抗乙型脑炎病毒单克隆抗体重链可变区基因在烟草中的表达

自Hiatt等1989年首次报道了在植物中进行抗体基因的表达研究以来,至今短短数年,这类研究已日益广泛深入。目前,利用转基因植物和植物细胞表达工程抗体基因进行抗体的生产、作物抗病育种以及植物代谢调控和发育的研究已经成为生物技术中的一个新途径,新的生长点。这是免疫学和植物科学在分子水平上有机结合的产物。现有的证据表明,不仅高等植物,单细胞绿藻也可以表达抗体基因。高等植物不仅可以表达简单的单域抗体基因,也可以表达更加复杂的IgA-G杂合抗体基因,并在体内装配出双分子dIgA-G和带分泌组分(SC)的SIgA-G,利用转抗体基因植物进行抗病育种,植物代谢和发育的研究也取得令人瞩目的进展。     

由植物体产生抗体

转基因植物系统表达哺乳动物的抗体为研究植物代谢和发育提供了新的机会,农业产品实际上可以不受限制地提供所需要的任何抗体。     

抗CD20嵌合Fab′片段对B淋巴瘤细胞的生长抑制作用

利用PCR方法从抗CD20ScFv表达载体上扩增重链可变区(VH)、轻链可变区(VL)基因,然后将VH,VL基因重组到Fab′表达载体中,构建成抗CD20嵌合抗体Fab′片段表达载体pYZFcd20.用pYZFcd20转化大肠杆菌16C9,在16C9菌中分泌表达可溶性抗CD20Fab′片段,经分离纯化获得具有CD20抗原特异结合活性的嵌合抗CD20抗体Fab′片段.竞争性免疫荧光抑制实验表明,抗CD20Fab′片段能竞争性抑制亲本鼠源性抗CD20单克隆抗体HI47和Daudi细胞CD20结合.MTT法测定结果显示,抗CD20Fab′对Daudi细胞生长具有抑制作用.     

抗CD20嵌合Fab′片段对B淋巴瘤细胞的生长抑制作用

利用PCR方法从抗CD20ScFv表达载体上扩增重链可变区（VH）、轻链可变区（VL）基因,然后将VH,VL基因重组到Fab′表达载体中,构建成抗CD20嵌合抗体Fab′片段表达载体pYZFcd20。用pYZFcd20转化大肠杆菌16C9,在16C9菌中分泌表达可溶性抗CD20Fab′片段,经分离纯化获得具有CD20抗原特异结合活性的嵌合抗CD20抗体Fab′片段。竞争性免疫荧光抑制实验表明,抗CD20Fab′片段能竞争性抑制亲本鼠源性抗CD20单克隆抗体HI47和Daudi细胞CD20结合。MTT法测定结果显示,抗CD20Fab′对Daudi细胞生长具有抑制作用。     

链间连接肽对单链双特异性抗体生物学活性的影响

单链双特异性抗体(scBsAb)是具有良好临床应用前景的基因工程抗体, 但不同的链间连接肽(interlinker)对其生物学活性的影响尚有待深入研究. 设计并合成3种不同的链间连接肽序列, 分别命名为Fc, HSA和205C′, 并构建成单链双特异性抗体通用表达载体, 以抗人CD3改形单链抗体(scFv)和抗人卵巢癌单链抗体为基础, 构建成单链双特异性抗体. SDS-PAGE及Western blot结果表明, 3种不同的链间连接肽对抗体的表达量无明显影响. 在此基础上, 进行ELISA及血液药代动力学测定, 发现不同链间连接肽的单链双特异性抗体与相应抗原的结合活性及其在小鼠体内的清除相T_1/2存在一定差异, 链间连接肽HSA可以显著延长抗体在体内的滞留时间. 上述研究结果提示, 链间连接肽序列将会影响单链双特异性抗体的抗原结合活性及其在体内的稳定性等重要的生物学特性. 因此, 筛选理想的链间连接肽序列对于构建单链双特异性抗体具有重要意义. 合适的链间连接肽可以赋予单链双特异性抗体更适于临床应用需求的生物学活性.     

具有催化萘普生乙酯水解能力的多克隆抗体

80年代化学和免疫学领域中的一项重大发现——催化抗体(抗体酶),把抗体的极其多样性与酶的巨大催化能力等特性结合在一起,为传统的化学和免疫学研究开辟了一个崭新的方向.利用经过特殊设计并合成的有机分子作为半抗原,联接载体蛋白后免疫动物并经细胞杂交技术,从筛选和分离的单克隆抗体中,成功地获得具有催化功能的抗体.至今已有50多个反应能用催化抗体来催化,对某些反应(如Diels-Alder反应),自然界不存在能催化它们的酶,也能用抗体来催化进行.因此,设计具有特异性的催化抗体,在化学、生物学、医学等领域无疑将显示巨大的应用潜力.茶普生(1)是一种非常重要的非甾体消炎镇痛药,其S构型的药效为R构型的38倍,研究用抗体催化水解萘普生乙酯(2)来拆分获得S构型的萘普生,具有重要的理论意义和潜在的应用价值.本文简要报道具有催化萘普生乙酯水解能力的多克隆抗体的研究.     

花青素合成转录因子基因在玉米中的表达研究:一种新型基因可视化跟踪表达系统

花青素是一种水溶性的黄酮类物质,可使植物呈现出红、蓝、紫和红紫等颜色.外源花青素代谢调控基因的表达可使花青素在植物细胞内积累,使植物体外观上表现出色彩的变化,易于观察,因此可作为报告基因用于植物转基因研究,快速报告细胞、组织、器官或植株是否被转化.本研究用花青素代谢调控基因Bi和C1作为报告基因,以epsp作为筛选标记基因,构建了植物表达载体pBAC9009.基因枪转化玉米自交系501的幼胚,经过除草剂草甘膦抗性筛选和分化再生,获得了转化再生植株75株,其中43株获得结实种子.T0代植株有18株在苗期或生长阶段表现局部或全紫色,8个结实果穗有零星的紫色种子,从外观上可直接确认为转化植株.结合PCR和RT-PCR的分子检测及花青素含量分析,表明叶片和籽粒为紫色的玉米植株中外源目的基因已整合并且高效表达,即紫色表型与分子检测的结果高度一致.该结果表明我们成功建立了以花青素基因作为报告基因的植物转基因可视化跟踪表达系统.该系统的应用可以大大提高工作效率,节约检测成本,对于植物转基因研究具有重要意义.     

人G-CSF突变体cDNA在大肠杆菌中的高效表达

人粒细胞生长因子(hG-CSF)应用前景非常广阔,它对于治疗各种原因引起的粒细胞减少症具有显著疗效.利用基因工程技术生产是大量获取有药用价值hG-CSF的一条重要途径.国外文献报道,由于自身结构特点,hG-CSF天然cDNA在大肠杆菌中很难获得高效表达,因此,构建其突变体,并在不同启动子控制下进行表达研究,以期实现其在大肠杆菌中的高效表达是hG-CSF基因工程研究的核心课题.     

人源抗体组合文库的构建及抗甲状旁腺素相关蛋白单克隆抗体的筛选

用PCR技术从人外周血淋巴细胞中扩增出Fd段和κ链基因,构建了噬菌体抗体库,其库容量为1.5×10~8。将甲状旁腺素相关蛋白（PTHrP）合成肽固相化对该文库进行了“吸附-洗脱-扩增”的筛选,使特异性抗体富集了500多倍。经5轮筛选其噬菌体抗体阳性率为62％（31/50）。抑制实验表明。可溶性表达的Fab段具有结合PTHrP的特异性。SDS-PAGE分析显示其分子量约为50ku。     

组合抗体库技术的研究进展

组合抗体库技术是现代免疫化学研究的重要方法。它可以在体外构建大容量、高多样性的文库,将基因型和表型整合在筛选系统中实现表型的可复制,最终利用生物进化原理进行高通量筛选。这一技术可以在体外重建免疫系统,使抗体的筛选不受动物或生物组织的限制;通过分子克隆,可记录供者完整的免疫信息;通过重链和轻链的随机重组,可以提高文库的多样性,规避免疫耐受,揭示罕见抗体谱。随着免疫化学研究的不断深入,组合抗体库技术也在不断改进,出现了新的筛选策略,如基于自分泌的筛选系统和基于细胞-细胞相互作用的筛选系统。文章介绍组合抗体库技术的研究进展。     

胎儿骨髓间充质干细胞中SSEA-4阳性表达细胞的分离和检测

为了验证成体干细胞中全能性干细胞存在的可能性, 以SSEA-4抗原为筛选标志, 利用免疫磁珠筛选技术从胎儿来源的骨髓间充质干细胞(fetal mesenchymal stem cells, fMSCs)中筛选并培养得到SSEA-4表达阳性的fMSC-SSEA-4细胞, 从形态学、生长曲线、表面标志及细胞周期、核型分析等方面检测其生物学性状, 并通过Oct-4及SSEA-4抗体的表达及致瘤性等方面分析其全能性状. 同时观察了fMSC-SSEA-4细胞的诱导分化能力. 结果发现, fMSC-SSEA-4细胞的形态学表现、细胞周期和生长曲线检测与fMSCs无明显差异; fMSC-SSEA-4细胞Oct-4和SSEA-4抗体表达阳性, 并且表现为正常的二倍体核型, 无明显的致瘤性状. 在不同的诱导条件下, fMSC-SSEA-4细胞可向成骨细胞、脂肪细胞和神经元样细胞分化. 实验结果提示, fMSCs中存在有全能干细胞性状的一群细胞, 从而为进一步深入研究和更好地应用fMSCs提供了理论依据.     

近年来天然有机化学的进展

天然有机化学是天然有机产物化学的简称,是研究生物的机体和代谢产物的组成、性质、利用的有机化学。因此它密切关系着人类的吃、穿、用,直接或间接地与生命、健康有关。整个天然有机化学史明显地反映了部分农业、工业、医学的历史发展。天然有机化学虽有二百年左右的历史,但由于它对人类同自然斗争以及生产实践有着重要的关系,又由于人们在研究工作中广泛地应用了现代物理学、化学和生物学的方法以及现代工程技术的成就,近十年来获得了迅速、蓬勃的发展。它的发展趋势可以概括为:(1) 由易于得到的或含量大的天然有机物质的研究,发展到难以得到的或含量小的天然     

小肽融合蛋白通过阻断VEGF与KDR结合抑制血管生成与肿瘤生长

血管内皮细胞生长因子（VEGF）结合酪氨酸激酶受体KDR／FLK1能促进血管生成。筛选能封闭VEGF与KDR相互作用的小肽可以通过阻断血管形成而抑制实体瘤生长。将从噬菌体12肽库中筛选而获得的能与KDR结合的123肽K237DNA克隆到表达载体p QE42中，在大肠杆菌M15中稳定表达二氢叶酸还原酶融合蛋白DHFJR－K237，经变性、复性后得到纯度达90％的可溶性蛋白。体外实验显示，DHFR－K237能竞争抑制VEGF结合KDR，显著抑制由VEGF刺激而引起的人脐静脉内皮细胞增殖；体内实验表明，DHFR－K237能显著抑制鸡胚尿囊膜血管形成和荷瘤裸鼠中肿瘤的生长。结果表明，12肽K237是VEGF结合KDR的有效拮抗剂，具有抗肿瘤生长和转移的潜在应用前景。     

整合组学数据的代谢网络模型研究进展

基因组规模代谢网络模型(genome-scale metabolic model, GEM)是根据化学计量平衡原理,基于基因-蛋白-反应三者关联,建立包含细胞生长必需的生化反应数学模型.细胞代谢网络存在复杂的调控,通过基因和蛋白表达量及代谢物浓度变化调节代谢反应通量,而这些数据无法直接反映代谢反应的通量. GEM研究面临的一个挑战是如何整合不直接反映代谢通量的数据类型,并将这些调控过程在代谢模型中进行准确的描述.本文综述了将高通量组学数据整合到代谢化学计量模型中的方法,包括根据基因和蛋白的表达判定代谢反应状态、筛选核心代谢反应集、代谢反应通量边界约束、转录调控网络整合和多时间尺度基因动态表达约束等;比较分析了不同算法的优缺点和应用场景;介绍了GEM与多组学数据整合在解析生物代谢特征、分析遗传和环境扰动、筛选癌症治疗潜在药物靶标和抗代谢药物等方面的应用;展望了组学数据和代谢网络模型集成的发展趋势.     

代谢网络流分析进展及应用

代谢网络的研究已经成为系统生物学研究的一个热门话题,基于代谢网络流分析的方法在寻求生物体代谢网络特征中具有很重要的作用.回顾了几种主要的代谢网络静态分析方法如:流平衡分析(FBA)、代谢调节最小化分析(MOMA)、调节的开关最小化(ROOM)、含有二次线性规划的动态流平衡分析方法(DFBA-LQR)等.另外,介绍了几种常用的代谢网络流分析软件,如FluxAnalyzer,COBRA Toolbox,PathwayAnalyser,并对这些软件的性能进行了比较.代谢网络的研究不仅能使人们更好地了解代谢网络性质,也在很多方面得到了应用,将代谢网络流分析和其他生化数据分析方法整合起来的理念逐渐形成并已有所进展,如代谢流与基因表达调控的结合、代谢流对蛋白质进化的影响、代谢流与拓扑特征的关联分析、代谢工程优化改造等.今后的研究方向可以将代谢流分析与网络拓扑特征分析以及动态建模等结合起来以获得更全面更准确的代谢网络性质.     

为细胞“编程”的启示

<正>生物学博士贾斯汀·帕哈拉和加拿大生物艺术家、MITMedia Lab研究员朱丽·勒高特,在北京中学生物实验室带领同学们利用神秘装备"Amino"完成了有趣的合成生物学实验。实验的基本思路是:往大肠杆菌里导入从海洋生物中获取的各种颜色的荧光蛋白基因。如果新的基因在大肠杆菌中获得表达,大肠杆菌就会呈现出不同的颜色,也就表明大肠杆菌"编程"成功。     

利用EST及生物信息学方法挖掘马铃薯中miRNA及其靶基因

microRNA (miRNA)是一类调控真核基因转录后表达的非编码小分子RNA. 大量研究表明, miRNA在调节生物功能方面起着重要的作用. 目前发现miRNA的主要方法有直接克隆法和基于生物信息学的基因搜索和同源搜索. 由于真核生物组织中有些miRNA的丰度较低, 而且其表达具有组织和时序特异性, 采用直接克隆法发现新的miRNA有时较为困难. 采用生物信息学方法寻找未知miRNA是当前发现和鉴定miRNA的重要策略之一. 本研究联合了几种生物信息学方法预测了马铃薯(Solanum tuberosum)中miRNA及其靶基因. 通过把拟南芥、水稻等植物已知的miRNAs与马铃薯EST数据库进行比对搜索, 筛选出候选的miRNA. 之后, 设置一系列严格的筛选标准, 分析候选miRNA序列特征, 包括碱基错配、二级结构、(A+U)含量、能量水平等. 最后, 从上述候选库中筛选出了22个miRNA. 进一步利用新鉴定的miRNA序列, 预测到43个靶基因. 分析结果表明, 上述大多数靶基因编码的产物为转录因子及重要代谢酶类, 它们调控着植物的生长发育, 信号转导及各种胁迫反应.     

微量量热法研究黄连中小檗碱类成分对肠道特征菌群生长代谢的影响

采用微量量热法研究中药黄连中具有抑菌活性的3种小檗碱类生物碱成分(BAs)对青春双歧杆菌生长代谢的影响. 在不同给药条件下, 以表达功率-时间曲线(热谱曲线)的特征参数生长速率常数(k)、半数抑菌浓度(IC₅₀)、最大输出功率(P_max)及达峰时间(t_p)和总产热量(Q_t)为指标, 对BAs抑制青春双歧杆菌生长代谢程度进行客观地量化评价. 结果表明, k, P_max和Q_t均随BAs浓度的增加而相应地减小; t_p随BAs浓度的增加而相应地延长; IC₅₀分别为小檗碱806 μg/mL、黄连碱341 μg/mL和巴马汀236 μg/mL, 即抑菌活性大小顺序为小檗碱<黄连碱<巴马汀. 结合既往研究结果, BAs抑制痢疾杆菌、大肠杆菌生长代谢强度按小檗碱、黄连碱和巴马汀的顺序依次减弱, 这与抑制青春双歧杆菌的强弱顺序正好相反. 构效关系研究表明, C2和C3上连接的亚甲二氧基或甲氧基分别是其抑制大肠杆菌和青春双歧杆菌的主要功能团; C2, C3, C9和C10上连接的取代基对抑制痢疾杆菌的选择性较弱.     

噬菌体基因工程抗体

噬菌体基因工程抗体(Phage Antibody)由于其筛选方式的优化及抗体产量的大大提高，使得基因工程抗体技术最终取代杂交瘤克隆抗体技术成为必然。本主要针对噬菌体抗体技术予以介绍。     

同呼吸共命运:线粒体呼吸链超级复合物

新陈代谢——物质代谢和能量代谢——是生命最基本的特征之一。总体上,从能量流动的方向来说,能量代谢可以分为两类:光合作用(储存化学能)和呼吸作用(利用化学能)。一直以来,呼吸作用的媒介和机制问题都是科学家关注的重要研究课题,人们对它们的认知也在不断更新和进步。清华大学杨茂君教授研究组对呼吸作用的载体——呼吸体蛋白超级复合物的结构生物学研究,向我们展示了细胞内这个复杂而又精妙的生物能量转换器的全貌,不但让我们更真切地领略到了大自然之鬼斧神工,也为治疗多种与线粒体功能紊乱有关的疾病提供了药物设计及筛选的生物学基础。