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外泌体及其在中枢神经系统中的功能

生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 378-393页

作者：王子源白宇轩曹罡戴金霞华中农业大学生命科学技术学院武汉430070 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室武汉430070 华中农业大学动物医学院武汉430070

外泌体是一类由细胞分泌至胞外的囊泡,生物发生主要涉及细胞质膜的两次内陷、多囊泡体的形成以及外泌体的释放。外泌体具有丰富多样的内含物,包括一些标志性膜蛋白、可溶蛋白、各类RNA分子和DNA片段等。细胞可以通过分泌和接受外泌体来... 详细信息

外泌体是一类由细胞分泌至胞外的囊泡,生物发生主要涉及细胞质膜的两次内陷、多囊泡体的形成以及外泌体的释放。外泌体具有丰富多样的内含物,包括一些标志性膜蛋白、可溶蛋白、各类RNA分子和DNA片段等。细胞可以通过分泌和接受外泌体来实现细胞间的信号交流,外泌体通过膜上携带的配体分子与其他细胞质膜表面的受体相互作用,从而激活细胞的信号转导或与受体细胞质膜发生融合释放内容物进入胞质来发挥调节功能。在中枢神经系统中,神经元及各类神经胶质细胞分泌的神经外泌体可以介导布线式的突触信号传递,但主要还是以容积传递的方式发挥类似神经调质的功能。本文详细阐述了外泌体的生物发生过程及部分重要的功能性成分,就神经外泌体在发生、内容物分选和受控释放三个方面的特性与突触囊泡进行比较,总结了神经外泌体在中枢神经系统中发挥的生理功能及其在神经退行性疾病和抑郁症发生、发展中作用的研究进展,并对外泌体在神经系统疾病早期诊断及靶向治疗方面的应用前景进行了展望。

关键词：外泌体神经元神经胶质细胞容积传递中枢神经系统疾病诊断靶向递送

牛肺炎链球菌重组PsaA蛋白对牛胚气管上皮细胞黏附抑制作用的研究

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中国预防兽医学报 2024年第2期46卷 195-200页

作者：孙雅婕郭婷周雅坪赵红梅赵逢淼高源李梦思郝永清内蒙古农业大学兽医微生物学与免疫学实验室内蒙古呼和浩特010018

为研究牛肺炎链球菌的黏附蛋白—肺炎链球菌表面黏附素A (PsaA)对牛肺炎链球菌黏附牛胚气管上皮细胞的影响,本研究利用PCR扩增牛肺炎链球菌psaA基因,构建重组质粒pET32a-PsaA,经双酶切和测序鉴定正确后,将阳性重组质粒转化BL21(DE3)感... 详细信息

为研究牛肺炎链球菌的黏附蛋白—肺炎链球菌表面黏附素A (PsaA)对牛肺炎链球菌黏附牛胚气管上皮细胞的影响,本研究利用PCR扩增牛肺炎链球菌psaA基因,构建重组质粒pET32a-PsaA,经双酶切和测序鉴定正确后,将阳性重组质粒转化BL21(DE3)感受态细胞后进行IPTG诱导表达,采用SDS-PAGE和western blot鉴定重组PsaA蛋白(rPsaA)的表达情况及反应原性,结果显示,rPsaA在上清和沉淀中均获得了表达,且具有较好的反应原性。将牛胚气管上皮细胞与1.3×10^(8)cfu/mL的牛肺炎链球菌稀释液于37℃共孵育后,利用间接免疫荧光试验(IFA)检测牛肺炎链球菌对牛胚气管上皮细胞的黏附性,结果显示,可观察到黏附在牛胚气管上皮细胞的牛肺炎链球菌的绿色荧光,即牛肺炎链球菌可以黏附牛胚气管上皮细胞。利用牛肺炎链球菌稀释液孵育经不同浓度rPsaA预处理的牛胚气管上皮细胞后,对黏附的细菌计数,结果显示,rPsaA可以极显著减少牛肺炎链球菌对牛胚气管上皮细胞的黏附菌数(P<0.01)。利用本研究制备的rPsaA多克隆抗体和肺炎链球菌阳性血清分别与牛肺炎链球菌作用后,与牛胚气管上皮细胞孵育,对黏附的细菌计数,结果显示,rPsaA多克隆抗体与肺炎链球菌阳性血清均能有效减少牛肺炎链球菌对牛胚气管上皮细胞的黏附数。本研究经原核系统表达了牛肺炎链球菌rPsaA,并首次证明rPsaA具有影响牛肺炎链球菌黏附牛胚气管上皮细胞的作用,该结果为探究抑制肺炎链球菌黏附呼吸道上皮细胞的机理以及肺炎链球菌亚单位疫苗的研究奠定了基础。

关键词：肺炎链球菌 psaA基因原核表达黏附

微生物种群间分工协作在木质纤维素转化中的研究进展

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 33-40页

作者：刘亮杨金水黄娅茹姜婷婷余启军袁红莉中国农业大学生物学院/畜禽生物育种全国重点实验室/农业农村部土壤微生物学重点实验室北京100193

联合生物加工被认为是木质纤维素转化的最理想形式,虽然通过代谢工程改造可以基于单一菌株实现联合生物加工,但过高的代谢压力导致菌株转化效率并不理想。为了系统认识微生物种间分工和实现联合生物加工的理性设计,本文聚焦于天然木质... 详细信息

联合生物加工被认为是木质纤维素转化的最理想形式,虽然通过代谢工程改造可以基于单一菌株实现联合生物加工,但过高的代谢压力导致菌株转化效率并不理想。为了系统认识微生物种间分工和实现联合生物加工的理性设计,本文聚焦于天然木质纤维素降解菌群中的种间分工,从底物协同水解、营养因子交叉喂养和“糖骗子”限制的角度综述了目前物种间的分工协作模式,介绍了物种分工在木质纤维素转化中的应用,以及天然木质纤维素菌群中种间分工研究的挑战和未来发展方向,为联合生物加工菌群的构建提供设计原则,推动木质纤维素的高效转化。

关键词：微生物菌群种间分工木质纤维素转化联合生物加工人工菌群

长角血蜱成蜱的毛细管和生物膜2种人工饲喂技术的建立与初步应用

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中国农业大学学报 2024年第11期 131-140页

作者：陈方维郑亚鑫董子榕王冰洁王健瑜陈倩关兴艾缪娟娟黄彬王佳璐赵俊龙贺兰华中农业大学动物科学技术学院动物医学院/农业微生物学国家重点实验室

为开发硬蜱人工感染技术以便于探索其与病原体之间的共生机制及传播机制，本研究将长角血蜱成蜱分为3组，分别为经毛细管饲喂后叮咬小鼠、小鼠体表叮咬后进行生物膜饲喂和小鼠体表叮咬至饱血3种方式，其中小鼠体表叮咬至饱血为对照组。... 详细信息

为开发硬蜱人工感染技术以便于探索其与病原体之间的共生机制及传播机制，本研究将长角血蜱成蜱分为3组，分别为经毛细管饲喂后叮咬小鼠、小鼠体表叮咬后进行生物膜饲喂和小鼠体表叮咬至饱血3种方式，其中小鼠体表叮咬至饱血为对照组。对饱血蜱体重、孕卵期和产卵量，以及3种饱血方式下蜱的存活率、饱血率和产卵率进行分析，最终建立了针对长角血蜱成蜱的毛细管饲喂和生物膜饲喂技术。同时，通过该技术为长角血蜱饲喂吉氏巴贝斯虫，完成了两种长角血蜱饲喂方式在吉氏巴贝斯虫蜱传性评价的初步应用。结果表明：1）毛细管饲喂后接小鼠体表叮咬的饱血方式在饱血成蜱体重、孕卵期和产卵重量3个指标上与对照组相比差异不显著（P>0.05），但在饱血率上低于小鼠生物膜饲喂和小鼠饲喂两种饱血方式。2）生物膜饲喂在产卵率和产卵重量方面略逊于对照组（P组相比差异不显著（P>0.05），饲喂成活率也与对照组一致。3）吉氏巴贝斯虫在长角血蜱成蜱吸血初期和后期均能够入侵卵巢并进入子代虫卵内。综上，本研究建立了长角血蜱毛细管和小鼠生物膜2种饲喂方式，并初步应用于吉氏巴贝斯虫的蜱传性研究。2种人工饲喂方式为探索蜱传病原体与媒介蜱的互作关系，开发杀蜱疫苗和药物筛选提供了技术平台。

关键词：长角血蜱人工饲喂蜱传病吉氏巴贝斯虫

未来气候情景下甘南草地土壤有机碳密度的时空预测与分析

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环境科学 2024年第6期45卷 3308-3317页

作者：李钊张美玲张锐祺田景王晨甘肃农业大学理学院数量生物学研究中心兰州730070

研究草地土壤有机碳密度的时间和空间分布特征,并探究有机碳密度与影响因素之间的关系,对甘南自治州草地生态系统管理和维护具有重要意义,有助于实现“双碳”目标,促进碳汇和减缓气候变化.以甘肃省甘南藏族自治州为研究对象,基于SSP126... 详细信息

研究草地土壤有机碳密度的时间和空间分布特征,并探究有机碳密度与影响因素之间的关系,对甘南自治州草地生态系统管理和维护具有重要意义,有助于实现“双碳”目标,促进碳汇和减缓气候变化.以甘肃省甘南藏族自治州为研究对象,基于SSP126和SSP585这两种CMIP6未来气候情景数据,运用CENTURY模型模拟预测2023~2100年甘南草地土壤有机碳密度的时空变化,结果表明:①2023~2100年,总有机碳密度、缓性有机碳密度、惰性有机碳密度均呈现下降趋势,活性有机碳密度先波动下降再波动上升.同时,SSP585情景下的总有机碳、活性、缓性和惰性有机碳密度均高于SSP126情景;②MannKendall突变分析表明土壤总有机碳密度之差(Δsomtc)的突变发生在2030年;土壤活性碳密度之差(Δsom1c)的突变发生在2027年;③研究期内,在SSP126情景下,甘南州草地土壤有机碳密度平均值为7505.69 g·m^(-2),在SSP585情景下则为7551.87g·m^(-2).甘南州草地土壤有机碳密度整体呈现西部高东部低,变异系数整体比较稳定的特点;④偏相关分析结果表明未来气候情景下,降水与土壤有机碳密度呈正相关,温度与土壤有机碳密度呈显著负相关;⑤Theil-Sen Median趋势分析和MannKendall检验结果表明,在两个气候情景下,甘南州的土壤有机碳密度整体呈现下降趋势,其中碌曲县的下降趋势相对最快,迭部县最缓慢.

关键词：土壤有机碳密度(SOCD) CENTURY模型气候情景时空分布趋势分析

核盘菌自噬相关基因SsATG5和SsATG8的功能分析

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植物保护学报 2024年第2期51卷 302-313页

作者：刘勇张宇宇付艳苹谢甲涛姜道宏程家森华中农业大学农业微生物学国家重点实验室武汉430070 华中农业大学植物科学技术学院湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室武汉430070

为探究自噬在核盘菌Sclerotinia sclerotiorum致病过程中的作用,利用酵母Saccharomyces自噬相关基因(autophagy-related gene,ATG)编码的蛋白序列比对核盘菌基因组,获得核盘菌假定ATG,并以核盘菌1980菌株为出发菌株,基于同源重组的原理... 详细信息

为探究自噬在核盘菌Sclerotinia sclerotiorum致病过程中的作用,利用酵母Saccharomyces自噬相关基因(autophagy-related gene,ATG)编码的蛋白序列比对核盘菌基因组,获得核盘菌假定ATG,并以核盘菌1980菌株为出发菌株,基于同源重组的原理对假定ATG进行敲除和回补,并测定不同突变体的生长表型和致病能力。结果表明,从核盘菌基因组中比对到2个ATG,分别命名为SsATG5和SsATG8,两者在核盘菌致病过程中均上调表达。SsATG5和SsATG8敲除突变体在菌丝生长、产草酸和侵染垫形成方面与野生型菌株无明显差异,但SsATG5敲除突变体在离体拟南芥Arabidopsis thaliana叶片上的致病力显著下降了约40%,在活体拟南芥植株上的致病力显著下降了约80%,同时SsATG5回补突变体恢复了正常的致病力。表明SsATG5参与了核盘菌的致病过程,证实自噬在核盘菌致病过程中发挥着重要作用。

关键词：核盘菌 SsATG5 SsATG8 自噬致病力侵染垫

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食药用菌的基因组学研究进展

中国瓜菜 2024年第9期37卷 1-8页

作者：王凤利韩闯焦枥禾岳欣郭燕戴肖东黑龙江省科学院微生物研究所哈尔滨150010 东北农业大学植物保护学院·黑龙江省农业微生物学重点实验室哈尔滨150030

以食药用菌为研究对象,概述了食药用菌的基因组测序现状及基于基因组测序的基因挖掘和改造等方面的应用。据NCBI数据,担子菌基因组测序数据有980条记录;子囊菌基因组测序数据有3850条记录,目前有130余种食药用菌已经完成基因组测序工作... 详细信息

以食药用菌为研究对象,概述了食药用菌的基因组测序现状及基于基因组测序的基因挖掘和改造等方面的应用。据NCBI数据,担子菌基因组测序数据有980条记录;子囊菌基因组测序数据有3850条记录,目前有130余种食药用菌已经完成基因组测序工作。比较基因组学在灵芝、香菇、樟芝等部分真菌中的应用,为研究该物种的遗传多样性、进化和次生代谢物的生物合成奠定了基础。CRISPR/Cas9基因编辑技术可以快速高效地实现食药用菌基因的精准编辑,包括基因敲除、点突变和基因插入等操作。基因组学的研究将有助于改善食药用菌的品质、提高其营养价值,甚至开发新品种,并促进食药用菌产业的可持续发展。

关键词：食药用菌核基因组线粒体基因组基因挖掘 CRISPR/Cas9

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豆科植物特异SnRK1调控共生固氮的机制

科学通报 2024年第2期69卷 137-139页

作者：郭达刘鹏董江丽王涛中国农业大学生物学院北京100193

豆科植物和根瘤菌之间的共生固氮(symbiotic nitrogen fixation,SNF)是高度耗能的代谢过程,植物每获取1 g固定的氮(N2)需要消耗5.2~18.8 g的碳源[1].尽管这一行为互利于双方,但共生固氮的有效进行依赖于豆科植物持续的碳源供应[2].豆科... 详细信息

豆科植物和根瘤菌之间的共生固氮(symbiotic nitrogen fixation,SNF)是高度耗能的代谢过程,植物每获取1 g固定的氮(N2)需要消耗5.2~18.8 g的碳源[1].尽管这一行为互利于双方,但共生固氮的有效进行依赖于豆科植物持续的碳源供应[2].豆科新型能量感受器GmNAS1/GmNAP1的发现,为设计高效利用作物周围环境中的碳源、提高共生固氮能力提供了理论支撑[3].然而,豆科植物在缺氮时如何分配能量和碳源实现高耗能共生固氮的分子机制尚不清楚[4].豆科植物是否有独特的能量感受器参与这一过程是科学家们一直探究的问题.

关键词：豆科植物共生固氮周围环境 NAP1 感受器根瘤菌代谢过程高效利用

镉胁迫对屎肠球菌CX2-6生理代谢及胞外多糖合成的影响

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环境科学学报 2024年第2期44卷 441-452页

作者：李敏罗晟鄢祖旋万娟娟卢时康程新江西农业大学应用微生物研究所南昌330045 江西农业大学生物科学与工程学院南昌330045

过量合成胞外多糖是微生物在抵御外界不良环境时重要的应激手段,探索不同胁迫条件对微生物合成胞外多糖的影响对于理解微生物应激代谢至关重要.本研究对屎肠球菌CX2-6所产胞外多糖进行分离纯化和初步结构解析,进而探索了镉胁迫对屎肠球... 详细信息

过量合成胞外多糖是微生物在抵御外界不良环境时重要的应激手段,探索不同胁迫条件对微生物合成胞外多糖的影响对于理解微生物应激代谢至关重要.本研究对屎肠球菌CX2-6所产胞外多糖进行分离纯化和初步结构解析,进而探索了镉胁迫对屎肠球菌CX2-6生理代谢及其产胞外多糖结构的影响,并采用动力学模型探索了不同多糖对镉吸附性能的差异.结果表明,CX2-6所产胞外多糖主要单糖组成为葡萄糖、甘露糖等,且由3个单一组分构成,其中,含量较高的EPS-1组分为粗糙的片状,而EPS-2组分为不规则扭曲的片状.镉胁迫下屎肠球菌CX2-6胞外多糖产量明显增加,其中,培养基中镉浓度为200 mg·L^(-1)时胞外多糖产量最高,达到1110.89 mg·g^(-1),较胁迫前增加了51.71%,且此时胞外多糖对镉的吸附能力最高.镉胁迫条件下所产生的胞外多糖对镉的吸附能力显著提高,且其吸附过程符合二级动力学,其中,Langmuir等温模型可以更好地拟合胞外多糖对重金属镉的吸附.综上所述,屎肠球菌CX2-6所产生的胞外多糖对重金属离子具有良好的吸附作用,并且在镉胁迫下胞外多糖的产量和吸附性能明显增加,这一特性使得该胞外多糖在重金属污染防治领域显示出巨大的应用前景.

关键词：胞外多糖屎肠球菌CX2-6 镉胁迫吸附