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关键词： 1，4-丁二胺   巴氏葡萄球菌   电转化   基因编辑   基因工程   耐受性  

摘要： 菌株对1，4-丁二胺耐受性低是1，4-丁二胺高产的技术瓶颈之一，提高菌株对1，4-丁二胺的耐受性是构建高产1，4-丁二胺工程菌株需要解决的主要问题。巴氏葡萄球菌326180菌株展现出了优异的高浓度1，4-丁二胺耐受性，不仅可以作为研究1，4-丁二胺耐受机制的理想模型，还可以为构建1，4-丁二胺高产工程菌株提供新的宿主选择。无论是耐受机制研究还是底盘菌株改造，都需要在分子水平上对巴氏葡萄球菌进行基因编辑。为了建立一套巴氏葡萄球菌遗传操作系统，为后续耐受机制研究和底盘菌株改造奠定基础，本研究系统优化了电转化条件，涵盖了菌株生长期、电场强度、电击缓冲液和复苏培养基等关键参数，成功建立了巴氏葡萄球菌电转化方法。同时，通过替换抗性表达盒，构建了基因编辑质粒pCpfOA；优化了基因编辑的筛选标记，建立了基于CRISPR/Cpf1的巴氏葡萄球菌基因编辑技术，编辑效率达到90%以上。本研究建立的巴氏葡萄球菌遗传操作系统为该菌的耐受机制研究以及底盘菌株的遗传改造提供了重要技术支撑。

关键词： 酒精暴露   胚胎干细胞   分化   毒性作用  

摘要： 酒精暴露作为一种广泛存在的环境因子，具有很强的毒性和致畸作用。胚胎干细胞（ESCs）具有多能性，是发育过程中的一种关键细胞，其基因表达受到严格调控，使得细胞在不进行自我更新的状态下就会进行分化。已有众多研究表明酒精是影响ESCs分化的重要因素，本文则系统归纳了酒精影响ESCs分化的四大分子机制：（1）抑制Wnt信号通路；（2）限制丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶（MAPK/ERK）通路；（3）改变多能转录因子表达；（4）激活核转录程序。通过以上机制，酒精会诱导分化相关基因异常表达，改变细胞向特定谱系分化的方向进而影响正常的胚胎发育。研究基于ESCs模型，结合体内外分化实验，阐明酒精如何通过干扰信号网络和转录调控来影响其分化的分子基础，并对目前这一领域所取得的研究成果进行总结，这对于理解酒精介导的毒性作用至关重要。

关键词： 自产乙醇梭菌   合成气   发酵   乙醇   基因工程  

摘要： 综述了利用自产乙醇梭菌（Clostridium autoethanogenum）进行合成气发酵生产生物燃料和化学品的最新进展。自产乙醇梭菌是一种严格厌氧的革兰氏阳性菌通过Wood-Ljungdahl途径进行代谢，主要生成乙醇和乙酸。重点介绍了合成气发酵工艺的多方面优化，包括培养基组分优化、工艺参数调整、微生物光电催化系统构建、微生物共培养系统等方面，这些技术进一步推动了该领域的发展。最后提出了当前研究存在的不足，并对未来的研究方向做出了展望，旨在为微生物合成气发酵在生物燃料和化学品生产领域提供参考。

关键词： 稀土   基因工程   重组蛋白   稀土分离  

摘要： 伴随现代社会对新能源材料需求的持续上扬，稀土元素作为堪称工业维生素般存在的重要性愈发显著。不过，鉴于稀土元素具备相近的原子半径以及化学性质，传统的分离手段遭遇到分离难度大、分离流程繁杂、能耗颇高、对环境造成污染等一系列棘手难题。为有力推动可持续发展以及实现资源的高效运用，生物材料在对稀土元素的富集与分离方面发挥着关键作用。近些年来，基因工程菌以及重组蛋白鉴于其拥有广泛的外源基因、颇高的表达量以及出色的选择性分离等特质，受到了极大的关注。此文针对近年来依托基因工程菌、重组蛋白等生物材料在吸附分离稀土矿、工业废水、电子产品以及电池废物中的稀土离子的应用研究进展予以分类评述，重点研讨了基因工程菌与重组蛋白等生物材料的制备、固定化工艺，并对分离稀土离子的成效进行深度剖析，阐述了此项研究面临的挑战，并对其未来的发展趋向进行了展望。

关键词： 生物技术   土壤污染   基因工程   微生物修复  

摘要： 随着土壤污染问题日益严重，生物技术作为一种可持续的环境应急处理手段，展现了巨大的应用潜力。基因工程菌株的定向培育、微生物群落重构和生物酶催化技术为土壤污染修复提供了有效的技术支持。在创新应用方面，纳米生物传感器的实时监测功能、合成生物学设计的多功能降解菌群、植物-微生物共生系统、以及生物炭-微生物复合材料的污染阻隔作用，为土壤污染的精准治理提供了新的方向。此外，CRISPR基因编辑技术的引入，定制土著微生物的修复能力，为土壤污染治理开辟了新的研究领域。

关键词： 胚胎干细胞   基因编辑   CRISPR/dCas9   Sox17   细胞转染  

摘要： CIRSPR/dCas9系统是当前较为高效精准的基因编辑工具，在其中加入转录激活因子(如VP64、p65、Rta)即可用于高效稳定激活目标基因。Sox17是SOX家族转录因子，在早期胚胎发育中的胚层分化、细胞命运决定等生物过程中发挥重要调控作用。绵羊胚胎干细胞拥有自我更新和多向分化的能力，是用于研究胚胎早期发育过程中细胞分化机制的重要体外模型，但是囿于其生长特性，难以实现外源基因的导入。为了探究激活绵羊胚胎干细胞中的Sox17基因的条件，本研究基于CRISPR/dCas9系统和脂质体转染、慢病毒侵染与电转等方法，对绵羊胚胎干细胞中的Sox17基因的进行激活，通过荧光定量PCR检测不同转染方法的Sox17表达量，对比不同条件的转染效果。结果表明电转法组在3种转染方法中转染效果最佳，Sox17表达量最高。高效稳定的基因激活方案将为其他物种，尤其是家畜动物的胚胎干细胞研究提供参考，并为后续在绵羊胚胎干细胞中通过调控基因表达研究基因功能和实现精准的细胞命运调控奠定基础。

关键词： 神秘果   化学成分   天然产物   神秘果素   基因工程  

摘要： 神秘果具有独特的矫味功能,能够使人在吃了酸味食物后感受到甜味。神秘果全株营养成分丰富,具有多种活性。神秘果素为糖蛋白,是神秘果中的主要矫味活性成分。神秘果素常温下不稳定,在酸性条件下能够保持较高活性,由于资源有限、制备效率低等原因,尚未实现商品化。本文对神秘果的化学成分,神秘果素的结构、性质及其提取方法等方面的研究进展进行综述,为神秘果的综合开发利用提供理论指导。

关键词： 诱导多能干细胞(iPSCs)   NKG2A   自然杀伤(NK)细胞   免疫治疗  

摘要： 目的针对NKG2A-HLA-E负调控通路,构建诱导多能干细胞(iPSC)来源的基因工程NKG2A敲除的NK细胞(NKG2A KO-iNK),在体外初步评价其肿瘤杀伤功能。方法利用基因编辑技术在iPSC中敲除NKG2A,将其在体外诱导分化为NKG2A KO-iNK细胞,并在不同分化阶段利用流式细胞测量术检测特异性的表面标志物;利用Western blot验证NKG2A KO-iNK细胞NKG2A的敲除情况,并用流式细胞测量术检测NKG2A KO-iNK细胞常见的NK细胞活化性受体及天然细胞毒性受体的表达水平;乳酸脱氢酶检测法(LDH)检测NKG2A KO-iNK细胞对不同人白细胞抗原E(HLA-E)表达水平肿瘤细胞的体外细胞毒活性。结果将Cas9蛋白和靶向编码NKG2A的KLRC1基因第1、2外显子的3条向导RNA(sgRNA)共转染iPSC对其进行基因敲除,测序结果显示成功获得在第1外显子插入1个T碱基的单克隆NKG2A敲除的iPSC(NKG2A KO-iPSC)。iPSC向NK细胞诱导分化的过程中,第8天类胚体(EBs)阶段检测CD34表达水平在30%~50%;第28天NK诱导分化阶段CD56和CD16的表达均达80%以上。Western blot结果显示,NKG2A KO-iNK细胞NKG2A被成功敲除;流式结果显示NKG2A KO-iNK细胞活化性受体NKG2D及细胞毒性受体NKp30、NKp44、NKp46的表达水平和野生型iNK(WT-iNK)细胞基本一致。LDH实验结果显示,NKG2A KO-iNK细胞对HLA-E高表达的B细胞前体白血病细胞系Nalm6的细胞毒活性显著高于WT-iNK细胞,而对HLA-E低表达的人骨髓瘤细胞系H929和HLA-E几乎不表达的人肝癌细胞系HepG2,NKH2A KO-iNK细胞和WT-iNK细胞两者之间的细胞毒活性差异无统计学意义;γ干扰素(IFN-γ)处理能显著上调Nalm6细胞的HLA-E表达水平,进而进一步增强NKG2A KO-iNK细胞对Nalm6细胞的细胞毒活性。结论由于阻断了NKG2A-HLA-E负调控通路,基因工程NKG2A KO-iNK细胞对HLA-E高表达的肿瘤细胞系在体外显示出明显增强的细胞毒活性,提示其作为一种新型细胞治疗的可能性,为肿瘤的细胞过继免疫治疗提供一种新的思路。

关键词： 教考衔接   高中生物学   核心素养   基因工程  

摘要： 通过研究2024年生物学科高考试题命制中所体现出的教考衔接思想,以“基因工程”教学为例,探讨如何将新课程标准与高考评价体系进行有效衔接,为落实高中生物学核心素养的培养提供一些教学建议,从而更好地推动教与考之间的良性互动。