• 2024年第40卷第12期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >导读
    • 导读

      2024, 40(12):1-6. DOI: 10.13345/j.cjb.240967

      摘要 (154) HTML (86) PDF 427.47 K (105) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >特邀综述
    • 登革病毒单克隆中和抗体及其作用机制

      2024, 40(12):4311-4323. DOI: 10.13345/j.cjb.240118

      摘要 (328) HTML (115) PDF 597.51 K (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:登革热是一种蚊媒传播的疾病,在热带及亚热带地区流行,由于全球人员流动的增加,其流行范围逐年扩大。登革病毒是登革热的病原体,通常4种血清型病毒共同流行,第一次病毒感染产生的交叉反应性抗体会给其他血清型继发性感染带来很大风险,目前还没有能提供完全保护的疫苗和抗病毒药物。近年来随着抗体技术的不断发展,研究者已分离出大量针对登革病毒的单克隆抗体,并通过基于结构的分析阐明了其中和表位。本文重点介绍了与登革病毒中和活性相关的关键表位,并对这些表位在疫苗设计和治疗性抗体药物开发中的应用前景进行了展望,有助于系统梳理登革病毒中和抗体的研究进展,为推动新型疫苗和抗体药物的研发提供了理论基础与技术指导。

    • >综述
    • 纳米抗体的研究进展及其应用现状

      2024, 40(12):4324-4338. DOI: 10.13345/j.cjb.240366

      摘要 (341) HTML (154) PDF 679.01 K (209) 评论 (0) 收藏

      摘要:纳米抗体(nanobodies, Nbs)是在骆驼科动物和鲨鱼中发现的一种独特的单域抗体,即重链抗体可变区(variable domain of the heavy chain of heavy-chain antibody, VHH),具有很强的抗原靶向性和结合能力,规避了传统抗体体积大、稳定性低、免疫原性高以及清除速度慢的缺点。Nbs与毒素、酶、放射性核苷酸、荧光基团等官能团的生物偶联,增强了Nbs的功能,使其在人与动物疾病诊断和治疗方面展现出潜在的应用价值。本文综述了Nbs的结构特性,Nbs库的构建、筛选以及亲和力成熟策略,概述了Nbs在诊断和治疗中的应用现状,为疫病的诊断试剂研发与临床治疗提供了参考。

    • 多糖修饰脂质纳米颗粒递药系统的研究进展

      2024, 40(12):4339-4350. DOI: 10.13345/j.cjb.240188

      摘要 (246) HTML (92) PDF 706.25 K (141) 评论 (0) 收藏

      摘要:脂质纳米颗粒递送系统是目前最具有应用前景的药物载体之一,其生物相容性好、无免疫原性且载药效率高。然而,未修饰的脂质纳米颗粒仍存在稳定性差、易水解和易被快速清除的问题。为了克服上述缺点,研究人员对脂质纳米颗粒进行了一系列的修饰,包括多肽修饰、抗体修饰、配体修饰、核酸适配体修饰、多糖修饰等。其中,多糖作为一类天然聚合物,修饰脂质纳米颗粒后表现出良好的生物相容性,而且还具有靶向目标器官和低毒性等优势。多糖修饰后的脂质纳米颗粒具有在临床治疗中发挥重要作用的潜力。本文综述了多糖修饰脂质纳米颗粒的制备及应用,为进一步研究与开发新型脂质纳米颗粒提供了参考。

    • 双加氧酶TET1表观遗传调控作用研究进展

      2024, 40(12):4351-4364. DOI: 10.13345/j.cjb.240191

      摘要 (197) HTML (82) PDF 709.08 K (107) 评论 (0) 收藏

      摘要:Ten-eleven translocation 1 (TET1)蛋白是一种α-酮戊二酸(alpha-ketoglutaric acid, α-KG)和Fe2+依赖性的双加氧酶,通过将5-甲基胞嘧啶(5-methyl-cytosine, 5-mC)羟化成5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethyl-cytosine, 5-hmC),完成DNA的主动去甲基化修饰过程。TET1参与维持基因组甲基化稳态并实现表观遗传调控,异常表达的TET1与5-mC氧化衍生物已经成为各种生物学和病理学过程中的潜在标志物,尤其在胚胎发育和恶性肿瘤等领域中逐渐成为研究热点。本文介绍了双加氧酶TET1的结构和去甲基化作用的机制,综述了其在胚胎发育、免疫应答、干细胞调控、癌症发展和神经系统发育等过程中发挥表观遗传调控作用的研究现状,并简述了其上游调控机制,为相关领域的深入研究提供了新的思路。

    • 肌肉因子对骨骼肌纤维类型转化的作用及机制研究进展

      2024, 40(12):4365-4381. DOI: 10.13345/j.cjb.240729

      摘要 (181) HTML (83) PDF 681.04 K (133) 评论 (0) 收藏

      摘要:骨骼肌纤维类型转化是极其复杂且重要的生理过程,影响骨骼肌肌肉功能和代谢水平,不仅受到外界环境变化的影响,还受内在生理机制的调控。因此深入探究肌纤维类型转化的生理过程对于治疗人类神经肌肉疾病以及提高家畜肉质具有重要意义。由骨骼肌分泌的细胞因子,即肌肉因子,对骨骼肌纤维类型转化具有重要作用,主要通过自分泌和旁分泌的形式作用于骨骼肌,参与骨骼肌内信号传导,调控肌纤维类型转化。本文介绍了各种骨骼肌纤维类型间的功能差异,并对影响不同骨骼肌纤维类型转化过程的肌肉因子及其调控肌纤维类型转化的作用及机制进行综述和展望,为改善家畜肉质和治疗骨骼肌相关疾病提供了理论依据。

    • EGCG的生物学活性及其调节卵母细胞老化的研究进展

      2024, 40(12):4382-4395. DOI: 10.13345/j.cjb.240192

      摘要 (177) HTML (96) PDF 755.70 K (97) 评论 (0) 收藏

      摘要:表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)是绿茶中一类含量最高的次级代谢产物,具有抗氧化、抗癌和抗炎等多种生理活性。EGCG在调节卵母细胞老化的过程中起重要作用,主要通过增强卵母细胞的抗氧化能力、改善线粒体功能和减少细胞凋亡来延缓卵母细胞的衰老进程。本文对EGCG主要分子特性及其调节卵母细胞老化的作用机制进行综述,为深入理解EGCG在减缓卵母细胞老化中的作用提供了参考。

    • 抗酶解抗菌肽的研究进展

      2024, 40(12):4396-4407. DOI: 10.13345/j.cjb.240077

      摘要 (210) HTML (103) PDF 469.11 K (120) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗菌肽(antimicrobial peptides, AMPs)是机体先天免疫中的一类小分子多肽,作为机体防御的第一道防线,在自然界中广泛存在。AMPs具有多种生物学活性且不易产生耐药性,但天然AMPs容易被体内的各种消化酶降解。在AMPs中引入非天然氨基酸、化学修饰、合理规避酶切位点进行氨基酸重排、肽的环化、纳米肽设计等提高AMPs蛋白酶稳定的方法不断出现。本文重点综述了提高AMPs蛋白酶稳定性的各种方法,以期为此领域的研究提供参考。

    • 胡蜂毒肽的研究进展

      2024, 40(12):4408-4417. DOI: 10.13345/j.cjb.240482

      摘要 (172) HTML (85) PDF 515.53 K (157) 评论 (0) 收藏

      摘要:胡蜂毒肽(mastoparans, MP)是一类昆虫源的α-螺旋阳离子抗菌肽,具有广谱的抗微生物活性,对细菌、真菌、病毒及寄生虫的生长均有一定的抑制作用。通过氨基酸替换、肽段结构修饰、肽链环化及剂型改造等多种方法进行多肽改造,可增强胡蜂毒肽的生物学活性和靶向性,并降低其毒性。本文对胡蜂毒肽的结构、生物学功能及其修饰改造方法进行综述,并对以胡蜂毒肽为基础的抗菌药物研发进行了展望,为胡蜂毒肽作为新型抗微生物药物的研究提供了参考。

    • 脊椎动物Argonaute蛋白的研究进展

      2024, 40(12):4418-4438. DOI: 10.13345/j.cjb.240026

      摘要 (167) HTML (80) PDF 1004.56 K (106) 评论 (0) 收藏

      摘要:Argonaute蛋白是广泛活跃于不同生物的整个生命周期、与小RNA (small RNA, sRNA)结合并调控基因表达的一类蛋白。脊椎动物Argonaute蛋白有2个分支,Ago蛋白和Piwi蛋白,均包含N、L1、L2、PAZ、MID和PIWI结构域。N结构域有助于sRNA单链加载;L1、L2起结构域连接作用;PAZ和MID结构域通过锚定sRNA发挥功能;部分Argonaute蛋白的PIWI结构域类似RNase H,具有核酸内切酶功能。Ago蛋白主要在转录及转录后水平调控基因表达;Piwi蛋白主要存在于生殖细胞,通过多种途径沉默转座子以保护机体基因组免受破坏,同时参与基因表达调控。本文结合近年来Argonaute蛋白在晶体结构、功能解析、表达模式等方面的研究进展,从蛋白结构、sRNA依赖性、基因表达调控机制、生物学功能等方面对脊椎动物Ago和Piwi蛋白分支进行比较阐述,以期阐明其在表观遗传调控中的作用,并为后续Argonaute蛋白的深入研究和实际应用提供参考。

    • 蓝舌病病毒抗宿主干扰素免疫应答机制研究进展

      2024, 40(12):4439-4451. DOI: 10.13345/j.cjb.240080

      摘要 (142) HTML (92) PDF 853.08 K (110) 评论 (0) 收藏

      摘要:蓝舌病病毒(bluetongue virus, BTV)常通过媒介昆虫库蠓叮咬感染绵羊、牛、鹿等,引起家养及野生反刍动物蓝舌病(bluetongue, BT)。目前BT在全球亚热带甚至温带地区广泛分布,严重威胁世界畜牧业发展及国际贸易。本文介绍了BTV结构及其细胞侵入过程,并对宿主细胞抗BTV免疫应答以及BTV非结构蛋白NS3、NS4和结构蛋白VP3、VP4等拮抗宿主细胞天然免疫应答机制进行综述,为深入了解BTV拮抗宿主细胞干扰素(interferon, IFN)免疫应答的分子机制及研究BTV致病机制和新型疫苗提供了参考。

    • 动物胚胎植入与子宫内膜类器官研究进展

      2024, 40(12):4452-4466. DOI: 10.13345/j.cjb.240128

      摘要 (171) HTML (81) PDF 622.27 K (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:胚胎植入涉及胚胎与母体子宫内膜间复杂的相互作用,目前对于胚胎植入仍然有许多问题有待探究。子宫内膜上皮类器官与子宫内膜组装体模型为体外研究胚胎植入的过程提供了一个全新的思路。本文总结了胚胎植入过程、雌孕激素协同、胚胎源信号对子宫内膜容受态建立的调控机制、子宫内膜类器官的建立、子宫内膜组装体以及利用内膜组装体探索母-胎互作的最新研究进展,为研究胚胎植入过程中胚胎与母体子宫间的交流互作提供了新策略。

    • 改性生物炭吸附废水中重金属离子的研究进展

      2024, 40(12):4467-4479. DOI: 10.13345/j.cjb.240263

      摘要 (178) HTML (87) PDF 638.90 K (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着现代工业的发展,重金属水污染日益严重,对水生生态环境和人类健康构成潜在威胁。生物炭作为一种高效、低成本的吸附剂,对重金属离子有一定的吸附能力,经过改性后其吸附能力显著增强,合理利用生物炭能有效缓解环境污染问题。本文综述了生物炭的改性方法,对比了物理改性、生物改性和化学改性等不同改性方法的优缺点,分析了改性生物炭对重金属离子吸附能力的影响,总结了生物炭的改性机理。在此基础上,指出了未来生物炭在共存污染物问题的研究方向,为生物炭在重金属废水净化领域的应用提供了重要参考。

    • 砷耦合还原的微生物协同机制及其环境效应

      2024, 40(12):4480-4492. DOI: 10.13345/j.cjb.240529

      摘要 (156) HTML (92) PDF 639.47 K (101) 评论 (0) 收藏

      摘要:砷(arsenic, As)是一种常见的有毒污染元素,微生物介导的砷形态转变是砷生物地球化学循环的重要组成部分。在砷的各类微生物代谢过程中,砷的耦合还原对环境影响较大,也是容易被忽视的过程。本文主要从砷的生物地球化学循环出发,介绍了甲烷氧化、厌氧铵氧化、铁(Fe)-硫(S)氧化与砷耦合还原的微生物协同机制,有机质、pH值以及氧化还原电位是影响砷耦合还原的主要因素。砷经耦合还原后,毒性和迁移性大大增加,可能会增加砷污染的风险。因此,进一步明确碳(C)、氮(N)、Fe、S等这些元素在砷耦合过程中的影响以及挖掘出更多的微生物耦合还原过程,在防治砷污染方面具有重要意义。

    • >动物及兽医生物技术
    • 口蹄疫病毒与塞内卡病毒灭活抗原免疫小鼠脾脏的转录组学差异分析

      2024, 40(12):4493-4508. DOI: 10.13345/j.cjb.240084

      摘要 (177) HTML (85) PDF 1.59 M (117) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在探究C57BL/6小鼠免疫口蹄疫病毒(foot and mouth disease virus, FMDV)与塞内卡病毒(Senecavirus A, SVA) 2种病原的免疫应答差异,为解析获得性免疫调控机制提供理论基础。将灭活纯化的FMDV与SVA抗原分别免疫C57BL/6小鼠,设置PBS免疫对照组;利用流式细胞术分析免疫14、28 d后各组小鼠脾淋巴细胞中Th1与Th2细胞的比例,并进行小鼠脾脏转录组测序和分析;通过体外抗原刺激鼠巨噬细胞验证筛选差异表达基因。结果显示,小鼠免疫14 d后,FMDV与SVA抗原免疫组诱导Th1/Th2型免疫应答水平无显著差异,免疫28 d后,SVA抗原免疫组诱导Th1型与Th2型免疫应答水平均高于FMDV抗原免疫组;转录组测序获得2种抗原免疫后2组共有差异基因Rsad2Tspan8等,可能参与FMDV和SVA抗原激活Th1/Th2型免疫应答反应的过程;FMDV与SVA抗原体外刺激巨噬细胞分泌IL-12、IL-33,差异基因Tspan8Rsad2的表达趋势与转录组测序结果一致,Rsad2的表达受I型干扰素(IFNα、IFNβ)的调控。本研究获得了2种小鼠脾脏中抗原免疫应答相关的差异基因,为进一步研究FMDV和SVA免疫应答机制奠定基础。

    • 偶联非洲猪瘟病毒p30蛋白的铁蛋白纳米颗粒制备及免疫原性评价

      2024, 40(12):4509-4520. DOI: 10.13345/j.cjb.240354

      摘要 (160) HTML (97) PDF 992.65 K (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在利用铁蛋白制备携带非洲猪瘟病毒p30蛋白的纳米颗粒抗原,并对其免疫原性进行评价,为非洲猪瘟纳米疫苗研究提供实验基础。首先,将编码p30蛋白和SpyTag标签的基因序列融合后插入pCold-I载体,得到pCold-p30质粒。将编码SpyCatcher与铁蛋白的基因序列融合后插入pET-28a(+)载体得到pET-F-np质粒,并分别在大肠杆菌中诱导表达。然后,将亲和层析纯化后的p30蛋白与铁蛋白在体外偶联结合,用分子筛纯化后得到偶联p30蛋白的铁蛋白纳米颗粒F-p30,利用粒径仪、透射电镜观察形态结构。将F-p30纳米颗粒蛋白免疫小鼠,评估其体液和细胞免疫应答。结果表明,本研究成功制备出偶联非洲猪瘟病毒p30蛋白的铁蛋白纳米颗粒,颗粒结构约20 nm。F-p30在体外能被小鼠骨髓源树突状细胞(bone marrow-derived dendritic cells, BMDCs)高效摄取,与p30蛋白相比,F-p30纳米颗粒免疫小鼠诱导产生更高水平的特异性抗体和细胞因子,更有利于刺激淋巴结滤泡辅助T细胞(follicular helper T cell, TFH)、生发中心B细胞(germinal center B cell, GCB)和脾脏CD4+及CD8+T淋巴细胞的增殖。综上,本研究成功制备了偶联非洲猪瘟病毒p30蛋白的铁蛋白纳米颗粒,能显著增强p30蛋白的免疫原性,为非洲猪瘟疫苗的研究奠定了基础。

    • 表达红斑丹毒丝菌SpaA和CbpB蛋白的重组枯草芽孢杆菌的构建及其在小鼠上的免疫原性评价

      2024, 40(12):4521-4532. DOI: 10.13345/j.cjb.240456

      摘要 (143) HTML (65) PDF 908.74 K (114) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了构建表达红斑丹毒丝菌SpaA和CbpB蛋白的口服重组枯草芽孢杆菌活载体候选疫苗菌株,经融合PCR及无缝克隆构建了重组整合质粒pDG1730-CBJA,使用自然法转化枯草芽孢杆菌KC菌株,通过壮观霉素抗性平板筛选、淀粉降解实验及PCR检测获得重组菌KC-spaA-cbpB。用免疫印迹及间接免疫荧光实验检测重组菌表达的SpaA和CbpB蛋白,并测定了重组菌在小鼠体内的遗传稳定性。构建壮观霉素抗性基因敲除质粒pMAD-∆sper,转化KC-spaA-cbpB,筛选、鉴定获得KC-spaA-cbpB::∆sper,并进行了小鼠的口服免疫实验。实验结果显示,重组菌KC-spaA-cbpB在菌体表面表达SpaA蛋白,在芽孢表面表达CbpB蛋白,在小鼠体内稳定。壮观霉素抗性基因敲除菌KC-spaA-cbpB::∆sper能表达SpaA和CbpB蛋白,其芽孢经灌胃免疫小鼠42 d后,小鼠血清中SpaA和CbpB蛋白的特异性抗体IgG和粪便中特异性sIgA均极显著高于阴性对照(P<0.01),攻毒保护率为67.5%。本研究成功构建了表达红斑丹毒丝菌SpaA和CbpB蛋白的重组枯草芽孢杆菌,为研究猪丹毒口服活载体疫苗奠定了基础。

    • 猪流行性腹泻病毒非结构蛋白Nsp15互作宿主蛋白的筛选及鉴定

      2024, 40(12):4533-4545. DOI: 10.13345/j.cjb.240083

      摘要 (158) HTML (74) PDF 943.87 K (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了筛选和鉴定与猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)非结构蛋白15 (non-structural protein 15, Nsp15)互作的关键宿主蛋白,通过IP/pull-down beads结合质谱技术筛选、鉴定与PEDV非结构蛋白Nsp15互作的宿主蛋白,并利用免疫共沉淀(co-immunoprecipitation)、激光共聚焦验证其互作关系,最后应用Western blotting和实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)初步明确宿主蛋白SLC25a3与PEDV之间的作用关系。本研究成功构建了Nsp15重组真核表达载体pcDNA3.1(+)-Flag-Nsp15,并筛选出与PEDV Nsp15互作的宿主蛋白SLC25a3。免疫共沉淀及激光共聚焦结果显示PEDV Nsp15与宿主蛋白SLC25a3存在互作关系。宿主蛋白SLC25a3能够显著抑制PEDV复制且呈现剂量依赖性。本研究为进一步探究SLC25a3在抗PEDV免疫应答中的作用及机制提供了参考。

    • 猪繁殖与呼吸综合征病毒诱导巨噬细胞糖酵解促进病毒复制

      2024, 40(12):4546-4556. DOI: 10.13345/j.cjb.240275

      摘要 (140) HTML (86) PDF 820.52 K (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究糖酵解对猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)在猪肺泡巨噬细胞(porcine alveolar macrophages, PAMs)中复制的作用,以PRRSV感染PAMs为研究对象,采用酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)、实时荧光定量PCR、病毒滴度测定和蛋白质免疫印迹试验(Western blotting)检测PAMs感染PRRSV后糖代谢的变化,PRRSV蛋白和病毒滴度及细胞相关基因和蛋白的表达水平;并应用靶向低氧诱导因子-1 (hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)特异性siRNA分析HIF-1α在病毒复制中的作用。结果显示,PRRSV感染增强PAMs糖酵解,上清液葡萄糖摄取和乳酸含量显著升高(P<0.05或0.01),细胞内ATP显著降低(P<0.05),己糖激酶2 (hexokinase 2, HK2)、6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶3 (6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-biphosphatase 3, PFKFB3)和丙酮酸激酶M2型(pyruvate kinase isozyme type M2, PKM2)含量显著升高(P<0.05或0.01);抑制糖酵解会显著降低PRRSV蛋白表达和病毒滴度(P<0.01);特异性siRNA敲低HIF-1α的表达后,糖酵解和PRRSV滴度显著降低(P<0.05);抑制糖酵解过程后逆转了PRRSV抑制干扰素信号通路。本研究为探索糖酵解在PRRSV复制过程中的功能提供了理论支持。

    • 牛下丘脑CART转录后调控关键miRNA的筛选与鉴定

      2024, 40(12):4557-4572. DOI: 10.13345/j.cjb.240296

      摘要 (137) HTML (86) PDF 1.82 M (85) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在探究microRNA(miRNA)对牛下丘脑可卡因-苯丙胺调节转录肽(cocaine- and amphetamine-regulated transcript peptide, CART)的转录后调控作用,并筛选调控关键miRNA。通过生物信息学分析来预测与牛CART 3ʹ非翻译区(3ʹ untranslated regions, 3ʹUTR)结合的潜在miRNA,发现CART 3ʹUTR存在7个miRNA结合位点,即bta-miR-377、bta-miR-331-3p、bta-miR-491、bta-miR-493、bta-miR-758、bta-miR-877和bta-miR-381结合位点;使用逆转录聚合酶链式反应(reverse transcription-PCR, RT-PCR)技术检测CART基因与靶miRNA在牛下丘脑内源性表达情况,发现它们均在牛下丘脑组织内表达;通过双荧光素酶报告实验验证CART 3ʹUTR与靶细胞miRNA结合位点,证明了CART 3ʹUTR与7个miRNA均具有靶向结合关系;通过细胞实验检测靶miRNA对外源性CART基因与CART蛋白表达的影响并筛选调控关键miRNA,结果表明,7个miRNA均能抑制外源CART信使RNA (messenger RNA, mRNA)的表达,其中以bta-miR-491的抑制作用最强,bta-miR-377、bta-miR-331-3p、bta-miR-491、bta-miR-493及bta-miR-381均能抑制外源性CART蛋白表达,其中以bta-miR-381的抑制作用最强;通过动物实验研究关键miRNA对下丘脑CART基因、CART蛋白表达及血清CART浓度的影响,结果表明,miR-491和miR-381可结合CART 3ʹUTR位点,调节下丘脑CART内源性表达并影响其血清浓度。本研究的结果表明,miR-491和miR-381是调节牛下丘脑CART表达的主要miRNA,可通过调节CART内源性表达进而影响血清CART浓度。

    • 猪德尔塔冠状病毒NSP13蛋白原核表达与解旋活性分析

      2024, 40(12):4573-4585. DOI: 10.13345/j.cjb.240039

      摘要 (122) HTML (76) PDF 1.01 M (107) 评论 (0) 收藏

      摘要:猪德尔塔冠状病毒(porcine deltacoronavirus, PDCoV)是导致哺乳仔猪致命性腹泻的一种重要病原体,目前缺少有效防治该病毒的疫苗和药物。非结构蛋白13 (NSP13)是一种病毒编码的解旋酶,被认为是抗病毒药物的重要靶点,因此有必要对其解旋活性进行研究。本研究以PDCoV的NSP13基因为模板,将其插入到原核表达载体pET-28a中,构建重组质粒pET-28a-NSP13。NSP13蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达并进行了纯化。验证了NSP13蛋白的活性,并且探究了影响NSP13解旋酶活性的因素。结果表明,PDCoV的NSP13蛋白能够在原核系统中表达,纯化后的NSP13具有解旋活性,能够解开具有5ʹtailed的双链DNA。此外,NSP13还具有促进核酸单链的碱基互补配对形成双链的退火功能。金属离子的种类会影响NSP13的解旋活性,但在0.5–6.0 mmol/L范围内的Mg2+浓度对NSP13解旋活性无明显影响。当溶液pH在4–9范围内,NSP13解旋活性无明显差异。在0.25–6.00 mmol/L范围内的ATP浓度对NSP13解旋活性存在微弱的影响,NSP13浓度≥80 nmol/L则会抑制解旋活性。本研究获得了重组表达的PDCoV NSP13蛋白并对其解旋酶活性进行了探究,为深入理解NSP13调控PDCoV复制的机制和抗冠状病毒药物的研发奠定了理论基础。

    • >医药生物技术
    • 基于壳聚糖的超声耦合水凝胶垫制备及方法学分析

      2024, 40(12):4586-4593. DOI: 10.13345/j.cjb.240586

      摘要 (141) HTML (73) PDF 612.69 K (95) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索制备基于壳聚糖的超声耦合水凝胶垫最佳工艺,探讨其在超声检查中的潜在应用价值,本研究以壳聚糖、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N-异丙基丙烯酰胺为主要材料,使用3因素3水平的正交试验优化自由基聚合法,制备基于壳聚糖的超声耦合水凝胶垫,对水凝胶垫的拉伸强度和超声图像质量进行表征。以原料比、聚合温度、冻干时间这3个因素为考察对象,筛选最优处方。采用扫描电子显微镜、万能试验机、超声诊断仪对其结构和性能进行表征。结果显示通过正交试验筛选出的最优处方为壳聚糖、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N-异丙基丙烯酰胺的比例为2:0.55:17.27,聚合温度25 ℃,冻干时间48 h。在此条件下制备的超声耦合水凝胶垫外观透明、内部为多孔结构、黏附性良好、拉伸强度较高;第10天时溶胀度才出现缓慢下降,具有良好的溶胀性能;超声图像质量与医用超声耦合剂相比无明显差别。本研究分析了不同制备工艺对基于壳聚糖的超声耦合水凝胶垫的成胶影响,所制备的水凝胶垫外观透明,对人体温和无刺激,为超声检查提供了良好的透声材料。

    • 化学诱导大肠杆菌Nissle 1917染色体进化及其应用

      2024, 40(12):4594-4604. DOI: 10.13345/j.cjb.240252

      摘要 (183) HTML (76) PDF 716.80 K (112) 评论 (0) 收藏

      摘要:大肠杆菌Nissle 1917 (EcN)因生物相容性高、易基因改造等特点,常常被用于肿瘤细菌疗法。目前,大多数研究利用质粒载体构建EcN工程菌,存在基因表达不稳定、需要利用抗生素选择性压力来保持高拷贝数等问题。本研究以EcN中光敏剂5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, 5-ALA)的合成为例,利用噬菌体整合技术将5-ALA合成的关键基因hemAMhemL单拷贝整合EcN基因组,然后利用化学诱导染色体进化(chemically inducible chromosomal evolution, CIChE)的方法提高hemAMhemL拷贝数,进而促进5-ALA的稳定合成。通过体外细胞实验初步验证了EcN工程菌能将稳定合成的5-ALA递送至肿瘤细胞并抑制其生长,实验结果为EcN工程菌应用于肿瘤光动力治疗提供理论基础。

    • >生物技术与方法
    • 宿主ARF4ARF5基因敲除小鼠的构建及其在寨卡病毒感染中的作用

      2024, 40(12):4605-4615. DOI: 10.13345/j.cjb.240307

      摘要 (182) HTML (81) PDF 938.84 K (106) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在构建宿主ADP-核糖基化因子4 (ADP-ribosylation factor 4, ARF4)和ADP-核糖基化因子5 (ADP-ribosylation factor 5, ARF5)基因敲除小鼠,明确ARF4ARF5基因对寨卡病毒感染的作用。首先利用CRISPR-Cas9技术,获得ARF4ARF5单基因敲除小鼠(ARF4KO和ARF5KO),并通过杂交繁育获得双基因敲除小鼠(ARF4KO/ARF5KO),通过PCR法鉴定小鼠基因型,定量RT-PCR法检测目标基因的敲除效果。之后,用寨卡病毒感染基因敲除小鼠,采集第2、4、 6天小鼠血液和各组织样本,提取核酸后用RT-qPCR法检测病毒载量,用HE染色观察组织病理变化。结果显示,用ARF4ARF5特异引物,分别在ARF4KO–/+、ARF5KO–/–以及ARF4KO–/+/ARF5KO–/–小鼠扩增到与目标基因大小一致的条带。RT-qPCR检测结果显示,ARF4KO–/+小鼠各组织中ARF4 mRNA水平显著降低,其敲除效率在37.8%-50.0%之间,ARF5表达水平无变化。ARF5KO–/–小鼠组织中ARF5 mRNA完全敲除,ARF4无变化。ARF4KO–/+/ARF5KO–/–小鼠在肺、肾和睾丸中ARF4 mRNA水平显著降低,ARF5完全敲除。最后,用寨卡病毒分别感染基因敲除小鼠和野生型小鼠。结果显示,与野生型小鼠相比,ARF4KO–/+小鼠在各时间点血清中病毒载量均显著下降,但ARF5KO–/–小鼠与ARF4KO–/+/ARF5KO–/–小鼠无明显变化。同时,与野生型小鼠相比,ARF4KO–/+小鼠各组织病毒载量没有显著降低,但其大脑和睾丸的病理性改变减轻。本研究利用CRISPR-Cas9技术成功构建了ARF4ARF5基因敲除小鼠,并证实ARF4是寨卡病毒感染必需的宿主蛋白,为后续深入研究ARF4和ARF5在寨卡病毒感染致病中的作用机制以及抗病毒药物研发奠定了基础。

    • 肌肉特异性合成启动子文库构建及其高活性启动子元件组成与活性的关联性分析

      2024, 40(12):4616-4627. DOI: 10.13345/j.cjb.240432

      摘要 (148) HTML (74) PDF 838.75 K (105) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在构建肌肉特异性合成启动子库,筛选出活性较高的肌肉特异性启动子,分析高活性启动子序列中启动子元件与其活性的关系,为人工合成启动子提供一定理论依据。选取19个源于肌肉特异性元件、保守元件、病毒调控序列的元件,随机连接构建肌肉特异性合成启动子库。构建荧光素酶质粒pCMV-Luc和pSPs-Luc,将以上质粒转染至成肌细胞系C2C12,通过荧光素酶活性检测评估合成启动子活性;利用另外2种非肌肉源细胞系HeLa和3T3验证高活性启动子的肌肉特异性,分析活性高、肌肉特异性好且测序比对正确的启动子序列,探索元件组成与启动子活性之间的关系。本研究成功构建肌肉特异性启动子库,筛选出有效合成启动子质粒321个,其中SP-301启动子活性为CMV活性的5.63倍;活性较高的15个启动子具有肌肉特异性;分析高活性且测序正确的启动子,发现元件组成与启动子活性之间存在一定关系。肌肉特异性元件在启动子中占比偏高,但与启动子活性强弱相关性较小,是组织特异性的决定元件;病毒元件在强活性启动子中含量均不低于20%,可能是影响启动子活性的关键元件;保守元件含量与启动子活性之间具有显著的相关性,其含量与启动子活性成正比。本研究为合成组织特异性高效启动子提供了一定理论基础,为原位基因传递体系的构建和应用提供了新思路。

    • 基于SSR标记分析15个凡纳滨对虾家系遗传多样性和遗传结构

      2024, 40(12):4628-4644. DOI: 10.13345/j.cjb.240552

      摘要 (154) HTML (65) PDF 865.65 K (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) F1代核心群体的遗传多样性和遗传结构,本研究利用15对多态性较高的微卫星引物对15个凡纳滨对虾全同胞家系进行简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)分子标记和遗传多样性分析。结果显示,在选择的15个SSRs位点中,共检测出112个等位基因(number of alleles, Na),60.453个有效等位基因(number of effective alleles, Ne),多态性信息含量(polymorphism information content, PIC)均值为0.648。15个F1代核心选育家系的平均Ne为1.925–2.626,平均观测杂合度(observed heterozygosity, Ho)为0.425–0.783,平均期望杂合度(expected heterozygosity, He)为0.403–0.572。聚类分析表明,15个家系主要分为3个类群,遗传距离在0.252–0.574之间。各家系间遗传分化系数(fixation index, Fst)为0.112–0.278,表明群体间存在较大的遗传分化。本研究证明15个凡纳滨对虾家系的遗传多样性适中,为后续耐受高水平豆粕饲料的凡纳滨对虾家系选育工作提供了遗传学证据。

    • 鸡小肠类器官体外培养体系的优化

      2024, 40(12):4645-4659. DOI: 10.13345/j.cjb.240331

      摘要 (145) HTML (77) PDF 1.19 M (88) 评论 (0) 收藏

      摘要:为建立稳定的鸡小肠三维(three-dimensional, 3D)类器官体外培养平台,本研究从18胚龄的AA肉鸡小肠中收集隐窝细胞,在L-WRN条件培养基的基础上,通过调节烟酰胺、N-乙酰半胱氨酸、LY2157299、CHIR99021、Jagged-1、FGF等细胞因子的配比,对鸡小肠类器官培养条件进行优化,成功筛选出适合鸡小肠类器官长期稳定生长的培养基。优化结果显示,添加了1.5 µmol/L CHIR99021后,类器官的形成效率和类器官直径显著提高;添加0.5 µmol/L Jagged-1时,类器官出现少量芽样组织;添加50 ng/mL FGF-2后,类器官出芽率显著提高。鸡小肠器官培养基中添加1.5 µmol/L CHIR99021、0.5 µmol/L Jagged-1和50 ng/mL FGF-2能够起到协同作用,提高类器官的形成效率及增殖分化速度,细胞干性的维持效果显著提高。采用HE染色、透射电镜、实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(reverse transcription quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR)、间接免疫荧光和免疫组化方法对鸡小肠类器官进行形态学、含有的细胞类型和体外培养特性进行研究。结果表明,体外培养的鸡小肠3D类器官与鸡肠道组织在形态学上保持一致,并含有各种分化的上皮细胞。综上所述,本研究成功建立了鸡小肠类器官培养平台,为后续鸡肠道生理、病理、宿主-病原体相互作用机制和药物研究提供了新方法。

    • 乙醛脱氢酶1家族成员A2过表达对心肌细胞肥大生长及增殖的影响

      2024, 40(12):4660-4669. DOI: 10.13345/j.cjb.240333

      摘要 (182) HTML (69) PDF 654.27 K (85) 评论 (0) 收藏

      摘要:维甲酸信号通路在调节脊椎动物发育、细胞分化和维持组织稳态平衡中发挥重要功能。作为催化视黄醛氧化成维甲酸的关键酶,乙醛脱氢酶1家族成员A2 (aldehyde dehydrogenase 1 family member A2, Aldh1a2)在调节心脏发育过程中具有重要功能,而其在心脏疾病中发挥的功能尚不明晰。本研究通过构建和包装用于过表达Aldh1a2的腺病毒(Ad-Aldh1a2),将其感染原代心肌细胞后分析Aldh1a2过表达对心肌细胞生物学功能的影响。结果显示心肌细胞感染Ad-Aldh1a2后能够成功实现Aldh1a2的过表达;与感染Ad-GFP的对照组相比,感染Ad-Aldh1a2的心肌细胞尺寸明显增加,胚胎期基因心房利钠肽(atrial natriuretic factor, ANF)、脑利钠肽(brain natriuretic peptide, BNP)和β-肌球蛋白重链(β-myosin heavy chain, β-MHC)表达水平上调;此外,5-乙炔基-2ʹ-脱氧尿苷(EdU)掺入实验结果显示,Aldh1a2过表达使EdU掺入阳性信号的心肌细胞比例升高,检测增殖相关基因的表达发现细胞周期蛋白D2 (cycline D2, Ccnd2)和苯并咪唑出芽抑制解除同源物蛋白-1 (budding uninhibited by benzimidazole 1, Bub1)的表达水平也明显升高。以上结果表明Aldh1a2过表达可促进心肌细胞肥大生长和增殖。本研究为进一步了解Aldh1a2在心脏疾病中的功能、发展心脏疾病的治疗策略提供了有益的基础。

    • >数据论文
    • AcidBasePred:基于深度学习的蛋白酸碱耐受性预测平台

      2024, 40(12):4670-4681. DOI: 10.13345/j.cjb.240255

      摘要 (177) HTML (93) PDF 778.52 K (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:酶的结构和活性受环境pH值的影响。了解酶对极端pH值的适应机制并进行区分,对于阐明酶的分子机制和工业应用具有重要意义。本研究利用ESM-2蛋白质语言模型对最适pH值大于等于9和/或小于等于5的微生物的分泌蛋白进行编码,分别获得了47 725条和66 079条数据。在此基础上,本研究构建了一个基于氨基酸序列判别蛋白酸碱耐受性的深度学习模型。该模型准确率显著超过其他方法,在测试集上的整体准确率为94.8%,精确率为91.8%、召回率为93.4%。同时搭建了一个web预测平台(https://enzymepred.biodesign.ac.cn),用户可以直接提交酶的蛋白质序列,预测其酸碱耐受性。本研究加速了酶在生物技术、制药和化工等多个领域的应用进程,为工业酶的快速筛选与优化提供了强有力的工具。

    • >封面
    • 封面

      2024, 40(12):0-0.

      摘要 (73) HTML (0) PDF 541.23 K (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >目录
    • 目录

      2024, 40(12):0-0.

      摘要 (89) HTML (0) PDF 483.92 K (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:

当期文章


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

浏览排行

引用排行

下载排行

您是第位访问者
生物工程学报 ® 2025 版权所有

通信地址:中国科学院微生物研究所    邮编:100101

电话:010-64807509   E-mail:cjb@im.ac.cn

技术支持:北京勤云科技发展有限公司