本期目录
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生物技术进展
2018年 第8卷 第5期
发布日期：2018-09-25
进展评述
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细菌RNA稳定性调控相关元件的研究进展
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黄义,张维,燕永亮
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2018 Vol. 8 (5):
376-382.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0050
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摘要 (
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RNA降解体（细菌RNA降解的主要执行者）是一种多亚基的蛋白质复合物，主要由RNA解螺旋酶、聚核苷酸磷酸化酶（polynucleotide phosphorylase，PNPase）、内切核酸酶（ribonuclease E，RNase E）以及糖酵解途径中的烯醇化酶、磷酸果糖激酶等组成，参与核糖体RNA（ribosome RNA，rRNA）的加工以及信使RNA（messenger RNA，mRNA）的降解。此外，RNA分子伴侣Hfq和调控小RNA（small RNA，sRNA）在RNA稳定性调控中也发挥着重要作用。综述了细菌RNA稳定性调控相关功能元件，特别是降解体蛋白及RNA分子伴侣Hfq的最新进展，以期为研究细菌RNA稳定性及其参与的代谢调控提供理论参考。
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巨噬细胞迁移抑制因子分子机制研究进展
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YAO Mawulikplimi Adzavon,赵鹏翔,张旭娟,王丽敏,马雪梅
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2018 Vol. 8 (5):
389-396.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0034
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摘要 (
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巨噬细胞迁移抑制因子（macrophage migration inhibitory factor, MIF）是一类多效性的前炎症细胞因子，能够促进其他多种前炎症因子的分泌或表达。其基因在大多数哺乳动物基因组中具有90%的同源性。MIF启动子区含有能够与多种转录因子结合的DNA结合位点，同时含有与其表达水平相关的多态性位点。MIF发挥其生物学功能，一方面可以通过非受体介导的内吞作用，实现MIF与c-Jun激活结构域结合蛋白-1（JAB1）的相互作用；另一方面，受体依赖型的MIF能够激活包括PI3K/AKT、MAPK和G蛋白偶联受体相关的信号传导途径等。此外，MIF还能够通过直接或间接方式调节肿瘤抑制基因p53的功能。MIF已经被证实参与调解炎症、肿瘤生成和纤维化等生物学过程。从MIF表达、相关受体、涉及的信号通路与生物学过程等方面，对其分子功能的研究进展进行了总结，并对MIF相关的分子机理进行了综述，旨在为MIF相关疾病的诊断和治疗提供线索。
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SOX9基因在癌症发生发展中作用机制研究进展
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吴尽,肖慧,赵敏蝶,丁新,郑冬,刘学东
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2018 Vol. 8 (5):
397-401.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0028
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摘要 (
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早期研究揭示，SOX9基因及其表达产物转录因子SOX9主要参与胚胎早期发育、性别决定和软骨发育。近期研究发现SOX9产物的表达水平与多种实体癌的发生、发展存在正相关关系，包括前列腺癌、结肠直肠癌等。上调SOX9的表达水平可以促进癌细胞的生长，SOX9基因是一种促癌基因。对于目前SOX9调节癌症发生发展的分子机制进行了综述，总结了已有的观点、假说及实验证据，并以此为基础分析了负调控SOX9基因表达的内源和外源性分子，进一步探讨了SOX9基因成为治疗癌症药物靶标的可行性，以期为后续基础机理研究和疾病治疗提供指导。
研究论文
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细胞周期后期促进因子DIG9对植物侧根发生的调控研究
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吕敏,陶卫春,康海全,李立新,陈涛
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2018 Vol. 8 (5):
402-412.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0056
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摘要 (
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在植物体内，细胞周期对于植物的萌发、生长、开花、结实等各个生长发育阶段具有重要作用。细胞周期正常运转需要依赖一些细胞周期蛋白，但是目前关于细胞周期蛋白调控根发育的分子机制还不清楚。通过筛选模式植物拟南芥的根发育异常突变体，分离鉴定了1个突变体dig9（drought inhibition of lateral root growth），该突变体表现为主根短、侧根少、发育迟缓、顶端分生组织变小、叶片扭曲、无主茎等表型。通过图位克隆，成功定位并克隆了DIG9基因，该基因编码一个细胞周期蛋白，是有丝分裂后期促进复合体的一个亚基APC8 （anaphase-promoting complex）。通过亚细胞定位发现DIG9定位于细胞核；qRT-PCR检测发现DIG9基因在根中有较高的表达量，进一步通过启动子-GUS报告系统发现DIG9在根尖、侧根和顶端分生组织等细胞分裂旺盛区域表达。外施IAA能恢复dig9突变体的侧根表型但不能恢复根短表型。dig9突变体对干旱及盐胁迫反应不敏感。研究结果表明DIG9基因可能通过影响IAA的产生来调控植物的侧根发育。
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两种提取溶剂对莲雾果实GC-MS代谢组学分析的影响
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李玉娇,吴光斌,陈发河
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2018 Vol. 8 (5):
413-419.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0038
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摘要 (
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以台湾“黑珍珠”莲雾果实为实验材料，选择植物代谢组学研究中常用的两种提取溶剂对莲雾果实样品进行非靶标的代谢轮廓分析，研究两种提取溶剂对莲雾果实代谢组学分析的影响。利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术对莲雾果实代谢产物进行分离鉴定，利用甲醇-水（A）法和甲醇-氯仿-水（B）法两种方法共鉴定出129个代谢产物；利用主成分分析法等比较了两种提取方法的提取效果，结果表明两种方法存在显著差异。从色谱峰总数来看，A法可检测到323个色谱峰，B法仅有251个，统计分析发现124个差异显著的代谢物质，其中有90个代谢物质的相对含量用A法提取显著高于B法提取。研究结果表明，甲醇-水溶剂提取的方法更适合于莲雾果实代谢组学的分析研究。
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牛λ3干扰素在家蚕杆状病毒表达系统中的表达及其抗病毒活性检测
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赵璐璐,赵泽,杨鑫,刘兴健,胡小元,张志芳,李轶女
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2018 Vol. 8 (5):
420-425.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0061
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摘要 (
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牛λ3干扰素(BoIFN-λ3)是一种新型干扰素，可应用于牛传染性疾病的防治。在家蚕杆状病毒表达系统中可实现BoIFN-λ3的高效表达。首先在优化合成的BoIFNλ3基因起始密码子上游引入Kozak序列，将其克隆至转移载体pVL1393，获得pVL1393-BoIFN-λ3重组质粒。利用本实验室构建的家蚕杆状病毒表达系统，获得整合BoIFN-λ3基因的重组家蚕杆状病毒，将重组病毒感染五龄起蚕，在蚕血淋巴中得到表达产物BoIFN-λ3。采用微量细胞病变抑制法在MDBK/VSV*GFP 系统检测蚕体中表达BoIFN-λ3的效价可达（2.7±0.12）×105 U/mL，利用空斑筛选法筛选重组病毒，测得最高表达量的重组病毒表达的BoIFN-λ3的效价可达（8.1±0.52）×105 U/mL，表达量提高3倍。家蚕杆状病毒表达系统为优质高效的牛λ3干扰素产品的生产提供了一种新方法。
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外源性胰岛素对斑马鱼血糖及其转运的影响
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鲁程瑶,张震,丁倩雯,李解,刘宇,冉超,张洪玲,张进雄,周志刚
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2018 Vol. 8 (5):
426-434.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0057
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摘要 (
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斑马鱼（Danio rerio）在糖负荷状态下表现出持续高血糖现象。与对照组（仅腹腔注射灭菌去离子水）相比，葡萄糖组（仅腹腔注射葡萄糖）血浆胰岛素水平无显著差异，胰岛素基因表达显著上调，肝胰脏葡萄糖转运蛋白（glucose transporters，GLUTs）基因表达无显著差异，说明斑马鱼自身胰岛素分泌不足和葡萄糖转运迟缓是导致其在糖负荷状态下持续高血糖的原因。为了观察外源性胰岛素对斑马鱼血糖及其在体内转运的影响，设计低（1.25 IU/kg）、中（12.5 IU/kg）、高（125 IU/kg）3个浓度的胰岛素，分别与葡萄糖溶液（0.1 g/mL）共注射斑马鱼并观察其血糖变化。结果表明，低剂量胰岛素能有效促进斑马鱼血糖的降低，且能直观反映糖负荷后血糖的变化情况，为最适注射浓度。此外，研究显示斑马鱼血糖变化不受性别影响。在胰岛素最适注射浓度下，与葡萄糖组相比，胰岛素组（葡萄糖与胰岛素共注射）可以显著减少斑马鱼血糖恢复到正常水平的时间，进一步分析发现，斑马鱼血浆胰岛素水平增加，肝胰脏葡萄糖转运蛋白基因表达显著上调，但胰岛素基因表达却被显著抑制。综上所述，胰岛素分泌不足和葡萄糖转运迟缓是造成斑马鱼持续高血糖的原因；外源性胰岛素能够促进糖负荷状态下斑马鱼血糖的降低，但是具有反馈抑制斑马鱼肝胰脏胰岛素基因表达的作用。
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腹腔注射乙酸钠对斑马鱼食欲调控基因及胰岛素分泌基因的影响
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刘宇,张震,丁倩雯,李解,鲁程瑶,冉超,张洪玲,张进雄,周志刚
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2018 Vol. 8 (5):
435-440.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0060
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摘要 (
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肠道微生物菌群发酵体内不易消化的碳水化合物可以产生乙酸。哺乳动物中，乙酸被报道可增加宿主食欲，改善葡萄糖平衡以及胰岛素敏感性。然而水产动物中乙酸盐相关作用及机理研究较少。以斑马鱼为研究对象，腹腔注射不同浓度乙酸钠发现，斑马鱼中促进摄食的基因表达量显著升高，而对抑制摄食基因的表达量没有显著影响，说明乙酸钠能够提高斑马鱼的食欲。另一方面，研究发现腹腔注射斑马鱼2 h、4 h、6 h后，肝脏及肠道促进胰岛素分泌基因表达水平也有显著性上升，说明乙酸钠对于胰岛素分泌具有促进作用。研究结果表明在水产动物中乙酸钠能够提高食欲并促进胰岛素的分泌，研究结果阐述了乙酸盐对水产动物生长的作用机理，以期为乙酸钠在生产中的应用提供依据。
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浆水直投式增香酵母冻干菌剂制备工艺的优化
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李彦虎,牛耀星,刘小霞,郭娟,邓展瑞,贠建民
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2018 Vol. 8 (5):
441-449.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0055
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摘要 (
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以一株分离自甘肃天水传统酿造浆水中的产香酵母——异常汉逊酵母（Hansenula anomala）Y16为供试菌株，经高密度发酵后，采用Plackets-Burman试验、最陡爬坡实验及响应面法（response surface methodology，RSM），对其直投式增香酵母冻干菌剂的制备工艺进行优化。结果表明，经高密度增殖培养后，酵母Y16细胞浓度可达9.2×1010 CFU/mL；收集Y16发酵液的最佳离心条件：Y16发酵液经1 600 g离心10 min，离心沉降活细胞率为95.5%；冻干保护剂最佳组合配方：11%脱脂奶粉，9%蔗糖，12%海藻糖，在该条件下，冻干菌剂中酵母存活率为91.54%。经上述工艺制备的增香发酵剂保存3个月仍具有较好的贮藏稳定性。此外，浆水模拟发酵试验的结果表明，浆水风味优良。研究结果为浆水工业化生产提供了良好的增香发酵剂来源。
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废弃铅锌矿石和钨矿砂中可培养细菌多样性分析
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邹卫玲,冯广达,李华平,朱红惠
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2018 Vol. 8 (5):
450-458.
DOI:10.19586/j.2095-2341.2018.0077
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摘要 (
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为了了解废弃铅锌矿石和钨矿砂中可培养细菌的多样性，发掘其中的微生物新资源，采用3种培养基(R2A、无磷R2A、无磷R2A+Cd2+)分别对其中的可培养细菌进行分离纯化和培养。再通过16S rRNA基因测序获取相关的分类学信息，并进行系统进化分析。从2种材料中共分离到可培养细菌152株。其中，废弃铅锌矿石中的可培养细菌涵盖了5个门、7个分支，分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Deinococcus-Thermus、Actinobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes，以Massilia、Methylobacterium、Deinococcus和Sphingomonas为主要类群；而钨矿砂中的可培养细菌涵盖了3个门、4个分支，分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes，以Methylobacterium、Massilia、Ralstonia和Microbacterium为主要类群。废弃铅锌矿石中可培养细菌的多样性和新分类单元发现率均大于钨矿砂，且两者的可培养细菌类群组成存在较大差异。此外，向培养基中添加重金属Cd2+降低了可培养细菌的多样性。研究分离到的Cd2+耐受菌株主要属于3个属：Methylobacterium、Herbaspirillum和Ralstonia，其能耐受2 mmol/L Cd2+，是金属尾矿中重金属耐受菌的优势种群。研究结果为金属尾矿中微生物新资源的深入发掘提供了依据。
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