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关键词： 美国国家科学院   人类基因组计划   封面说明   应对策略   转录过程   健康与疾病  

摘要： 从DNA到RNA的转录过程极为复杂,尤其RNA分子的修饰极易发生错误,使得RNA功能具有高度多样性,理解这一生命现象对破译人类健康与疾病的密码具有重要意义。本期岑萧萍等“RNome计划:又一个人类基因组计划”一文对近期美国国家科学院、工程院和医学院共同发布的一项关于RNA的研究计划——《描绘RNA测序及其修饰的未来——生物学和医学的新时代》(Charting a Future for Sequencing RNA and Its Modifications:A New Era for Biology and Medicine)进行了解读,认为该计划将会是生命科学领域的又一个里程碑,并呼吁中国科学家要关注和采取应对策略。

关键词： DNA测序酶   抗体修饰   复杂模板   测序  

摘要： 【目的】开发一种新型DNA测序酶,解决一代测序技术应对复杂DNA结构模板所面临的主要挑战,如测序信号中断或测序信号快速衰减。【方法】从NCBI数据库中挖掘到了Taq DNA聚合酶和单链结合蛋白SSB基因信息,利用遗传融合、定点突变及基因设计技术获得了一种新型的测序酶Sso-Sequenase。利用亲和层析和离子交换层析,获得了纯化的测序酶。利用抗体修饰技术改良了Sso-Sequenase的性能,并且利用STR技术对其热启动性能进行了表征。选取多组不同类型的复杂模板,采用一代技术对比分析了Sso-Sequenase测序酶试剂盒和传统BigDye测序试剂盒的测序表现。【结果】Sso-Sequenase在大肠杆菌中稳定表达,纯度达到95%以上,产量高达10.5 mg/L。当温度低于35℃时,Sso-Sequenase表现出热启动活性。在复杂模板的一代测序反应中,如重复序列、高GC和发夹结构等样本,Sso-Sequenase测序酶成功完成了所有样本的测序,序列的平均碱基质量QV大于20。相比而言,BigDye测序试剂盒在处理这些复杂样本时,多数样本测序信号出现了显著衰减或中断。【结论】开发了一种纯度好、产量高,兼具热启动活性的DNA测序酶Sso-Sequenase及测序试剂盒,显著提高了复杂DNA结构模板(重复序列、高GC和发夹结构)测序成功率。

关键词： 有毒污染物   生物修复   生物酶   酶固定化处理   基因工程  

摘要： 综述了生物修复中的氧化还原酶(细胞色素P450、漆酶和过氧化物酶)和水解酶(脂肪酶、纤维素酶、酯酶和卤代烷烃脱卤酶),氧化还原酶通过使用NADP或NAD^(+)作为辅酶转移电子,这些酶介导的生化反应中产生的能量将染料、多环芳烃或农药等进行降解;水解酶通过断裂化学键如酯键、肽键和碳卤键等,将有毒的污染物转化为无毒的化合物。总结了提高酶生物修复效果的方法,如投加表面活性、酶固定化处理和基因工程改良增产等,分析了酶在生产与实际应用过程中存在的问题以及对未来的发展趋势进行了展望。

关键词： 溶瘤病毒   基因工程   免疫检查点抑制   免疫联合治疗  

摘要： 近年来，继手术、放化疗、靶向治疗后，免疫疗法的兴起为肿瘤治疗领域带来了革命性的变化。在诸多肿瘤免疫治疗方法当中，免疫检查点抑制剂以其突出的肿瘤免疫逃逸抑制能力和临床生存获益，被认为最具发展潜力的肿瘤免疫疗法之一。然而，由肿瘤微环境塑造的低免疫原性，被认为是阻碍免疫治疗发展的关键因素。溶瘤病毒是一类能够选择性感染癌细胞的病毒，能通过直接裂解杀死癌细胞，进而加强肿瘤抗原呈递，招募和激活特异性与先天性免疫细胞，将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”，使得ICI的作用基础(细胞毒性T细胞浸润增加)，促进ICI发挥作用。在基因编辑技术高度发达的今天，经过基因改造，设计携带免疫检查点抑制剂分子编码基因的溶瘤病毒，使其在肿瘤当中特异性表达免疫检查点抑制剂，为溶瘤病毒和免疫检查点抑制剂的联合治疗开辟了新思路。这一新策略不仅能够发挥二者在免疫治疗机制层面相互补足的优势，还能够提高免疫检查点抑制剂在肿瘤微环境的特异性表达，规避其不良反应，开拓了以溶瘤病毒基因工程为基础的免疫治疗新思路。目前，该策略在总体生存期的提高、肿瘤生长的抑制、再次激发后记忆T细胞对肿瘤的排斥、T细胞(CD4+、CD8+和CD3+T 细胞)的浸润提升等方面都呈现可期效益，并具备建立更持久的特异性免疫、灵活的免疫检查点抑制剂编码表达、医疗成本低等优点，具有广阔开发前景。然而，目前此类研究尚未进入临床阶段，且其本身在安全性、有效性等方面尚存缺陷，是值得深入挖掘研究肿瘤治疗策略之一。

关键词： 重金属   水污染   微生物修复   基因工程   联合修复  

摘要： 水环境的重金属污染已成为全球环境问题，威胁着水生生态系统和人类健康。传统的物理和化学方法可以有效地去除重金属污染物，但成本高、操作复杂、易造成二次污染，限制了其应用。生物修复是消除多种有毒污染物最有前途的方法。细菌、真菌、藻类等微生物能将有毒重金属转化为毒性较小的形式，已成为水环境重金属污染修复中有效且环保的解决方案。该论文阐述了重金属污染的毒性和作用机制、微生物修复机理以及主要的微生物修复策略，为去除或减少水域环境金属污染物，以及相关工艺开发提供参考。

关键词： DNA测序酶   抗体修饰   复杂模板   测序  

摘要： 【目的】开发一种新型DNA测序酶，解决一代测序技术应对复杂DNA结构模板所面临的主要挑战，如测序信号中断或测序信号快速衰减。【方法】从NCBI数据库中挖掘到了Taq DNA聚合酶和单链结合蛋白SSB基因信息，利用遗传融合、定点突变及基因设计技术获得了一种新型的测序酶Sso-Sequenase。利用亲和层析和离子交换层析，获得了纯化的测序酶。利用抗体修饰技术改良了Sso-Sequenase的性能，并且利用STR技术对其热启动性能进行了表征。选取多组不同类型的复杂模板，采用一代技术对比分析了Sso-Sequenase测序酶试剂盒和传统BigDye测序试剂盒的测序表现。【结果】Sso-Sequenase在大肠杆菌中稳定表达，纯度达到95%以上，产量高达10.5 mg/L。当温度低于35℃时，Sso-Sequenase表现出热启动活性。在复杂模板的一代测序反应中，如重复序列、高GC和发夹结构等样本，Sso-Sequenase测序酶成功完成了所有样本的测序，序列的平均碱基质量QV大于20。相比而言，BigDye测序试剂盒在处理这些复杂样本时，多数样本测序信号出现了显著衰减或中断。【结论】开发了一种纯度好、产量高，兼具热启动活性的DNA测序酶Sso-Sequenase及测序试剂盒，显著提高了复杂DNA结构模板（重复序列、高GC和发夹结构）测序成功率。

关键词： Cry1Ab蛋白   发育毒性   心肌细胞   细胞分化   胚胎干细胞  

摘要： 目的:通过胚胎干细胞发育毒性评价模型研究Cry1Ab蛋白对于细胞增殖和分化能力的影响,以评估其发育毒性。方法:设置Cry1Ab蛋白7个剂量组(31.25、62.50、125.00、250.00、320.00、1 000.00、2 000.00μg/L),以5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil, 5-FU)为阳性对照,以磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffer saline, PBS)为溶剂对照,分别处理小鼠胚胎干细胞D3(embryonic stem cell line D3,ES-D3)和小鼠成纤维细胞3T3。通过CCK-8法检测细胞活性,计算受试物对于不同细胞的增殖半抑制浓度(50%inhibition concentration of growth and viability, IC_(50))。设置Cry1Ab蛋白5个剂量组(125.00、250.00、320.00、1 000.00、2 000.00μg/L),设置溶剂对照(PBS),同时以5-FU为受试物进行模型验证,分别处理细胞后,通过拟胚胎体(embryonic bodies, EBs)培养法诱导ES-D3分化出心肌细胞;镜下观察EBs生长情况并测量其第3天和第5天的直径,观察并记录同批次EBs分化出搏动心肌细胞的比例,计算受试物的心肌分化半抑制浓度(50%inhibition concentration of differentiation, ID50),根据发育毒性判别函数对受试物的胚胎发育毒性进行分类;收集培养终点的EBs样本,进行实时定量聚合酶链式反应(real-time quantitative po-lymerase chain reaction, qPCR),检测心肌分化相关标志物(Oct3/4、GATA-4、Nkx2.5和β-MHC)的mRNA表达情况。结果:5-FU的IC_(50,3T3)为46.37μg/L,IC_(50,ES)为32.67μg/L,ID_(50,ES)为21.28μg/L,根据判别函数结果将5-FU分类为强胚胎毒性物质。不同浓度的Cry1Ab蛋白处理组的3T3细胞和ES-D3细胞活性与对照组相比差异均无统计学意义(P>0.05)。与对照组相比,Cry1Ab蛋白处理组分化第3天和第5天的EBs直径差异无统计学意义(P>0.05),EBs形态也未见明显差异;不同浓度Cry1Ab蛋白处理组的心肌分化率与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05)。5-FU使β-MHC、Nkx2.5和GATA-4的mRNA表达水平降低(P<0.05),且具有剂量依赖趋势(P<0.05),而与细胞多能性相关的标志物Oct3/4 mRNA表达水平则呈升高趋势(P<0.05);Cry1Ab蛋白处理组的成熟心肌标志物β-MHC、心肌早期分化标志物Nkx2.5和GATA-4、多能性相关标志物Oct3/4的mRNA表达水平与对照组相比差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:本实验模型中未观察到31.25~2 000.00μg/L的Cry1Ab蛋白具有发育毒性。

关键词： 粮食产量   粮食危机   农业科研人员   国家统计局   膳食结构   转基因作物   袁隆平   莱斯特  

摘要： “谁来养活中国?”这是美国世界观察研究所所长莱斯特-布朗在1994年提出的问题。他预测,中国的粮食产量将从1990年的3.4亿吨下降到2030年的2.72亿吨,降幅达20%,而中国的人口将达到16亿。如果不改善膳食结构,中国将需要进口2~3.69亿吨粮食,相当于当时全球粮食贸易量。他预计,中国极有可能出现粮食危机,并可能进一步引发全球粮食危机。然而,在以袁隆平为代表的全国农业科研人员和中国政府的共同努力下,从2004年到2021年,中国粮食产量实现了18连增。2022年,中国粮食产量达到6.33亿吨(国家统计局,2022年),而人口则稳定在14亿。因此,中国实现了主粮供应的完全自给自足,并以实际行动向国际社会证明,中国人民能够养活自己。

关键词： 肉牛产业   育种进程   育种周期   优质育种   优良性状   畜群   畜种   遗传改良  

摘要： 一、肉牛育种的意义肉牛育种对肉牛产业的发展和进步具有非常重要的意义。肉牛育种的目的是通过选择和统计等手段选育出带有优良性状的畜群,增加养殖效益和市场竞争力。育种的成果可以起到很大的引导作用,促使养殖户更加倾向于购买和饲养性状更加优良的牲畜,同时也促进产业进步和发展。通过遗传改良和优质育种可大大加快畜种的育种进程,大幅缩短育种周期,为肉牛产业的进步和发展提供了更有力的保障。