抗生素耐药性已成为全球人类健康面临的重大威胁,医药、工业、农业生产以及生态等领域均受到多重耐药菌的严重威胁。多重耐药菌感染逐渐呈现高发病率、高死亡率的趋势。噬菌体可以特异性裂解多重耐药病原菌,然而由于噬菌体宿主谱狭窄、基因组中含有不利基因等因素的制约,当前只有部分噬菌体成功应用于防治多重耐药菌感染等领域。噬菌体基因工程具有可编辑、高效等优势,为拓宽噬菌体宿主谱、设计“安全、绿色、高效”的新型噬菌体提供了理论基础。综述了噬菌体基因工程技术的研究进展,以及噬菌体在临床抗耐药菌感染、农业生产和生态环境等方面的实际应用,为噬菌体的定向改造及其在各领域中的有效应用提供了理论支持和参考。
海洋链霉菌具有复杂的发育分化周期,在进行形态分化的同时常伴随着复杂的生理变化,因此,海洋链霉菌是具有生物活性的先导化合物的重要来源。然而,海洋链霉菌次级代谢产物的大部分生物合成基因簇是沉默状态。综述了预测“沉默基因”表达潜力的方法,总结了激活“沉默基因”表达的手段,包括改变培养条件、化学诱导基因簇表达和生物介导等,以期为海洋链霉菌次级代谢产物的挖掘提供新的途径。
鉴于特异性PCR、试纸条等常用转基因植株检测方法存在费时费力且需要一定专业技术等局限性,研究希望探索一种低成本、高效、操作简便且适用于小麦全生育期田间大规模筛选的转基因植株鉴定方法。选取具有草铵膦除草剂BASTA抗性的转基因小麦进行最适BASTA溶液浓度筛选,发现在大田环境下200 mg·L-1的BASTA溶液可分别在苗期和扬花期有效鉴定转基因阳性植株。同时,为了验证BASTA叶片涂抹法的准确性和实用性,选取20个T0代转基因小麦样本,分别采用Bar试纸条、特异性PCR和BASTA叶片涂抹法3种方法进行转基因阳性鉴定。结果显示,BASTA叶片涂抹法与Bar试纸条鉴定结果一致,并且其检测范围能够覆盖特异性PCR的检测结果。与传统方法相比,BASTA叶片涂抹法成本低、高效、操作便捷,且全生育期可用,尤其适用于田间转基因植株的大规模筛选。
抗体偶联药物(antibody-drug conjugate, ADC)临床应用的成功推动了放射性核素偶联药物(radionuclide drug conjugates, RDC)、多肽偶联药物(peptide drug conjugates, PDC)及小分子药物偶联物(small molecule-drug conjugates, SMDC)等新型偶联药物的快速发展。这些药物通过整合靶向递送与高效载荷释放,在癌症治疗领域展现出显著优势,并逐步向疾病诊断与其他治疗领域拓展。系统综述了偶联药物、偶联技术的研究进展与临床转化现状,探讨了其在适应症扩展、技术迭代及诊疗一体化中的未来研究方向。
绿原酸(chlorogenic acid, CGA)是一种广泛存在于植物中的酚酸类化合物,其主要来源于咖啡、茶叶、水果和蔬菜等。绿原酸在植物生长发育、抗病虫害、抗寒等方面具有重要作用。绿原酸经苯丙氨酸代谢途径合成,但是其合成及调控的分子机制目前尚不十分清楚。总结分析了绿原酸生物合成途径关键限速酶及转录因子、影响其含量的生物与非生物因素及应用前景,旨在为今后植物中绿原酸的合成调控提供理论支持及靶标基因。
五月艾(Artemisia indica)在民间可作为一种食品原料,但对其营养成分、活性物质和重金属含量缺乏系统的测定与分析方法。采用国家标准和文献推荐的方法测定五月艾中的营养物质、矿质元素、维生素、氨基酸、活性物质及重金属含量。结果表明,五月艾营养成分含量由高到低依次为蛋白质(31.62%)、碳水化合物(29.86%)、粗纤维(22.57%)、总糖(20.94%)、灰分(8.76%)和脂肪(7.42%);富含多种维生素,包括VK1、VB1、VB2、VB12和叶酸,其中VB2含量高达1 mg·100 g-1;含有Na、K、Ca、Zn、Mg、Mn、Fe、Cu、Se等多种矿质元素,其中K的含量最高,达28 747.71 mg·kg-1;含有除精氨酸以外的17种人体常见氨基酸,氨基酸总量达24.57 g·100g-1,其中必需氨基酸占比40.13%,功能性氨基酸占比56.7%;主要活性物质包括三萜和多糖类化合物,其含量分别为5.38%和2.91%;除镉元素外,汞、铅、铬和砷等重金属含量均低于国家食品安全标准限值。因此,五月艾是一种高蛋白、高纤维、低脂肪、氨基酸组成合理、矿质元素种类丰富、B族维生素含量较高、含有三萜和多糖等活性物质的食物资源,研究结果可为其进一步研究开发提供理论依据。
LaeA是丝状真菌中重要的全局性调控因子,通过调节相关基因的表达,控制菌株的生长发育或促进次级代谢产物的合成。近年来,随着生物信息学分析技术的发展,LaeA参与的新的调控作用被发现。聚焦于LaeA的作用机制和调控作用,从LaeA的结构功能、真菌生育和次级代谢产物的调节3个方面综述了LaeA在真菌中的研究进展,同时探讨了LaeA在药物研发、农业以及工业生产等领域的应用潜力,以期为提高丝状真菌次级代谢产物的产量、活性和多样性,以及开发新型的海洋药物等提供参考和借鉴。
成簇规律间隔短回文重复序列相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated proteins, CRISPR)系统是原核生物的一种获得性免疫系统,基于细菌免疫系统CRISPR改造发展而来的CRISPR/Cas9系统正在改变着生物学和基础医学研究,是现有基因编辑和基因修饰技术中效率最高、最简便、成本最低的技术之一。然而,目前缺乏在体内将CRISPR系统有效递送到患病细胞的策略,具有靶标识别功能的非病毒载体可能是未来研究的重点,疾病发病引起的病理和生理变化有望作为靶向递送或基因编辑靶标的识别因素。概述了现有的基因编辑工具以及CRISPR/Cas9系统的优势,总结了CRISPR/Cas9在治疗领域的应用进展,并讨论了在CRISPR/Cas9介导的治疗中所遇到的问题和挑战,以期能够促进CRISPR/Cas9治疗技术的进步,并为治疗其他复杂疾病提供新的视角。
暴马桑黄(Sanghuangporus baumii)作为一类大型药用真菌,不仅是中国传统中备受推崇的名贵中药材,更随着近年来菌类栽培学研究的迅猛发展,已经成为人工种植桑黄的主要菌种。现代研究发现,暴马桑黄中含有的黄酮类、多糖类、多酚类和萜类等多种化学成分,具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、保肝和抗肝硬化等药理活性。系统整理了暴马桑黄中抗肿瘤活性成分的提取与分离方法,总结了暴马桑黄抑制肿瘤细胞的作用机制,以期为暴马桑黄在医药领域的研究与应用提供理论参考。
蛋白质作为生命的物质基础,是生命活动的主要载体。针对下游工艺,不断开发出新的配体纯化技术,能够更安全、经济、高效地去除复杂蛋白质样品中的各种杂质。归纳了具有不同配体的介质材料(包括疏水配体、离子交换配体、混合模式配体和短肽仿生配体)和蛋白质分离技术(包括聚合物接枝技术和连续柱层析技术)的研究现状、创新应用及其发展前景,以期在蛋白质纯化过程中获取有效资源,为下游纯化技术发展提供参考。
生物酶在工业、农业、医药、环境保护等领域生产中发挥着巨大的作用。活性作为生物酶的主要性能参数,直接影响着生物酶的质量和应用。随着科学技术的发展,生物酶活性检测也产生了许多新技术新方法。回顾了国内外生物酶活性主流的测试技术和方法,包括光谱法、电化学法、色谱法、放射性标记法、质谱法、表面等离子体共振法、表面增强拉曼光谱法,综述了不同方法的基本原理、适用条件及优缺点,并提出了生物酶活性测试结果的准确性和可靠性的建议,以期对生物酶活性检测、方法选取、质量控制和产品应用提供指导。
WD重复结构域磷酸肌醇相互作用蛋白2(WD repeat domain,phosphoinositide interacting 2,WIPI2)在结直肠癌(colorectal cancer,CRC)中过度表达,提示WIPI2可能与CRC进展密切相关,但确切作用机制尚不清楚,因此,构建稳定过表达WIPI2的CRC细胞模型,可为深入研究WIPI2在CRC中的效应机制及发现CRC潜在治疗靶点提供有力的实验工具。根据人类WIPI2基因序列设计,构建过表达WIPI2基因的慢病毒载体,并感染CRC细胞,评价重组慢病毒载体提高WIPI2蛋白表达的效果。经基因测序证实重组慢病毒载体的序列与WIPI2目标序列一致,利用293T进行病毒包装后测定重组慢病毒的病毒滴度,GL190-WIPI2的滴度为2.16×108 TU·mL-1;过表达WIPI2稳转细胞株中WIPI2蛋白的表达水平明显上调,成功构建了WIPI2过表达慢病毒载体,并建立了过表达WIPI2基因的稳转CRC细胞株,为研究WIPI2在CRC中的作用提供了细胞模型。
为研究不同酶制剂对发酵烟叶的影响,以云南烟叶为试验材料,采用多种酶制剂对烟叶进行酶解处理,并利用葡萄酒果酒酵母菌发酵技术,旨在制备出风味更为丰富饱满的烟叶产品。实验分析了不同酶制剂处理对烟叶常规化学成分、挥发性风味物质及感官品质的影响。结果表明,经过酶解处理,各组烟叶的水分含量和含氮量无较大变化,含氮量大致在0.98%~1.18%,其中100 U·g-1风味蛋白酶处理组烟叶中可溶性总糖和还原糖含量最高,分别为12.11%和5.93%。各组烟叶中挥发性风味物质总量均有所提升,最高为180.029 μg·g-1,而且各组烟叶中主要特征性风味物质含量也得到提升,如新植二烯、苯乙醇、茄酮和巨豆三烯酮等,各组烟叶经酶解处理后感官品质也得到提升。综合分析发现,利用70 U·g-1风味蛋白酶和50 U·g-1 α-淀粉酶复配对烟叶进行酶解处理,可以使烟叶的化学成分更协调,香气成分更充足,感官指标也更好。因此,通过酶解发酵的方式可以提升烟叶的品质,为烟叶的进一步商业化应用提供了依据。
金针菇(Flammulina filiformis)是一种著名的药食两用真菌,具有良好的开发应用前景。高效稳定的遗传转化体系是其进行基因功能研究的关键技术。农杆菌介导的转基因方法是目前金针菇遗传转化的重要方法之一。系统综述了转化受体、农杆菌菌株、双元载体、乙酰丁香酮和共培养时间等因素对金针菇遗传转化效率的影响,总结了农杆菌介导的转化技术在金针菇基因功能研究中的应用进展,并就该技术存在的问题和应用前景作简单的探讨,以期为今后建立高效的农杆菌介导的金针菇遗传转化系统提供参考。
为提高工程菌株纤维素酶产酶效率,采用单因素试验和正交试验法对高产纤维素酶枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)工程菌株C36、CM、KF、GH5的发酵培养基和培养条件进行优化。结果表明,工程菌株C36、CM、KF和GH5在最优发酵条件下的产酶效率显著提高。发酵条件优化后,工程菌株CM的纤维素酶活最高,在醇化烟叶添加量7%、蛋白胨添加量0.8%、pH 6.1、发酵温度37 ℃、转速220 r·min-1、装液量40 mL及发酵时间96 h的条件下,其羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose, CMC)酶活和滤纸酶活(filter paper activity, FPA)分别达到504.95和222.11 U·mL-1。发酵条件优化后,工程菌株GH5的纤维素酶活提升倍数最高,在醇化烟叶添加量6%、蛋白胨添加量0.9%、pH 6.1、发酵温度37 ℃、转速220 r·min-1、装液量40 mL及发酵时间96 h的条件下,其CMC和FPA酶活分别是优化前的28.55和9.68倍。
为探究不同海拔新疆地方绵羊EPAS1基因多态性与血红蛋白指标及低氧适应的关联,对79只塔什库尔干羊(海拔4 200 m)和74只多浪羊(海拔1 200 m)EPAS1基因的第9、第16外显子进行PCR扩增并测序。共检测到7个SNP位点,随后计算基因频率和基因型频率,并分析了血红蛋白指标的差异。结果表明,塔什库尔干羊的血红蛋白含量极显著高于多浪羊,这表明塔什库尔干羊通过增加血红蛋白含量来适应高海拔引起的低氧环境。同时,EPAS1基因的第9、第16外显子相对保守,氨基酸水平的变异远低于核苷酸水平。此外,多浪羊的遗传信息更为多样,显示出海拔与多态信息含量呈负相关趋势,为进一步理解塔什库尔干羊适应高海拔低氧环境的分子基础和血液生理指标变化提供了参考。
棉花作为天然纤维,是最重要的纺织工业原料,为全球最重要的经济作物之一。随着对高品质棉纤维的需求逐渐增加,提高产量和改良棉花纤维品质都是当前我国棉花育种的重要目标。调控棉纤维发育的关键因子和相关功能基因的发掘,不仅有助于了解棉纤维发育机制,而且可为培育优质棉纤维新品种提供新的思路。从纤维伸长、细胞骨架结构蛋白、植物激素、糖类物质代谢和木质素代谢5个方面概述了相关因子在纤维发育和调控中的重要作用,以及纤维改良转基因棉花的研究进展,以期为进一步解析调控棉纤维发育的分子机理,为提高棉纤维品质的相关研究提供参考。
近年来,通过科技创新与推广绿色有机种植技术等手段,食用菌的品质和附加值明显提升。但是,同质化严重的问题也导致食用菌产业面临升级和结构调整等现实问题。同时,随着社会经济的发展,“低碳”“绿色”“循环”等发展新理念对产业提出了更高的要求。概述了食用菌合成生物学的研究进展及其在该领域的创新应用,希望能够将这一快速发展的领域纳入我国及其他国家的食用菌技术变革的新赛道中。重点讨论了以食用菌为基础的循环经济、人类健康和药学、替代蛋白、替代皮革、污染治理以及航空航天等应用领域发展的难点,并提出了利用合成生物学解决这些问题的应对措施。希望未来使用食用菌合成生物学可以更好地推动可持续的社会经济和生态发展。
香菇(Lentinula edodes)作为我国重要食用菌,具有悠久的栽培历史,如今在全球广泛应用于食品和药用领域。香菇富含生物活性多糖,其中β-葡聚糖的含量尤为丰富。自20世纪70年代以来,人们发现香菇多糖的抗癌生物活性之后,针对香菇多糖的活性研究从未停止。研究表明,香菇多糖具有多种显著的生物活性,涵盖抗氧化、抗肿瘤、抗衰老、抗炎、免疫调节、抗病毒、保肝以及降胆固醇等功效。香菇多糖的分离提纯方法、化学性质与生物活性一直备受世界各地学者的密切关注。基于前人的工作基础,全面总结了香菇多糖的最新研究进展,包括香菇多糖的分离方法及不同分离方法对其结构活性的影响、结构特征与多糖生物活性的关系以及香菇多糖在发挥生物活性时的作用机制等内容,期望为香菇多糖在医疗和功能性食品领域的进一步应用提供有价值的信息参考。
为了了解福建省闽北牧场奶源中微生物污染情况和奶源中所分离致病菌的耐药性特征,对2023年12月—2024年6月采集自闽北14个牧场的46份大罐奶生牛乳样品开展菌落总数和大肠菌群计数以及金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、单增李斯特氏菌、克罗诺杆菌属和克雷伯氏菌等5种致病菌污染情况筛查,同时对试样中分离出的金黄色葡萄球菌、克雷伯氏菌和大肠埃希氏菌进行抗生素药物敏感性试验。46份生牛乳样本的菌落总数平均值为5 500 CFU·mL-1;大肠菌群计数平均值为39 CFU·mL-1。分离出的致病菌总耐药率为63.5%,金黄色葡萄球菌耐药率为38.3%,克雷伯氏菌耐药率96.6%,大肠埃希氏菌耐药率为84.6%。β-内酰胺类抗生素耐药比率最高,二重耐药及以上致病菌占比93.2%。福建省闽北牧场生牛乳中菌落总数污染风险较低,达到“特级乳”标准。生牛乳中致病菌对β-内酰胺类抗生素耐药情况较为严重,存在多重耐药风险。