教学课程资源库 更多>>

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： 合成生物学   藏红花酸   玉米黄质   基因工程   酿酒酵母  

摘要： 为了实现微生物异源合成天然类胡萝卜素藏红花酸,以一株产β-胡萝卜素的酿酒酵母为底盘细胞,利用合成生物学技术构建人工酵母细胞。通过在染色体整合藏红花酸生物合成关键酶β-胡萝卜素羟化酶（CrtZ）,并以质粒的形式导入玉米黄质裂解双加氧酶（CCD）和醛脱氢酶（ALD）。由于酵母内源含有醛脱氢酶,所以首先对8种来源CrtZ和4种CCD进行组合表达并筛选,由欧文氏菌来源的CrtZ和藏红花来源的CCD形成组合的菌株获使得藏红花的最高产量约为231μg/L。之后继续对3种不同来源的ALD进行筛选,来自集胞藻来源的ALD效果最好,使得藏红花酸的产量提高了1.88倍（从231μg/L提高到434μg/L）,最终筛选出了合成藏红花酸最优的基因来源。为了提升藏红花酸的产量,通过竞争路径的敲除及提高基因表达量进一步提高前体玉米黄质的产量。法尼基焦磷酸（FPP）作为合成萜烯类天然产物的重要前体,通过敲除Lpp1和Dpp1基因,削减法尼基焦磷酸向法呢醇的转化,为玉米黄质的合成提供更多的前体,使前体玉米黄质的产量提高了1.27倍。在此基础上,通过增加欧文氏菌来源CrtZ的基因拷贝数及调节其启动子的强弱来增强β-胡萝卜素羟化酶的表达强度,使得玉米黄质的摇瓶产量达到96.2 mg/L,通过多拷贝表达藏红花来源的CCD,藏红花酸的产量提高至1.17mg/L,这是目前公开报道异源合成藏红花酸中产量最高的。

ISBN: (纸本)9787513043045

关键词： 聚球藻   光生物反应器   光质   VP28   絮凝   采收  

摘要： 对虾白斑综合症病毒(WSSV)于1992年首次在台湾发现,随后迅速蔓延至各大洲,对全世界的对虾养殖业造成严重的病害,经济损失超过70亿美元。国际上,尚不存在产业化的WSSV防治药物。研究发现,WSSV被膜中的特异性结构蛋白VP28在病毒侵染细胞过程中发挥关键作用,该蛋白经异源系统表达后,通过口服或注射接种,可提高对虾抗WSSV的能力。我们的研究也发现,转vp28基因工程蓝藻经对虾口服后攻毒,发现对虾在30天内能有效抵抗WSSV(成活率达70%-90%),表明已开发的工程聚球藻具有巨大的产业化前景。目前本实验室转vp28基因工程聚球藻口服剂的研制已进入实验准备阶段,其中工程聚球藻的规模培养及采收是其产业化的重要一环。我们在进行工程聚球藻规模培养中,认识到其产业化受3方面因素制约:1)目前规模培养设备及技术不成熟,生物量产量较低;2)重组蛋白表达率尚有提高的潜力;3)缺少安全快速高效的采收技术。为解决上述问题,本论文特从以下3方面进行系统研究:1.光照强度对工程聚球藻生物量的调控为提高转vp28基因工程聚球藻的生物量产量,光照强度(I)的调控依据2个因素:1)I与p H、温度的交互作用;2)I在反应器中的衰减作用。为此,本论文首先通过单因素实验,确定了当净光合速率为极大值时,I、温度及p H的交互范围,分别为200-400μmol/m2s、28-48°C、6.5-8.5;并进一步通过响应面实验测定I、p H及温度的最优交互条件,即分别为300±10μmol/m2s、37°C、7.5,此时净光合速率达到最大值,342μmol O2/mg Chlah。按照优化温度(37°C)和pH(7.5),分别于2种反应器模型(5 L/108 W外置光源模型,100 L/120W内置光源模型)中培养工程聚球藻。5 L反应器中I在培养对数期可调至250-300μmol/m2s,3 d后生物量为1.5 g/L;100 L反应器中I在培养对数期可调至180-250μmol/m2s,7 d后生物量为0.4 g/L。对100 L反应器进行改造,将灯管功率由120 W提高至300 W,同时将光源分布由3组改为6组,培养至对数期时,反应器50%区域中I达到300±10μmol/m2s,并使对数期延长36 h,7 d后生物量达到0.8 g/L。可见,I是影响光生物反应器最终生物量的关键因素,提高I的功率能够显著增加生物量产量,使I均匀分布可显著延长生长对数期。2.光质对工程聚球藻重组蛋白VP28表达的影响通过改变光质可以调控工程聚球藻的生长及重组蛋白的表达。采用5 L/108 W外置光源反应器进行72 h培养,通过改变入射光中单色光的比例,检测培养过程中生物量的变化、psb A的转录、vp28的转录及VP28蛋白的相对积累量。研究发现:1)光质为50%白光、33.3%蓝光及16.7%红光时,最终vp28的表达率达到2.4%,是100%白光下的3倍;重组蛋白VP28的相对积累量提高至2倍;生物量的积累达到1.22 g/L;psb AII、psb AIII的转录得到促进。2)光质为50%白光、33.3%红光及16.7%蓝光时,最终vp28的表达率达到0.5%;10μg总蛋白中VP28的相对积累量只有高比例蓝光下的5%;psb AII及psb AIII基因的转录受到抑制,psb AI的转录得到促进;生物量积累达到1.68g/L。可见,光质可显著调控重组蛋白的表达,并对生物量产生一定影响。其中蓝光促进了重组蛋白的表达,抑制了生物量的积累,而红光与蓝光的作用相反。光质对质粒启动子的调控机制与宿主基因psb A的调控有关。3.工程聚球藻采收技术的研究为建立快速安全高效的采收技术,研究不溶性沉淀絮凝法的采收效率及安全性,主要包括3个方面:1)最适诱导剂及其剂量的确定;2)细胞悬浮液中胞外分泌物(AOM)的去除;3)絮凝后蛋白析出量控制。实验结果显示,1)在悬浮液中增加0.25 m M镁离子浓度,在p H 11条件下采收率达到90%以上。2)4000 rpm离心去除悬浮液中的AOM,采用新鲜培养液(0.3 m M镁离子)重悬,发现p H调至10.5时,采收率即达到95%以上。3)发现光质为50%白光、33.3%蓝光及16.7%红光时,悬浮液中AOM为2 mg/L以下。4)100%白光下,悬浮液AOM为4.5 mg/L左右。5)光质50%白光、33.3%红光及16.7%蓝光下,悬浮液中AOM为5 mg/L以上。6)在5°C、20°C及35°C水浴条件下,分别检测絮凝结束后上清液中的总蛋白含量,30 min后,分别为35μg/ml、24μg/ml、10μg/ml。其中,可溶性蛋白经电泳分离后,分子量大小均在20 KDa以下,经抗体检测未发现VP28条带。7)絮凝后及时调整下层藻细胞浓

关键词： 基因工程   实验   教学改革  

摘要： 在大学基因工程实验教学过程中,由教师提供实验基本材料并提出实验最终目的;由学生自主设计实验流程、准备实验备品及药品并完成实验操作;教师结合实验设计、实验操作及实验报告对学生进行综合评价;通过自主实验的相关教学改革措施提高学生动手能力及综合性解决问题的能力。

关键词： miRNA   干细胞   胚胎干细胞   造血干细胞  

摘要： miRNA属于内源性的非编码RNA家族，在基因调节中发挥重要的作用。胚胎干细胞中特异性的miRNAs可能是胚胎干细胞的重要标志物之一，在干细胞的自我更新和分化过程中发挥重要的调控作用。本文就miRNAs对胚胎干细胞、造血干细胞的调控作一简单综述。

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.

关键词： FRAGILE-X-SYNDROME   HUMAN ES CELLS   DIRECTED DIFFERENTIATION   IN-VITRO   SELF-RENEWAL   NEURONS   PRECURSORS   PROTEIN   SPECIFICATION   LINES  

摘要： Although the mechanism of neurogenesis has been well documented in other organisms, there might be fundamental differences between human and those species referring to species-specific context. Based on principles learned from other systems, it is found that the signaling pathways required for neural induction and specification of human embryonic stem cells (hESCs) recapitulated those in the early embryo development in vivo at certain degree. This underscores the usefulness of hESCs in understanding early human neural development and reinforces the need to integrate the principles of developmental biology and hESC biology for an efficient neural differentiation.

关键词： LIMITS INFARCT SIZE   NATRIURETIC PEPTIDE   CARDIOPROTECTION   TRANSPLANTATION   PLURIPOTENCY   EXPRESSION   PROMOTER   HYPOXIA   NKX2-5   NANOG  

摘要： Background and Aims. Human embryonic stem cell- (hESC-) derived cardiomyocytes are one of the useful screening platforms of potential cardiocytoprotective molecules. However, little is known about the behavior of these cardiomyocytes in simulated ischemia/reperfusion conditions. In this study, we have tested the cytoprotective effect of an NO donor and the brain type natriuretic peptide (BNP) in a screening platform based first on differentiated embryonic bodies (EBs, 6 + 4 days) and then on more differentiated cardiomyocytes (6 + 24 days), both derived from hESCs. Methods. Both types of hESC- derived cells were exposed to 150 min simulated ischemia, followed by 120 min reperfusion. Cell viability was assessed by propidium iodide staining. The following treatments were applied during simulated ischemia in differentiated EBs: the NO-donor S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP) (10(-7), 10(-6), and 10(-5) M), BNP (10(-9), 10(-8), and 10(-7) M), and the nonspecific NO synthase inhibitor N omega nitro-L-arginine (L-NNA, 10(-5) M). Results. SNAP (10(-6), 10(-5) M) significantly attenuated cell death in differentiated EBs. However, simulated ischemia/reperfusion-induced cell death was not affected by BNP or by L-NNA. In separate experiments, SNAP (10(-6) M) also protected hESC- derived cardiomyocytes. Conclusions. We conclude that SNAP, but not BNP, protects differentiated EBs or cardiomyocytes derived from hESCs against simulated ischemia/reperfusion injury. The present screening platform is a useful tool for discovery of cardiocytoprotective molecules and their cellular mechanisms.

关键词： 大鼠   胚胎干细胞   自我更新   碱性成纤维细胞生长因子   bFGF  

摘要： 胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)是来源于囊胚期胚胎内细胞团的细胞。胚胎干细胞能根据细胞外不同的信号,分化成不同类型的细胞,因此成为了研究再生医学和人类疾病的强有力的工具。目前,尽管已经证明能从多个物种(包括小鼠、大鼠、人、猴等)中获取ES细胞,但只有小鼠和大鼠的ES细胞被证明能在体外培养条件下具有形成嵌合体动物和保持生殖细胞遗传能力。与最为常用的实验动物小鼠相比,大鼠具有个体大,实验操作方便等优势,因而被广泛的应用于生理学、行为学和药理学以及毒性测试等实验中。然而常用的小鼠ES细胞的培养条件无法分离培养获取大鼠胚胎干细胞,在小鼠中常用的基因敲除技术构建动物模型的方法在大鼠中无法实现,所以大鼠的应用受到了极大的限制。因而体外维持大鼠ES细胞的自我更新显得尤为重要。近年来的研究表明维持真正胚胎干细胞系的培养或许可以通过控制几个信号途径从而维持干细胞保持在一个未分化的状态。例如,小鼠胚胎干细胞在无饲养层培养条件下通过白血病抑制因子(Leukemia Inhibitor Factor,LIF)和两个小分子抑制剂2i(PD0325901和CHIR99021)的协同作用就能维持自我更新。同时LIF/2i的条件也可以维持大鼠ES细胞的自我更新,只是大鼠胚胎干细胞自我更新仍需要饲养层细胞的支持。饲养层细胞一般会分泌LIF、碱性成纤维细胞生长因子(basic Fibroblast Growth Factor,bFGF)等细胞因子。LIF可通过STAT3信号通路进而促进小鼠ES细胞的自我更新。bFGF主要对人胚胎干细胞的自我更新有促进作用。而人胚胎干细胞与小鼠Epiblast来源的细胞更为相似,被认为处于发育较晚的primed state。不过,最近多篇文献在尝试培养人以及猕猴na?ve iPSCs时发现bFGF信号通路对na?ve state胚胎干细胞也有调控作用。但饲养层细胞中分泌的bFGF是否能促进大鼠ES细胞的自我更新,这一问题并不清楚。本课题利用无饲养层细胞培养条件,在LIF加2I的基础上,对bFGF在大鼠ES细胞自我更新中的作用进行了探索,分析bFGF是否能调控大鼠胚胎干细胞的自我更新及其可能的下游信号通路。第一部分:bFGF调控大鼠ES细胞的自我更新将大鼠胚胎干细胞分别培养于含有或不含bFGF的无血清培养液中,通过碱性磷酸酶染色、免疫荧光以及RT-PCR分析大鼠胚胎干细胞标志基因的表达和多能性。Western Blot检测bFGF对大鼠胚胎干细胞PI3K信号的激活作用。利用小分子化合物抑制bFGF激活的信号通路,观察bFGF信号通路激活或抑制后大鼠胚胎干细胞的生长状态。结果表明,在LIF加2I的基础上,bFGF能明显促进大鼠胚胎干细胞在无饲养层条件下的自我更新。大鼠胚胎干细胞在此条件下能维持干性标志基因Oct-4,Nanog的表达,同时也保持了向不同胚层细胞分化的能力。Western Blot结果显示bFGF能促进PI3K的磷酸化,小分子化合物直接抑制bFGF或PI3K信号通路均能抑制bFGF对大鼠胚胎干细胞自我更新的促进作用。这些说明bFGF通过激活大鼠胚胎干细胞PI3K相关的信号通路促进大鼠胚胎干细胞自我更新。第二部分:无饲养层细胞条件下大鼠ES细胞的原代分离和培养将DA大鼠发育至4.5天的囊胚分离,在LIF+2i+bFGF和无饲养层的条件下培养,结果显示,LIF+2i+bFGF能维持囊胚生长并逐渐形成克隆和传代培养,而没有添加bFGF的条件下,囊胚没有形成明显的细胞克隆。结合第一部分的结果表明LIF+2i+bFGF不仅能维持已经建系的大鼠ES细胞自我更新,同时也能支持大鼠ES细胞的原代分离。通过研究,我们得出以下结论:首先,LIF+2I+bFGF这一培养条件可以维持大鼠胚胎干细胞在无饲养层条件下的自我更新,LIF和bFGF对大鼠胚胎干细胞的自我更新均具有促进作用;其次,bFGF主要通过PI3K介导的信号通路促进大鼠胚胎干细胞的自我更新,抑制bFGF激活的PI3K信号通路能取消bFGF对大鼠胚胎干细胞自我更新的促进作用。