油茶蓝光受体基因ZTL的克隆及功能研究

油茶(Camellia oleifera Abel.)是中国重要的木本油料树种,其开花结实的影响Telaglenastat体内实验剂量因素及调控机制是备受关注的研究领域。ZTL是一种蓝光受体兼生物钟调控蛋白,也是E3泛素连接酶复合体的重要组成,可直接或间接参与到植物的多种生理进程,如开花、光形态建成、生物钟信号输入等。为了解油茶CoZTL基因在油茶光形态建成和开花时间等方面的作用,本研究利用生物信息学分析、qRT-PCR和异源表达等手段初步了解ZTL基因在油茶中的表达模式及其功能,并通过酵母双杂交技术筛选其在油茶中潜在的互作蛋白,为探究和完善油茶的光调控机制提供理论依据,主要结果如下:1.油茶CoZTL基因CDS克隆与其编码蛋白生物信息学分析。本研究通过分离CoZTL基因,将其翻译为蛋白序列后,通过在线工具Expasy、SOPMA和NCBI对CoZTL蛋白质的理化性质、结构域和蛋白质结构进行分析,并对CoZTL进行同源序列分析及构建进化树。结果表明,CoZTL基因的CDS区长1 827bp,可编码609个氨基酸,编码蛋白质分子式为C2947H4616N826O872S27,相对分子量66 435.70 Da,理论等电点5.78,是一种亲水且不稳定的胞内蛋白,该蛋白质初级氨基酸序列包含PAS、F-box和Kelch重复结构域,immune-related adrenal insufficiency同其他物种间的ZTLs蛋白序列相似度极高,在进化过程中较为保守,与InZTL(Ipomoeanil)和NaZTL(Nicotiana at-tenuata)的亲缘关系较近。2.CoZTL在油茶的表达模式及CoZTL异源过表达对植物生长发育过程的影响。通过qRT-PCR技术测定CoZTL在油茶不同组织及不同时期的花芽的相对表达量,同时利用浸花法将CoZTL异源转化到拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,获得过表达CoZTL的转基因拟南芥植株,对比转基因拟南芥和Col-0、ztl突变体植株的下胚轴生长和开花时间。研究发现,组织表达分析显示CoZTL在油茶果壳表达量最高,不同花芽时期表达量分析表明CoZTL基因在9月中旬表达量最高。与野生型Col-0相比,三个CoZTL过表达拟南芥株系在长日照下初次开花时间分别推迟2d、2d和0.9d,开花时莲座叶数增加2.1、2和1.6;在黑暗条件下,各株系拟南芥的下胚轴长度几乎一致,而在弱光条件下,过表达CoZTL使拟南芥下胚轴长度相对于Col-0,分别增加2.2 mm、2.85 mm和1.8 mm,因此,过表达CoZTL可以使长日照条件下的拟南芥开花时间延迟,光依赖性的促进下胚轴伸长。3.油茶CoZTL蛋白的自激活活性检测及潜在互作蛋白筛选。对CoZTL进行自激活活性检测,并且利用酵母双杂交技术筛选与CoZTL相互作用的蛋白。结果表明,通过培养基中添加20mM/L的3-AT可以抑制CoZTL的自激活活性。利用油茶酵母文库进行酵母双杂交筛库获得7条互作蛋白片段,分别为:aspartateamLY294002试剂i-notransferase cytoplasmic(AAT)、beta-galactosidase(β-GAL)、anther-specific protein LAT52-like(LAT52-like)、C2-DOMAIN ABA-RELATED 4-like(CAR4-like)、L-ascorbate oxidase(AO)、ubiquinol-cytochrome-c reductase complex assembly factor 1(UQCC1)、actin-depolymerizing factor 2(ADF2)。上述研究结果表明CoZTL表达模式及其在植物生长发育过程中的作用,同时获得7种与CoZTL蛋白存在直接相互作用的蛋白片段,为CoZTL基因在油茶生长发育中的功能提供理论依据。

以DHCR24为靶点的新型降胆固醇天然产物的虚拟筛选及其抗肿瘤活性的初步研究

随着人类社会的不断进步,以及肥胖、糖尿病、癌症等多种因素的共同影响,高血脂已逐渐引起人类的高度关注,其主要特征是血脂代谢异常,严重威胁着人类的生命安全。此外,有研究表明胆固醇失衡可能会导致心血管疾病(Cardiovascular diseases,CVD),或与阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)以及多种癌症等疾病相关。患者可以通过调节饮食与加强锻炼,并服用一些降血脂药物来调节体内胆固醇水平从而治疗高脂血症及相关疾病。胆固醇代谢的稳态对维持细胞生理功能具有重大意义。研究表明肿瘤细胞中代谢异常会对细胞迁移、增殖等能力产生影响,这也为通过调控胆固醇代谢进而治疗癌症提供新的启发。由于人体内80%左右的胆固醇是由人体自身合成的,所以目前大部分降血脂药物的研发思路为抑制胆固醇的内源性合成。24-脱氢胆固醇还原酶(3β-hydroxysterol△24-reductase,DHCR24),是胆固醇生物合成途径中的关键酶,作用是催化链甾醇还原为胆固醇,因而理论上可以通过抑制DHCR24蛋白的酶活性来达到降低细胞胆固醇水平,进而实现杀伤癌细胞发挥抗癌作用的目的。本研究首先利用组学数据筛选出胆固醇代谢过程中的关键基因DHCR24,进而以DHCR24蛋白为靶点,利用分子对接从中国天然产物数据库中筛选DHCR24抑制剂,接下来进行分子动力学模拟评估其在模拟的自然状态下与DHCR24蛋白的结合情况,并利用人肝癌细胞株Hep G2细胞验证DHCR24天然产物小分子抑制剂的降胆固醇和抗癌生物活性,并初步探讨其发挥作用的分子机制。首先,本研究利用GEO数据库对数据集中的脂肪组织样本筛选出差异表达基因,并对其进行GO和KEGG分析;从Gene Cards数据库、Pharm GKB数据库中分别收集高脂血症和胆固醇代谢的相关基因,将从3个数据库中收集到的基因取交集,筛选得到出关键基因之一为DHCR24。这一结果暗示,DHCR24是高脂血症和胆固醇代谢的关键基因,具有成为降胆固醇药物开发新靶点的极大潜力。然后,我们以DHCR24蛋白为靶点,采用计算机分子对接的方法,从包含五万多种中药单体成分小分子的中国天然产物数据库中筛选可能具有抑制DHCR24酶活性的小分子抑制剂。通过与DHCR24的底物链甾醇(Desmosterol)结合能值进行比较,将对接后的小分子的结合能值进行排序,初步筛选出排序靠前的533个候选天然产物小分子。对筛选出的候选小分子进行类药性筛选,将再次筛选得到的小分子进行下一步的精确对接,根据对接结果以及药物的易获得性等因素,最终确定3种候选天然产物小分子用于后续研究,分别为19990、36066和40441。为了评估对接体系的稳定性,并研究3种候选天然产物小分子与DHCR24蛋白的相互作用模式,采用分子动力学模拟的方法来评估3种候选天然产物小分子在计算机模拟的自然状态下与DHCR24蛋白的结合情况。均方根偏差结果显示3种候选天然产物小分子在100 ns的体系下趋于稳定。根据MMPBSA算法计算配体-受体的结合自由能,结果显示3种候选天然产物小分子的结合能力均强于底物链甾醇,并对动力学模拟后的小分子与DHCR24蛋白的结合位置进行分析,结果显示3种候选天然产物小分子均结合在DHCR24受体的链甾醇区域。以上结果均表明3种候选天然产物小分子能够竞争性地抑制链甾醇与DHCR24受体的结合。最后,我们利用人肝癌细胞株Hep G2细胞,在细胞水平对筛选出的3种候选小分子的降胆固醇和抗癌效果进行验证。在降胆固醇效果方面,通过胆固醇荧光染料非律平对细胞膜胆固醇进行染色;细胞油红O染色观察脂滴积聚情况;检测试剂盒测量细胞内胆固醇和甘油三酯水平;利用高效液相仪器检测细胞内胆固醇。结果显示候选小分子36066和40441的降胆固醇效果优于DHCR24抑制剂U18666A,而19990的降胆固醇效果欠佳。在抗癌效果方面,通过培养细胞进行划痕实验,观察细胞迁移能力;集落形成AIT Allergy immunotherapy实验检测其增殖活性;油红O染色观察细胞在有血清状态下给药后脂滴积聚情况;Western Blot实验检测对AKT蛋白活性的影响。结果显示药物19990、36066和40441均会抑制Hep G2细胞的迁移和增殖,且在有血清的情况下细胞内胆固醇水平下降,并对效果最好的36066和40441药物进行Western Blot检测,观察到可降低细胞中p-AKT的水平,推测可能是其发挥抗癌作用的主要机制之一。综上所述,本实验通过组学分析获取胆固醇代谢过更多程中的关键基因DHCR24,明确了DHCR24基因在胆更多固醇代谢调节中的重要性,然后以DHCR24蛋白为靶点进行计算机虚拟筛选,初步得到DHCR24酶的竞争性抑制剂候选天然产物小分子,随后通过细胞实验对候选天然产物小分子降胆固醇和抗癌的效果进行初步探索和确认。因天然产物小分子成分的结构差异性,我们的研究发现了DHCR24的候选天然产物小分子抑制剂,为以其为先导化合物开发一系列新药,并快速开发出具有我国自主知识产权的降血脂新药,以及以DHCR24为靶点进行抗肿瘤新方法的研究奠定了坚实基础。

酸枣仁皂苷类成分分析及其抗抑郁机制研究

抑郁症(Depression)是一种以持续性心情低落为主要特征的心境障碍,患者常伴有自我评价降低、注意力不集中、学习记忆障碍、行动能力下降,甚至自残、自杀等。据不完全统计,目前全球约有3.5亿抑郁症患者,我国抑郁症患者多达9500多万。在高强度、快节奏的社会生活环境下抑郁症的发病率逐年上升,正发展成为影响类健康的主要疾病之一,给社会生活和经济社会发展带来沉重负担。目前对抑郁症安全有效的临床治疗药物较少,且多具有副作用,药效途径单一。中药因其多功效、多靶点的作用特点,在抑郁症的治疗方面有着独特优势,从中药等天然产物中开发具有抗抑郁作用的药效成分具有重要意义。酸枣仁为鼠李科植物酸枣Ziziphus jujuba Mill.Var.spinosa(Bunge)Hu ex H.F.Chou的干燥成熟种子。酸枣仁皂苷A(jujuboside A,JuA)是酸枣仁的主要活性成分之一,课题组前期对酸枣仁皂苷进行了提取纯化,并初步验证了其单体JuA的抗抑郁作用。本文利用UHPLC-Q-Orbitrap/MS法对酸枣仁皂苷类成分进一步分析,并深入研究酸枣仁皂苷及其单体JuA在抑郁小鼠模型中的抗抑郁作用,最后通过体内外实验研究JuA基于脑源性神经营养因子(Brain derived neurotrophic factor,BDNF)的抗抑郁机制,并对JuA的抗抑郁作用与小鼠肠道菌群之间的联系进行了初步探讨。目的:1.分析酸枣仁皂苷类成分中的主要单体皂苷;研究酸枣仁皂苷类成分在慢性不可预知温和应激模型(Chronic unpredictable mild stress,CUMS)小鼠中的抗抑郁作用。2.研究酸枣仁单体皂苷JuA在(Corticosterone,CORT)抑郁小鼠模型中的抗抑郁作用,并基于BDNF探究JuA的抗抑郁机制。3.研究JuA对CORT诱导的HT22细胞损伤的保护作用,并对体内机制实验结果进行验证。4.初步探究JuA抗抑郁作用与肠道菌群丰富度、多样性、菌群结构之间的联系。方法:1.采用UHPLC-Q-Orbitrap/MS法对酸枣仁皂苷类成分进行分析,利用CUMS法制备抑郁小鼠模型,并采用用悬尾实验、Morris水迷宫实验等行为学实验初步考察酸枣仁皂苷类成分的抗抑郁作用。2.采用皮下注射CORT诱导抑郁小鼠模型,并利用悬尾实验、旷场实验、强迫游泳实验以及Morris水迷宫实验等动物行为学实验考察JuA的抗抑郁作用。以BDNF(+/-)基因缺陷型小鼠为对照,利用ELISA、HE染色、IHC、RT-q PCR、Western blot等实验技术从神经递质、神经炎症、神经可塑性等方面研究JuA基于BDNF的可能抗抑郁机制。3.在体外以HT22细胞为研究对象,利用CORT诱导细胞损伤模型,并采用cck8、ELISA、Western blot等实验方法对体内实验结果进行验证。4.采用16S rRNA微生物多样性测序技术分析抑郁小鼠模型肠道菌群的变化特征,初步考察JuA抗抑郁作用与肠道菌群丰富度、菌群结构等之间的联系。结果:1.经过质谱分析和数据挖掘,共从酸枣仁皂苷类成分中表征出Jujuboside A、酸枣仁皂苷B(Jujuboside B)、酸枣仁皂苷A1(Jujuboside A1)、酸枣仁皂苷B1(Jujuboside B1)、原酸枣仁皂苷A(Protojujuboside A)、原酸枣仁皂苷B(Protojujuboside B)、乙酰酸枣仁皂苷B(Acetyljujuboside B)、酸枣仁皂苷H(Jujuboside H)、酸枣仁皂苷G(Jujuboside G)等9种单体皂苷,均属达玛烷型三萜皂苷,为酸枣仁皂苷类成分抗抑郁物质基础研究提供参考。同时,行为学结果显示酸枣仁皂苷类成分在CUMS抑郁小鼠模型中能明显改善小鼠体重下降情况(P<0.05);显著缩短悬尾实验中模型小鼠静止不动时间;并显著缩短Morris水迷宫实验中模型小鼠潜伏期、显著增加穿越原平台位置次数和穿越目标象限次数、显著增加运动速度(P<0.05或P<0.01或P<0.001)。2.JuA显著缩短CORT诱导的抑郁小鼠模型悬尾实验中的静止不动时间,但对强迫游泳实验中的静止不动时间无显著影响;旷场实验中,JuA显著缩短抑郁小鼠模型静止不动时间,显TGF-beta/Smad抑制剂著增加其运动总路程和中心区域运动时间;Morris水迷宫实验中,JuA显著缩短抑郁小鼠模型潜伏期,显著增加穿越原平台位置次数和穿越目标象限次数(P<0.05或P<0.01或P<0.001)。除在强迫游泳实验中,BDNF(+/-)基因缺陷型小鼠在相同实验条件下与野生型小鼠造模后给予JuA后的表现相反,且差异具有显著性。机制研究发现,JuA显著增加抑郁小鼠模型血清和海马组织中5-HT、DA水平,显著降低IL-1β、IL-6、TNFα等炎症因子水平,提高PSD95、SYP水平(P<0.05Digital Biomarkers或P<0.01或P<0.001);HE染色结果显示JuA显著改善海马神经细胞和小肠绒毛细胞的细胞形态和整体排列、缩小细胞间隙、减少炎性细胞数量;IHC、RT-q PCR、Western blotd等实验结果显示JuA显著提高抑郁小鼠模型海马组织BDNF、Trk B,以及PSD95、SYP的转录和蛋白表达水平,并显著降低TLR4、NFκB等炎症相关因子水平(P<0.05或P<0.01或P<0.001),BDNF(+/-)基因缺陷型小鼠在上述实验中与相同实验条件下的野生型小鼠的实验结果相反,且差异具有显著性。3.体外实验结果显示,JuA显著改善CORT诱导的HT22细胞模型的细胞形态和细胞活力,且细胞内的5-HT、DA、IL-1β、IL-6、TNFα等因子水平,以及BDNF、Trk B、PSD95、SYP、TLR4、NFκB等关键蛋白的变化情况与体内实验一致,体内外实验结果相互印证。4.16S rRNA微生物多样性测序结果显示,JuA显著提高抑郁小鼠模型肠道菌群的Ace、Chao1指数(P<0.05),但对Shannon和Simpson指数均无显著性影响。同时,JuA在门水平上显著降低抑郁小鼠模型肠道菌群厚壁菌门的丰富度(P<0.01),显著增加拟杆菌门、变形菌门、放线菌门丰富度(P<0.01或P<0.001);在属水平上JuA显著增Lorlatinib配制加未分类的Muribaculaceae菌属和副苏特氏菌属丰富度(P<0.05或P<0.01),显著降低未分类的毛螺菌科丰富度(P<0.001)。结论:通过质谱分析从酸枣仁皂苷类成分中共表征出了包括JuA在内的9种单体皂苷。动物行为学实验结果表明酸枣仁皂苷类成分及其单体JuA在抑郁小鼠模型中具有显著的抗抑郁作用。体内外机制研究结果表明JuA通过促进BDNF及其特异性受体Trk B的表达,从而提高5-HT和DA等神经递质浓度、增加神经可塑性关键蛋白PSD95和SYP的表达、下调IL-1β、IL-6、TNFα等神经炎症因子及炎症反应关键蛋白TLR4和NFκB的水平以改善模型小鼠的抑郁状态。同时,微生物多样性测序结果表明,JuA通过改变小鼠肠道菌群丰富度和菌群结构发挥抗抑郁作用。

猪链球菌2型SUT2基因缺失株的构建及其免疫效果评价

猪链球菌(Streptococcus suis,SS)是一种重要的人畜共患病病原,可导致人和猪的关节炎、败血症、脑膜炎等疾病,给养殖业带来巨大经济损失的同时严重威胁食品安全和公共卫生安全。SS疫苗接种是预防SS相关疾病的有效预防措施,但SS毒力因子众多,同时存在多种血清型,目前仍然缺乏能够提供交叉免疫保护能力的商品化疫苗。因此,寻找新的毒力因子对SS通用疫苗的研究工作和SS相关疾病的科学防控具有重要的意义。本研究首先采用转座子随机诱变技术和大蜡螟实验筛选和鉴定新的SS毒力相关基因SUT2,随后初步研究其对SS的毒力调控机制生物学特性,最后通过敲除SUT2基因构建弱毒疫苗株并对其进行了免疫效果评价。为了挖掘新Medical home毒力因子,本研究首先采用转座子TnYLB-1构建SS基因组转座子突变文库,随后用大蜡螟实验筛选毒力改变的突变株并分离鉴定毒力因子相关基因。结果显示:通过卡那霉素抗性和壮观霉素抗性筛选获得了450株转座子突变株文库,转座效率为83.33%;随后,利用大蜡螟毒性试验对文库进一步筛选,共获得18株SS毒力减弱突变株;最后,经反向PCR和突变株插入位点基因测序分析,共鉴定了8种毒力减弱相关基因,分别为二氨基庚酸脱羧酸、M24金属肽酶、两种假设蛋白、ABC转运通透酶亚基、磷酸吡哆醛依赖性氨基转移酶、ABC转运蛋白结合底物、核糖核酸G和E。随后,我们选择毒力下降最明显的SUT2基因,采用同源重组技术构建了靶向SUT2的基因敲除SS毒株及其回补株,研究该基因的功能。结果显示与野生型相比,ΔSUT2在BHI培养基中并不影响SS生长,但能够影响其链长形态;ΔSUT2显著降低了SS酸碱耐受能力,但显著升高了其生物被膜形成能力;体外实验结果显示ΔSUT2抗PAM(猪肺泡巨噬细胞)吞噬能力、全血存活、溶血活性等方面显著降低,但能通过上调粘附和侵袭相关的基因转录水平增强对人脑微血管内皮细胞(HBMEC/D3)的黏附和侵袭能力;体内实验结果显示ΔSUT2显著提高了小鼠存活率,说明SUT2能够影响SS毒力。综上,SUT2基因对SS2致病性至关重要,并存在多种生物学效应。最后,我们对自然分离的致病性较弱的猪链球菌2型菌株敲除SUT2基因,构建活疫苗JLY022ΔSUT2,探究对链球菌2型、7型的交叉免疫保护。结果显示JLY022ΔSUT2在无佐剂添加情况下单次免疫小鼠,对猪链球菌2型免疫保护率60%,对猪链3-MA体内球菌7型为40%。综上所述,本研究成功构建了SS2转座子文库,鉴定了8种未在SS中报道的毒力相关基因,并证实SUT2参与SS对宿主细胞的黏附侵袭、生物被膜形成、抗吞噬等过程。构建了JLY022ΔSUT2弱毒活疫苗,结果证实其具有一定的PR-171体内猪链球菌血清型2型和7型的交叉免疫保护作用。本研究对猪链球菌2型的致病性和疫苗研究提供了科学依据。

病毒介导的番茄基因敲除体系构建及ROP家族小G蛋白调控青枯病抗性的功能分析与应用

番茄是世界范围内重要的蔬菜作物,青枯病是影响其品质与产量的主要病害之一。因此培育高产、优质、抗病的番茄新品种对于农业生产来说具有极高的需求性,而改良番茄育种技术并发掘新的抗病相关基因是解决这一实际问题的关键。前人利用病毒载体和CRISPR/Cas9基因编辑系统成功在烟草和棉花中分别实现了靶基因的稳定突变及sgRNA的筛选,但目前番茄中尚未建立该基因编辑技术。本研究以过表达Cas9的转基因番茄作为实验材料,将目的基因的sgRNINCB018424细胞培养A插入烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)的载体,通过农杆菌注射将病毒载体传递至番茄细胞,进而构建基于TRV诱导的番茄基因编辑。我们利用该技术成功靶向敲除了SlPDS1,并通过测序验证了此方法的编辑效率高达86%。此外,在农杆菌注射区域及距其较远的顶端分生组织中都可以检测到TRV载体且植株新叶也可表现出非常明显的敲除表型,表明sgRNA可随病毒移动。该技术使目标基因在基因组水平就已产生DNA突变,因此使植株中能翻译成正常蛋白序列的mRNA表达量更低、基因沉默表型更稳定,可代替传统TRV诱导的基因沉默方法,应用于快速鉴定番茄目标基因的功能。ROPs属于Rho小G蛋白亚家族,是调节包括形态建成和应激反应等多种细胞生命活动的分子开关。但是番茄中ROP的免疫功能目前仍然不清楚。番茄基因组中包含9个ROP家族的同源蛋白,我们将其命名为SlRop1-9,进化树显示这9个蛋白可以进一步分为5个亚类群。我们在本氏烟草中通过瞬时过表达技术分析了 9个SlRops的亚细胞定位和免疫反应诱导能力。结果显示除了SlRop1和SlRop3只定位在细胞膜上,其余大部分ROPs在细胞C59体内实验剂量膜、细胞核或细胞质中均有分布。我们还发现,在番茄SlRops的多碱基区其碱基数量往往与它的膜定位有关。尽管9个SlRops都具有高度保守的RHO结构域,但只有SlRop3-9的持续性激活突变体可以触发烟草中的超敏反应。此外,我们还对9个SlRops进行了组织特异性表达分析,发现SlRop3、Slbio-mimicking phantomRop4、SlRop6在不同组织中表达水平普遍较高。用青枯菌GM11000侵染番茄幼苗后发现SlRop1、2、7的表达水平显著下降,其余没有明显变化。SlRop3和4的瞬时过表达可显著地抑制烟草青枯菌Y45的繁殖。利用青枯菌侵染SlRop3敲除突变体,转基因植株比野生型更加感病,证实了SlRop3正调控番茄青枯病抗性。通过酵母双杂交筛选发现SlRop3可与番茄中多个鸟苷酸交换因子互作,其中与PRONE类型的SlRopGEF7的互作最为强烈。我们的研究不仅明确了番茄中ROP家族蛋白的亚细胞分布情况,揭示了 SlRop3可能通过与SlRopGEF7互作调控番茄抗青枯病过程,还为番茄抗病育种工作提供了新的遗传资源。

稻瘟病菌热激蛋白(HSP)40编码基因MoMHF6的鉴定及功能研究

【目的】探明稻瘟病菌热激蛋白(HSP)40在形态分化和致病过程中的作用。【方法】利用DNA同源重组方法敲除了稻瘟病菌HSP40编码基因MoMHF6,获得ΔMomhf6突变体,并通过表型分析、基因回补、RNA-seqhttps://www.selleck.cn/products/fg-4592.html分析等对MoMHF6的生物学功能进行较系统的研究。【结果】敲除MoMHF6基因导致稻瘟病菌气生菌丝生长、无性产孢、孢子萌发、子囊Z-IETD-FMK分子量壳产生和附着胞形成均显著下降,但与野生菌株相比,ΔMomhf6突变体在CM培养基上的径向生长没有显著差异,在子囊壳中仍可形成子囊和子囊孢子。在1、2和3 mol/L甘油溶液处理条件下,ΔMomhf6突变体附着胞塌陷率显著升高,说明MoMHF6与附着胞膨压形成有关。ΔMomhf6突变体对洋葱内表皮的穿透能力和对感病寄主的致病性完全丧失,甚至在划伤大麦叶片表皮组织中的扩展也受明显限制。而且,ΔMomhf6突变体对氧化胁迫的敏感性增强,附着胞发育过程中糖原的转运和降解缓慢,说明MoMTissue biopsyHF6参与氧化胁迫反应和附着胞的糖原代谢。将完整的MoMHF6基因重新导入ΔMomhf6突变体可回补突变体的所有表型缺陷。另外,RNA-seq分析显示,部分已知的稻瘟病菌致病相关基因表达可能受MoMHF6调控,如Mo ATG4、MoPL1、Mo VPR和GAS1等。【结论】综上所述,稻瘟病菌HSP40编码基因MoMHF6在产孢、附着胞形成、穿透寄主、氧化胁迫应答、致病等过程中起重要作用,研究结果对进一步阐明MoMHF6调控稻瘟病菌形态分化和致病过程的基因网络和分子机制具有重要意义。

基于肿瘤相关巨噬细胞的子宫内膜癌预后模型建立和验证

目的:利用生物信息学方法研究探讨肿瘤相关Postinfective hydrocephalus巨噬细胞(TAMs)相关基因在子宫内膜癌(EC)的发生发展,发现新的EC肿瘤生物标志物,构建新的EC风险模型。方法:从公共数据库中获得EC患者的单细胞RNA测序(scRNA-seq)Bafilomycin A1使用方法数据集。在EC肿瘤和健康组织,检测组织和巨噬细胞中的差异表达基因(DEGs)。采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)确定巨噬细胞相关的关键基因,通过多种算法筛选交叉基因,确定为新的EC生物标志物。根据这些生物标志物计算风险评分,从而将EC分为高风险组和低风险组。在单变量和多变量Cox分析中评估了风险评分和临床特征,为构建列线图提供了独立的预后因素。结果:发现805个巨噬细胞DEGs、5691个额外DEGs、733个关键基因和43个常见基因。筛选出FBP1、LTB、PTGER4、PARVG、CCR7和HLA-DMB共6个生物标志物,构建了EC风险模型。确定了风险评分、年龄和肿瘤分期,生成了UCEC直方图。结论:确定了六个与TAM相关的预后生物标志物,并构建了一个风险模型Berzosertib半抑制浓度,可为子宫内膜癌的治疗和研究提供依据。

玉米中BTA新插入位点鉴定与分析

玉米是我国重要的粮饲作物,对于我国粮食安全具有重要意义。转座子是玉米基因组的重要组成部分,其跳跃影响基因结构和表达。转座子参与开花、籽粒发育CX-5461 molecular weight、抗病CSF-1R抑制剂、抗非生物胁迫等方面的调控,对植物生长发育有重要意义。此前,在本实验室的研究中,发现了一个转座子插入Zm SWEET4c基因导致玉米籽粒变小的突变体smk,该转座子被命名为BTA(B73 active TE hAT),并在B73v4基因组上鉴定到了120个与BTA相似的转座子BTA-like。本研究通过转座子探针捕捉,在smk的自交后代中鉴定到了多个BTA及BTABiomass sugar syrups-like插入位点,分析了插入位点的特征、BTA活跃的原因。主要结果如下:1、在smk自交后代不同世代的6个样品中,共鉴定到79个新插入位点,由BTA及5个BTA-like转座子产生。随机从79个位点选取了38个位点进行PCR验证,有27个插入位点被验证为真,准确率为71.05%。这说明新插入位点的鉴定可信度高。2、发现插入位点分布在玉米的10条染色体上,BTA及5个BTA-like倾向插入基因区,对靶位点重复序列(TSD)的第2、第8个碱基分别偏好T和G。在B73的叶、雌穗、籽粒、根等多个组织中,插入位点相较于侧翼区域呈现出高水平的H3K27ac和低水平的DNA甲基化。3、通过对已注释的hAT进行分析,鉴定到了一个可能的自主转座酶。该转座酶位被命名为hAT2908,其位置是chr6:106,095,770-106,098,809。它存在8 bp靶位点重复序列,其TIR与BTA的TIR高度匹配,其内部序列与BTA高度相似。通过RNA-seq和Ribo-seq分析,发现该自主转座子能够表达和翻译。通过RNA-seq对其进行基因结构和蛋白结构预测,并将其氨基酸序列与经典hAT转座酶(Hobo、Ac、Tam3)进行氨基酸序列比对,它具有hAT转座酶保守的结构域和转座酶活性所必需的关键氨基酸。通过全基因组DNA甲基化测序数据分析发现,在smk中hAT2908的CG、CHG甲基化水平在第一个外显子明显降低。

黄芪-莪术-重楼配伍调控巨噬细胞极化对结直肠癌细胞增殖、迁移影响

目的 探讨黄芪-莪术-重楼配伍对巨噬细胞极化的影响及其抑制结直肠癌细胞增殖、迁移的作用机制。方法 使用佛波酯(Phorbol 12-myristate 13-acetate,PMA)和白细胞介素-4(Interleukin-4,IL-4)刺激THP-1细胞建立M2型巨噬细胞极化模型。实验分为M0组(PMA处理)、M2组(PMA+IL-4处理selleckchem BI 10773)、M2+黄芪-莪术-重楼组(PMA+IL-4+黄芪-莪术-重楼配伍处理)。CCK-8检测黄芪-莪术-重楼配伍冻干粉对巨噬细胞活力影响;qPCR和Western blot检测巨噬细胞极化标志物、谷氨酰胺酶(Glutaminase,GLS)mRNA和蛋白表达;ELISA检测细胞上清白细胞介素-10(Interleukin-10,IL-10)、转化生长因子-β(Transforming growth factor-β,TGF-β)、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)含量;CCK-8和Transwell实验检测黄芪-莪术-重楼Docetaxel分子式配伍干预巨噬细胞的培养上清,即条件培养基(Conditioned medium,CM),对结直肠癌细胞HCT116增殖和迁移能力影响。结果 与M0组相比,M2组IL-10、甘露糖受体(Mannose receptor,CD206)、精氨酸酶1(Arginase 1,ARG1)、GLS mRNSulfamerazine antibioticA和蛋白表达显著升高(P<0.01,P<0.001),巨噬细胞分泌IL-10、TGF-β水平显著升高(P<0.01,P<0.001);与M2组相比,M2+黄芪-莪术-重楼配伍组IL-10、CD206、ARG1、GLS mRNA和蛋白表达显著降低(P<0.05,P<0.01),TNF-α、诱导型一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase,iNOS) mRNA和蛋白表达显著升高(P<0.05,P<0.01,P<0.001),白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β) mRNA表达水平显著升高(P<0.01),细胞上清中IL-10、TGF-β水平显著降低(P<0.05,P<0.01),TNF-α水平显著升高(P<0.01)。CCK-8和Transwell结果显示,与M0-CM组相比,M2-CM组促进HCT116细胞增殖和迁移(P<0.01,P<0.001),M2+黄芪-莪术-重楼-CM组较M2-CM组显著抑制HCT116细胞增殖并使细胞迁移数显著减少(P<0.01,P<0.001)。结论 黄芪-莪术-重楼配伍可通过调控巨噬细胞极化,抑制结直肠癌细胞增殖、迁移,其机制可能与谷氨酰胺代谢关键酶GLS表达变化有关。

基于代谢工程的大肠杆菌中烟酰胺单核苷酸的合成

β-烟酰胺单核苷酸(NMN)是一种核苷酸化合物,是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的前体,存在于大多数生物体内。NMN会在体内转化成NAD+,从而参与生物体的运转。NAD+可直接或间接影响多种细胞过程,包括代谢途径、DNA修复和免疫细胞活动等。这些细胞过程在维持体内平衡方面起着至关selleck重要的作用,但随着人们年龄的增长,组织和细胞内NAD+水平下降,这种NAD+水平的下降与许多与年龄相关的疾病有关。通过恢复NAD+水平,这些与年龄相关的疾病可以延迟甚至逆转。近年来NMN作为一种营养食品引起了人们的关注,大量数据表明,人体摄入NMN可以增加NAD+的浓度。在证明NMN摄入安全性的同时,研究发现其在预防、改善和治疗某些疾病中发挥重要作用,比如:2型糖尿病、肥胖症、心血管疾病、视力改善等。本课题基于代谢工程方法研究在大肠杆菌内全细胞合成NMN。这种全细胞的生物合成方immunogen design法从廉价的原料底物葡萄糖和烟酰胺(NAM)开始,实现细胞内合成NMN。我们利用功能转运蛋白Niap和Pnu C分别用来转运NAM和NMN。细胞通过Niap摄取NAM,更多在烟酰胺磷酸核糖转移酶的催化下,与磷酸核糖焦磷酸(PRPP)为辅助因子将NAM高效的转化为NMN。PRPP由葡萄糖磷酸戊糖途径生成,经由zwf、pgl、gnd、Rpi A、Rpi B、prs、PRPS1/PRPS2催化生成,PRPP通路的构建是NMN在大肠杆菌体内合成的关键部分,生成的NMN通过Pnu C将NMN进行细胞外转运。烟酰胺磷酸核糖转移酶作为NMN合成通路中必不可少的酶,我们筛选了来自C.pinensis Nampt作为催化NMN合成的关键酶。此外,通过加强葡萄糖磷酸戊糖途径的代谢通量增强磷酸核糖焦磷酸(PRPP)的供应,该部分是细胞内NMN的合成是重要组成部分,我们构建了不同组合的PRPP通路以比较生产区别。在构建的不同NMN重组菌株组合中,我们发现中等生长条件质粒组合的菌株可以生产更多的NMN,该结论同样适用NMN在不同宿主中的产量。除此以外,我们还对比不同组合磷酸核糖焦磷酸酶对NMN合成的影响,发现PRPS1/2在摇瓶水平没有增加NMN的表达。在测试不同营养。不同生产方式后,最终,在烟酰胺(NAM)和葡萄糖的存在下,在大肠杆菌BL21(DE3)中,自动诱导方式生产8 hours,实现了NMN产率在摇瓶的生产水平达到1.26 g/L。这是至今为止摇瓶生产中产量最高的报导。