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牛泡沫病毒BBet抑制BTas反式激活功能负调控病毒复制

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南开大学学报（自然科学版） 2024年第1期57卷 45-49页

作者：崔金刚拜晓勃张其程邵鹏谈娟乔文涛南开大学生命科学学院分子微生物与技术教育部重点实验室天津300071

泡沫病毒(foamy virus,FV)属于反转录病毒科中的泡沫病毒亚科、泡沫病毒属.其基因组除编码结构蛋白Gag、Pol及Env外,同时还编码2个非结构蛋白Tas和***是泡沫病毒的正调控蛋白,通过结合在病毒启动子上游的DNA调控元件上正调控病毒基因表... 详细信息

泡沫病毒(foamy virus,FV)属于反转录病毒科中的泡沫病毒亚科、泡沫病毒属.其基因组除编码结构蛋白Gag、Pol及Env外,同时还编码2个非结构蛋白Tas和***是泡沫病毒的正调控蛋白,通过结合在病毒启动子上游的DNA调控元件上正调控病毒基因表达.Bet对病毒复制具有一定的负调控作用,但作用机制尚无报道.利用实验室筛选得到的牛泡沫病毒(bovine fomay virus,BFV)3026可释放株(BFV-Z1),采用不同感染复数(0.01及0.1)感染BFV Bet(BBet)稳定表达细胞系及对照细胞系,分析传代后病毒滴度,确证BBet抑制BFV复制;分析BBet对病毒启动子活性的影响,发现Bet对BFV的2个启动子LTR和IP本底活性影响较小,但BBet可抑制BFV Tas(BTas)对BFV的LTR和IP启动子的反式激活.进一步机制分析发现BBet未显著影响BTas的细胞定位,也不能直接结合启动子上游BTas相关应答序列,推测BBet可能通过抑制BTas结合启动子应答元件之后的分子事件,如募集转录复合物等过程负调控病毒复制.

关键词：牛泡沫病毒 BBet BTas

核孔复合物单分子定位超分辨图像的筛选和重构

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中国激光 2024年第3期51卷 67-75页

作者：侯梦迪胡芬杨建宇董浩潘雷霆弱光非线性光子学教育部重点实验室南开大学物理科学学院泰达应用物理研究院天津300071 药物化学生物学全国重点实验室南开大学生命科学学院细胞应答交叉科学中心天津300071 南开大学深圳研究院广东深圳518083 山西大学极端光学协同创新中心山西太原030006

核孔复合物(NPC)是细胞核膜上由多种蛋白组装而成的复杂结构,在细胞核质交换和信息传递中起着关键作用。单分子定位超分辨成像(SMLM)以其特异性和高成像分辨率成为研究NPC超微结构的主要方法之一。然而,由于抗体标记不完全等因素导致的... 详细信息

核孔复合物(NPC)是细胞核膜上由多种蛋白组装而成的复杂结构,在细胞核质交换和信息传递中起着关键作用。单分子定位超分辨成像(SMLM)以其特异性和高成像分辨率成为研究NPC超微结构的主要方法之一。然而,由于抗体标记不完全等因素导致的数据丢失,给后续分析带来了困难。笔者使用SMLM提供的定位信息,结合基于密度的空间聚类算法(DBSCAN)和层次聚类算法进行数据的提取和分类,建立了NPC筛选和定位的分析流程,并采用该处理流程得到了缺失较少且形貌比较均匀的核孔。进一步,基于最小二乘法原理对筛选得到的大量NPC进行质心对齐的重构处理,成功复现出了其经典的八重对称结构,并揭示了核孔蛋白Nup133与Nup98的精确相对位置关系。本研究通过建立核孔筛选和重构的标准流程,填补了SMLM数据的缺失。采用该流程对多种核孔蛋白进行分析,揭示它们的结构特性。所建流程为理解核孔的复杂结构提供了一种高通量的定量分析方法。

关键词：生物光学超分辨成像单分子定位核孔复合物聚类算法重构

MXene基复合水凝胶在修复感染创面中的研究进展

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3427-3441页

作者：吴晓娜汪宜宇赵凯黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江省寒区植物基因与生物发酵重点实验室哈尔滨150080 台州学院生命科学学院浙江省植物进化生态学与保护重点实验室台州市生物医药与高端剂型重点实验室台州318000

感染创面严重危害着人类的生活质量甚至是生命健康,因此研发高效且副作用小的抗菌生物材料用于修复感染创面具有广阔的市场前景。二维过渡金属碳化物(MXene)是一种新型的二维片状材料,具有优异的抗菌性能,其抗菌机制主要包括物理捕获理... 详细信息

感染创面严重危害着人类的生活质量甚至是生命健康,因此研发高效且副作用小的抗菌生物材料用于修复感染创面具有广阔的市场前景。二维过渡金属碳化物(MXene)是一种新型的二维片状材料,具有优异的抗菌性能,其抗菌机制主要包括物理捕获理论、红外热效应、活性氧(ROS)生成理论、胞间分子泄露理论等,因此MXene有望成为一种更安全、有效、广谱的抗菌手段。通过水凝胶包裹MXene制成的MXene复合水凝胶比单纯水凝胶具有更佳的抗菌、抗氧化性以及光热效应等优势。本文综述了MXene的抗菌机制,并就近年来报道的MXene复合水凝胶修复感染创面的研究进行全面综述和总结。

关键词： MXene 复合水凝胶抗菌创面修复应用

空间转录组的解读与探究:数据分析方法学研究现状与展望

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科学通报 2024年

作者：李润泽陈旭杨雪瑞生物信息学教育部重点实验室合成与系统生物学中心清华大学生命科学学院

作为近年来快速发展的新兴技术,空间转录组学已经极大地改变了生物和医学多个领域的研究范式.这一技术保留了复杂组织中细胞的空间定位信息,并且以多细胞团、单细胞或亚细胞分辨率进行转录组分析.细胞空间定位信息与其分子特征谱的耦合... 详细信息

作为近年来快速发展的新兴技术,空间转录组学已经极大地改变了生物和医学多个领域的研究范式.这一技术保留了复杂组织中细胞的空间定位信息,并且以多细胞团、单细胞或亚细胞分辨率进行转录组分析.细胞空间定位信息与其分子特征谱的耦合产生了新型的多模态高通量数据资源,这对高效的数据挖掘分析方法的开发提出了新的挑战.由于生理组织样本的复杂性与技术的局限性,空间转录组数据具有高度的非理想性.其数据结构复杂、信噪比低、稀疏性强且覆盖度不均一,给数据的深度分析和生物学信息的解析带来了一系列挑战,目前许多困难尚未解决.此外,多个技术路线的空间转录组学正在快速迭代发展,需要现有数据分析理论的发展和创新技术工具的开发.在本文概述了当前空间转录组数据的常用解析方法,针对不同角度与层面的信息挖掘需求,讨论了现有方法的设计思路与潜在的局限性,并对未来方法学设计的方向和策略进行了展望,以期激发对新的数据分析理论、模型和算法的讨论和开发.

关键词：空间转录组生物信息学人工智能机器学习数据挖掘

二抗物种特异性对双色STORM成像的影响(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第6期61卷 145-152页

作者：邓师禹胡芬侯梦迪杨建宇李任植潘雷霆弱光非线性光子学教育部重点实验室南开大学物理科学学院泰达应用物理研究院天津300071 药物化学生物学全国重点实验室南开大学生命科学学院细胞应答交叉科学中心天津300071 南开大学深圳研究院广东深圳518083 极端光学协同创新中心山西大学山西太原030006

随机光学重建显微术(STORM)基于免疫荧光标记技术,具有原理易懂、光路简单、分辨率极高等特点,一直受到科研工作者的青睐,但分辨率的提升对抗体的特异性提出了更高的要求。相较一抗直接标记,“一抗+二抗”的间接标记法在实际应用中普适... 详细信息

随机光学重建显微术(STORM)基于免疫荧光标记技术,具有原理易懂、光路简单、分辨率极高等特点,一直受到科研工作者的青睐,但分辨率的提升对抗体的特异性提出了更高的要求。相较一抗直接标记,“一抗+二抗”的间接标记法在实际应用中普适性更强。二抗相对一抗存在物种特异性的问题,生产时需要对其进行预吸附来提升物种特异性。为了探究二抗物种特异性对双色STORM成像的影响,基于经典的红细胞骨架模型中血影蛋白N端和C端的互斥位置关系,对二者使用高、低吸附二抗标记后分别进行双色STORM成像,对照模拟中有无信号串扰条件下的互相关分析结果,结果表明低吸附二抗会造成二者共定位的假象。进一步,分别通过高、低吸附二抗对MDA-MB-231乳腺癌细胞CD47和PD-L1两种膜蛋白进行双色STORM成像,结果揭示两种蛋白无共定位关系。本研究为二抗物种特异性的评估提供了一种基于红细胞骨架结构模型的超分辨成像新策略,助力双色STORM成像精准阐明蛋白分子互作关系。

关键词：超分辨成像随机光学重建显微术免疫荧光红细胞膜骨架互相关分析

基于网络药理学探讨栀子苷抗结肠癌的作用机制

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山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李玉尚琳琳冯若琳杨鹏李宗伟安徽医科大学生命科学学院山西大学生命科学学院山西大学生物技术研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室

栀子苷是药食同源中药栀子的主要有效成分，因具有抗炎、抗菌、降血糖、抗抑郁、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等药理活性而备受关注。然而，栀子苷在结肠癌（CRC）细胞中的靶点和作用机制尚不明确。本文首先主要通过网络药理学进行栀子苷与... 详细信息

栀子苷是药食同源中药栀子的主要有效成分，因具有抗炎、抗菌、降血糖、抗抑郁、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等药理活性而备受关注。然而，栀子苷在结肠癌（CRC）细胞中的靶点和作用机制尚不明确。本文首先主要通过网络药理学进行栀子苷与CRC共同靶点的筛选，并构建栀子苷与CRC的靶蛋白互作网络，采用R语言包进行生物功能（GO）和通路（KEGG）富集分析，发现栀子苷发挥抗CRC作用与肿瘤细胞衰老密切相关。采用药物亲和反应靶点稳定性（DARTS）联合质谱探究栀子苷调控CRC细胞衰老的潜在作用靶点，并通过分子对接预测栀子苷与靶蛋白的具体结合位点。结果发现栀子苷能够通过靶向结合脯氨酸异构酶1A(FKBP1A)发挥抗CRC的作用。细胞功能实验证实栀子苷可以显著诱导CRC细胞衰老。研究结果表明栀子苷可能通过靶向结合FKBP1A从而诱导CRC细胞衰老，这为栀子苷用于CRC治疗的研究和开发提供了理论依据和参考。

关键词：栀子苷结肠癌细胞衰老网络药理学作用靶点分子对接

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二抗物种特异性对双色STORM成像的影响

激光与光电子学进展 2024年

作者：邓师禹胡芬侯梦迪杨建宇李任植潘雷霆药物化学生物学全国重点实验室南开大学生命科学学院细胞应答交叉科学中心弱光非线性光子学教育部重点实验室南开大学物理科学学院泰达应用物理研究院南开大学深圳研究院极端光学协同创新中心山西大学

随机光学重建显微术（Stochastic Optical Reconstruction Microscopy,STORM）基于免疫荧光标记技术，具有原理易懂、光路简单、分辨率极高等特点，一直受到科研工作者的青睐，但分辨率的提升也对抗体的特异性提出了更高的要求。相较一... 详细信息

随机光学重建显微术（Stochastic Optical Reconstruction Microscopy,STORM）基于免疫荧光标记技术，具有原理易懂、光路简单、分辨率极高等特点，一直受到科研工作者的青睐，但分辨率的提升也对抗体的特异性提出了更高的要求。相较一抗直接标记，“一抗+二抗”的间接标记法在实际应用中普适性更强。由于二抗相对一抗存在物种特异性的问题，生产时需要对其进行预吸附来提升物种特异性。为了探究二抗物种特异性对双色STORM成像的影响，本文基于经典的红细胞骨架模型中血影蛋白N端和C端的互斥位置关系，对二者使用高、低吸附二抗标记后分别进行双色STORM成像，对照模拟中有无信号窜扰条件下的互相关分析结果，表明低吸附二抗会造成二者共定位的假象。进一步，分别通过高、低吸附二抗对MDA-MB-231乳腺癌细胞CD47和PD-L1两种膜蛋白进行双色STORM成像，揭示出两种蛋白无共定位关系。本研究为二抗物种特异性的评估提供了一种基于红细胞骨架结构模型的超分辨成像新策略，助力双色STORM成像精准阐明蛋白分子互作关系。

关键词：超分辨成像随机光学重建显微术免疫荧光红细胞膜骨架互相关分析

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近10年光合作用领域若干重要研究进展

植物生理学报 2024年第2期60卷 211-247页

作者：杨文强林荣呈端木德强李磊卢从明欧阳敏王文达孙韬田利金王柏臣朱新广中国科学院植物研究所光生物学重点实验室北京100093 华中农业大学生命科学技术学院农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070 南开大学生命科学学院天津300071 山东农业大学生命科学学院小麦育种全国重点实验室山东泰安271018 华中农业大学生命科学技术学院作物遗传改良全国重点实验室武汉430070 天津大学生物安全战略研究中心天津300072 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032

光合作用是地球上几乎所有生命的能量和物质基础,其应用与农业、能源和环境的可持续发展密切相关。本文主要概述了近10年来光合作用研究在光合膜蛋白结构与光反应机理、光合碳代谢、叶绿体生物发生与发育、光合作用蛋白质量控制、光合... 详细信息

光合作用是地球上几乎所有生命的能量和物质基础,其应用与农业、能源和环境的可持续发展密切相关。本文主要概述了近10年来光合作用研究在光合膜蛋白结构与光反应机理、光合碳代谢、叶绿体生物发生与发育、光合作用蛋白质量控制、光合色素合成与叶绿体反向信号、光保护与环境适应、光合作用与农业、光合作用与合成生物学和光合产氢与人工光合作用等方向的前沿进展,探讨了未来发展趋势。

关键词：光合作用叶绿体光保护蛋白质量控制碳代谢光反应合成生物学

二抗物种特异性对双色STORM成像的影响（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第6期 155-162页

作者：邓师禹胡芬侯梦迪杨建宇李任植潘雷霆弱光非线性光子学教育部重点实验室南开大学物理科学学院泰达应用物理研究院药物化学生物学全国重点实验室南开大学生命科学学院细胞应答交叉科学中心南开大学深圳研究院极端光学协同创新中心山西大学

随机光学重建显微术（STORM）基于免疫荧光标记技术，具有原理易懂、光路简单、分辨率极高等特点，一直受到科研工作者的青睐，但分辨率的提升对抗体的特异性提出了更高的要求。相较一抗直接标记，“一抗+二抗”的间接标记法在实际应用... 详细信息

随机光学重建显微术（STORM）基于免疫荧光标记技术，具有原理易懂、光路简单、分辨率极高等特点，一直受到科研工作者的青睐，但分辨率的提升对抗体的特异性提出了更高的要求。相较一抗直接标记，“一抗+二抗”的间接标记法在实际应用中普适性更强。二抗相对一抗存在物种特异性的问题，生产时需要对其进行预吸附来提升物种特异性。为了探究二抗物种特异性对双色STORM成像的影响，基于经典的红细胞骨架模型中血影蛋白N端和C端的互斥位置关系，对二者使用高、低吸附二抗标记后分别进行双色STORM成像，对照模拟中有无信号串扰条件下的互相关分析结果，结果表明低吸附二抗会造成二者共定位的假象。进一步，分别通过高、低吸附二抗对MDA-MB-231乳腺癌细胞CD47和PD-L1两种膜蛋白进行双色STORM成像，结果揭示两种蛋白无共定位关系。本研究为二抗物种特异性的评估提供了一种基于红细胞骨架结构模型的超分辨成像新策略，助力双色STORM成像精准阐明蛋白分子互作关系。

关键词：超分辨成像随机光学重建显微术免疫荧光红细胞膜骨架互相关分析