生物合成材料聚β-羟基丁酸(PHB)的研究进展

聚β-羟基丁酸(PHB)是许多原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下作为能量和碳源储藏在生物体内的一类热塑性聚酯.作为完全可生物降解材料,PHB越来越引起人们的关注.有力文章主要阐述了国内外PHB合成方法、性能改良、降解等方面的进展,并对其发展前景作出展望.     

BICP0和其环指结构域具有E3泛素连接酶活性

1型牛疱疹病毒(BHV-1)早早期(immediate early, IE)基因所编码的调控蛋白BICP0可决定病毒的感染方式, 具有多种转录调控功能. 它能促进病毒自身IE基因、早期(early, E)基因和晚期(later, L)基因以及其他一系列细胞基因的表达. 为研究其作用机理, 在E. coli中表达纯化了BICP0及其各种缺失突变蛋白. 体外活性实验表明, BICP0全长蛋白和其具有环指(ring finger)结构域的N端蛋白可以催化多聚泛肽链的形成, 具有E3泛素连接酶的功能, 暗示BICP0的转录激活功能可能通过其泛素连接酶功能实现, 为阐明BICP0在病毒感染中的作用机理提供了新视角.     

人及猪脑源性神经营养因子基因克隆

脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)主要是在中枢神经系统内合成的小分子量碱性蛋白质,由119个氨基酸组成.研究发现BDNF对神经系统的多种神经元均有效应,在体与离体观察证明,它可维持与促进外周神经嵴和基板来源的多种感觉神经元的发育、生长与分化,对中枢神经系统的基底前脑胆碱能神经元、GABA能神经元、中脑黑质多巴胺能神经元具有营养作用.研究还发现BDNF与神经生长因子(NGF)同属一个基因家族,二者在生物效应上有许多类似之处,但其作用的神经元特异性又有所不同.     

表皮生长因子受体在DNA 损伤修复中的作用机制新进展

表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)在许多人类恶性肿瘤中存在过表达或突变, 近期大量的研究表明EGFR 和/或其下游成分可以进入细胞核, 在核内发挥转录调节和信号转导功能, 其中一个重要的功能是促进DNA 双链断裂(doublestrands breaks, DSBs)的修复. EGFR 主要通过核移位及PI3K-Akt 通路、Ras-Raf-MAPK 通路与DNA 修复的关键成分如DNA-PK, ATM, Rad51 和BRCA1 等作用促进DSBs 的修复.放化疗诱导的肿瘤细胞DNA 损伤后的修复目前正成为一个越来越有吸引力的靶点, 靶向EGFR 或其下游信号抑制DNA 损伤修复的治疗具有重要的临床意义和应用前景.     

细胞壁连接的类受体激酶(WAK):植物细胞壁与细胞质联系的重要蛋白

细胞壁连接的类受体激酶(WAK)是一类特殊的植物类受体激酶, 与细胞壁中的果胶共价交联. 在结构上, WAK分为胞外域、跨膜域和胞内激酶结构域, 胞外域中存在保守的EGF重复序列. WAK以多基因家族形成存在, 其表达模式具有组织特异性, 主要在叶、茎中表达, 在功能上参与病原菌反应、细胞伸长调控、铝胁迫反应等. WAK1在细胞外与富含甘氨酸的蛋白质AtGRP3特异结合, 在胞内与蛋白磷酸酶KAPP结合并形成约500 kD的AtGRP3-WAK1-KAPP复合体. 植物中还存在与WAK结构相似的类WAK蛋白(WAKL)家族. 本文结合WAK结构特点和作用机制认为WAK/WAKL可能是植物细胞壁与细胞质进行联系和通讯的重要蛋白.     

氨基酸转运载体SLC1A3的功能及对神经系统和线粒体功能的调节作用机制研究进展

溶质载体家族1成员3(the solute carrier family 1 member 3 gene, SLC1A3)是一种重要的兴奋性氨基酸转运载体,在动物各组织器官中均有表达,主要负责细胞的酸性氨基酸转运,对动物健康与生长发育具有重要作用.目前关于SLC1A3的研究主要集中于对神经系统的调控以及表达异常造成的相关疾病,而对SLC1A3在其他组织器官中的研究较少.近期研究表明, SLC1A3可负责细胞内胞浆与线粒体之间的谷氨酸和天冬氨酸的转运,以维持线粒体内三羧酸循环和电子传递链的正常运转,促进细胞增殖,恢复细胞功能.本文主要综述了SLC1A3在动物各组织器官中的表达情况及其发挥的生物学功能,并解析了其对神经系统和线粒体功能的调控机制,以期SLC1A3作为关键靶点为调控动物机体健康和疾病治疗提供理论依据.     

脂肪能帮助抵抗感染

正最新研究显示,人体的脂肪细胞对储存关键免疫细胞具有重要作用,甚至还能提高免疫细胞的活性,帮助身体抵抗感染。美国科学家发现一种名为"记忆T细胞"的免疫细胞会储存在小鼠的脂肪内。与储存在其他器官中的记忆T细胞相比,脂肪组织中的这种细胞在面对病原体时反应更快,抵抗力更强。研究人员认为,这可能是因为脂肪为记忆T细胞提供了丰富的营养。     

功能农业关键科学问题研究进展与“十四五”发展建议

功能农业是赵其国院士在2008年提出的农业新概念,主要是指农产品的营养化、功能化,旨在解决全球性的“隐性饥饿”问题,并重点满足消费者“吃出健康”的新需求.香山科学会议第669次学术讨论会与会专家认为,历经13年的探索,功能农业已初步形成了独特的学科和科技创新体系,实现了从“0”到“1”的突破.本文扼要阐述了9个方面关键科学问题及其相关研究进展:(1)通过对全国及区域土壤中矿物质的时空分布特征,反映母质和成土过程对土壤矿物质的含量影响;(2)土壤与作物间矿物质的吸收、转化,如人工根系实验系统(ARE系统)的建立、土壤中矿物质生物有效性的评价方法,以及植物中功能成分的转化机理等;(3)矿物质和重金属密切相关的超富集植物研究;(4)功能农业生产中功能成分对生物和环境影响评价;(5)功能农业长期科学试验站的研究成果;(6)功能农产品所制备的食物在蒸、炒、煮等烹调过程中以及其他加工技术下的功能成分形态变化的相关研究;(7)在健康效应评价方面,对功能性产品对人体健康的影响及其机理,以及相关功能农产品的干预研究;(8)天然富硒营养强化项目的研究;(9)基准物质的研制情况.在功能农业新技术研发方面,概...     

寨卡病毒非结构蛋白NS5的结构与功能研究进展

寨卡病毒(Zika virus, ZIKV)是黄病毒科黄病毒属重要成员,因其能引起小头症、格林-巴利综合征等严重神经疾病引起了全球的关注. NS5蛋白是其基因组编码的最大非结构蛋白,主要包括N端的甲基转移酶MTase(methyltransferase)结构域和C端的RNA依赖的RNA聚合酶RdRp(RNA-dependent RNA polymerase)结构域. NS5蛋白是一个多功能蛋白,不仅负责病毒基因组的复制和加帽过程,而且参与调控宿主的多种天然免疫反应.鉴于其具备重要的生物学功能, NS5蛋白被广泛认为是抗病毒药物设计的重要靶标.近年来,寨卡病毒NS5蛋白的高分辨率结构被成功解析,其生物学功能的研究也取得了重要突破,本文就相关领域的最新进展作一简要综述.     

功能农业关键科学问题与发展战略

功能农业(functional agriculture)是指天然富含有益成分的土壤、生境中生长或通过生物营养强化技术及其他生物技术培育,实现农副产品中一种或多种有益健康成分(如矿物质和生物化合物等)基于人类健康需求做出标准化优化的生产实践[1].功能农业概念是农业发展新方向,也是农业发展新趋势,着力解决居民的"隐性饥饿...     

超晶格共振Raman谱Fano线形的理论和实验研究

物理系统中当一个分立激发态能级与连续激发态能级连续统相重叠时,会出现量子干涉使其光谱呈非对称性,称Fano线形.近年由于将此种线形与无粒子数反转激光概念相联系而引起普遍关注.半导体超晶格具有人工“剪裁”能带的功能,因此通过对材料和结构参数的适当设计,可使导带的子带内(intrasubband)电子共振Raman跃迁的能量连续统与Raman声子能量相重叠,不难观察到由Fano干涉而导致的Raman谱非对称线形.本文报道我们的有关理论和实验.     

胚胎干细胞向肝系细胞定向分化及其在肝再生中的应用

细胞移植和生物人工肝(bioartificial liver, BAL)作为终末期肝病的辅助治疗方法, 在越来越受到广泛关注的同时, 也面临着细胞来源、数量限制、存活期短、功能迅速降低等问题, 因此迫切需要寻找新的、合适的细胞来源. 胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)是从囊胚内细胞团(inner cell mass, ICM)中分离获得的、具有无限增殖能力和分化全能性的原始细胞, 能在特定的诱导条件下分化成各种组织 特异性细胞, 在临床上具有极其广阔的应用前景, 其向肝系细胞的定向分化使其可能成为肝脏细胞移植和BAL的一个重要细胞来源. 目前, 研究重点在于控制分化过程以获得足够数量的所需类型细胞. 本文概括了肝脏的发育与分化, 综述了ESC向肝系细胞定向诱导分化的最新研究进展, 并对其在肝再生中的应用和存在问题也进行了探讨, 希冀对该领域的研究提供一些新的思路.     

v-fos转化效应因子是CD2胞内区新的结合蛋白

在以前的研究中, 本实验室采用酵母双杂交技术, 从人KT3 T淋巴细胞cDNA文库中筛选到一个与CD2胞内区结合的新的蛋白分子, 称为v-fos转化效因子(v-fos transformation effector, Fte-1). 本研究进一步分析鉴定了Fte-1与CD2相互作用的分子机制和Fte-1的生物学功能. 应用研究生物大分子相互作用的生物传感器分析了CD2胞内区与Fte-1结合特性和亲和力, 表明二者确为特异性结合, 其解离常数K_D值为10^-7 mol/L; 分子缺失突变和体外磷酸化实验结果表明, Fte-1可被蛋白激酶C(PKC)磷酸化, 其磷酸化位点为Ser238; 基因表达研究显示, 在Jurkat T淋巴细胞白血病细胞中Fte-1呈簇集性分布; CD2单克隆抗体T11刺激Jurkat T淋巴细胞后, Fte-1这种簇集性分布特征消失, 而趋向细胞膜, 并与 CD2共定位于细胞膜区域; Fte-1的PKC磷酸化位点Ser238突变为Gly238后, 其与CD2分子的共定位能力丧失, 表明Fte-1的Ser238的PKC磷酸化对Fte-1和CD2在T淋巴细胞内的结合起关键作用; 使用Fte-1干扰RNA技术抑制Fte-1在Jurkat T淋巴细胞中的表达, 可抑制佛波酯(PMA)和离子霉素(ionomycin)引起的Jurkat T淋巴细胞激活后凋亡, 提示Fte-1参与了CD2对T淋巴细胞凋亡的调节. 上述结果进一步确证Fte-1是CD2胞内区的特异结合蛋白, 并可能参与了CD2介导的细胞凋亡信号传递.     

异源双链DNA体外错配修复功能分析模型的构建

DNA错配修复(mismatch repair, MMR)功能缺失是确认的肿瘤发病机制之一. 随着研究的深入以及临床诊断治疗的要求, 有必要从整体上对肿瘤的错配修复功能状态作出评价. 以M13mp2噬菌体及其衍生株和E. coli大肠杆菌为材料, 以lacZα为报告基因, 构建含有错配碱基的异源双链DNA分子. 提取错配修复功能完整细胞株(TK6)和错配修复功能缺陷细胞株(Lovo)的全细胞蛋白, 经大T抗原依赖性SV-40 DNA复制检测, 证实其生物学功能保持完整后与构建成功的异源双链DNA分子共同作用, 发现TK6对双碱基缺失del(2)的修复效率超过60%, 对单碱基错配G·G的修复效率超过50%; 而Lovo对双碱基缺失del(2)的修复效率低于20%, 对单碱基错配G·G的修复效率低于10%. 以异源双链DNA为待修复模板, 以细胞株TK6和Lovo分别作为MMR功能完善和缺陷表型的参照, 建立体外错配修复功能分析模型. 应用该模型检测1例具有微卫星不稳定性表型的HNPCC病人肿瘤组织, 发现其MMR功能丧失; 而检测1例微卫星稳定的散发性直肠癌病人肿瘤组织, 发现其具有MMR功能. 结果表明该模型可用于体外检测各种肿瘤细胞和/或组织的错配修复功能. 为肿瘤发病机制的研究提供了可靠的方法, 对进一步了解错配修复功能状态在各种类型肿瘤中的作用有非常重要的意义.     

细胞原本会发音

细胞是生物体的基本结构和功能单位,其形状多种多样,分别担负着运动、营养、免疫、繁殖等机能.可最近科学家们发现,细胞还有一项特殊的功能,就是它还会发出各种不同的声音.     

长白山阔叶红松林木本植物系统发育与功能性状结构

群落构建一直是群落生态学研究的热点问题之一.以性状差异、亲缘关系等为载体的物种相似性方面的研究,能更好地反映群落格局形成的生态学过程.本文以长白山25 hm2森林监测样地内DBH≥1 cm的50种木本植物为研究对象,收集了各树种木材密度、最大树高、叶面积、比叶面积、叶片氮含量和磷含量等6种功能性状数据,构建了物种间的系统发育结构,使用K值法检验各个功能性状的系统发育信号,并在不同空间尺度上(10,20,40,60,80和100 m)使用最近亲缘指数(NTI)分析了群落系统发育和功能性状的结构,推断其潜在的生态过程.研究结果表明:(1)所有6个植物功能性状都具有显著的系统发育信号,表明该森林木本植物的功能性状受系统发育历史的影响;(2)单个功能性状的群落结构具有明显的尺度效应,在小空间尺度上,叶面积、最大树高表现为聚集,而木材密度、叶片磷含量、叶片氮含量和比叶面积则为发散;在大空间尺度上各功能性状主要呈聚集或随机结构;(3)群落的系统发育与功能性状结构具有明显的尺度效应,在小尺度上(40 m)2种结构均呈发散,表明竞争排斥占主导地位;随着空间尺度的增大,2种群落结构转变为随机状态,这主要由于具有相反作用的非中性过程交互作用的结果.不同空间尺度的功能性状与系统发育结构的研究表明,非中性过程在长白山温带阔叶红松林的生物多样性维持中具有重要作用.     

重组DNA的研究新进展

本世纪70年代初,美国科学家S. Cohen和H. Boyer等首次在体外成功地组建了具有生物功能的重组质粒,1974年,Morrow等将第一个真核基因即瓜蟾rRNA基因导入大肠杆菌,获得克隆,标志着重组DNA(rDNA)研究的开始。rDNA技术,是在试管内用酶及其他物质使不同物种间的DNA分子彼此结合,然后导入细胞内令其行使功能的技术。它涉及五个方面:1)DNA特异的剪切技术——获取目的基因;2)核酸分子杂交技术——鉴定未知核酸分子;3)DNA的分子克隆——目的基因的扩增;4)DNA顺序测定——确立基因的精细结构和功能的关系;5)目的基因的表达——产     

二阶椭圆型方程的解

几何中一类很有意义的问题——指定曲率问题引起了许多从事几何和分析研究的数学家的关注.对一个n维的Riemann流型(M,g),K(x)是M上的一个给定函数,是否存在另一个与g共形的度量 g_1,i.e.g_1=φg,φ>0,且φ是M上的一个连续函数,使在g_1下其曲率为K(x)。     

抗VLA-6增强小鼠胸腺基质树突状细胞诱导pre-T细胞分化

粘附分子是一类分布广泛、功能多样的膜糖蛋白分子.胸腺内不同发育阶段的T细胞和不同部位或类型的胸腺基质细胞(TSC)表达的粘附分子不同.T细胞发育与胸腺选择的重要环节之一是TSC与发育T细胞之间的直接相互作用,然而对于直接参与此过程的粘附分子知之甚少.利用本室建立的TSC-胸腺细胞相互作用的体外模型,研究粘附分子在此过程中的作用可以帮助理解T细胞发育的分子机制有重要意义.我们已证实用,本室所建小鼠胸腺基质细胞系(MTSC4)与pre-T细胞间的相互作用,可诱导pre-T细胞表型分化.本文报道粘附分子淋巴细胞功能相关抗原(LFA-1)、细胞间粘附分子(ICAM-I)以及晚期活化抗原(VLA-6)在MTSC4诱导Pre-T细胞分化中的作用.     

泡盛曲霉(Aspergillus awamori)葡萄糖淀粉酶基因克隆及在酒精酵母中的表达与分泌

泡盛曲霉(Aspergillus awamori)产生的葡萄糖淀粉酶是一种诱导的糖蛋白,它具α-1,4和α-1,6-D-glucan glucohydrolase活性,广泛用于需糖化淀粉的工艺.若将该酶基因导入啤酒酵母,构建能直接利用淀粉的酵母工程菌株,可省去淀粉液化和糖化的过程.国际上已有将泡盛曲霉的葡萄糖淀粉酶导入啤酒酵母的报道.该酶作用最适温度为60℃,对食用乙醇生产工艺较为有利.因此,我们用RT-PCR技术克隆了泡盛曲霉葡萄糖淀粉酶Ⅰ基因,将其置于酵母烯酸酶(Enolase)启动子(Promotor)和终止子(Terminator)之间,构建了表达载体,转化非营养缺陷型酒精酵母AS.2.1364,获得能将淀粉转化为葡萄糖并可发酵产生酒精的转基因酵母菌株.1 材料与方法(1)菌种及培养基 泡盛曲霉(Aspeergillus awamori)NMRL3112,葡萄糖淀粉酶Ⅰ基因供体,采用文献的培养基;酒精酵母(Sacchromyces cerevisiae)AS.2.1364为葡萄糖淀粉酶基因受体,采用YPD培养基;转化酵母采用YPDS培养基,含1%葡萄糖和1%可溶性淀粉.大肠杆菌TG1作为pAC1(由刘宏迪保存)及测序质粒pGEM-3zf( )的宿主菌,采用LB培养基,氨卞青霉素抗性.