前沿

<正>美国生物学家打造出"细胞黑客"美国斯坦福大学的生物学家研究出一种基因线路,可以按照需要编制程序,指示细胞对想要的信号作出响应。该技术能够实现对细胞行为和决策的控制,令其对任     

日本东北大地震——大自然给人类上的又一课

作者介绍了2011年3月11日日本东北地区太平洋沿岸近海的M9.0特大地震的震后研究情况,日本列岛M8.0以上大地震发生的地球动力学背景、地理环境,大地震在东北太平洋沿岸地区、关东地区、东海道地区的活动历史以及对下一次东海地震发生时间的最新研究进展。最后总结了地震中长期预测的现状及相关基础研究应努力的方向,提出了在工程应用研究中应该避免的错误工作思路。     

基因重复在基因选配(gene co-option)过程中的重要作用: 对motilin/ghrelin 荷尔蒙基因家族及其受体基因家族的进化研究

原先存在的基因经过一些改良可能获得新的属性从而承担新的功能. 在分子遗传的层次, 这个过程通常伴随基因重复以及基因重复后旁系同源基因的功能分化. 本研究探索了基因重复后荷尔蒙、受体间特异性相互作用的演化形成. 尽管对这个问题已有相关研究报道,但针对更多个案的研究能帮助我们更好地理解此前已经提出的进化模型的普遍性, 可能还有助于发现新的进化模式. 基于生物信息学的手段, 结合比较基因组学、系统发育学的方法, 本研究揭示, ghrelin 前体基因和motilin 前体基因是由一个祖先基因重复而来, 基因重复发生在羊膜动物与两栖动物刚刚分歧之后. 与此形成鲜明对照, 它们各自的特异性受体却呈现了很不一样的进化历史. GPR39 最先分化出来, 而后一个祖先基因经连续的基因重复分化为鱼类特异的进化支A, GHSR 和MLNR, 基因重复发生在射线鳍鱼(ray-finned fish)与四足动物分化之前. ghrelin/GHSR 信号系统的功能从鱼类到哺乳动物的进化过程中始终保守. motilin-MLNR之间的特异性相互作用是荷尔蒙基因重复后, MLN 与GHRL 基因分化之后, 在羊膜动物世系中配体与受体协同进化而形成的. 该结果提示, 在分子水平上, 基于保守的分子元件, 新的神经内分泌响应模式能够通过基因重复后的基因选配过程形成. 基因重复既节俭又极具创造力, 为生物多样性的演化提供了物质基础.     

Retromer复合体通过吞噬受体CED-1调控凋亡细胞的清除

程序性细胞死亡（细胞凋亡）是一个对生物体的发育、组织的动态稳定至关重要的生物学过程。细胞凋亡的发生过程如下：在决定要凋亡的细胞内,一些死亡基因被启动,细胞被杀死,这称为凋亡的执行过程。随后,凋亡细胞被吞噬细胞识别并内吞;最终,凋亡细胞在吞噬细胞内被完全降解。凋亡细胞的吞噬和降解是细胞凋亡程序的重要环节,凋亡细胞的清除障碍会引起炎症疾病和免疫紊乱。在秀丽隐杆线虫中,吞噬受体CED-1对于吞噬细胞识别凋亡细胞起着关键作用。本研究发现细胞内的蛋白分选复合体retromer可以通过调控CED-1在细胞膜与细胞质之间的循环来参与凋亡细胞的清除过程。Retromer会被招募到吞噬小体的表面,介导CED-1从吞噬小体到细胞膜的回收过程。当retromer丧失功能时,CED-1会被运送到溶酶体降解,CED-1的这种减少造成了凋亡细胞的清除障碍。我们的工作揭示了retromer复合体参与凋亡细胞清除的这一新功能,并发现了吞噬受体的一种新的调控机制。     

用siRNA抑制胃癌细胞AGS中COX-2表达及对AKT磷酸化的抑制

构建了可在真核细胞中表达针对COX-2基因的siRNA表达载体,并用胃腺癌细胞系AGS建立了COX-2 siRNA的稳定转染细胞系。用Western-Blot检测稳定转染细胞系中COX-2的表达以及AKT的磷酸化水平。结果表明稳定转染C0X-2 siRNA的细胞中COX-2的表达较转染空载体的细胞明显降低,且发现COX-2表达的降低可抑制AKT—Ser^473和Thr-^308的磷酸化水平。为进-步探索抑制COX-2对胃癌细胞生物学特性的影响,及其在肿瘤治疗中的作用奠定了基础。     

天花粉蛋白单克隆抗体杂交瘤细胞系的制备及鉴定

将小鼠骨髓瘤细胞（SP2／0细胞）与经TCS免疫过的小鼠脾细胞融合,融合后的细胞悬浮于HAT培养液中进行选择性培养,挑选可以分泌TCS单克隆抗体的细胞系,再经克隆化为单克隆细胞系。用间接酶联免疫吸附法检测此细胞系分泌单克隆抗体情况。经细胞融合和2次克隆化后,获得1株可以稳定分泌TCS单克隆抗体杂交瘤细胞系,ELISA检测结果为阳性。获得了可以稳定分泌天花粉蛋白单克隆抗体的杂交瘤细胞系,为TCS鉴定、应用奠定良好的基础。     

不同功能化基团修饰的硅纳米颗粒与人皮肤角质形成细胞系(HaCaT)的生物效应

系统地研究了纯硅纳米颗粒(SiNP)、磷酸化硅纳米颗粒(PO4NP)和氨基化硅纳米颗粒(NH2NP)与人皮肤角质形成细胞系(HaCaT)的生物效应. 考查了3种不同功能化基团修饰的硅纳米颗粒对HaCaT细胞的细胞黏附效率、细胞增殖及细胞周期的影响, 以及HaCaT细胞对SiNP, PO₄NP和NH₂NP的吞噬情况. 结果表明: SiNP, PO₄NP以及NH₂NP 3种颗粒对HaCaT细胞的影响均存在浓度依赖关系, 当3种不同功能化基团修饰的硅纳米颗粒在细胞培养液中的终浓度低于0.2 μg/μL时, 与HaCaT细胞具有良好的生物相容性, 但是随着纳米颗粒在细胞培养液中终浓度的增大, PO₄NP, SiNP和NH₂NP对HaCaT细胞的影响也逐渐增大, 其中PO₄NP所产生的影响随浓度增大的趋势最慢, SiNP次之, NH₂NP最快; 同时, HaCaT细胞对纳米颗粒的吞噬量和吞噬速度也因其表面修饰的不同而存在差异, 在同样的作用浓度和作用时间下, NH₂NP进入到细胞的量最多、速度最快, SiNP次之, PO₄NP则最少、最慢. 这些研究结果的获得为指导硅纳米颗粒在生物医学研究中的安全应用以及硅纳米颗粒的后续修饰提供了理论依据, 有利于进一步拓展硅纳米颗粒在生物医学领域中的应用.     

水通道蛋白AQP1的表达促进SMMC-7221人肝癌细胞的迁移

肿瘤细胞的迁移是肿瘤侵润和转移的关键步骤. 本研究发现水通道蛋白介导的细胞膜高水通透性促进肿瘤细胞迁移. 对高转移性SMMC-7221人肝癌细胞系进行RT-PCR, 免疫荧光和免疫印迹分析, 发现水通道蛋白AQP1表达. 进一步分析发现, SMMC-7221细胞系有细胞膜高水通透性(SMMC- 7221hPf)和低水通透性(SMMC-7221lPf)的两个亚群, 分别与细胞膜AQP1表达量相一致. SMMC- 7221hPf细胞的穿孔迁移速率和平面迁移率均显著高于SMMC-7221lPf, 而细胞的贴附和增殖能力没有显著差别. AQP1腺病毒感染SMMC-7221lPf细胞提高了AQP1表达量以及细胞膜水通透性和细胞迁移速率. 上述结果显示, 水通道蛋白AQP1介导的细胞膜高水通透性促进SMMC-7221人肝癌细胞的迁移, 并且可能参与肿瘤的侵润和转移过程.     

蚕豆气孔保卫细胞中的NOS类蛋白定位及其功能分析

利用免疫荧光显微镜技术和免疫胶体金标记技术确定蚕豆气孔保卫细胞中存在一氧化氮合酶(NOS)类似蛋白, NOS主要分布在气孔保卫细胞的细胞核、细胞质、叶绿体、线粒体以及细胞壁上. 局部灼伤和外源茉莉酸(JA)都能提高蚕豆叶片和表皮NOS活性和一氧化氮(NO)水平, NOS的活性变化与叶片中的NO的变化趋势基本一致; NOS抑制剂L-NAME可抑制JA诱导的NO水平的增加. 由此推测, NOS途径是伤胁迫和JA诱导形成NO的主要途径. 药理学实验表明适当增加Ca²⁺浓度能够提高叶片NOS的活性和NO的水平, 说明蚕豆叶片NOS活性和NO的分布具有一定的钙依赖性. 保卫细胞中NOS及其催化形成的NO可能通过对气孔运动的调节参与植物对逆境的响应.     

中枢记忆性T细胞和效应记忆性T细胞

免疫记忆是适应性免疫应答的重要特征,其细胞学基础的阐明是疫苗开发和疾病预防的关键。近年来的研究表明,记忆性T细胞可以被进一步划分为中枢记忆性T细胞和外周记忆性T细胞2个亚群,它们的分布和功能迥异,在生物学特性上也不尽相同。二者关系的深入探讨对于免疫记忆的认识和疾病防治均具有重大的理论和实践意义。