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LncRNA 606938抑制结直肠癌细胞增殖

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第7期40卷 964-975页

作者：武海丽段冰杜锦娥马佳晶李卓玉山西大学生命科学学院生物工程系太原030006 山西大学生物技术研究所生物工程系化学生物学与分子工程教育部重点实验室生物工程系太原030006

近年来,关于长非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)在疾病中的应用研究被广泛关注。LncRNAs被证实在肿瘤治疗中发挥至关重要的作用,通常作为肿瘤因子或抑癌基因参与调控肿瘤的发生发展。课题组前期通过转录组学发现了在结直肠癌中... 详细信息

近年来,关于长非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)在疾病中的应用研究被广泛关注。LncRNAs被证实在肿瘤治疗中发挥至关重要的作用,通常作为肿瘤因子或抑癌基因参与调控肿瘤的发生发展。课题组前期通过转录组学发现了在结直肠癌中可以作为靶点的新lncRNA 606938,然而关于其在结直肠癌中的功能及作用机制尚不清楚。本研究通过反转录-实时荧光定量PCR(RT-qPCR)实验发现,相比正常结肠上皮细胞,lncRNA 606938在结直肠癌细胞株中低表达。过表达DLD-1与SW620细胞株中lncRNA 606938的表达,结直肠癌细胞的克隆形成能力显著下降(分别下降了97%和54.5%)。流式细胞术的结果显示,lncRNA 606938过表达使细胞周期阻滞在G_(1)期(分别延长了50.5%和63.9%),且促进结直肠癌细胞的凋亡(分别增加了1.9%和3.3%)。Western印迹结果显示,lncRNA 606938过表达之后,结直肠癌细胞中相关癌基因(β-联蛋白、c-Myc、cyclin D1、cyclin D2、cyclin D3、CDK 4、CDK 6)的表达下调,抑癌基因(TRIM33、caspase 2、actived caspase 3)的表达上调。而在沉默lncRNA 606938之后得到相反的结果。在机制方面,通过核糖核酸交互沉降实验(RNA pulldown)、RNA免疫共沉淀(RIP)和功能挽救实验(Rescue)证实,lncRNA 606938可以靶向结合并促进TRIM33的表达,进而促进β-联蛋白的降解,并抑制β-联蛋白及下游的原癌基因c-Myc、cycline D1等的表达,最终抑制结直肠癌的进程。本研究阐明了lncRNA 606938通过靶向TRIM33/β-catenin信号途径抑制结直肠癌细胞增殖与凋亡的分子机制,揭示了lncRNA 606938作为抑癌基因的潜力,为结直肠癌的临床治疗提供了新靶点和新策略。

关键词：长非编码RNA 606938 TRIM33/β-catenin信号结直肠癌细胞增殖细胞凋亡

“生物学基础”课程思政元素的挖掘、设计与实施路径

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第7期40卷 1017-1030页

作者：夏凯李业赵倩黄俊浙江科技大学生物与化学工程学院生物工程系杭州310023

立德树人是高等教育的根本任务,课程思政教育在该任务完成过程中不可或缺。“生物学基础”是生物工程专业的核心课程,与其他专业必修课存在密切联系,在专业人才培养体系中具有重要地位。本文从“生物学基础”课程思政建设的必要性、课... 详细信息

立德树人是高等教育的根本任务,课程思政教育在该任务完成过程中不可或缺。“生物学基础”是生物工程专业的核心课程,与其他专业必修课存在密切联系,在专业人才培养体系中具有重要地位。本文从“生物学基础”课程思政建设的必要性、课程思政元素的挖掘和设计、课程思政的实施方法、课程思政评价体系的优化以及课程思政教学的实施效果等方面详细阐述了“生物学基础”课程思政的建设过程。从名人轶事、日常生活、科研案例和时事热点等方面积极挖掘课程思政元素。通过组建教学团队、建立线上线下混合教学方法、开展案例教学和实施小组讨论将思政元素融入到“生物学基础”教学全过程,并建立课程思政教学效果的评价体系。结果表明,对“生物学基础”实施课程思政教学后,学生提高了学习兴趣,期末卷面平均成绩得到显著提升,由课程改革前的66分以下上升至改革后的76分。此外,92%以上学生认为“生物学基础”课程思政教学达到较好效果,课程满意度达到98%。课程思政有效提升了“生物学基础”课程的教学质量,实现学生专业知识和综合素质协同培养的目标。该课程的有关建设经验可以为其他生物类课程的思政教学和改革提供一些参考。

关键词：生物学教学改革课程思政案例教学教学实践

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腈水解酶立体选择性改造及其合成布瓦西坦

化工学报 2024年第7期75卷 2633-2643页

作者：吴哲明张碧云郑仁朝浙江工业大学生物工程学院浙江杭州310014

布瓦西坦是新一代抗癫痫药物,具有广阔的市场前景。利用腈水解酶立体选择性催化3-氰基己腈合成关键手性中间体(R)-3-氰基己酸,进一步经加氢、环化、手性拆分等合成布瓦西坦路线,具有原子经济性高等优势,然而目前挖掘的腈水解酶存在立体... 详细信息

布瓦西坦是新一代抗癫痫药物,具有广阔的市场前景。利用腈水解酶立体选择性催化3-氰基己腈合成关键手性中间体(R)-3-氰基己酸,进一步经加氢、环化、手性拆分等合成布瓦西坦路线,具有原子经济性高等优势,然而目前挖掘的腈水解酶存在立体选择性差等缺陷。以腈水解酶PgNIT为研究对象,通过对其催化口袋和亚基界面改造获得了立体选择性大幅提高的突变体F164W/I202R,产物光学纯度由野生型的86%提升至97%,E值由17提高至111。分子动力学模拟研究表明,F164位点的改造减小了(R)-3-氰基己腈深入催化口袋内部的空间位阻,而“A”界面I202位点的改造增加了亚基之间缔合的距离和催化口袋区域的原子动态协同性,从而显著提升了腈水解酶的立体选择性。

关键词：腈水解酶立体选择性分子改造分子模拟生物催化分子生物学

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沼泽红假单胞菌重组LH2表达体系的构建及功能评价

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微生物学通报 2024年

作者：黄晓萍罗家福林若欣赵春贵杨素萍华侨大学生物工程与技术系

【背景】外周捕光色素蛋白复合体（peripherallight-harvestingcomplex，LH2）在光合作用中执行光能捕获和传递功能，对于不产氧光合细菌（anoxygenicphototrophicbacteria，APB）的光合生长至关重要。在APB中，LH2的αβ亚基通常是由... 详细信息

【背景】外周捕光色素蛋白复合体（peripherallight-harvestingcomplex，LH2）在光合作用中执行光能捕获和传递功能，对于不产氧光合细菌（anoxygenicphototrophicbacteria，APB）的光合生长至关重要。在APB中，LH2的αβ亚基通常是由多拷贝pucBA基因编码，尤其是红假单胞菌属菌株，可高达5-7拷贝。由于不同pucBA基因合成的异质性LH2彼此之间难以分离纯化，极大限制了LH2结构与功能的深入研究。【目的】构建以沼泽红假单胞菌为宿主菌的重组LH2表达体系，利用该重组表达体系在体内和体外评价LH2的光能传递活性。【方法】以5对pucBA基因全部缺失的沼泽红假单胞菌CGA009（ΔpucBA）为宿主菌，采用基因重组方法，以pucBAd和mrfp（红色荧光蛋白基因）基因共表达产物为检测指标，对表达载体进行遗传改造和启动子筛选；采用光谱法测定重组菌的生物量和基因表达产物光谱特征，以及纯化LH2的光谱特征、光合色素分析和能量传递活性。【结果】T7启动子(PT7)和T7RNA聚合酶基因联合使用，可使pucBAd和mrfp在ΔpucBA宿主菌中共表达。用启动子PbadR、PpckA和Pars替换PT7，启动子活性从高到低依次为PpckA、Pars、PbadR和PT7，并与重组菌mrfp基因表达量、pucBAd表达产物（d-LH2）合成量和光合生长速率呈正相关关系，其中以PpckA启动子构建的重组LH2表达体系ΔpucBA（pucBAd）表达活性最高。在此基础上，以CGA009菌株的pucBAa基因（编码a-LH2）替换ΔpucBA（pucBAd）菌株的pucBAd基因，获得ΔpucBA（pucBAa）重组菌。与ΔpucBA（pucBAa）重组菌相比，低光时ΔpucBA（pucBAd）重组菌生长速率显著升高，高光时有升高趋势，但未呈显著差异。纯化的d-LH2和a-LH2分别呈现典型的B800-only和B800-850特征光谱，d-LH2产生～863 nm荧光的量子效率高于a-LH2，但采用经典法测定的类胡萝卜素（carotenoids， Cars）到细菌叶绿素（bacteriochlorophylls， BChs）的光能传递效率却低于a-LH2，2种结果不一致的原因是“经典法”未考虑不同光谱类型LH2对～863 nm光子吸收的差异。【结论】构建沼泽红假单胞菌的重组LH2表达系统，从基因纯LH2水平和重组菌光合生长水平评价了多拷贝pucBA基因菌株中2种不同光谱类型的LH2能量传递活性，证明异常光谱LH2（d-LH2）能量传递活性高于典型光谱LH2（a-LH2），本研究为多拷贝pucBA菌株光适应过程中LH2形成和组装的分子调控机制的全面理解奠定了基础。

关键词：不产氧光合细菌沼泽红假单胞菌重组LH2 光能传递量子效率

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医美活性成分微生物合成研究进展

生物工程学报 2024年第8期40卷 2489-2512页

作者：赵嫚池倬雨赖冬连刘科瑞柳志强郑裕国浙江工业大学生物工程学院

随着医美产业的蓬勃发展，使用功能性护肤产品成为主要趋势。医美产品功能的发挥，主要取决于其活性成分的功效。这些活性成分主要包括蛋白质和肽类、多糖类、酚酸类、萜烯类、维生素类、氨基酸类等，涉及修复、补水、美白、抗紫外和抗... 详细信息

随着医美产业的蓬勃发展，使用功能性护肤产品成为主要趋势。医美产品功能的发挥，主要取决于其活性成分的功效。这些活性成分主要包括蛋白质和肽类、多糖类、酚酸类、萜烯类、维生素类、氨基酸类等，涉及修复、补水、美白、抗紫外和抗衰等功能。早年间这些活性成分主要通过生物提取和化学合成的方式获得。随着生物制造技术的发展，微生物合成医美活性成分已被广泛研究和应用。本文对通过微生物合成生物技术合成胶原蛋白、肽类、透明质酸、多酚类、萜烯类和维生素等天然产物的研究进行了总结，并对其合成途径、代谢调控以及未来的发展进行了综述，为后续微生物合成医美活性成分提供参考。

关键词：医美活性成分生物制造合成生物技术

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一种细胞荧光显微图像饱和伪影修复算法

东北大学学报（自然科学版） 2024年第7期45卷 921-927页

作者：刘纪红张律恒杨海旭东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 浙江大学生物医学工程系浙江杭州310027

细胞的荧光显微镜图像包含丰富的表型特征,这些表型特征被用于研究细胞内物质的吸收和运输、化学物质的分布和定位等.这些分析需要高质量的细胞图像,然而饱和伪影会导致生物表型特征的严重丢失,这将影响形态学分析和一些分类实验.从数... 详细信息

细胞的荧光显微镜图像包含丰富的表型特征,这些表型特征被用于研究细胞内物质的吸收和运输、化学物质的分布和定位等.这些分析需要高质量的细胞图像,然而饱和伪影会导致生物表型特征的严重丢失,这将影响形态学分析和一些分类实验.从数据的后处理角度出发,提出了一种基于生成对抗网络的两阶段细胞图像修复模型,以解决饱和伪影导致的表型特征丢失问题.该模型能够修复大面积的缺失表型特征区域.通过4组实验测试了修复图像的有效性和可信度.结果表明,修复结果填补了丢失的表型特征,提高了分析中的图像质量.使用分类实验作为细胞形态学分析实验的代表,对修复前后的细胞图像进行分类实验,结果证明修复饱和伪影后的图像可以提高基于细胞形态分析的实验准确性.

关键词：荧光显微图像饱和伪影图像修复深度学习生成对抗网络

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利用生物逆合成工具优化代谢路径

化学进展 2024年第4期36卷 501-510页

作者：刘夫锋刘旭芝李金壁路福平天津科技大学生物工程学院

生物催化因其反应条件温和、高效、特异性高和价格低廉等优点，已成为生物合成领域的一种重要技术。生物合成体系内存在一系列高度集成的代谢网络，多酶催化系统的研究在生物合成领域中已成为一个必然趋势，故基于已知产物探索其未知的... 详细信息

生物催化因其反应条件温和、高效、特异性高和价格低廉等优点，已成为生物合成领域的一种重要技术。生物合成体系内存在一系列高度集成的代谢网络，多酶催化系统的研究在生物合成领域中已成为一个必然趋势，故基于已知产物探索其未知的多酶催化逆合成路径具有极大的意义。本综述首先介绍了多酶体系以及逆合成流程的概念，并举例说明了逆合成路径构建工具的设计方法及其优缺点。然后将其主要分为基于宿主的和无宿主的工具，对于这两种类型各列举了部分代表性逆合成工具，用以说明各自的设计流程以及差异。随后进一步讨论了人工智能助力多酶体系的可能性且对多酶路径构建工具的优化及发展进行了展望。

关键词：多酶催化路径设计逆合成生物逆合成工具

Snβ制备工艺对其催化果糖转化生成乳酸甲酯性能的影响

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高校化学工程学报 2024年第1期38卷 105-112页

作者：蒋雨希魏茜文任傲天吕喜蕾吕秀阳浙江大学生物质化工教育部重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058 浙江恒逸石化研究院有限公司浙江杭州311209

乳酸甲酯(MLA)是重要的生物质基平台化合物。Snβ分子筛催化生物质糖醇解制备MLA技术具有重要的工业化应用前景。针对Snβ分子筛催化剂制备工艺对其活性和重复使用性能影响的研究非常不系统、不全面等问题,详细考察了Snβ分子筛催化剂... 详细信息

乳酸甲酯(MLA)是重要的生物质基平台化合物。Snβ分子筛催化生物质糖醇解制备MLA技术具有重要的工业化应用前景。针对Snβ分子筛催化剂制备工艺对其活性和重复使用性能影响的研究非常不系统、不全面等问题,详细考察了Snβ分子筛催化剂制备过程中脱铝、浸渍和焙烧等3步的工艺参数对其结构及催化果糖转化生成MLA性能的影响。结果表明,Snβ分子筛制备过程中市售Hβ分子筛脱铝步骤需要强酸,其中硝酸较佳;Hβ分子筛的硅铝比(物质的量比(n(Si):n(Al))、酸处理过程中酸浓度、浸渍液中SnCl_(2)浓度和焙烧温度都存在较佳条件,具体为:以n(Si):n(Al)=60的Hβ分子筛为原料、经质量分数为47%的HNO_(3)脱铝、再在浓度为0.1 mol·L^(-1)的SnCl_(2)乙醇溶液中浸渍、最后在550℃下焙烧得到的催化剂具有较佳的反应活性,用该催化剂180℃下催化果糖反应6 h时MLA收率最高可达53.6%;此外,该催化剂还具有良好的重复使用性能;表征结果显示,采用上述工艺制备的催化剂,Sn可以进入β分子筛骨架。本研究可为生物质非均相催化醇解制备MLA技术的工业化提供参考。

关键词：果糖乳酸甲酯 Snβ分子筛催化剂制备工艺

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乳腺光声成像进展

中国激光 2024年第9期51卷 29-41页

作者：黄可尔张良林励浙江大学生物医学工程与仪器科学学院浙江杭州310027

乳腺癌早期筛查、精准诊断、有效治疗是提高患者生存率的重要因素,而影像学是筛查、诊断、治疗评估的主要手段。基于现有的影像技术,乳腺临床诊治流程虽然已逐步规范化,但在高效灵敏筛查、无创精准诊断以及治疗监测评估等方面仍存在核... 详细信息

乳腺癌早期筛查、精准诊断、有效治疗是提高患者生存率的重要因素,而影像学是筛查、诊断、治疗评估的主要手段。基于现有的影像技术,乳腺临床诊治流程虽然已逐步规范化,但在高效灵敏筛查、无创精准诊断以及治疗监测评估等方面仍存在核心局限。例如,传统的医学影像技术存在诊断特异性低、成像速度慢、使用电离辐射或注射造影剂等局限,仍存在重大临床诉求。光声成像作为一项新兴的医学影像技术,可以与传统技术形成优势互补,提供快速(如10~15s完成全乳腺扫描)、高分辨率、信息丰富的医学影像。其光学对比度和声学分辨率使之具备揭示肿瘤微环境结构、功能、分子细节特征的能力。本文简述了光声成像的技术原理和主要设计形态,概述并评价了乳腺肿瘤筛查、诊断和治疗评估领域的代表性光声成像研究。最后讨论了光声成像在乳腺临床上的应用前景,其有望成为继钼靶、超声、核磁共振之后的“第四大”乳腺成像技术。

关键词：医用光学光声成像乳腺肿瘤微环境乳腺癌筛查早期精准诊断新辅助化疗评估肿瘤切缘检测