锌指核酸酶技术最新进展及其在植物基因工程中的应用

锌指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFNs)是近年来发展起来的一项定点改变基因组序列的新技术.它能够特异切开基因组中的特定序列,产生双链断裂DNA,诱导细胞启动DNA损伤修复过程,在修复过程中实现对靶基因的敲除或改变.这一技术可以通过删除某一基因或一个基因的一部分、导入点突变等,对该基因的功能进行研究,也可以定向改变基因组序列,使生物体获得新的功能.这项技术在基因功能的研究和新药的研发、新品种选育等方面有着十分广阔的应用前景,是后基因组时代基因功能研究的重要手段.介绍了ZFNs工作原理,重点阐述了该技术近几年的最新进展及其在植物学领域的应用,同时也对ZFNs存在的问题进行了深入分析.     

修饰合成冬鲽抗冻肽基因的设计和克隆

动物界和植物界密码子使用频率不同,冬Ｄｉｅ抗冻肽中丙氨酸占６０％而且偏爱ＧＣＣ,３８个Ａｌａ密友子中２３个为ＧＣＣ。我们设计合成抗冻肽基因时采用了植物基因常用密码子,用甘薯信号肽序列取了抗冻肽的ｐｒｅ序列,省略了Ｐｒｏ序列,并 信号肽下游二、四、八拷贝正向串联的成太的修饰基因,经测序证实与设计完成一致。利用ＱＩＡ表达系统,在大肠杆菌中实现了ＤＨＦＲ－成熟抗冻肽单体和二体的融合表达。     

猪肾胆绿素还原酶活性基因的修饰

报道采用专一性试剂ＤＴＮＢ、ＮＥＭ、磷酸吡哆醛以及２，３－丁二酮对胆素还原酶活性进行修饰，当这几种试剂分别与该反应后，酶活性性大幅度降低；而当预先加入ＮＡＤＰＨ或胆绿素、酶活性明显受到保护，这些结果表明，半胱氨酸、赖氨酸和精氨酸残基与该酶同ＮＡＤＰＨ和胆绿素结合、以及胆绿素还原成胆红素的反应有关，是该酶活性必需的基因。     

蓝细菌光系统Ⅱ的组成相关基因和遗传修饰

蓝细菌是研究光合作用的理想实验系统，在光系统Ⅱ组成，相关基因及遗传修饰等分子水平上的探索已取得重大进展，主要介绍了光系统Ⅱ反应中心蛋白复合物，天线色素蛋白复合物，细胞色素蛋白复合物，锰稳定蛋白复合物等主在蛋白成份，相关基因，以及利用分子生物学操作对蛋白组分功能的研究工作。     

Cpf1 和 Cas9核酸酶靶向EGFR-L858R突变的研究

表皮生长因子受体(EGFR)单核苷酸突变(2573TG,L858R)占所有EGFR突变的90%.使突变的EGFR失活对有此突变的病人非常有利.这里,应用双荧光报告分析的方法分析规律成簇间隔短回文重复(CRISPR)系统中Cpf1和Cas9在靶向EGFR-L858R突变的编辑效率.在EGFR-L858R突变位点的附近,有两个Cpf1前间区序列邻近基序(PAMs)——TTTN.并且,2573TG突变形成了一个Cas9的PAM——NGG.因此本文通过构建两条AsCpf1的gRNAs(gRNA1和gRNA2)和一条SpCas9的gRNA(gRNA3)在体外通过双荧光蛋白分析系统去评估SpCas9和AsCpf1特异性靶向等位基因的能力.结果证实了AsCpf1和SpCas9都能够特异性的编辑突变的EGFR(2573TG).     

植物半胱氨酸可逆氧化修饰蛋白质组学技术研究进展

活性氧(ROS)介导的蛋白质半胱氨酸(Cys)可逆氧化修饰对于调控植物发育和逆境应答过程具有重要意义.近年来新发展起来的高通量氧化还原蛋白质组学技术包括:基于荧光素、生物素-巯基特异性试剂、同位素亲和标签(ICAT)、巯基特异性串联质量标签(CysTMT/iodoTMT),以及iodoTMT与同位素标记相对和绝对定量(i TRAQ)试剂联用等标记技术.这些技术的发展完善为系统研究植物蛋白质氧化还原修饰提供了重要手段.综述了植物Cys可逆氧化修饰蛋白质组学技术的研究进展.     

人工自愈与动力机械振动故障靶向抑制

人工自愈是在故障机理和风险分析的基础上,通过仿生设计赋予机器自发作用的维持健康状态的能力,从而使机器储存、补充和调动自愈力以维持机体的健康状态。透平压缩机、发电机组和航空发动机等动力机械是工业和国防的心脏设备,一旦发生故障将导致事故和巨大损失,在运行中通过自监测、自诊断和主动控制来抑制故障的发生以实现自愈化,是机器向高级智能阶段发展研究中的一个重要方向。本文总结了北京化工大学诊断与自愈工程(DSE)研究中心在人工自愈与动力机械振动故障靶向抑制方面的主要研究工作及成果,并以转子轴系不平衡和压缩机转子失稳振动为例,证明了靶向抑制方法的有效性。以上成果可为自主开发具有自愈功能的智能动力机械提供科学依据。     

表面修饰硅凝胶人工晶状体表面特性检测

采用低温等离子体联合离子束技术对硅凝胶人工晶状体表面进行碳，钛材料修饰，对表面装饰的人工晶状体进行表面特性的检测，分析结果显示，经碳，钛表面修饰的硅凝胶人工晶状体其分辨率和表面形态没有改变，表面修饰的人工晶状体增加了对紫外光的吸收，表面的亲水性增加，未修饰，碳修饰人工晶状体表面化学成分由碳，氧，硅元素组成，钛修饰人工晶太体表面由碳，氧，硅，钛元素组成，碳，钛修饰的硅凝胶人工晶状体的表面特性得到改善。     

治疗超声介导微泡造影剂实现靶向性治疗的研究进展

治疗超声介导微泡造影剂实现辅助给药及治疗（如基因转染），成为超声研究中的热点。这种方法已经在体内和体外多种模型中实现，并可能为靶向个体化诊断和治疗开辟新的领域。本文就该技术的可能机制，研究现状以及研究前景作一综述。     

功能化修饰纳米纤维素的结肠靶向给药载体

纳米纤维素(cellulose nanocrystals,CNCs)具有优异的生物理化性能,可作为一种理想的新型药物载体。以马来酸酐酯化纳米纤维素(MA-CNCs)为载体,通过酯化反应进一步引入氨基酸连接臂,再与妥舒沙星(TFLX)偶联,得到新型妥舒沙星-氨基酸-马来酸酐酯化纳米纤维素药物轭合物(TFLX-A-MA-CNCs)。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征技术验证了妥舒沙星与马来酸酐酯化纤维素成功偶联。场发射扫描电镜(FE-SEM)观察发现MA-CNCs可以较好地包覆药物。对TFLX-A-MACNCs药物轭合物在模拟胃液、小肠液和结肠液中的释药行为进行分析,结果表明MA-CNCs载体对药物具有良好的包载性,且可实现结肠靶向释药。     

功能化修饰纳米纤维素的结肠靶向给药载体

 纳米纤维素（cellulose nanocrystals,CNCs）具有优异的生物理化性能,可作为一种理想的新型药物载体。以马来酸酐酯化纳米纤维素（MA-CNCs）为载体,通过酯化反应进一步引入氨基酸连接臂,再与妥舒沙星（TFLX）偶联,得到新型妥舒沙星-氨基酸-马来酸酐酯化纳米纤维素药物轭合物（TFLX-A-MA-CNCs）。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）表征技术验证了妥舒沙星与马来酸酐酯化纤维素成功偶联。场发射扫描电镜（FE-SEM）观察发现MA-CNCs 可以较好地包覆药物。对TFLX-A-MACNCs药物轭合物在模拟胃液、小肠液和结肠液中的释药行为进行分析,结果表明MA-CNCs 载体对药物具有良好的包载性,且可实现结肠靶向释药。     

不同组蛋白修饰以及修饰与修饰酶之间的关系

核小体是染色质的基本结构单位,核小体组蛋白尾部可以发生甲基化、乙酰化等多种共价修饰.以含有组蛋白修饰酶的修饰数据库为基础,借助网络研究了一些修饰之间以及与修饰酶之间的关联关系,同时从相关修饰酶及其复合物的角度分析了这些关联.结果显示部分修饰之间或与相关修饰酶之间存在直接的关联关系.包含修饰酶的酶复合物可以通过自身的蛋白结构域与甲基化或者乙酰化修饰结合,进一步利用自身的修饰酶亚基催化其它组蛋白修饰,从而使得两种组蛋白修饰之间建立关联.     

基于生物信息学和机器学习筛选溃疡性结肠炎特征基因及其靶向中药预测

为确定溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)的潜在生物标志物,并预测其靶向中药,从GEO数据库下载包含人类UC和健康对照组织(GSE179285、GSE206285和GSE87466)的数据集,合并GSE179285和GSE206285数据集,通过limma R软件包筛选出UC与健康对照组织之间的差异表达基因(DEGs)。采用LASSO回归模型和支持向量机递归特征消除算法筛选出核心生物标志物。GSE87466数据集用作验证队列,受试者工作特征曲线用于评估诊断效能。利用CIBERSORT探讨UC中的免疫浸润特性,并进一步分析潜在生物标志物与不同免疫细胞之间的相关性。最后,在HERB数据库预测核心生物标志物靶向中药。共筛选出157个DEGs,其中102个基因上调,55个基因下调。功能富集分析显示,这些DEGs主要参与IL-17信号通路、TNF信号通路、类风湿关节炎、趋化因子信号通路、体液免疫反应、中性粒细胞趋化和迁移等。LOC389023、OLFM4、AQP8和CWH43被鉴定为UC的潜在生物标志物,且其诊断价值在GSE87466验证数据集中有显著意义。CIBERSO...     

通过归位内切酶引起的donor质粒胞内线性化可提高TALEN介导的同源重组效率

TALEN是一种常用的细胞基因组修饰工具。然而,目前TALEN技术介导的基因敲入效率较低,对提高TALEN介导基因敲入效率的方法进行了摸索。通过在Donor质粒引入Ⅰ-SceⅠ酶切位点,并将Donor质粒、表达Ⅰ-SceⅠ的质粒及TALEN质粒对共转染,引发Donor质粒细胞内线性化。在以基因PC为靶位点时,经Ⅰ-SceⅠ胞内线性化的donor质粒基因成功定点插入的效率比不经过Ⅰ-SceⅠ胞内线性化的质粒提高300%。在另一个基因BSG的TALEN基因敲入系统中,这一效率提高200%。结果表明,Ⅰ-SceⅠ介导的donor质粒胞内线性化可提高TALEN knock in系统的同源重组效率。     

牛磺酸修饰巯基化壳聚糖季铵盐载体的合成及其体外shTNF-α pDNA递送效果

本研究合成了牛磺酸修饰壳聚糖季铵盐(TT)和牛磺酸修饰巯基化壳聚糖季铵盐(TTC)聚合物,再利用TT和TTC包载沉默肿瘤坏死因子-α表达的质粒编码短发夹RNA(shTNF-αpDNA),形成TT-shTNF-αpDNA和TTC-shTNF-αpDNA纳米粒,研究了两种纳米粒理化性质、体外摄取和体外基因沉默效果.结果表明:TT-shTNF-αpDNA和TTC-shTNF-αpDNA粒径在180～305nm之间,电势在12～20mV之间,分散性良好;TTC-shTNF-αpDNA pH稳定性能优于TT-shTNF-αpDNA;TT-shTNF-αpDNA和TTC-shTNF-αpDNA均先突释后缓释;TT-shTNF-αpDNA和TTC-shTNF-αpDNA均可显著提高pDNA细胞摄取,TTC-shTNF-αpDNA细胞摄取量显著高于TT-shTNF-αpDNA;TT-shTNF-αpDNA和TTC-shTNF-αpDNA均以能量依赖方式入胞,通过巨胞饮和小窝蛋白介导的途径入胞,TTC-shTNF-αpDNA会通过网格蛋白介导的内吞途径入胞,TT-shTNF-αpDNA则不通过此途径入胞...     

遗传修饰小鼠模型基因型鉴定技术要点介绍

近年来,随着生物医学研究及基因编辑技术的发展,出现了越来越多的动物模型.由于制作方法的不同,其基因型鉴定技术方法也不一样,导致基因型鉴定的工作存在混乱无序的现象.本文根据遗传修饰小鼠模型制作方法进行分类,介绍了随机转基因小鼠、条件性基因敲入小鼠、基因敲除小鼠三类常见模型的基因型鉴定技术要点,规范遗传修饰小鼠模型基因型鉴...     

非修饰性寡核苷酸芯片用于HLA-DQA分型的初步研究

利用非修饰寡核苷酸基因芯片技术,根据HLAⅡ类抗原DQA位点不同基因亚型的特异性序列设计探针,制成分型芯片;待测样本经PCR反应标记上荧光之后,与探针在芯片上进行杂交,根据杂交产生的荧光信号值,确定样品DQA位点基因亚型。将这一方法应用于125例临床样本和10例标准品的HLA-DQA分型,该方法分型的结果与准确结果相比,准确率达到93.3%。实验结果表明:非修饰性寡核苷酸芯片用于HLA-DQA分型技术可行。     

p53基因的翻译后磷酸化修饰作用研究

p53基因是一种肿瘤抑制基因,其表达产物在癌症发生中起了复杂而重要的调控作用,本文着重于它的翻译后修饰中最为重要的磷酸化修饰进行论述,以及磷酸化修饰对p53在肿瘤发生和癌症防治中的功能和作用,并为人类攻克癌症提供了一种新的治疗思路。     

中国肺癌的驱动基因研究进展

 肺癌是中国发病率及死亡率最高的恶性肿瘤。肿瘤细胞在驱动基因的作用下持续生长,并对该驱动基因的抑制剂具有高敏感性。近年来,针对驱动基因的检测技术不断发展,相应的驱动基因靶向药物也层出不穷。本文主要从中国肺癌的驱动基因、驱动基因的检测及针对驱动基因的靶向治疗3 个方面进行综述,并展望中国肺癌驱动基因的应用前景。