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关键词： 重金属   水污染   微生物修复   基因工程   联合修复  

摘要： 水环境的重金属污染已成为全球环境问题,威胁着水生生态系统和人类健康。传统的物理和化学方法虽然可以有效地去除重金属污染物,但成本高、操作复杂、易造成二次污染,限制了其应用。生物修复是消除多种有毒污染物的有效方法。细菌、真菌、微藻等微生物能将有毒重金属转化为毒性较小的形式,已成为水环境重金属污染修复中有效且环保的解决方案。本文综述了重金属污染的毒性和作用机制、微生物修复机理以及主要的微生物修复策略,为去除或减少水域环境的金属污染物以及进行相关工艺开发提供了参考。

关键词： 单细胞DNA甲基化测序   表观遗传学   预处理   数据分析  

摘要： 单细胞DNA甲基化测序技术近年来取得了飞速发展,在揭示细胞间异质性及表观遗传学调控机制方面发挥着重要作用。随着测序技术的进步,单细胞甲基化数据的质量与数量也在不断提高,标准化的预处理流程与合适的分析方法对确保数据的可比性与结果的可靠性尤为关键。然而,目前尚未形成一套完整的数据分析流程来指导研究人员对现有数据进行挖掘。本文系统综述了单细胞甲基化数据预处理步骤和分析方法,简要介绍了相关算法和工具,并探讨了单细胞甲基化技术在脑科学、血细胞分化及癌症研究中的应用前景,旨在为研究人员分析数据时提供指导,推动单细胞甲基化测序技术的发展和应用。

关键词： 抗菌肽   表达系统   基因工程法   微生物  

摘要： 近年来,抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)作为抗生素替代品之一受到广泛关注。AMPs具有诸多优势,如抗菌谱广、来源丰富且不易产生耐药性等。其生产工艺主要包括生物体内提取纯化、化学合成以及基因工程表达3种途径。然而,天然分离法与化学合成法存在工序繁杂,成本昂贵及产量较低等缺点,不易于在AMPs实际生产中实施。相较之下,基因工程表达更具经济性、科学性及有效性。本文对AMPs的多种表达系统及其差异进行了综述,并总结了提高AMPs异源表达产量的多种策略,以期为AMPs的低成本规模化生产提供理论支撑。

关键词： 社会性科学议题教学   基因工程的应用   核心素养  

摘要： 以“基因工程的应用”为例,运用社会性科学议题(SSI)教学,创设“利用基因工程构建能够监测环境中雌激素污染物的转基因绿色荧光斑马鱼”核心议题,通过小组讨论、模型建构与完善、社会性科学推理等阶段,围绕基因工程具体应用的难点突破开展教学,构建多元评价方式,发展学生生物学学科核心素养。

关键词： 项目式学习   大单元教学   基因工程   高中生物学  

摘要： 以大项目开展高中生物学大单元教学发展学生的学科核心素养,在当前课程改革背景下必要且可行。在实际教学中,高中化学教师可通过选取适合开展大项目的单元主题统整教学内容,提出大项目的驱动问题或任务串联教学内容,设定大项目的单元教学目标聚焦核心素养,创设大项目的真实情境设计实践活动,设计大项目的多元评价监测学习效果,以有效开展高中生物学大单元教学。

关键词： 幽门螺杆菌   脲酶   全人源化单域抗体   基因工程   AI辅助分子改造  

摘要： 为了构建针对幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)脲酶的单域抗体的基因工程表达系统。首先利用Pymol、ITASSER和ClussPro2等AI辅助工具分析比较了不同抗体与Hp脲酶亚单位B(UreB)之间的分子间作用力,确定了VL全人源化单域抗体UreBAb作为重点研究对象。根据大肠埃希菌密码子偏好性优化了UreBAb基因序列,并将其分别插入pET28a、pE-SUMO等表达载体,转化大肠埃希菌Rosetta(DE3)获得了重组表达菌株,通过IPTG诱导制备重组抗体蛋白,并利用提取的Hp脲酶作为抗原,分析验证了重组表达抗体的活性。SDS-PAGE检测结果显示UreBAb和SUMO-UreBAb均获得了正确的表达,纯化后的蛋白产率分别为0.34和0.41 mg/mL。单向免疫扩散实验结果证实这两种重组表达抗体均与Hp UreB抗原具有良好的亲和力,对脲酶的抑制率分别为51.27%和74.07%。进而,结合AlphaFold2、cluspro2、mCSM-AB、OSPREY和FoldX等人工智能工具,评估分析了影响抗原-抗体复合物稳定性的关键位点及其突变策略,随后进一步构建了9个UreBAb进化突变体表达菌株,活性分析结果显示,这些突变体与抗原的结合活性均得到了提高,其中以I107W突变体的活性提升最为显著,相较于野生型UreBAb,提高了24.95%。本研究为Hp全人源化单域抗体的开发奠定了良好的基础。

关键词： 基因工程   社会伦理   基因编辑   伦理划界  

摘要： 基因工程的社会伦理划界何以可能?这是以康德哲学式的发问对该现象的发生、原因、条件和可能性所持有的一种哲学反思视角。“基因编辑”技术出现后,人们对此争论不休,焦点多集中于技术本身的安全性、社会伦理的道德观、未来发展的正义感等方面:安全性涉及整个人类的基因池,道德观涉及“神造人”到“人造人”的颠覆式转变,正义感包括技术是普惠了人人还是危及了人人。观点有技术优先原则与伦理优先原则之争;态度呈完全接受和完全排斥两个极端。技术使用边界的社会模糊性,导致了人们对基因编辑的担忧。借助对科学研究的真假、善恶之辨,认识它的“事实性”和“价值性”,及“是”和“应当”两个方面,以此掌握基因工程技术在发展中应秉持的伦理界限。基因技术的“亟待破围”展现了“人想要扮演上帝角色”的欲望,导致基因工程伦理划界面临技术、伦理之难。在划界方案中,应秉持准确判断、合理预设、策略尝试,未来应着重考虑基因工程与社会伦理之间的和谐,使二者形成协同互促的发展关系。无论是基因工程还是社会伦理应始终以全人类的共同利益为最高发展准则。

关键词： 生物伦理学   农林类高校   教学讨论   课程思政  

摘要： 作为目前发展极为迅速的交叉学科,生物伦理学为解决现代生物技术面临的伦理学挑战提供了规范指导。农林类高校较多涉及转基因作物栽培与模式动物实验等生物伦理学研究,然而生物伦理学课程尚未在国内农林类高校普及。开设生物伦理学课程,有助于培养具备伦理道德意识的专业型人才,同时促进农林类高校专业建设与科研的快速发展。该文结合农林类高校专业特色,论述了生物伦理学的基本概念、生物伦理学在农林类高校开设的重要性与教学模式,旨在进一步深化对生物伦理学重要性的认识,并提供教学参考。

关键词： 基础研究工作   免疫活性细胞   过继性细胞免疫治疗   肿瘤研究   病理生理   学术造诣   易感基因   胚胎干细胞  

摘要： 古宏标,医学博士,教授,硕士研究生导师,广东药科大学病理病生系原主任,美国德州大学安德森肿瘤研究中心访问教授。主要研究方向为胚胎干细胞(免疫活性细胞)的过继治疗、人类复杂病易感基因筛查鉴定等基础研究工作,有丰富的学术造诣。对过继性细胞免疫治疗和人类复杂易感基因筛查鉴定有独特的见解。

关键词： 神经干细胞   微囊泡   AKT/eNOS   坐骨神经损伤   神经再生  

摘要： 目的探讨人胚胎干细胞衍生的神经干细胞微囊泡(hESC-NSC-MVs)通过调节蛋白激酶B(AKT)/内皮型一氧化氮合酶(eNOS)信号通路促进坐骨神经损伤(SNI)大鼠坐骨神经再生和修复的作用。方法取SD大鼠随机分为假手术组、模型组、hESC-NSC组、hESC-NSC-MVs组、hESC-NSC-MVs+CCT128930(AKT抑制剂)组,每组10只,模型组和实验干预组大鼠建立SNI模型,以hESC-NSC、hESC-NSC-MVs和CCT128930分组干预后,以坐骨神经功能指数(SFI)评测各组大鼠坐骨神经功能;检测各组大鼠坐骨神经传导速度、支配的腓肠肌恢复情况(以腓肠肌湿重比、肌纤维横截面积评测);透射电子显微镜(TEM)检测各组大鼠坐骨神经超微结构;试剂盒测定各组大鼠血清与坐骨神经eNOS和一氧化氮(NO)水平;免疫印迹实验检测各组大鼠坐骨神经AKT/eNOS信号通路相关蛋白表达。结果假手术组相比,模型组大鼠坐骨神经超微结构发生显著损伤,SFI、坐骨神经传导速度、腓肠肌湿重比、肌纤维横截面积、eNOS和NO水平、p-AKT/AKT与eNOS蛋白表达显著降低(P<0.05);与模型组相比,hESC-NSC组、hESC-NSC-MVs组大鼠坐骨神经超微结构损伤均减轻,SFI、坐骨神经传导速度、腓肠肌湿重比、肌纤维横截面积、eNOS和NO水平、p-AKT/AKT与eNOS蛋白表达均升高,且hESC-NSC-MVs对SNI大鼠上述各指标的作用更强(P<0.05);与hESC-NSC-MVs组相比,hESC-NSC-MVs+CCT128930组大鼠坐骨神经超微结构损伤加重,SFI、坐骨神经传导速度、腓肠肌湿重比、肌纤维横截面积、eNOS和NO水平、p-AKT/AKT与eNOS蛋白表达降低(P<0.05)。结论hESC-NSC-MVs可通过激活AKT/eNOS信号通路而减轻SNI大鼠坐骨神经超微结构及功能损伤,促使坐骨神经再生和修复,并改善其坐骨神经功能。