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关键词： 干细胞   人胚胎干细胞   碱性成纤维细胞生长因子   植物源性   分化   胰腺细胞  

摘要： 背景:碱性成纤维细胞生长因子是维持人胚胎干细胞长期培养的重要生长因子,提供来源可靠、无动物源性以及低成本的碱性成纤维细胞生长因子产品对维持人胚胎干细胞生长以及规模化制备至关重要。目的:为了排除动物源性或者其他细菌类的潜在干扰,该研究评估植物源性碱性成纤维细胞生长因子对人胚胎干细胞生长与分化的影响。方法:以人胚胎干细胞系(H9)作为研究材料,采用免疫荧光染色、流式细胞仪检测、碱性磷酸酶染色、RT-PCR方法比较不同质量浓度植物源性碱性成纤维细胞生长因子维持干细胞特性的能力以及其向外、中、内三胚层分化和胰腺细胞分化的潜能。结果与结论:植物源性碱性成纤维细胞生长因子(4μg/L和0.4μg/L)和常规碱性成纤维细胞生长因子(4μg/L)都能很好地维持人胚胎干细胞的生长和分化能力,提示植物源性碱性成纤维细胞生长因子可以作为有效支持人胚胎干细胞生长和分化的备选产品。

关键词： 四氢嘧啶   紫外诱变   基因工程   系统代谢   分批发酵  

摘要： 四氢嘧啶(ectoine)作为一种氨基酸的衍生物,是嗜盐微生物胞内重要的天然次级代谢物,具有保护细胞和稳定生物大分子的功能,可广泛应用于药物制备佐剂、器官移植与保存、皮肤创伤修复与新型化妆品研发等生物医学领域。由于四氢嘧啶的医用价值和商业市场需求,文中从野生菌株的筛选与诱变育种、构建基因工程菌株与系统代谢整合工程菌株、四氢嘧啶的优化发酵与生产工艺以及抽提纯化工艺等方面,系统论述了四氢嘧啶高效积聚和过量化生产研究策略,并展望多组学、计算生物学及“细胞工厂”等技术在后续四氢嘧啶高效生产上的应用前景。

关键词： 结直肠癌   血浆游离DNA   甲基化   靶向测序  

摘要： 目的检测结直肠癌(CRC)患者血浆游离DNA(cell-free DNA,cfDNA)的甲基化水平,并分析其临床应用价值。方法收集38例大连大学附属新华医院就诊的CRC患者(Ⅰ~Ⅲ期)及38例体检健康者的血液标本,采用化学发光法检测血清癌胚抗原(CEA)水平;提取CRC组及体检健康者血浆cfDNA,行高通量甲基化靶向测序检测,计算甲基化评分,并分析其与CRC患者临床病理参数的关系;ROC曲线评估cfDNA和CEA单独及联合检测筛查CRC的临床价值。结果与健康人对照组相比,CRC组cfDNA浓度差异无统计学意义(34.41±5.00 vs 36.59±4.46,t=0.326,P=0.745),而cfDNA甲基化评分显著升高(0.53±0.27 vs 0.26±0.18,t=6.134,P<0.001)。伴有淋巴结转移的CRC患者cfDNA甲基化阳性率较无淋巴结转移者显著升高(88.9%vs 60%,χ^(2)=4.323,P=0.038),但在不同性别、年龄、肿瘤位置分组中的差异均无统计学意义(P均>0.05)。ROC曲线分析结果显示,cfDNA甲基化检测筛查CRC的ROC曲线下面积(AUC_(ROC))为0.892(95%CI:0.814~0.970),血清CEA为0.810(95%CI:0.707~0.909),二者联合检测的AUC_(ROC)为0.930(95%CI:0.8674~0.9967)。cfDNA甲基化检测的敏感性为84.21%,特异性为86.84%(cut-off值为0.2805);CEA单独检测的敏感性为42.1%,特异性为97.3%(cut-off值为4.0 ng/mL);二者联合检测的敏感性显著升高(89.47%),特异性为91.89%,准确性为90.67%。结论血浆cfDNA甲基化检测在CRC筛查中的敏感性和特异性较高,并且与淋巴结转移相关,具有较好的临床应用价值。

关键词： 载体构建   基因工程   实验拓展   高中生物学  

摘要： 在传统的双酶切方法基础上,利用同源重组原理同样可以将目的基因连接在载体上,并且该方法可将目的基因插入到载体上的任一位点,这极大地提高了载体的构建效率,也有利于学生对基因工程的进一步理解。

关键词： 材料科学   材料基因工程   发展趋势  

摘要： 新材料被视为新技术革命的基础和先导,新材料的发展及趋势将深刻影响时代的变化、人类生活和社会发展。当今全球气候变化带来的风险日趋紧迫,新一轮技术革命带来的制造业升级压力空前巨大,世界政治格局发生深刻变化,国家间的竞争与摩擦愈演愈烈,关键材料的快速迭代正日渐成为主流,新材料研发模式本身也亟待变革。文章通过大量调研和梳理,从全球气候变化、制造业产业升级、国家安全及材料基因工程4个维度分析与预测材料科学和技术的发展趋势。

关键词： 高通量技术   麻省理工学院   小分子化合物   过氧化氢   化学工程师   快速筛选   基因工程   治疗潜力  

摘要： 最近,麻省理工学院的化学工程师已经研发出一种快速筛选化合物的方法,这种方法可以帮助他们识别这些化合物针对某些癌症的治疗潜力到底有多少。这些科学家通过运用基因工程传感器和高通量技术,目的是探测细胞中过氧化氢的浓度是如何变化的。麻省理工学院的这项研究中筛选出的600种小分子化合物中,他们能够识别出那些选择性促进过氧化氢生成的化合物。

关键词： 叶表微生物   Silwet L-77   DNA提取   宏基因组测序   质量控制  

摘要： 获得高质量的微生物基因组DNA是进行复杂微生物群落宏基因组学研究的基础和难点。植物叶表是一个微生物多样性丰富的复杂生态系统,这些微生物群落可以调节叶片功能性状,影响植物的适应性。深入了解叶表微生物群落的基本结构和功能原理,有助于在促进植物生长和植物保护方面发挥重要的应用价值。由于叶表严苛的环境,导致富集叶表微生物难度较大,严重限制了高质量叶表微生物基因组DNA的提取。基于现有DNA提取方法,加入表面活性剂Silwet L-77进行前处理,同时循环利用洗脱液,加强叶表微生物的富集,以提高叶表微生物的获取量。结合商业试剂盒方法进行提取得到高纯度、高浓度的基因组DNA。经过质量控制和建库测序验证,DNA质量达到宏基组建库的要求。通过此方法可以提高叶表微生物分离和收集效率的方法,提高叶表微生物DNA提取成功率,为应用高通量测序技术研究叶表微生物组成和其他植物分子生物学研究提供参考。

关键词： 人类基因组计划   基因组学   生命科学研究   肿瘤基因组   肿瘤患者   研究成果   诊断与治疗   新纪元  

摘要： 1990年启动的人类基因组计划,开启了生命科学研究的全新纪元。几十年来,基因组学方面的研究成果大量涌现,不断刷新人类的认知极限。目前,人类己经将基因组学应用于肿瘤的诊断与治疗,为无数肿瘤患者带来希望肿瘤基因组学研究——究竟给我们的日常生活带来了哪些变化?

关键词： 国际基因工程机器竞赛(iGEM)   热点赛道   最佳单项奖   评价  

摘要： 国际基因工程机器竞赛(iGEM)是合成生物学领域的国际顶级学术科技竞赛,因项目内容紧密结合科技前沿、广泛关注社会热点,且在学生创新创造能力培养方面具有独特优势,该项竞赛得到国内、外众多知名高校的关注和肯定.本文聚焦iGEM热点赛道,以获得最佳单项奖提名的优势项目为研究对象,从项目研究问题的实践价值、重要技术应用情况、验证实验完成度、模型对项目的支持作用、功能性软件和硬件的搭建6个维度对这些项目进行评价,总结优势项目的特点,并进一步分析中国区团队近5年获评最佳单项奖提名的情况,为后续参赛团队的项目设计和以该赛事为平台的创新人才培养提供数据支持和有益启发.

关键词： 干细胞   诱导多能干细胞   心肌细胞   胚胎干细胞   拟胚体   分化   动作电位   电生理   异丙肾上腺素  

摘要： 背景:诱导多能干细胞定向分化后移植治疗解决了免疫排斥及伦理问题,其向心肌细胞的定向分化为心肌细胞再生研究提供了可能。目的:观察诱导多能干细胞分化的心肌细胞电生理功能。方法:体外培养诱导多能干细胞,采用直接悬浮培养法及分化培养基诱导形成拟胚体,观察细胞生长情况,记录心肌细胞的形成时间、数目和收缩率;使用Axon Axopatch 200B单探头超低噪声膜片钳放大器及MED64多电极阵列系统检测心肌细胞的电生理特点,以及观察分化心肌细胞对异丙肾上腺素的反应性;免疫荧光检测分化心肌细胞中心肌肌钙蛋白T的表达。结果与结论:①诱导多能干细胞生长特点与胚胎干细胞相似,形似鸟巢,呈集落样生长;②在分化培养基培养下,悬浮培养5 d后诱导多能干细胞聚集而形成大小不一的拟胚体,在拟胚体贴壁生长期间,最高将近10%的菌落出现跳动的心肌细胞,第20天和第25天时的搏动率明显高于其他时间点,差异有显著性意义(P<0.05);③诱导多能干细胞分化的心肌细胞观察到了心室、心房和窦房结样细胞的动作电位;④异丙肾上腺素可以提高诱导多能干细胞分化的心肌细胞自发搏动频率;⑤细胞免疫荧光提示诱导多能干细胞分化的心肌细胞中肌钙蛋白T呈阳性表达;⑥结果表明,诱导多能干细胞分化的心肌细胞具有窦房结样、心房样和心室样的动作电位,且具有肾上腺素信号传导。