涉技术 (Bio-layer interferometry,BLI),对其进行毒性、抗菌活性、抗炎活性及LPS中和活性筛选。结果显示,两种改造体中,Hc-16对包括临床耐药菌在内的病原体具有广谱抗菌活性,最小抑菌浓度仅为4.69 μg/mL。同时抑制了LPS诱导的炎症因子TNF-α、IL-6的表达,显著降低感染诱发的炎症反应及细胞毒性。此外,构效关系研究表明C-、N-两端的苯丙氨酸在Hc-16抗菌抗炎活性中起着至关重要的作用。综上,Hc-16改造肽相比原模板具有更高的抗菌抗炎活性、更低的毒性以及更小的分子量,因而具有成本低、更好的成药性优势和较好的临床应用价值。

    • >生物技术与方法
    • 一种新型高通量三维脑细胞芯片的研制及农药神经毒性评价应用

      2021, 37(7):2543-2553. DOI: 10.13345/j.cjb.200538

      摘要 (203) HTML (325) PDF 732.39 K (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了模拟体内脑组织细胞的三维生长环境,高效开展脑疾病和有关药物的研究工作,文中设计和制造了一种新型高通量三维脑细胞芯片。芯片由多孔滤网和三维脑细胞颗粒构成,装载于常规的96孔细胞培养板上使用。多孔滤网和细胞颗粒模具采用计算机建模、3D打印阳模、琼脂糖-PDMS两次翻模等技术制造,三维脑细胞颗粒是将小鼠胚胎脑细胞与海藻酸钠的混悬液浇灌和凝固于细胞颗粒模具,再将形成的水凝胶切割而成。用装载好的脑细胞芯片进行农药神经毒性测定,以0、10、30、50、100、200 μmol/L的毒死蜱或吡虫啉暴露胚胎脑细胞颗粒,培养完毕移去多孔滤网,方便地将细胞颗粒与培养液进行分离,然后检测细胞增殖、乙酰胆碱酯酶活力和乳酸脱氢酶释放以评估毒性。研究结果表明,在装载到96孔细胞培养板的多孔滤网中,胚胎脑细胞能够在水凝胶颗粒中正常生长增殖。在农药神经毒性测试中,毒死蜱与吡虫啉都呈现了量效相关的细胞生长增殖抑制,也表现出乙酰胆碱酯酶活力抑制、乳酸脱氢酶释放的毒性效应,但吡虫啉的作用明显弱于毒死蜱。文中构建了一种新型脑细胞芯片,可以结合酶标仪方便快速地检测药物对脑神经组织的毒性效应,也可以应用于药效和疾病机制研究。

    • 链球菌病类活疫苗活菌计数参考品的研制

      2021, 37(7):2554-2562. DOI: 10.13345/j.cjb.200414

      摘要 (241) HTML (407) PDF 345.80 K (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:研制链球菌病类活疫苗活菌计数参考品,可以更加科学地评价活菌计数结果的准确性和有效性。首先,制备了一批链球菌病类活疫苗活菌计数参考品,对其物理性状、纯粹性、真空度、剩余水分进行检验,并对其均一性、运输稳定性、热稳定性进行测定,另组织3家单位通过协作标定的方式对参考品活菌数进行赋值,用协作标定法统计参考品在12个月内的保存期。参考品的性状检查、纯粹检验、真空度测定和剩余水分测定结果均符合《中国兽药典》的规定;均一性试验结果显示,参考品计数结果的变异系数小于10%,均一性良好;运输稳定性试验证明,参考品在夏季和冬季用泡沫盒加冰袋的方式运输3日内数值仍能保持稳定;加速热稳定性试验验证,参考品在–20 ℃条件下保存3个月、4 ℃条件下保存21 d内均可活菌数稳定;通过协作标定,统计出参考品活菌数的赋值范围为 (8.5–12.1)×107 CFU/支;保存期试验结果证实,参考品在–70 ℃以下保存一年内活菌数可维持稳定状态。链球菌病类活疫苗活菌计数参考品,不仅可以为链球菌病类活疫苗的活菌计数实验提供参照物,而且可以用于评价马丁琼脂培养基的质量,为兽用生物制品质量控制提供保障。

    • >高校生物学教学
    • 生物制品学教学改革思考

      2021, 37(7):2563-2570. DOI: 10.13345/j.cjb.200529

      摘要 (215) HTML (607) PDF 328.69 K (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着现代生物技术的快速发展,培养高素质生物技术型人才受到越来越广泛的关注。生物制品学课程是生物学专业应掌握的一门基础学科,但由于生物制品学是一门新兴学科,其教学内容和教学方法均处于探索阶段。文中针对生物制品学课程目前的教学现状及存在的问题,从教学内容、教学方法、考核方式等方面提出教学改革,为进一步提高生物制品学课程的教学效果、提高学生的学习兴趣打下坚实的基础。

    • 新工科背景下生物反应工程课程的多元化教学模式 改革与探索

      2021, 37(7):2571-2580. DOI: 10.13345/j.cjb.200527

      摘要 (238) HTML (816) PDF 591.65 K (741) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物反应工程作为一门理论性与应用性都很强的专业课程,在生物工程等相关专业的课程设置中处于桥梁和纽带地位,对新型应用型工科人才的培养发挥着重要的作用。但由于该课程中公式等抽象理论知识过多,导致学生学习效率十分低下。因此,为了适应新工科教育背景下对创新型人才培养的需求,提高学生的学习兴趣和积极性,并培养学生的自主学习等创新能力,教学团队在课程教学中通过引入虚拟仿真技术、开展微课教学、采用案例式教学模式、利用科研平台等多元化方式,对该课程的教学模式、方法和手段尝试改革和探索,取得了一定的教学效果,并就此进行了一些探讨,以期能为相关课程的教学改革提供一些思路和启示。

    • 基于成果导向的生物化学实验创新创业教育改革实践

      2021, 37(7):2581-2588. DOI: 10.13345/j.cjb.200751

      摘要 (241) HTML (878) PDF 340.00 K (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:“生物化学实验”是生物化学课程的实验课程,在深化创新创业教育改革背景下,将创新创业教育融入实验课是生物学科实验教学培养具备较强工程实践能力、创新创业能力创新型专业性人才的有效途径。在成果导向教育 (Outcome-based education,OBE) 的理念下,通过创新性项目式教学内容改革,采用项目研究课程实施思路,实施多维度过程化考核体系,加强过程性考核,将“本科教学工程”大学生创新创业训练计划项目理念融入生物化学实验教学,激发学生创新兴趣,引导教师全程参与,学生的工程实践能力、创新创业能力得到全面提升。

    • >其他
    • 37(7) 封面

      2021, 37(7).

      摘要 (159) HTML (0) PDF 1.42 M (256) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 37(7) 目录

      2021, 37(7).

      摘要 (134) HTML (0) PDF 1.06 M (366) 评论 (0) 收藏

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