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非光合自养微生物固定CO_(2)的影响因素及增效策略

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上海大学学报（自然科学版） 2024年第2期30卷 191-207页

作者：王佳赵晓迪胡佳俊高旻天李继香刘楠上海大学生命科学学院上海市能源作物育种及应用重点实验室上海200444 同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 中国科学院上海高等研究院上海200120 中国科学院大学北京100049 郑州轻工业大学材料与化学工程学院郑州450001

微生物固定CO_(2)是一种极富前景的碳捕获和利用途径,对实现全球生态系统碳中和至关重要.非光合自养微生物由于其环境适应性强、固碳途径的多样性,以及会产生高附加值产物而备受关注.基于非光合自养微生物固定CO_(2)的研究进展,系统分... 详细信息

微生物固定CO_(2)是一种极富前景的碳捕获和利用途径,对实现全球生态系统碳中和至关重要.非光合自养微生物由于其环境适应性强、固碳途径的多样性,以及会产生高附加值产物而备受关注.基于非光合自养微生物固定CO_(2)的研究进展,系统分析影响非光合自养微生物固碳效率的内部和外部因素,包括有固定CO_(2)途径、固碳关键酶、碳源、电子供体、代谢产物等,并列出多种增效策略.除了直接对应影响因素的增效方法外,还涉及微生物间的协同作用及代谢促进剂(生物炭与微纳米气泡)的使用.本工作有助于为深入理解和进一步增效非光合自养菌固定CO_(2)提供理论基础和技术支撑.

关键词：非光合自养微生物 CO_(2)固定电子供体微生物协同作用代谢促进剂

藻类和陆生植物中光合产物的运输对光合作用的调控机制

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生命科学 2024年

作者：黄伟超毕永红中国科学院水生生物研究所

光合生物通过光合作用的光反应将光能转化为化学能（NADPH和ATP），通过暗反应将大气中的二氧化碳同化，生成有机碳水化合物。光合产物（包括能量与有机碳）从叶绿体向胞质的运输是细胞内物质能量代谢的关键环节，使叶绿体和其它细胞区... 详细信息

光合生物通过光合作用的光反应将光能转化为化学能（NADPH和ATP），通过暗反应将大气中的二氧化碳同化，生成有机碳水化合物。光合产物（包括能量与有机碳）从叶绿体向胞质的运输是细胞内物质能量代谢的关键环节，使叶绿体和其它细胞区室间建立起关联关系，并对光合效率以及物质能量分配具有调控作用。本文从叶绿体光合产物的分子运输机制的角度，介绍光合电子传递速率、中心碳代谢以及胞内氧化还原态调控机制的研究进展，同时深入探讨了藻类和陆生植物通过调控光合产物运输适应多变自然环境的机制。

关键词：光合同化产物运输还原力穿梭磷酸丙糖转运体光合效率

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紫杉醇生物合成机制研究进展

合成生物学 2024年第3期5卷 527-547页

作者：刘晓楠李静祝晓熙徐子硕齐健江会锋中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室天津300308 国家合成生物技术创新中心天津300308 南开大学化学学院天津300071 东北林业大学东北盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学黑龙江省植物天然活性物质的合成与利用重点实验室黑龙江哈尔滨150040

紫杉醇是目前已发现的最具抗癌活性的天然广谱抗癌药物之一,其生产方式主要依赖于从珍稀植物红豆杉中进行分离提取以及化学半合成,因其含量稀少,生产能力受到严重的限制。随着红豆杉基因组的全解析和合成生物学的迅速发展,通过合成生物... 详细信息

紫杉醇是目前已发现的最具抗癌活性的天然广谱抗癌药物之一,其生产方式主要依赖于从珍稀植物红豆杉中进行分离提取以及化学半合成,因其含量稀少,生产能力受到严重的限制。随着红豆杉基因组的全解析和合成生物学的迅速发展,通过合成生物技术,构建重组工程细胞合成紫杉醇及其关键前体成为解决当前供需不平衡和资源有限的有效方法。本文针对紫杉醇生物合成途径解析、红豆杉组学分析、底盘细胞构建、关键前体合成、紫杉醇合成途径关键酶的改造及催化机理解析等相关研究进展开展系统性的综述,尤其对近期发表的关于氧杂环丁烷环形成的相关突破性研究进行了详细介绍,并基于相关进展探讨当前紫杉醇合成生物学研究面临的关键酶催化效率低下、产物杂泛性严重、具体反应顺序未知等技术挑战及生物合成紫杉醇关键中间体的未来前景。助力加强对紫杉醇合成通路和催化过程的理解,进一步实现紫杉醇的绿色、高效生物合成。

关键词：紫杉醇途径解析 P450酶酶改造合成生物学

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大菱鲆29个脂质代谢相关基因的组织表达

水产学报 2024年第3期48卷 30-45页

作者：刘国旭孟晓雪马强卫育良梁萌青徐后国上海海洋大学水产与生命学院中国水产科学研究院黄海水产研究所

不同鱼类的脂肪组织分布模式具有高度多样性。大菱鲆具有相对特殊的脂质储存模式；鳍条附近皮下脂肪组织是其重要的脂肪存储部位。为了更好地了解大菱鲆的脂质代谢生理，本实验初步研究了29个脂质代谢相关基因在大菱鲆体内的组织表达，... 详细信息

不同鱼类的脂肪组织分布模式具有高度多样性。大菱鲆具有相对特殊的脂质储存模式；鳍条附近皮下脂肪组织是其重要的脂肪存储部位。为了更好地了解大菱鲆的脂质代谢生理，本实验初步研究了29个脂质代谢相关基因在大菱鲆体内的组织表达，这些基因参与了脂肪生成、脂肪酸β氧化、甘油酯的生物合成和水解、脂质运输以及相关的脂代谢转录调控过程。从30尾鱼(10尾混样作为一个重复)中采集眼、鳃、脑、皮肤、肌肉、肝脏、胃、肾脏、脾脏、心脏、前肠、幽门盲囊、后肠、盲肠和脂肪等共15个组织样本进行qRT-PCR分析。结果显示，肠和脑中脂肪生成基因表达量高，肝脏和肌肉脂肪生成基因表达量低。肠内大部分载脂蛋白和脂质代谢相关转录因子的基因表达水平也较高。肌肉中脂肪酸β氧化相关基因的表达水平较低。细胞内甘油酯酶在脑、眼和心脏中高表达。研究表明，在大菱鲆体内，肠道可能不仅是脂质摄取的场所，也是大菱鲆体内重要的脂肪代谢器官。本研究为进一步探讨大菱鲆脂代谢特征及探索不同储脂类型鱼类中脂肪代谢的多样性提供了基础数据，也将有助于在分子水平上进一步研究鱼类的脂质代谢调节。

关键词：大菱鲆基因组织分布脂质代谢脂质储存模式鱼类肠道功能

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肿瘤干细胞源性的外泌体促进结直肠癌细胞的化疗耐药和侵袭

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第08期40卷 1119-1131页

作者：高心雨毛子俊黄圣喆黄钢杨浩上海理工大学健康科学与工程学院研究生院上海健康医学院上海市分子影像学重点实验室

肿瘤干细胞作为肿瘤组织中一小群具有自我更新和多向分化潜能的细胞，可以启动原发肿瘤并介导治疗耐药、肿瘤复发和转移，但其在细胞间层面如何影响结直肠癌的机制仍尚不清楚。因此，本文探究了肿瘤干细胞及其分泌的外泌体对结直肠癌恶... 详细信息

肿瘤干细胞作为肿瘤组织中一小群具有自我更新和多向分化潜能的细胞，可以启动原发肿瘤并介导治疗耐药、肿瘤复发和转移，但其在细胞间层面如何影响结直肠癌的机制仍尚不清楚。因此，本文探究了肿瘤干细胞及其分泌的外泌体对结直肠癌恶性表型的影响。首先，从结直肠癌肿瘤组织中分离出CD166+CD44+肿瘤干细胞（CSC）,通过超速离心法提取肿瘤干细胞源性的外泌体（CSC-exo）和结直肠癌SW480细胞源性的外泌体（S-exo）,并进行NTA粒径分析、电镜观察和Western印迹鉴定。将成功分离得到的CSC和CSCexo与结直肠癌SW480细胞共培养，共培养后的细胞通过CCK-8、细胞凋亡实验发现，经过CSC或CSCexo共培养后的SW480细胞凋亡率从20%下降至13%（P实验发现，S-exo治疗组的肿瘤生长速度比CSCexo治疗组的缓慢，CSCexo抑制了5-FU对结直肠癌肿瘤的药物疗效。PET/CT显像、免疫组化分析以及Western印迹结果显示，CSCexo增强了结直肠癌肿瘤对葡萄糖类似物18F-FDG的摄取和糖酵解酶HK2、PFKFB2、PKM2和LDHA的表达。此外，用siRNA干扰糖酵解酶的表达会阻断CSCexo引起的耐药现象。综上，本研究表明，结直肠癌干细胞传递外泌体影响肿瘤葡萄糖代谢途径，并促进化疗耐药和侵袭能力，揭示了恶性肿瘤微环境的形成和动态变化机制。

关键词：结直肠癌肿瘤干细胞外泌体耐药侵袭

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5460个三系杂交稻品种的不育系细胞质来源分析

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中国水稻科学 2024年

作者：李伟徐霞边莹张晓波范炯炯程本义杨仕华吴建利魏鑫曾波龚俊义全国农业技术推广服务中心中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室上海师范大学生命科学学院

【目的】三系杂交稻育种的50年，也是三系不育系不断创新的50年。厘清三系杂交稻不育系的细胞质类型及其主要衍化途径，对于快速确立恢保关系、准确溯源水稻不育系系谱，促进水稻杂种优势的有效利用具有重要作用。【方法】试验材料与数... 详细信息

【目的】三系杂交稻育种的50年，也是三系不育系不断创新的50年。厘清三系杂交稻不育系的细胞质类型及其主要衍化途径，对于快速确立恢保关系、准确溯源水稻不育系系谱，促进水稻杂种优势的有效利用具有重要作用。【方法】试验材料与数据来自1974－2023年通过国家和省级审定的三系杂交水稻及其系谱资料。对50年来通过国家或省级审定的三系杂交稻不育系细胞质进行了系谱梳理，并对主要不育系细胞质类型在杂交稻育种中的利用进行了分析。【结果】过去50年来，各级审定的三系杂交稻品种中，不育系细胞质信息比较清楚的不育系有966个。根据各自的不育系细胞质类型划分成16个类型，分别是野败型、印水型、包台型、D型、K型、冈型、矮败型、红莲型、爪哇稻型、万恢型、东乡野生稻型、广州野生稻型、高州野生稻型、漳浦野生稻型、马协型和Y型。分析结果显示野败型、印水型和包台型不育系数量分列前三位（累计不育系个数占比78.38%，累计选育三系杂交稻品种数占比77.77%），马协型、东乡野生稻型、Y型和高州野生稻型不育系数量分列最后四位（累计不育系个数占比1.55%，累计选育三系杂交稻品种数占比1.15%）。【结论】随着三系杂交稻育种的发展，不育系细胞质源的种类和育种利用程度均得到了显著提升，不仅解决了单一不育系细胞质可能造成的潜在风险，而且丰富了我国三系杂交稻育种中不育系细胞质来源的多样性。

关键词：三系杂交稻品种资源不育系细胞质系谱育种利用

从损伤到重生——REF1小肽如何激发植物的内在再生潜能

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植物学报 2024年第3期59卷 347-350页

作者：廖人玉王佳伟中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032 中国科学院大学北京101408 新基石科学实验室上海200032

多细胞生物常因暴露在各种生物和非生物胁迫下而导致器官损伤或缺失。植物因固着性而演化出强大的再生能力以适应环境。尽管细胞损伤是植物组织修复和器官再生的原初物理诱因,然而引发再生反应局部伤口信号的化学本质及其调控再生机制... 详细信息

多细胞生物常因暴露在各种生物和非生物胁迫下而导致器官损伤或缺失。植物因固着性而演化出强大的再生能力以适应环境。尽管细胞损伤是植物组织修复和器官再生的原初物理诱因,然而引发再生反应局部伤口信号的化学本质及其调控再生机制一直是科学界的难解之谜。最近一项研究发现1个调控植物局部伤口响应与再生能力的小肽REF1。研究表明,REF1与其受体PORK1通过植物损伤响应及细胞重编程关键转录因子WIND1促进植物再生。尤为重要的是,外源施加REF1小肽可不同程度地提高几种作物的再生效率。这一发现不仅为理解植物损伤响应和再生的分子机制打开了全新视角,而且为提高作物的再生能力和遗传转化效率提供了潜在的应用策略。

关键词： REF1(REGENERATION FACTOR1) 植物诱导肽(Pep) 番茄损伤响应损伤信号再生再生因子系统素

ApiAP2转录因子家族调控弓形虫生长发育的研究进展

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中国农业科学 2024年第13期57卷 2687-2697页

作者：胡丹丹罗润琪梁瑞英汪磊梁琳司红彬丁家波汤新明广西大学动物科技学院中国农业科学院北京畜牧兽医研究所/农业农村部动物生物安全风险预警及防控重点实验室(北方)/农业农村部兽用生物制品与化学药品重点实验室

弓形虫病是世界范围内危害最为严重的人兽共患寄生虫病之一。WHO数据显示，全球人群弓形虫抗体阳性率在25%—50%。孕妇感染弓形虫引起的垂直传播严重危害胎儿及婴幼儿健康，弓形虫感染也是引起免疫缺陷病人死亡的主要因素。在畜牧生产... 详细信息

弓形虫病是世界范围内危害最为严重的人兽共患寄生虫病之一。WHO数据显示，全球人群弓形虫抗体阳性率在25%—50%。孕妇感染弓形虫引起的垂直传播严重危害胎儿及婴幼儿健康，弓形虫感染也是引起免疫缺陷病人死亡的主要因素。在畜牧生产中，弓形虫病引起孕畜流产、死胎，危害严重。弓形虫（Toxoplasma gondii）是一种专性细胞内原生动物寄生虫，属于顶复门原虫，生活史复杂，包括在中间宿主（人类和其他温血动物）的无性增殖和在终末宿主（猫科动物）的有性繁殖。为完成弓形虫在中间、终末宿主复杂的生命周期，其在不同发育阶段的转化及生长需要严格而精准的基因调控，因此揭示弓形虫生长发育的调控机制对治疗性药物和疫苗的研发具有重要意义。ApiAP2转录因子是一类具有AP2结构域和强大调节功能的蛋白家族，在疟原虫、弓形虫等寄生虫的生长发育中发挥核心调控作用，是阐明弓形虫不同生活史阶段发育与转化调控机制的突破口。弓形虫作为顶复门原虫研究的模式生物，有67个含AP2结构域的转录因子被注释，部分转录因子在弓形虫生命周期生长发育和转化过程中发挥核心调控功能，但尚有大部分AP2转录因子的生物学功能未知，尤其是针对有性繁殖阶段发育调控的研究较为匮乏。本文对已报道的弓形虫AP2转录因子的研究手段、生物学功能、调控的互作基因及网络进行系统梳理，旨在挖掘对弓形虫生长发育的重要节点起核心调控作用的基因或分子，在微观分子层面初步勾勒出弓形虫复杂生活史不同生长发育时期的调控机制，并对其在新型药物和疫苗研发中的作用及潜能进行展望。以期为动物弓形虫病的防控提供新的思路和切入点，阻断人弓形虫病的感染源，践行“人病兽防、关口前移”，实现“同一世界、同一健康”。

关键词：刚地弓形虫生活史转录因子基因调控基因表达

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基于电子顺磁共振技术的谷胱甘肽检测方法

生物化学与生物物理进展 2024年

作者：王志文邝健刘傲锟魏若彤于璐田长麟中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心中国科学技术大学化学物理系中国科学技术大学生命科学与医学部

目的谷胱甘肽(GSH)是细胞中巯基(―SH)含量最丰富的非蛋白质化合物，在提供还原当量、直接中和有毒反应物质以及维持细胞氧化还原平衡等方面发挥着至关重要的作用，因此，准确检测组织中的GSH含量具有重要意义。鉴于电子顺磁共振(EPR)... 详细信息

目的谷胱甘肽(GSH)是细胞中巯基(―SH)含量最丰富的非蛋白质化合物，在提供还原当量、直接中和有毒反应物质以及维持细胞氧化还原平衡等方面发挥着至关重要的作用，因此，准确检测组织中的GSH含量具有重要意义。鉴于电子顺磁共振(EPR)技术在GSH检测方面的应用报道相对较少，本文提出了一种基于EPR技术的GSH检测方法。方法基于ABTS·+的电子顺磁共振(EPR)信号变化来检测GSH浓度，在此基础上探究最适的反应时间和温度，建立ABTS·+的EPR信号强度和GSH浓度之间的标准方程，并对C57BL/6J小鼠全血进行测试，分析其GSH含量。结果实验结果显示，本方法对GSH的检测范围(50nmol/L～15μmol/L)分布超过两个数量级，检测限(LOD)低至0.50 nmol/L，检测到的小鼠全血中GSH含量为(10 660±706)nmol/gHb，与文献报道结果((11 200±237)nmol/gHb)接近。此外我们还使用类似的方法进一步发展了对GSSG的检测方法。结论本文提出了一种基于EPR技术，使用ABTS·+快速检测GSH的方法。得益于EPR技术的独特优势，相比于传统的比色法，本方法具有更高的检测灵敏度，更宽的线性范围。我们进一步拓展了其在血液样品中的检测应用，可以快速准确地检测全血中GSH的含量，为衡量组织中氧化还原平衡状态提供数据支持，具有重要意义。

关键词：谷胱甘肽检测电子顺磁共振 ABTS