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关键词： 小鼠胚胎干细胞   雷帕霉素机制靶蛋白复合物1   线粒体   多能性   丙酮酸脱氢酶复合物  

摘要： 利用Tsc1条件敲除小鼠分离得到Tsc1^(Loxp/Loxp)mESCs,培养于2iL条件下,使用腺相关病毒Cre(AAV-Cre)敲除Tsc1构建稳定培养的Tsc1 WT/KO mESCs模型,结合Western blot和RT-qPCR确定模型的可靠性。该文利用这一模型探讨了mTORC1过度激活对mESCs多能性的影响。通过细胞形态观察、AP染色和RT-qPCR实验检测多能性基因表达水平的变化;通过线粒体数量、活性氧(ROS)水平和耗氧率(OCR)水平检测线粒体活性;使用mTORC1抑制剂雷帕霉素和线粒体抑制剂DMM进行恢复实验;机制部分,使用线粒体激活剂DCA进行模拟实验;使用丙酮酸脱氢酶(PDH)复合物抑制剂进行恢复实验。结果显示,mTORC1过度激活后mESCs细胞形态由未分化的克隆状变为扁平状、AP染色颜色变为接近无色且多能性基因表达水平下降;同时线粒体数量增加,ROS水平和OCR水平同时增加,说明线粒体活性增强;此外,通过雷帕霉素和DMM处理可以抑制线粒体活性并恢复细胞形态、AP染色颜色和多能性基因表达。进一步的机制探索发现mTORC1过度激活后,PDHE1α磷酸化水平下调,PDH复合物活性增加。通过使用线粒体激活剂DCA处理可以模拟mTORC1过度激活表型,抑制多能性基因表达,使用PDH复合物抑制剂UK5099进行细胞恢复实验,结果显示抑制PDH复合物活性可以可以恢复mTORC1过度激活后mESCs中多能性基因的表达。综上,该研究揭示了mTORC1通过激活PDH复合物上调线粒体代谢抑制mESCs多能性基因表达。

关键词： 基因挖掘   基因工程   生物学分析   酶学性质   γ-氨基丁酸   谷氨酸脱羧酶   植物乳杆菌  

摘要： 谷氨酸脱羧酶(GAD)是生产γ-氨基丁酸(GABA)的关键限速酶,但细胞内酶系较为复杂使得其表达水平较低,微生物序列的基因组挖掘可以作为一种经济的策略来鉴定和生产具有良好性能和高活性的新型GAD。本文将植物乳杆菌NCU116的Lp GAD基因进行克隆,构建了重组质粒pET22b-Lp GAD,随后将其转化至大肠杆菌表达获得重组菌株*** BL21(DE3)-pET22b-Lp GAD,经诱导表达和分离纯化获得较高纯度Lp GAD。重组Lp GAD由467个氨基酸编码获得,为同源三聚体,分子质量为53.4 kDa,在278氨基酸位置有一个磷酸吡哆醛结合位点的保守赖氨酸,活性位点为213T和245D。酶学性质研究结果表明,重组Lp GAD在pH 5.0~5.5保持较高活性,在40~60℃时相对酶活较好,能在酸性和低温环境中保持较好的稳定性,K+对重组酶的催化活性具有促进作用。在pH 5.0和50℃条件下,谷氨酸脱羧酶催化L-谷氨酸钠(MSG)脱羧生成GABA的反应动力学参数Km、kcat、kcat/Km、酶的比活力分别为26.95 mmol/L、1.29 s-1、0.42 s^(-1)·mmol^(-1)·L、12.43 U/mg。

关键词： 肺纤维化   间质性肺病   特发性肺纤维化   干细胞   多能干细胞   胚胎干细胞   诱导多能干细胞  

摘要： 肺纤维化(pulmonary fibrosis,PF)是一种慢性、进展性肺病,现有疗法仅能一定程度缓解临床症状,但不能逆转纤维化进展乃至治愈该病。对比传统的PF模型与药物筛选系统,多能干细胞衍生的模型和系统可以更好模拟纤维化生理特性及微环境,也可为后续纤维化的治疗提供新的手段。综述基于多能干细胞的PF模型与药物筛选系统的贡献以及治疗研究进展,并探讨其临床转化过程中面临的挑战及解决方案。

关键词： 基因工程抗体   微生物污染   免疫检测   即时检测   食品安全  

摘要： 食源性致病因子如生物毒素、致病菌和食源性病毒等广泛存在于食品中,对人类健康构成严重威胁。这些污染物传播范围广、难以控制,需要进行严密监控,开发快速、高通量、简单、经济的检测方法是替代传统仪器检测方法的最佳选择。在这一背景下,免疫测定法作为一种广泛应用的检测手段,其关键元件——抗体的发展显得尤为重要。基因工程抗体作为一种新兴的识别元件,在短短数十年间迅速崛起,以其低成本、高效价、易于获取的显著优势,逐渐取代传统抗体,为现场免疫检测带来了新的希望。本文综述了基因工程抗体的制备表达系统,并重点介绍了基于基因工程抗体建立的、针对食品中微生物污染的即时检测方法。同时,概述了基因工程抗体在食品中微生物污染检测领域的研究与应用趋势,强调了其在现场检测领域的重要地位和广阔前景。

关键词： 新材料研发   高通量实验   高通量计算  

摘要： 材料基因工程是近几年兴起的材料研究新理念和新方法,是当前材料领域公认的颠覆性前沿技术,可以大幅度提高新材料的研发效率,已经成为材料领域科技创新的重要推动力。材料基因工程借鉴生物学上的基因工程技术,探究材料结构(或配方、工艺)与材料性质(性能)变化的关系,并通过调整材料的原子或配方、改变材料的堆积方式或搭配,结合不同的工艺制备,得到具有特定性能的新材料。材料基因工程通过采用高通量并行迭代方法替代传统试错法中的多次顺序迭代方法,逐步由“经验指导实验”向“理论预测和实验验证相结合”材料研究新模式转变,以提高新材料的研发效率,实现新材料“研发周期缩短一半、研发成本降低一半”目标,加速新材料“发现—开发—生产—应用”进程。材料基因工程的三大支撑平台主要包括高通量(材料基因制备和表征)实验系统、高通量计算系统和材料基因数据库。

关键词： 分子检测   农业质量标准   安全评价   创新团队   李飞武  

摘要： 首席专家李飞武(1982-),男,汉族,博士,研究卤。现任农业质量标准与检测技术研究所所长、农业农村部农产品及加工品质量检验测试中心(长春)常务副主任。全国农业转基因生物安全管理标准化技术委员会副主任委员、中国植保学会生物安全专业委员会副主任委员、吉林省农产品质量安全学会副理事长兼秘书长。获“农业农村部神农青年英才”“吉林省有突出贡献中青年专业技术人才”等荣誉称号。

关键词： 酚类抗氧化剂   胚胎干细胞   发育毒性   拟胚体  

摘要： 酚类抗氧化剂因为其低毒以及对人体健康危害小等特点,在食品、化妆品、制药等行业中有广泛的应用。而随着其用量的增加,其环境毒性风险也进一步提升,但目前对其发育毒性效应的研究较少。因此,选取了4种酚类抗氧化剂,叔丁基对苯二酚(tert-butylhydroquinone,TBHQ)、二丁基羟基甲苯(butylated hydroxytoluene,BHT)、没食子酸丙酯(propyl gallate,PG)和丁基羟基茴香醚(butylated hydroxyanisole,BHA),并利用基于人胚胎干细胞的拟胚体模型,探究了上述物质的发育毒性。实验中分别采用了1 nmol·L^(-1)、10 nmol·L^(-1)、100 nmol·L^(-1)的不同浓度上述污染物,分别在拟胚体的形成过程中全程暴露,并检测了拟胚体各胚层标志基因表达水平的变化,以反映上述抗氧化剂对拟胚体的分化进程的影响。结果表明,在环境浓度下,BHA和BHT主要影响外胚层发育过程,TBHQ主要影响中胚层发育过程,而PG主要影响中胚层和内胚层的发育过程。本研究结果表明,环境浓度的酚类抗氧化剂对胚胎发育过程中各胚层都有潜在的毒性效应,对其未来应用应当谨慎。

关键词： 番茄   花青素   遗传定位   突变   基因工程  

摘要： 花青素(anthocyanin)是一类广泛存在于植物界的多酚类色素。番茄(Solanum lycopersicum L.)果实通常缺少花青素,但可以利用基因工程或其他育种方法生产富含花青素的番茄果实。近年来有关番茄花青素遗传与调控的研究已取得长足进展,本文综述了番茄花青素的生物合成途径、番茄花青素相关基因的遗传定位以及番茄花青素基因编辑研究进展,进一步明确了番茄花青素的合成及调控机理,以期为今后更好地利用花青素进行番茄品质育种提供理论支持和参考。

关键词： 生物技术   基因工程   细胞工程   应用  

摘要： 随着生物技术的迅速发展,基因工程和细胞工程作为生物技术的两大支柱,已成为推动生命科学进步和经济发展的重要力量。文章主要从医药行业、农业生产、临床医学等方面进行分析,阐述了生物技术在基因工程和细胞工程领域的应用,可以看出,生物技术在改善人类生活、提高医疗保健水平和促进农业生产方面具有巨大潜力。

关键词： 基因工程   中美教材比较   核心素养  

摘要： 本文通过对我国人教版普通高中教科书《生物学·选择性必修3·生物技术与工程》与美国主流教材《生物:生命的动力(第二版)》中“基因工程”模块的编排进行比较分析,发现两本教材中的“基因工程”模块在编写思路、栏目安排以及习题编制等方面均体现出不同的形式和特点,为在相应学情、知识背景和核心素养视阈下更好地实现教材的作用奠定了基础。