关键词： 合成生物学   反向疫苗学   新冠广谱疫苗  

摘要： 新型冠状病毒(SARS-CoV-2)自2019年底引发疫情至今,已经变异出Alpha、Beta、Delta和Omicron等不同谱系。传统疫苗的抗原序列来源于某一自然分离株的原始序列,疫苗迭代速度跟不上病毒变异的速度,导致突破性感染的发生,研发跨谱系的广谱疫苗是预防这类高变异呼吸道病毒的迫切需求。随着合成生物技术的发展,抗原的多价偶联、核心抗原模块的提取、抗原内部保守表位的工程化设计、抗原表位展示技术、计算指导的抗原重构等抗原“再设计”方案得以实现,提高了抗原的免疫原性和广谱性。合成生物学还体现在疫苗产品的生产工艺环节,基因工程表达的疫苗抗原以纳米颗粒、病毒载体、核酸、亚单位的形式,借助细菌、酵母、植物、昆虫或哺乳动物细胞等表达平台进行规模化生产。本文综述了近年来合成生物技术在广谱疫苗(尤其是广谱新冠病毒疫苗)多种设计策略中的应用情况,总结了合成生物技术如何通过反向疫苗学的设计展示全新的共性抗原表位和交叉抗原位点,达到“以不变应万变”的广谱保护效果。本文还讨论了多种广谱疫苗设计策略的应用场景及面临的挑战。基于合成生物技术的马赛克设计策略、保守表位工程化设计策略、计算共识序列策略和新型佐剂策略,结合不同的疫苗技术路线,可提高疫苗的免疫原性、广谱保护性和安全性。这为高变异病毒的疫苗研发提供了合成生物学的新思路。

关键词： 医院麻醉科   慢性疼痛   睡眠障碍   神经生物学机制   神经科学   上海交通大学医学院   团队联合   松江  

摘要： 2024年4月17日,上海交通大学医学院松江研究院李亚东研究员课题组联合上海交通大学医学院附属第九人民医院麻醉科罗艳佳研究员等团队在神经科学顶级期刊《神经元》(Neuron)发表题目为Anterior cingulate cortex projections to the dorsal medial striatum underlie insomnia associated with chronic pain的研究成果,揭示慢性疼痛导致睡眠障碍的神经生物学机制。

关键词： 新农科   微生物学课程   教学改革  

摘要： 新农科建设对高等农业院校的人才培养提出了更高的要求,对专业核心课程的建设也提出了新的标准,“微生物学”是为所有农业、生命科学等相关专业本科生开设的一门重要的基础必修课程,为培养学生的科技创新思维和应用实践能力提供了有力支撑。本文以吉林农业大学“微生物学”课程改革实践为例,通过完善网络课程建设、优化课程教学内容、创新教学改革理念、改革课程成绩评定达成新农科建设下人才培养的知识目标、能力目标和情感目标,提高微生物学课程的教学质量,为高等农业院校符合新农科要求的课程建设提供参考。

关键词： S-腺苷甲硫氨酸自由基酶   核糖体肽   翻译后修饰   合成生物学  

摘要： S-腺苷甲硫氨酸自由基(rSAM)酶家族是目前已知的最大酶超家族之一,由22000多个成员组成.这些酶在大自然中广泛存在,被认为是地球上最早的生物催化剂之一.随着大量的微生物基因组信息被解析,分析显示,微生物中大量核糖体肽类天然产物的生物合成基因簇中含有rSAM酶;其中Xenorhabdus、Yersinia和Erwinia三个属的基因组中均含有一个高度保守的rSAM酶负责其相邻核糖体肽的前体修饰,此类前体肽和rSAM酶构成的XYE系统所合成的化合物鲜有报道.本研究合成一个来源于Xenorhabdus ***12.1的XYE系统的前体肽和rSAM修饰酶基因,在大肠杆菌中进行共表达,得到新型核糖体肽Xenopeptide,通过结构解析发现,rSAM酶XenB负责分子内2个碳碳键的形成.本研究为微生物中此类化合物的深度挖掘和合成生物学改造提供了理论支撑.

关键词： 结直肠肿瘤   肠道菌群   敏感性与特异性   肿瘤标记   生物学  

摘要： 目的探索不同部位结直肠癌肠道菌群的差异以及特征菌联合肿瘤标志物在近端结肠癌中的鉴别效能。方法病例对照研究。选取2019年5月至2022年7月在安阳市肿瘤医院普外科确诊的结直肠癌(CRC)85例和结直肠腺瘤(CRA)患者8例,根据原发部位CRC又分为近端结肠癌组(PC)22例、远端结肠癌组(DC)15例和直肠癌组(RC)48例。肠道准备前采集患者血液和粪便样本分别进行肿瘤标志物检测和16S rDNA基因测序。采用SPSS(27.0.1)软件进行单因素方差分析、Mann-WhitneyU检验、Kruskal-WallisH检验或χ^(2)检验比较组间差异,并利用SPSS对肿瘤标志物、特征菌分别进行单独和联合绘制鉴别PC的受试者工作特征(ROC)曲线。结果PC组、DC组、RC组和CRA组进行组间比较,糖类抗原125(CA125)、CA72-4以及血清肿瘤相关物质(TAM)差异有统计学意义(F=3.543,P<0.05;F=3.596,P<0.05;F=5.787,P<0.01)。其中PC组的CA125水平和CA72-4水平高于RC组[PC组比RC组,(36.84±6.30)kU/L比(12.73±4.21)kU/L,P<0.01;PC组比RC组,(45.56±10.86)kU/L比(3.30±7.63)kU/L,P<0.01],PC组的TAM水平高于RC组和CRA组[PC组比RC组,(124.84±5.19)U/ml比(102.44±3.63)U/ml,P<0.001;PC组比CRA组,(124.84±5.19)U/ml比(95.39±8.42)U/ml,P<0.01]。LEfSe分析显示PC组的特征菌包括拟杆菌科、奈瑟菌科、梭菌科和螺旋体科等。TAM联合拟杆菌科鉴别诊断PC的曲线下面积最大,为0.845(95%CI 0.747~0.944),敏感度为0.857,特异度为0.815。结论不同部位CRC以及CRA间的肠道菌群组成具有异质性,肠道菌群联合肿瘤标志物在区分近端结肠癌中具有良好的鉴别效能。

关键词： 乙型肝炎表面抗原   无偿献血者   巢式PCR   HBV DNA  

摘要： 目的 了解西安地区无偿献血人群HBsAg ELISA检测结果与HBV DNA检测结果不一致的标本相关血清学标志物的分布情况。方法 收集2022年11月1日—2023年4月30日陕西省血液中心HBsAg ELISA+/HBV DNA NAT-(ELISA+/NAT-)标本共计71份,对其采用电化学发光法检测乙肝血清学标志物,同时复检巢式PCR扩增HBV S区和C区基因片段。结果 双ELISA+/NAT-标本(n=30)巢式PCR检测阳性率远高于单ELISA+/NAT-标本(n=41)(60%vs 24.40%,P<0.05)。前者献血者100%为初次献血者,血清抗-HBc阳性率100%,血清学模式以1、4、5此3项阳性(80%)为主;后者献血者中31.7%为重复献血者,血清抗-HBc阳性率仅为19.51%,血清学模式以单2项阳性(43.90%)和全阴(36.58%)为主。结论 单ELISA+结果存在较多假阳性,导致不必要的血液报废;而NAT-标本可能存在低水平的HBV DNA,产生漏检风险。建议针对单HBsAg ELISA+/NAT-献血者,采用多套系统多种方法追溯检测,提高献血者HBV筛查的准确度,减少不必要的血液浪费。

关键词： 肺炎克雷伯菌   ModA蛋白   厌氧生长   菌体形态  

摘要： 目的利用同源重组技术构建肺炎克雷伯菌NTUH-K2044株钼酸盐转运系统modA基因缺失株和回补株,探讨modA基因对肺炎克雷伯菌厌氧硝酸盐呼吸生长及表型的影响。方法利用自杀载体pKO3-Km质粒构建modA基因缺失株,同时扩增包含modA基因启动子、开放阅读框(ORF)和终止子区域的整条序列片段,将其克隆至pGEM-T-easy质粒中获得重组质粒modA-pGEM-T-easy,电转化至modA缺失株中得到回补株C-modA,通过体外厌氧硝酸盐呼吸生长测定、竞争力指数实验、生物膜结晶紫定量实验、黏度定量实验以及菌株形态ImageJ测量法比较分析NTUH-K2044野生株、modA基因缺失株、回补株的厌氧硝酸盐呼吸生长、细菌竞争力、生物膜合成能力及超黏表型、菌株形态改变。结果利用自杀载体pKO3-Km质粒成功构建肺炎克雷伯菌modA基因缺失株ΔmodA;随后将重组质粒modA-pGEM-T-easy电转化入ΔmodA中,得到回补株C-modA;相较于肺炎克雷伯菌野生株(WT)、C-modA,modA基因缺失株厌氧硝酸盐呼吸生长受抑制;ΔmodA相对野生株WT的体外厌氧培养竞争力明显减弱(P<0.05);ΔmodA厌氧生长生物膜合成减少,与WT、C-modA差异具有统计学意义(P<0.05);modA基因缺失株厌氧条件下黏液表型明显被削弱,相对WT、C-modA差异具有统计学意义(P<0.01);厌氧条件下ΔmodA菌体形态由正常的短杆状变为球型,与WT、C-modA长度差异有统计学意义(P<0.0001)。结论钼酸盐转运系统编码基因modA与肺炎克雷伯菌的厌氧硝酸盐呼吸、细菌体外竞争力、生物膜形成、超黏表型以及菌体形态变化等致病力因素相关。

关键词： 合成生物学   中药现代化   天然化合物   异源定向合成  

摘要： 中药以药用植物为主,在我国已有数千年的应用历史,为中华民族的健康与繁衍做出了重要贡献。中药的活性成分是中药发挥功效的物质基础,明确中药中的活性成分组成并建立各活性成分的绿色、低成本获取技术是推进中药现代化的关键。随着合成生物学的发展及其在植物天然化合物绿色制造领域中的应用,合成生物技术不仅为中药活性成分的绿色、低成本、规模化生产提供了新途径,也将为明确中药的活性成分组成及其药效机制提供技术支撑与物质基础。本文以青蒿素、人参皂苷和淫羊藿素等中药活性成分的合成生物技术开发与应用为例,探讨合成生物学在推动中药现代化进程中的作用。

关键词： N-聚糖   N-糖基化   神经元   胶质细胞   神经发育   神经系统疾病  

摘要： 神经发育和神经系统功能受到包括环境、遗传和表观遗传在内的多种因素的调控。N-糖基化修饰是由糖基化转移酶催化形成的蛋白质翻译后修饰,参与多种生物学过程。在神经系统中,N-糖基化修饰高丰度存在,调控神经突触的发育、成熟和胶质细胞的炎症反应。异常N-糖基化修饰与阿尔茨海默病、先天性糖基化障碍、精神分裂症和癫痫等多种神经系统疾病密切相关。本文中我们综述了N-糖基化修饰的神经细胞生物学功能及其在神经系统疾病中的作用和机制。

关键词： 高中生物学   酶活性   影响因素  

摘要： 本文从不同版本的教材对酶活性概念的表述入手,结合米氏方程解释酶浓度、底物浓度对酶活性的影响,加深对“影响酶活性的因素”的理解与认识,为一线教学提供新思路。