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关键词： Dysferlin肌病   DYSF基因   杂合突变   DNA测序  

摘要： 目的研究1个来自中国广西肌肉疾病家系的临床表型及可能的基因突变。方法收集到1个肌病家系,该家系中共有2例患者,症状相似,发病年龄约21岁左右,首发症状为双下肢无力和萎缩,缓慢进行性进展。采集先证者及其他家族成员的血样,提取基因组DNA,采用聚合酶链式反应(polymerasechain reaction, PCR)、直接测序法对先证者DYSF基因进行基因检测。根据先证者的基因检测结果,对8个其他家族成员进行基因检测。结果基因检测结果Duchenne肌营养不良(DMD)基因未发现存在大片段变异,先证者及其3个家族成员(Ⅱ-2、Ⅱ-3和Ⅲ-1)DYSF基因编码区第4个外显子的第268号核苷酸由C变为T (c.268C>T)的杂合核苷酸变异,导致编译第90号氨基酸精氨酸的密码子变为终止密码子(***90Ter),从而使肽链合成提前终止。先证者及其他3个家族成员(Ⅰ-1、Ⅱ-2和Ⅲ-2)DYSF基因编码区第30个外显子的第3214号核苷酸由C变为T (c.3214C>T)的杂合核苷酸变异,导致第1072号氨基酸由精氨酸变为色氨酸(***1072Trp)。结论通过本研究发现该家系DYSF基因编码区第268位点和第3214位点发生C→T突变(c.268C>T, c.3214C>T),结合临床表型,该家系的患者诊断为Dysferlin肌病,为常染色体隐性遗传,2个突变点对该病在家系的发生均起到重要的作用。

关键词： O型口蹄疫病毒   耐酸表型   理化性质   生物学特性  

摘要： 口蹄疫(Foot-and-mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起偶蹄动物高度感染和造成严重经济损失的传染病,影响着全世界的畜牧业和国际贸易。FMDV的全病毒粒子(146S)是制造灭活疫苗的最有效抗原,但是在稍低于中性pH值的环境中,146S是高度不稳定的,导致FMDV的衣壳蛋白解聚为五聚体亚单位,影响灭活疫苗的有效抗原含量,造成疫苗的效力降低。为了发展酸稳定的疫苗候选毒株,也为了验证VP2D86H替换能否使FMDV获得酸稳定性以及研究酸稳定性FMDV的耐酸表型的分子机制,利用实验室已有的O型FMDV感染性cDNA克隆,构建了含有6种氨基酸残基突变(VP1N17D、VP2H145Y、VP2 D86H、VP3 H141D、VP3 H141G和VP1N17D+VP2H145Y)的FMDV全长cDNA克隆,转染BSR/T7细胞进行病毒拯救。CPE观察和间接免疫荧光实验表明拯救出了含有VP1N17D、VP2D86H、VP2H145Y和VP1N17D+VP2H145Y替换的FMDV,而VP3H141G/D的替换对亲本病毒是致死的。RT-PCR和序列测定表明分别含有VP1N17D和VP2D86H氨基酸突变的拯救病毒rN17D和rD86H能够稳定传代,而分别含有VP2H145Y和VP1N17D+VP2H145Y替换的拯救病毒rH145Y和rN17D2在第1代发生了回复突变和伴随突变。随后对拯救病毒rN17D、rD86H和rN17D2进行了一列的特性分析。对拯救病毒的理化性质的研究表明VP1N17D和VP2D86H氨基酸残基替换都可以各自增强亲本FMDV O/HN/93的酸抗性、热抗性和碱抗性。但是,与含有VP1N17D替换的FMDV相比,含有VP2D86H替换的FMDV表现出高的复制能力和强的乳鼠致病力。两个拯救病毒的血清中和能力也不相同,这与VP1蛋白17位氨基酸残基和VP2蛋白86位氨基酸残基到抗原位点1和抗原位点5的距离差异相关。本研究第一次证明了VP2D86H替换负责O型FMDV的酸稳定性和热稳定性,也证明了拯救病毒rD86H的综合性能优于rN17D病毒。因此,FMDV rD86可以作为发展稳定性灭活疫苗的候选毒株。本研究也表明了同一个氨基酸替换在不同血清型和血清亚型的FMDV中可以产生不同的效果。

关键词： 科技说明文   阅读策略   人文精神  

摘要： 阅读科技说明文,需要整体把握文本的内容,理清文章的脉络结构,分析文中所用的说明方法,这是阅读中所要解决的最基本的问题。在知识与技能这两个目标达到的基础上,教师还要引导学生深刻领会其中所体现的科学精神和科学思想。旨在以《人类基因组计划及其意义》为例,探讨科技说明文的有效阅读策略,以助学生解读此类文本一臂之力。

关键词： 胚胎干细胞   端粒长度   iPS细胞   神经分化   Tcstv1基因   Tcstv3基因  

摘要： 本文主要从以下几个部分展开论述：　　第一部分 Tcstv1和Tcstv3延长小鼠ES细胞的端粒长度　　小鼠胚胎干细胞（ES细胞）是从早期胚胎中分离、体外适当条件培养而得到的一种多能性干细胞，它们可以维持自我更新并具有发育形成胎儿各个组织的能力。最近的研究发现，小鼠ES细胞中存在着一类异质性的亚稳态细胞，它们可以零星地进入类2-细胞胚胎状态(2-cell-embryo-like state)，表达2-细胞胚胎特异基因，并对维持ES细胞的发育潜能具有重要意义。已经有研究表明，2-细胞胚胎特异基因Zscan4对于维持ES细胞的端粒长度、基因组的稳定性以及发育多能性具有重要作用。然而，ES细胞中其他2-细胞胚胎特异基因的功能目前了解的还不多。我们研究发现，2-细胞胚胎特异基因Tcstv1和Tcstv3在ES细胞端粒长度调控中起作用。过表达或者敲低Tcstv1和Tcstv3都不会立即影响ES细胞的生长增殖、多能性以及体外分化。然而，Tcstv1或者Tcstv3过表达会使ES细胞端粒延长，反之Tcstv1/3敲低使得端粒长度缩短。Tcstv1或者Tcstv3过表达不会影响ES细胞端粒的稳定性。此外，Tcstv1可以提高Zscan4蛋白水平，并且促进端粒姐妹染色单体交换(T-SCE)的端粒重组。而且，Tcstv1/3敲低可以使Zscan4蛋白水平降低。总的来说，Tcstv1和Tcstv3参与ES细胞长期自我更新所必需的端粒维持。我们的结果同时也提示着，Tcstv1/3蛋白可能会与Zscan4蛋白相互协作，并使其蛋白稳定，但具体的分子机制仍需进一步研究。　　第二部分 Jnk1缺失的iPS细胞神经分化缺陷模型的建立　　c-Jun氨基末端激酶(c-Jun NH2-teminal kinase，JNK)是促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedprotein kinase，MAPK)信号通路家族中的一员。JNK由Jnk1、Jnk2和Jnk3三个基因编码，其中JNK1和JNK2在组织和细胞中广泛表达，而JNK3的表达则具有组织特异性。缺失Jnk1和Jnk2两个基因的小鼠胚胎发育存在神经管闭合缺陷，且是胚胎致死的。虽然单独缺失任何一个Jnk基因的小鼠都是可以存活的，但Jnk1缺失的小鼠存在着一些神经系统缺陷，比如前连合形成受损以及轴突和树突微管完整性的逐渐缺失。然而其神经发育缺陷的特定阶段及具体机制仍然有待进一步研究。诱导多能性干细胞（iPS细胞）的建立为疾病发病机制的研究以及以干细胞为基础的临床治疗的发展提供了新的机遇。在本研究中，我们将Jnk1缺失(Jnk1 KO)的TTF细胞诱导重编程为iPS细胞并以此建立神经分化缺陷模型。Jnk1缺失可以促进iPS细胞的早期重编程，而且Jnk1 KO iPS细胞表现出正常的多能性干细胞的特征，并具有体内和体外三胚层分化的能力。然而，在拟胚体(EB)形成的自由分化中，Jnk1 KO iPS细胞向神经分化减少。在神经定向分化中，Jnk1 KO iPS细胞向早期神经前体细胞的分化能力降低。此外，在体内畸胎瘤分化中，与野生型(WT) iPS细胞相比，Jnk1KO iPS细胞生成的神经上皮组织显著变小、规则性降低。因此，我们的研究对于深入了解JNK1在神经发育及分化中的作用以及可能导致的相关神经疾病的发病机制提供了新的视角。

关键词： 宇航员   太空站   DNA  

摘要： 不可多得的科学家宇航员美国女宇航员凯特·鲁宾斯(Kate Rubins)以及另外两名分别来自俄罗斯和日本的宇航员,将在国际空间站(ISS)停留四个月。分子生物学家身份的鲁宾斯此行的目的,包括将在空间站的微重力和特定空间环境下完成上百项科学实验,尤为引人注意是第一次在太空进行DNA测序。据美国航空航天局(NASA)的介绍,37岁的生物学家鲁宾斯2009年从3500名申请者中脱颖而出,已经

关键词： PFOS   ES细胞   心肌细胞   线粒体损伤   Ca2+   Rictor  

摘要： 全氟辛烷磺酸（Perfluorooctane Sulfonate, PFOS）是全氟有机化合物家族中的代表性化合物之一,在环境中无所不在,在野生动物和人类体内均发现有PFOS前体物和盐类物。该化合物化学性质稳定,在人体内的半衰期长,不易被代谢,可引起各类组织毒性,直接关系到人类健康问题。近年来国内外关于PFOS毒性研究主要集中在PFOS对实验动物和人类可能造成的发育毒性、肝脏毒性、神经毒性、心血管毒性、免疫毒性和致癌性等。由于PFOS在肝脏中含量最多,故目前关于PFOS引起的肝脏毒性研究较为深入,且多篇研究报道已阐明PFOS致肝脏毒性作用机制主要与激活PPARa受体相关。而PFOS在心脏的生物累积含量仅次于肝脏,心脏又是胚胎发育最早形成的器官,已有报道在胚胎早期暴露烷基磺酸类毒性化合物极易致心脏发育损伤甚至畸形,如斑马鱼与PFOS共孵育后可引起静脉窦和动脉球的距离增加、心率改变、孵化率下降等现象。虽然研究者掌握了一些关于PFOS在心脏发育领域毒性研究资料,但仍处于初始阶段,其引起的心脏毒性作用机制和敏感指标尚未完全阐明,因此,亟待深入探索PFOS致心脏发育毒性作用机制。小鼠胚胎干（embryonic stem, ES）细胞自首次从小鼠胚囊内层细胞中发现后,因其在体外具有分化全能性及自我更新等特点而在各种研究中得到广泛应用。小鼠ES细胞定向分化成的心肌细胞不但具备心肌细胞表型,表达心肌特异性标志物,也具有心肌细胞正常的收缩-偶联功能,基本模拟体内心肌细胞分化的过程,该模型已用于化合物致胚胎毒性评价和研究。本课题组前期利用SILAC标记蛋白质组学技术研究了PFOS致小鼠ES细胞定向心肌细胞分化毒性差异蛋白表达谱,结果发现PFOS处理组和DMSO对照组比较共有176个差异蛋白。有28.8%差异蛋白参与了给生物体提供能量和物质的代谢过程,包括糖类代谢（4.5%）、核酸代谢（18.7%）、脂质代谢（5.6%）等。通过细胞定位分析发现,差异表达蛋白定位在线粒体占11.4%,仅次于细胞核,推测PFOS致心肌细胞分化发育毒性作用的主要原因之一与线粒体功能损伤相关。线粒体是细胞合成ATP的重要场所,产生的能量用以维持细胞正常生理功能,参与胞内Ca2+调节和代谢等多种细胞活动。与其他类型细胞相比,心肌细胞对能量需求更高,线粒体更丰富,用以维持其正常新陈代谢及收缩活动,因此,心肌细胞对外源性化合物导致的线粒体损伤极其敏感。而线粒体依赖性能量通路不仅是启动心肌分化的关键调控者,也是心肌再生作用的重要靶点,促进该环节可诱导ES细胞定向分化为心肌细胞,而抑制该环节则可导致心肌分化受阻。线粒体和内质网之间存在相互偶联,这种结构被命名为线粒体内质网偶联结构（Mitochondria-associated endoplasmic reticulum membrane, MAM）,该结构中起连接作用的主要是线粒体融合蛋白Mfn2和分子伴侣Grp75,其中Mfn2主要通过与Mfn1或Mfn2形成二聚体,而Grp75连接内质网膜上的Ca2+释放通道1,4,5-三磷酸肌醇受体（IP3 Receptor, IP3R）和位于线粒体外膜的孔蛋白VDAC禺联形成连接复合物,在线粒体和内质网之间构成连接,以保证Ca2+信号及脂质在线粒体和内质网之间的传递,线粒体Ca2+主要影响呼吸链中几种脱氢酶,一定浓度可促进ATP合成。此外线粒体损伤时,线粒体融合蛋白Mfn2表达减少,导致线粒体膜电位降低。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物2（mammalian target of rapamycin complex 2, mTORC2）是由雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、Rictor、mLST8、PRR5和mSinl组成,近年研究发现该复合物存在于线粒体内质网偶联结构中,其中Rictor是]mTORC2特异性成分,是其发挥生物学作用必不可少的部分,Rictor可最大化激活p-Akt（ser473）并对Akt下游信号传导起关键作用。研究表明在Rictor敲除的MEF细胞中IP3R磷酸化明显减少,IP3R存在Akt结合位点,且mTORC2-Akt通过结合IP3R抑制肌浆网Ca2+释放至线粒体。mTORC2缺失会破坏线粒体-内质网结构偶联,造成线粒体缺陷。ES细胞定向分化为心肌细胞过程中,伴随着线粒体结构和功能逐渐成熟,存在能量转换,表现为无氧糖酵解代谢向高效的线粒体有氧代谢转换,以保证心肌细胞分化及心肌细胞正常兴奋-收缩偶联特征。若心肌细胞线粒体能量代谢发生障碍,如线粒体脂肪酸氧化能力降低,可造成脂肪酸堆积,乳酸产量增加,ATP产量减少,进而导致兴奋收缩功能及Ca2+转运功能等降低,最终诱发心力衰竭等心脏疾病。已有研究报道PFOS可导致成年大鼠线粒体损伤,主要与其下调线粒体内ATP合酶表达相关,但迄今为

关键词： 光电转化效率   仿星器   太阳能电池   抗体库   光电转换率   植物菌原体   足迹化石   装甲战车   剑齿虎   人类基因组计划   理论限制   射水鱼   量子位  

摘要： 美国America首次证明热光伏设备或使光电转换率突破极限美国麻省理工学院的科学家首次证明,使用太阳热光伏设备(STPVs),太阳能电池的光电转化效率有望突破理论限制。最新研究的基本原理很简单:不让太阳能电池内无法使用的能量以热的形式散失,所有能量和热首先被一个中间元件吸收,让元件达到能释放热辐射的温度。

关键词： 人锰超氧化物歧化酶   硒   基因表达   蛋白纯化   抗氧化作用  

摘要： 超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,简称SOD）是一类催化超氧化物阴离子(O-2·)发生歧化反应的金属酶。SOD具有抗氧化、防衰老、提高免疫、抗疲劳、抗肿瘤、抗炎症功能,在医药化妆品和保健品等行业中应用广泛。线粒体是细胞内能量产生及氧代谢的重要场所,也是自由基产生的主要场所,所以线粒体是氧损伤的主要靶细胞器。而Mn-SOD是一类存在于线粒体中的抗氧化酶,具有保护线粒体免遭氧化的功能。硒（Selenium,Se）是一种氧族非金属元素。1957年,硒被证实是多种生物体的必需微量元素。特别是近年来的研究表明,很多硒蛋白与免疫、衰老、心血管疾病等相关。本文的研究工作主要包括以下三个部分。一是人锰超氧化物歧化酶（hMn-SOD）基因工程菌的构建。本文首先构建了质粒编号为401、402、403的hMn-sod-pET21a（+）、hMn-sod-pET22b（+）、hMn-sod-pET28a（+）三种重组表达质粒,将三种表达质粒分别转化到*** BL21（DE3）表达菌株中,得到了含有不同表达质粒的工程菌,其编号为401BL、402BL、403BL的hMn-sod-pET21a（+）-*** BL21（DE3）、*** BL21（DE3）、hMn-sod-pET28a（+）-*** BL21（DE3）三种工程菌。通过对这三种工程菌的表达水平及表达的hMn-SOD活性考察,最终选择了表达水平及酶活较高的403质粒作为重组hMn-SOD的表达质粒。将403质粒分别转入到***菌株（含有硫氧还蛋白及谷胱甘肽还原酶,其有利于正确形成二硫键,提高表达蛋白的正确折叠）、*** Rosseta菌株（表达稀有密码子）,以及*** BL21菌株（蛋白酶缺陷型表达工程菌）三种表达菌株的感受态细胞中,得到编号为403Tb、403Ra、403BL的***、*** Rosseta,以及*** BL21（DE3）三种工程菌。分别考察了这三种工程菌表达hMn-SOD的水平,最终选取403BL作为后续研究的工程菌。二是对hMn-SOD重组菌蛋白表达条件的优化。本文对重组菌403BL表达hMn-SOD时的温度、IPTG浓度、Mn2+浓度,以及表达时长等进行了优化,其结果为:28℃、0.01m M IPTG、7.5m M Mn2+、表达时间为12-16小时。利用7L的发酵罐对403BL重组菌进行扩大培养,得到OD600nm为118的高密度发酵菌体。利用镍离子亲和层析柱对hMn-SOD进行蛋白纯化。纯化后的hMn-SOD的比活比粗酶液的比活提高5-10倍,达到2710U/mg。三是富硒hMn-SOD重组菌的选育及富硒hMn-SOD的制备。本文对403BL重组菌进行了富硒培养条件下的高通量筛选及驯化,得到了一株能够在亚硒酸钠浓度为30μg/ml条件下很好生长的重组菌,命名为403BL-X。进一步对该重组菌产生的富硒hMn-SOD制备条件进行了摸索。其在培养10h时可以得到比活较高的富硒hMn-SOD。经测定,富硒hMn-SOD中的硒含量可达462.7μg/g,比活可以达到3844U/mg,比普通hMn-SOD活性提高41%左右。经过蛋白质质谱的测定显示,在24位甲硫氨酸和141位半胱氨酸被硒代。

关键词： 原始态胚胎干细胞   microRNA表达谱   培养体系   4i体系   小分子化合物  

摘要： 小鼠胚胎干细胞（ESCs）依据来源不同分为来源于囊胚期内细胞团的原始态(na?ve)胚胎干细胞和来源于着床后滋养外胚层的始发态(primed)胚胎干细胞。虽然人ESCs分离于囊胚期内细胞团，但其形态和某些生物学特性方面却与小鼠始发态（primed）胚胎干细胞相似。最近，国际上有不同研究组证实，通过在培养体系中添加不同的小分子化合物组合可以将人 primed状态的胚胎干细胞转化为na?ve状态的胚胎干细胞，但是探索最佳的小分子化合物组合将人primed状态的胚胎干细胞转化为na?ve状态的胚胎干细胞值得我们进一步深入研究。　　本研究发现在培养体系中添加糖原合酶激酶3（glycogen synthase kinase3β， GSK3β）抑制剂、促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MEK）抑制剂、氨基酸末端激酶（Jun N-terminal kinase,JNK）抑制剂及丝裂原激活蛋白激酶P38（Silk crack the original activated protein kinase p38）抑制剂等4个小分子化合物（4i）和白细胞抑制因子（Leukemia Inhibitory Factor，LIF）的条件下，可以成功将人类primed状态的胚胎干细胞转换成na?ve状态的胚胎干细胞。该na?ve状态的人类胚胎干细胞表达干细胞特有的多能性基因，在体内外具有向三胚层分化的能力，在传代20代后仍保持正常的核型。转化后的 na?ve状态的人类胚胎干细胞能进行单细胞传代，且两条 X染色体都恢复了活性。通过microRNA表达谱进行芯片检测时发现，na?ve与 primed状态的人胚胎干细胞microRNA表达具有明显的差异。　　通过生物信息学分析，我们挑选出具有显著差异表达的调控na?ve状态相关基因的靶标microRNA进行RT-PCR验证，对验证结果确有明显差异的microRNA通过过表达或抑制表达实验来确证microRNA在人胚胎干细胞 na?ve状态多能性维持中的作用。我们尝试利用“4i”体系从人囊胚建立na?ve状态的胚胎干细胞系，但是建系尚未成功。我们的实验结果证明，利用“4i”体系可以将人类 primed状态胚胎干细胞转化成 na?ve状态的胚胎干细胞，转化的na?ve状态胚胎干细胞的具有干细胞多能性相关特性，na?ve状态胚胎干细胞与primed状态的胚胎干细胞microRNA表达谱具有显著差异。我们的实验结果对研究人类胚胎发育及ESCs在临床治疗上的实际应用都具有重要意义。

关键词： 基因工程   复习   切入点   重难点   改进和调整  

摘要： 在过去三年的江苏高考卷中连续出现了三道基因工程方面的题目,而且分值较高.这就不禁让笔者有理由推测明年的高考卷中势必还会出现这种类型的题目.我们复习时要想让学生做好这一模块的题目,就需要从四个方面入手.即如何切入,何为重点,何为难点,如何改进.