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黄酮类化合物生物合成及其在化妆品中应用的研究 被引量：2
1
作者 韦灵珍 王佳 +2 位作者 孙新晓 袁其朋 申晓林 《合成生物学》 北大核心 2025年第2期373-390,共18页
黄酮类化合物是一类广泛存在于自然界中的多酚类化合物,因其显著的抗氧化、抗炎、抗菌等生物活性在化妆品中广泛应用。然而,传统植物提取方法的局限性促使研究人员转向合成生物学以寻求更高效的生产途径。本文根据美白抗氧化、抗菌消炎... 黄酮类化合物是一类广泛存在于自然界中的多酚类化合物,因其显著的抗氧化、抗炎、抗菌等生物活性在化妆品中广泛应用。然而,传统植物提取方法的局限性促使研究人员转向合成生物学以寻求更高效的生产途径。本文根据美白抗氧化、抗菌消炎、防晒抗衰老和增色增彩四个功能分类分别列举了几种常见黄酮类化合物在化妆品中的应用;介绍了黄酮类化合物的现有生物合成途径并总结了典型黄酮类化合物的最新研究进展;详细讨论了合成生物学及代谢工程策略。接着,针对黄酮类化合物在化妆品应用中的水溶性差和稳定性低的问题,总结了相应解决方案的研究进程。最后,总结并展望了人工智能辅助合成生物学的策略以应对黄酮类化合物合成过程中的挑战。同时,本文强调了黄酮类化合物的安全性和有效性评估的重要性,以推动其在化妆品行业的应用。 展开更多
关键词 黄酮类化合物 天然产物 生物合成 合成生物学 化妆品
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微生物合成白藜芦醇及其衍生物 被引量：1
2
作者 盛华康 张博 +3 位作者 申晓林 孙新晓 王佳 袁其朋 《化工进展》 北大核心 2025年第5期2463-2474,共12页
白藜芦醇具有抗氧化、抗炎、抗衰老、抗癌、预防心脑血管疾病等生物活性,经羟基化、糖基化、甲基化等结构修饰后的白藜芦醇衍生物展现出更好的溶解度、稳定性、生物相容性和生物活性。目前,白藜芦醇及其衍生物在医药、化妆品、食品等领... 白藜芦醇具有抗氧化、抗炎、抗衰老、抗癌、预防心脑血管疾病等生物活性,经羟基化、糖基化、甲基化等结构修饰后的白藜芦醇衍生物展现出更好的溶解度、稳定性、生物相容性和生物活性。目前,白藜芦醇及其衍生物在医药、化妆品、食品等领域受到广泛应用。传统的白藜芦醇及其衍生物获取方式目前主要依赖植物提取,存在含量低、植物生长周期长、易受气候影响等局限。近年来,随着合成生物学的迅猛发展,构建微生物细胞工厂以廉价、易获得的碳源为原料生产白藜芦醇及其衍生物成为近年来研究的热点,并取得了显著进展。本文综述了白藜芦醇及其衍生物的微生物合成现状,着重探讨开发有效的代谢工程策略应用于构建高效的白藜芦醇及其衍生物微生物细胞工厂,包括强化前体供应、异源合成途径酶的挖掘、筛选与优化等。本文旨在为白藜芦醇及其衍生物的大规模生物制造提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 合成生物学 白藜芦醇 细胞工厂 代谢工程
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国际基因工程机器大赛中植物合成生物学主题的设计与实践 被引量：1
3
作者 何杨昱 杨凯 +7 位作者 王玮琳 黄茜 丘梓樱 宋涛 何流赏 姚金鑫 甘露 何玉池 《合成生物学》 北大核心 2025年第5期1243-1254,共12页
在近五年的国际基因工程机器(International Genetically Engineered Machine,iGEM)大赛获奖项目中,植物底盘的研究相对较少,主要受限于植物系统的复杂性。相较于微生物,植物遗传操作周期长、标准化元件库匮乏、转化效率低,使得工程化... 在近五年的国际基因工程机器(International Genetically Engineered Machine,iGEM)大赛获奖项目中,植物底盘的研究相对较少,主要受限于植物系统的复杂性。相较于微生物,植物遗传操作周期长、标准化元件库匮乏、转化效率低,使得工程化改造更具挑战性。然而,植物合成生物学在农业可持续化、环境修复和生物医药等领域具有独特优势,使其成为合成生物学的重要研究方向。近年来,随着基因编辑技术、合成启动子优化和高效转化体系的进步,植物底盘的可编程性显著提升,为应对粮食安全、营养强化和植物源药物生产等全球性问题提供了创新解决方案。以分析往年iGEM参赛项目及分享作者团队的参赛经验作为研究方法,本文从iGEM竞赛的评审标准出发,探讨了植物合成生物学项目的立题策略和实施路径,包括科学问题的精准定位、遗传回路的模块化设计,以及实验与建模的有效整合。同时,分析了通过跨学科协作和成果可视化来提升项目的创新性与应用价值的策略(包括植物底盘选择策略、生物元件构建策略和精确化模型构建策略等),旨在为相关领域的研究团队提供方法指导和策略参考,推动这一重要研究方向的发展,助力参赛团队在国际舞台上脱颖而出。 展开更多
关键词 国际基因工程机器大赛 植物合成生物学 植物底盘材料 生物元件 创新性 基因编辑
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禽白血病P27蛋白单克隆抗体的制备 被引量：1
4
作者 李洁琼 罗明展 +3 位作者 王雄 胡小敏 张梦杨 姚伦广 《南阳师范学院学报》 CAS 2025年第1期46-52,共7页
为提高禽类养殖场对禽白血病病毒(Avian Leukosis Virus,ALV)的检测效率,采用原核表达系统制备J亚群禽白血病病毒(Avian Leukosis Virus Subgroup J,ALV-J)的P27蛋白,并基于该蛋白制备了高特异性的单克隆抗体。首先,通过BABL/c小鼠抗原... 为提高禽类养殖场对禽白血病病毒(Avian Leukosis Virus,ALV)的检测效率,采用原核表达系统制备J亚群禽白血病病毒(Avian Leukosis Virus Subgroup J,ALV-J)的P27蛋白,并基于该蛋白制备了高特异性的单克隆抗体。首先,通过BABL/c小鼠抗原免疫反应,获得杂交瘤细胞株诱生的小鼠腹水。随后,利用辛酸-硫酸铵沉淀法和Protein G琼脂凝胶亲和层析柱法对腹水中的单克隆抗体进行纯化。通过酶联免疫吸附试验(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)对纯化抗体进行效价和特异性鉴定。最后,利用杆状病毒表达系统表达的P27蛋白检测制备的抗体的特异性。研究结果显示,本实验成功获得了4株杂交瘤细胞(3C9、1H15、1H6和7G2)。其中,作为酶标抗体的7G2表现出最佳性能,而3C9则为最佳抗原。间接免疫荧光法(Indirect Immunofluorescence Assay,IFA)的结果显示,单克隆抗体能够与表达禽白血病P27的杆状病毒发生特异性反应。这表明禽白血病病毒P27蛋白单克隆抗体制备成功。 展开更多
关键词 家禽养殖 禽白血病病毒 单克隆抗体 杆状病毒表达系统
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CRISPR技术在链霉菌细胞工厂中的应用和优化 被引量：1
5
作者 李新颖 苏畅 +3 位作者 郭超 庞建 王超 李春 《化工学报》 北大核心 2025年第3期922-932,共11页
链霉菌底盘细胞的开发是微生物源药物高效合成的有效策略,高效的基因编辑工具为构建链霉菌细胞工厂提供了有力的技术支撑。CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)技术具有精准性、普适性和易操作性,在微... 链霉菌底盘细胞的开发是微生物源药物高效合成的有效策略,高效的基因编辑工具为构建链霉菌细胞工厂提供了有力的技术支撑。CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)技术具有精准性、普适性和易操作性,在微生物中得到了广泛的应用。然而脱靶效应、Cas蛋白毒性、编辑效率低下等原因,导致CRISPR在链霉菌中的应用受到一定的限制。对CRISPR相关技术在链霉菌中的应用及优化策略进行了总结和归纳,并对CRISPR系统在链霉菌细胞工厂中的应用前景进行了展望,为开发适用于链霉菌的高效基因编辑工具提供了参考。 展开更多
关键词 CRISPR 链霉菌 基因编辑 生物技术 优化策略
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超声靶向微泡破坏技术:神经退行性疾病治疗的新手段
6
作者 李玲妍 郑若泉 +5 位作者 胡火军 尤程程 杨轶 盛德乔 周军 黄益玲 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2025年第11期2759-2771,共13页
神经退行性疾病(neurodegenerative diseases,NDs)是一组以神经元结构和功能进行性丧失为特征的疾病,主要表现为认知功能下降、运动能力丧失及精神行为异常等症状,包括阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)、帕金森病(Parkinson’s di... 神经退行性疾病(neurodegenerative diseases,NDs)是一组以神经元结构和功能进行性丧失为特征的疾病,主要表现为认知功能下降、运动能力丧失及精神行为异常等症状,包括阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)、帕金森病(Parkinson’s disease,PD)和肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)等。随着全球人口增长和老龄化趋势的加剧,NDs的发病率持续上升,目前尚无根治方法。血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)在保护中枢神经系统稳定性、阻止血液中有害物质进入脑组织的同时,也限制了药物向脑实质的递送,为神经退行性疾病的治疗带来了巨大挑战。超声微泡靶向破坏(ultrasound-targeted microbubbles destruction,UTMD)技术是近年来在医学领域迅速发展的新兴技术,将聚焦超声(focused ultrasound,FUS)与微泡(microbubbles,MB)造影剂相结合,瞬时且可逆地打开BBB从而增加药物透过浓度,具有高效性、安全性和靶向性等特点,在NDs诊断和治疗领域具有巨大的开发潜力。本文介绍微泡的基本特征及超声微泡开放BBB的可能机制,并对UTMD技术在NDs治疗中的研究进展进行综述,旨在为神经退行性疾病治疗新策略和药物的研发提供理论依据和研究方向。 展开更多
关键词 神经退行性疾病 超声微泡靶向破坏技术 血脑屏障 药物递送 治疗
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食一氧化碳梭菌双功能醛醇脱氢酶的功能研究
7
作者 赖铭池 高欣雨 +4 位作者 万赛 刘自勇 李福利 杨松 谭扬 《中国生物工程杂志》 北大核心 2025年第6期16-27,共12页
食一氧化碳梭菌(Clostridium carboxidivorans P7)能利用合成气为碳源和能量合成溶剂乙醇与丁醇,然而其关键醇合成基因功能尚未解析。经生物信息学分析,在基因组存在两个编码双功能醛醇脱氢酶的基因adhE1与adhE2(Ccar_07995与Ccar_0800... 食一氧化碳梭菌(Clostridium carboxidivorans P7)能利用合成气为碳源和能量合成溶剂乙醇与丁醇,然而其关键醇合成基因功能尚未解析。经生物信息学分析,在基因组存在两个编码双功能醛醇脱氢酶的基因adhE1与adhE2(Ccar_07995与Ccar_08000),其氨基酸序列与来自模式大肠杆菌双功能醛醇脱氢酶的氨基酸序列一致性分别为63%和79%。通过体外与体内试验表征这两个AdhE。酶学特征分析证明AdhE1与AdhE2均有催化乙酰辅酶A与丁酰辅酶A合成醇的功能,AdhE1催化乙酰辅酶A到乙醇的酶活是0.40 U/mg,AdhE2的酶活是1.20 U/mg;AdhE1催化丁酰辅酶A到丁醇的酶活是0.26 U/mg,AdhE2的酶活是1.20 U/mg;AdhE2的催化活性显著大于AdhE1。体内研究,通过强启动子Pta分别将adhE1与adhE2过表达于模式合成气利用永达尔梭菌中,发现过表达菌株利用合成气合成乙醇的能力得到显著提升,其乙醇滴度分别提高了50%和75%。以上研究表明,adhE1与adhE2是C.carboxidivorans P7关键醇合成基因,为从分子水平上解析C.carboxidivorans P7利用合成气合成溶剂醇的关键机制提供重要证据。 展开更多
关键词 食一氧化碳梭菌 双功能醛醇脱氢酶 合成气发酵 乙醇
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草酸脱羧酶的进化和异源表达对罗伊氏乳杆菌草酸盐降解能力的影响
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作者 牛冬玉 孔令慧 +1 位作者 刘向勇 秦加阳 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期306-312,共7页
为了开发能够治疗或辅助治疗高草酸尿症的益生菌,采用基于深度学习的方法对枯草芽孢杆菌的草酸脱羧酶(OXDC)进行蛋白质进化,并在罗伊氏乳杆菌Limosilactobacillus reuteri Q35中异源表达野生型OXDC和2个预测催化常数更大的突变型OXDC-M5... 为了开发能够治疗或辅助治疗高草酸尿症的益生菌,采用基于深度学习的方法对枯草芽孢杆菌的草酸脱羧酶(OXDC)进行蛋白质进化,并在罗伊氏乳杆菌Limosilactobacillus reuteri Q35中异源表达野生型OXDC和2个预测催化常数更大的突变型OXDC-M5和OXDC-M10,比较基因工程菌株在生长体系和全细胞转化体系中降解草酸盐的能力。结果表明:突变型、野生型OXDC的表达均能显著提高罗伊氏乳杆菌的草酸铵降解能力,且OXDC-M10表达菌株L_(3)的降解能力最强;生长体系中培养24 h,菌株L_(3)的草酸盐降解率为45%,比对照菌株的高52.03%,比野生型OXDC表达菌株L_(1)的高12.78%;转化体系中培养4 h,菌株L_(3)的草酸盐降解率为46.56%,比对照菌株的高23.24%,比野生型OXDC表达菌株L_(1)的高21.25%,利用基因工程和蛋白质工程相结合的方法可显著提高罗伊氏乳杆菌Q35的草酸盐降解能力。 展开更多
关键词 蛋白质进化 草酸盐降解 异源表达 罗伊氏乳杆菌 草酸脱羧酶
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基因工程辅助萝卜硫苷在十字花科作物中的高效生物合成
9
作者 刘晓悦 王盼娣 +1 位作者 吴刚 刘芳 《合成生物学》 北大核心 2025年第1期136-156,共21页
植物次级代谢物萝卜硫苷(glucoraphanin,GRA)是一种由蛋氨酸衍生的硫代葡萄糖苷(glucosinolate,GSL),性质相对稳定,其本身及水解后活性产物萝卜硫素(sulforaphane,SFN)在抵抗癌症、神经保护等方面发挥重要作用,在食品营养和科学研究中... 植物次级代谢物萝卜硫苷(glucoraphanin,GRA)是一种由蛋氨酸衍生的硫代葡萄糖苷(glucosinolate,GSL),性质相对稳定,其本身及水解后活性产物萝卜硫素(sulforaphane,SFN)在抵抗癌症、神经保护等方面发挥重要作用,在食品营养和科学研究中受到广泛关注。本文将综述GRA的理化性质、来源、生物学功能、合成途径以及当前生产现状,并进一步探讨未来GRA高效生物合成的潜力策略。GRA合成路径复杂,包括侧链延伸、核心结构形成以及侧链修饰三个阶段,可经植物内源黑芥子酶(myrosinase,MYR)或肠道微生物转化为具有生物活性的SFN等物质。西蓝花等十字花科作物中GRA含量较高,是当前GRA的主要来源作物,但其存在种植周期较长、产量不稳、提取率低等问题,开发经济且可再生的GRA新资源将极大地推进GRA开发应用。随着GRA生物合成及调控路径的明晰,基因工程辅助GRA的高效生物合成展现出巨大的潜力,也提示突破主流的单基因调控策略,聚合多基因多维度协同提高GRA合成的潜力。本文聚焦基因工程辅助十字花科作物高效生产GRA这一目标,系统地梳理了GRA合成各阶段的潜在候选基因并从富集部位角度指出了具高应用价值的底盘作物,以期为将来通过基因工程和分子育种技术调控植物中GRA的生物合成、实现GRA大规模可持续生产,提供一定的思路和策略。 展开更多
关键词 萝卜硫苷(GRA) 萝卜硫素(SFN) 抗癌 基因工程 十字花科作物
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基于逆转录酶活性的复制型慢病毒检测方法的建立及应用 被引量：1
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作者 房恩岳 常宇桐 +2 位作者 何畦嘉 潘一西 胡孔新 《中国医药生物技术》 2025年第1期64-72,共9页
目的建立基于逆转录酶活性的复制型慢病毒检测方法,并进行方法学验证及适用性研究。方法以莫洛尼鼠白血病病毒逆转录酶为标准品,以噬菌体MS2 RNA为模板,经反转录后采用TaqMan探针实时荧光定量PCR方法检测特异性扩增信号。对方法的专属... 目的建立基于逆转录酶活性的复制型慢病毒检测方法,并进行方法学验证及适用性研究。方法以莫洛尼鼠白血病病毒逆转录酶为标准品,以噬菌体MS2 RNA为模板,经反转录后采用TaqMan探针实时荧光定量PCR方法检测特异性扩增信号。对方法的专属性、线性范围、准确度、重复性、中间精密度、最低定量限、最低检出限、耐用性和适用性进行验证。结果通过优化qPCR引物、探针浓度及反应条件,已建立稳定灵敏的逆转录酶活性检测方法。该方法专属性良好,对4种类型的细胞上清样品均无特异性扩增;在10^(4)~10^(9)pU/μL之间具有良好线性范围,r^(2)>0.99,且扩增效率处于93%~97%;准确度回收率在86%~102%,重复性RSD≤6%;中间精密度良好,加标样品RSD≤4%;最低定量限为8000 pU/μL;最低检出限为100 pU/test;耐用性良好,RSD≤8%,回收率89%~105%;通过指示细胞培养法接种的三类样品(CAR-T细胞终产品样品、慢病毒载体生产终末细胞样品、慢病毒载体未加工收获液)及其病毒感染加标样品,在感染终末阶段收样后使用本方法进行逆转录酶活性检测的结果显示,三类样品均未检出复制型慢病毒,而病毒感染加标组样品均可检出病毒,方法适用性良好。结论建立了稳定可靠的基于逆转录酶活性的复制型慢病毒检测方法,各项方法学验证结果均达满意要求,且方法适用于指示细胞培养法终末阶段收样的检测,为基因治疗产品临床应用的安全性研究提供技术支撑。 展开更多
关键词 复制型慢病毒 逆转录酶 嵌合抗原受体T细胞 方法学验证
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原位定向进化技术研究进展
11
作者 夏浩明 田开仁 +1 位作者 乔建军 李艳妮 《中国生物工程杂志》 北大核心 2025年第8期90-98,共9页
原位定向进化技术是基因工程领域十分强大的工具,为蛋白质工程、酶工程等提供了强有力的技术支持。原位定向进化技术在生物体内对目的基因或全基因组进行突变,获得突变体文库后通过施加一定的筛选压力获得具有预期表型的突变体,已在多... 原位定向进化技术是基因工程领域十分强大的工具,为蛋白质工程、酶工程等提供了强有力的技术支持。原位定向进化技术在生物体内对目的基因或全基因组进行突变,获得突变体文库后通过施加一定的筛选压力获得具有预期表型的突变体,已在多种细菌、真菌中成功应用。提高突变率是原位定向进化成功的关键步骤之一,近年提高体内突变率、扩大突变窗口的方法不断更新,为原位定向进化发展奠定了坚实的基础。此外,增加突变类型、拓宽靶向范围也成为了研究热点。综述了原位定向进化技术,如噬菌体辅助定向进化、脱氨酶介导碱基编辑以及正交复制突变技术的原理和应用,并对原位定向进化技术面临的挑战和发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 定向进化 噬菌体辅助定向进化 脱氨酶介导碱基编辑 正交复制突变系统
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iPSCs与基因编辑技术研究先天性心脏病遗传发病机制进展
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作者 王源源 徐洪岩 +1 位作者 裴元元 魏凤香 《中国比较医学杂志》 北大核心 2025年第10期140-148,共9页
先天性心脏病(CHD)是出生缺陷死亡的主要原因。在全基因组测序(WGS)和全外显子测序(WES)技术支持下,CHD的遗传学研究取得了较好的进展。为了解CHD具体遗传机制和遗传因素,细胞和动物模型成为更可靠的选择。人类诱导多功能干细胞(iPSCs)... 先天性心脏病(CHD)是出生缺陷死亡的主要原因。在全基因组测序(WGS)和全外显子测序(WES)技术支持下,CHD的遗传学研究取得了较好的进展。为了解CHD具体遗传机制和遗传因素,细胞和动物模型成为更可靠的选择。人类诱导多功能干细胞(iPSCs)为该研究提供了新的思路,利用患者特异性iPSCs诱导成心肌细胞,从而进行相关研究。使用CRISPR-Cas9基因编辑工具,引入转基因动物,同时可对iPSCs进行变异基因纠正或引入,更好地探究变异的致病性和CHD的分子基础。该综述中,我们讨论了通过基因组测序的CHD遗传学进展,同时探讨基因编辑和患者iPSCs如何在CHD遗传机制的研究中发挥作用,且两者相互结合后对疾病研究的意义,从而为临床研究CHD机制提供参考。 展开更多
关键词 CRISPR-Cas9 人类诱导多功能干细胞 先天性心脏病
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一种靶向肝脏递送CRISPR/Cas9工程外泌体的制备
13
作者 陈文婷 何韦韦 +4 位作者 万星 李世炼 龚红梅 朱研 毛青 《中国生物工程杂志》 北大核心 2025年第6期28-36,共9页
RNA引导的成簇规律间隔短回文重复(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)及其相关蛋白Cas9系统是一种高效的基因组编辑工具,因缺乏安全、特异性的体内递送系统限制了其在临床上的广泛运用。开发一种兼具... RNA引导的成簇规律间隔短回文重复(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)及其相关蛋白Cas9系统是一种高效的基因组编辑工具,因缺乏安全、特异性的体内递送系统限制了其在临床上的广泛运用。开发一种兼具安全性和特异性的CRISPR/Cas系统靶向递送载体,是实现其在临床医学中组织特异性精准治疗的关键挑战之一。外泌体(exosomes)是一种生物纳米级囊泡,在细胞间通信和生物分子传递中发挥重要作用。基于此,研究设计并构建了一种具有肝细胞靶向功能的CRISPR/Cas9工程化外泌体递送系统。通过将Cas9蛋白与肝细胞靶向多肽SP94和外泌体膜蛋白Lamp2b联合,实现了Cas9/sgRNA核糖核蛋白(ribonucleoprotein,RNP)的内源性装载,成功制备了具有肝细胞靶向性的CRISPR/Cas9工程外泌体(Cas9/sgRNA@Exo)。透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)和动态光散射(dynamic light scattering,DLS)表征结果显示,Cas9/sgRNA@Exo的平均粒径为125 nm,呈茶托样形态。通过流式细胞术分析和T7核酸内切酶I(T7 endonuclease I,T7E1)酶切实验证实,Cas9/sgRNA@Exo能够有效编辑靶基因eGFP,且表现出良好的生物安全性。该工程化外泌体为肝脏特异性基因治疗提供了一种新型的递送策略。 展开更多
关键词 CRISPR/Cas9递送 工程外泌体 基因编辑
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基于16S rRNA基因测序探究ApoE基因敲除兔肠道微生物特征
14
作者 黎桂玲 萨楚拉 +6 位作者 陈傍柱 刘月姝 刘科 谭巧燕 郑佳琳 朱叶萌 王刚 《广东农业科学》 2025年第7期72-83,共12页
【目的】探究ApoE基因敲除兔与新西兰兔的肠道微生物群落特征及其差异,揭示ApoE基因在调控肠道菌群方面的潜在作用。【方法】利用CRISPR/Cas9技术成功构建ApoE基因敲除兔,采用NovaSeq测序平台对ApoE基因敲除兔和新西兰兔的粪便进行16S r... 【目的】探究ApoE基因敲除兔与新西兰兔的肠道微生物群落特征及其差异,揭示ApoE基因在调控肠道菌群方面的潜在作用。【方法】利用CRISPR/Cas9技术成功构建ApoE基因敲除兔,采用NovaSeq测序平台对ApoE基因敲除兔和新西兰兔的粪便进行16S rRNA基因序列高通量测序。通过生物信息学方法对序列数据进行质量控制、ASV(扩增子序列变体)聚类、物种注释及多样性分析等,系统评估其肠道微生物的多样性、群落结构和功能调控的差异。【结果】在正常饮食条件下,ApoE基因敲除兔血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量均高于新西兰兔,其中TC、LDL-C差异极显著(P<0.01),符合高脂血症的特征。与新西兰兔相比,ApoE基因敲除兔的肠道微生物ASV丰度显著提高(P<0.01);在α多样性比较中,Observed_species、Chao1、Shannon、Simpson、PD_whole_tree指数显著性增加(P<0.05),物种丰富度和多样性增加;β多样性比较中,主成分、主坐标分析分别出现28.84%、38.20%的差异,肠道微生物群落结构发生明显变化。ApoE基因敲除兔的厚壁菌门/拟杆菌门比值(F/B)显著升高(P<0.05),肠道中产脂多糖(LPS)细菌和损伤黏膜细菌(如阿克曼菌、另枝菌属、梭状芽孢杆菌等)丰度增加。同时,在基础转录因子调控、药物代谢及Atrazine降解相关通路的丰度表现出显著性差异(P<0.05)。【结论】ApoE基因敲除兔的肠道微生物多样性及代谢通路发生改变,表明ApoE基因影响兔肠道微生物生态和代谢功能,在调控肠道微生态平衡中发挥重要作用。 展开更多
关键词 兔 高脂血症 APOE基因敲除 CRISPR/Cas9 16S rRNA 肠道微生物
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斑马鱼miR-194b基因敲除品系的构建及其对肝脏发育的影响
15
作者 曾婷 谢缤灵 +3 位作者 刘玲 陈思晴 熊蕾 谢华平 《激光生物学报》 2025年第4期319-327,共9页
microRNAs(miRNAs)是一类广泛参与各种生理过程的小非编码RNA,它们通过与靶标mRNA结合来调控蛋白质编码基因的表达。miR-194基因在肝脏组织中高表达,是人类早期肝损伤诊断的关键血清生物标志物。然而,该基因在肝损伤进展中的作用尚不清... microRNAs(miRNAs)是一类广泛参与各种生理过程的小非编码RNA,它们通过与靶标mRNA结合来调控蛋白质编码基因的表达。miR-194基因在肝脏组织中高表达,是人类早期肝损伤诊断的关键血清生物标志物。然而,该基因在肝损伤进展中的作用尚不清楚。生物信息学分析结果表明,miR-194b基因在多个物种中高度保守。为了揭示该基因在肝脏发育中的作用,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建miR-194b基因敲除的斑马鱼品系,并对其在肝脏发育中的作用进行初步探讨。首先利用在线网站设计两个miR-194b的特异性靶点,通过PCR扩增获得sgRNA模板DNA,DNA转录得到sgRNA。将sgRNA和Cas9蛋白共注射到斑马鱼1细胞胚胎中。将注射胚胎养至2月龄后筛选得到F0代嵌合突变体。F0代个体与野生型斑马鱼杂交得到F1代杂合突变体,经基因型鉴定及Sanger测序筛选出相同突变类型的F1代个体,F1代杂合子自交最终得到F2代纯合突变体。miR-194b纯合突变体未表现出明显的发育异常且具备正常的繁殖能力。miR-194b过表达试验结果表明,斑马鱼胚胎呈剂量依赖性发育畸形,其畸形的主要表现为肌节紊乱、心包水肿、肝脏变小、鱼鳔缺失,这证明miR-194b在斑马鱼胚胎早期发育和器官生成中发挥了重要作用。本研究成功构建了miR-194b敲除斑马鱼,为未来探究miR-194在肝脏发育中的作用提供了有效模型。 展开更多
关键词 斑马鱼 miR-194b基因 肝脏发育 MICRORNAS CRISPR/Cas9
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朱砂根及其变种红凉伞叶片转录组测序特征分析
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作者 胡菊 杨秀玲 +8 位作者 张恒 温家敏 王丽秋 廖杰林 凌朝宁 陈欣怡 张清艳 吴代妃 梁芳 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第6期108-117,共10页
为丰富朱砂根和红凉伞基因组信息,以2年生成熟叶片为材料,进行色差值和色素含量测定及转录组测序特征分析。结果表明:2种植物叶色存在明显差异,朱砂根叶片中的叶绿素和类胡萝卜素含量均高于红凉伞,而红凉伞叶片中的花青素和总黄酮(除花... 为丰富朱砂根和红凉伞基因组信息,以2年生成熟叶片为材料,进行色差值和色素含量测定及转录组测序特征分析。结果表明:2种植物叶色存在明显差异,朱砂根叶片中的叶绿素和类胡萝卜素含量均高于红凉伞,而红凉伞叶片中的花青素和总黄酮(除花青素外)含量则显著高于朱砂根(P<0.05);测序获得549625354条原始序列,组装获得84070条unigenes,共注释44304条unigenes,其中Nr、KEGG、KOG和SwissProt数据库分别注释40409、39034、27949条和32882条unigenes;共检测到1558个显著差异表达基因(DEGs),其中610个上调、948个下调;4条通路,即花青素生物合成通路(ko00942)、黄酮和黄酮醇生物合成通路(ko00944)、类黄酮生物合成通路(ko00941)及类胡萝卜素生物合成通路(ko00906)与叶色形成密切相关;转录因子注释发现ERF和bHLH家族数量最多,分别为117、104个;搜索出SSR位点15282个,并对所有的SSR位点成功设计出39867对引物。因此,4条通路中C12RT1、CYP98A2、CHS、CCOAOMT1、CHS2、AOG、CYP707A1表达量的显著下调,而At4g26220、TAT、CCOAOMT、Z-ISO、CYP707A2表达量的显著上调,可能影响了红凉伞叶色形成。 展开更多
关键词 色差值 色素含量 转录组测序 差异表达基因 转录因子 SSR
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酿酒酵母使能技术在化妆品原料合成中的应用 被引量：1
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作者 左一萌 张姣姣 连佳长 《合成生物学》 北大核心 2025年第2期233-253,共21页
伴随消费者对化妆品的需求急剧增长,化妆品原料市场同步扩张。化妆品原料作为化妆品的核心成分,不仅承载着化妆品的主体功效和产品竞争力,同时对化妆品的安全也至关重要。合成生物学是以工程化设计为理念,利用基因编辑技术、计算机模拟... 伴随消费者对化妆品的需求急剧增长,化妆品原料市场同步扩张。化妆品原料作为化妆品的核心成分,不仅承载着化妆品的主体功效和产品竞争力,同时对化妆品的安全也至关重要。合成生物学是以工程化设计为理念,利用基因编辑技术、计算机模拟技术和生物工程等技术对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成的一门新兴交叉融合性学科。合成生物学的进步使微生物宿主能够以高效、具有成本竞争力和安全的方式合成有价值的天然产物。随着合成生物学的不断发展,酿酒酵母作为一种重要的微生物底盘细胞,在化妆品原料合成中的应用日益广泛。构建酿酒酵母细胞工厂异源生物合成化妆品原料作为一种有效的替代方案,具有环保、可持续的优点,可以减少对传统物理提取法的依赖以及规避化学合成法的污染问题。本文综述了酿酒酵母基因编辑技术的发展及其在化妆品原料生物合成途径构建中的关键作用,总结了基因多拷贝整合、区室化工程、转运工程、人工多细胞体系等代谢工程策略在化妆品原料酿酒酵母细胞工厂优化中的应用,并进一步从萜类、维生素类、多酚类、蛋白质与氨基酸类等不同类别的化妆品活性成分出发,阐述了酿酒酵母细胞工厂生物合成化妆品原料的最新进展。虽然酿酒酵母在化妆品原料大规模生产方面具有巨大潜能与优势,然而目前仍面临诸如产品生物合成途径未完全解析、生物合成水平较为低下、分离纯化困难等一系列挑战。未来,结合人工智能、机器学习等手段有望开发更为高效的基因编辑工具并应用于酿酒酵母细胞工厂的优化与化妆品原料成分的合成中,为化妆品行业的可持续发展提供理论支持和实践指导。 展开更多
关键词 酿酒酵母 化妆品原料 合成生物学 基因组编辑 代谢工程 细胞工厂
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牛乳铁蛋白肽与蛙肽融合蛋白在毕赤酵母中的表达
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作者 是一林 刘威 +1 位作者 吴昊东 王亮 《食品工业科技》 北大核心 2025年第22期205-214,共10页
天然牛乳铁蛋白肽(Bovine Lactoferricin,LfcinB)产量低、化学合成成本昂贵,因此利用基因工程制备LfcinB,成为获取牛乳铁蛋白肽的首选方法。本研究利用生物信息学方法分析融合蛋白的基本理化性质,将阴离子肽牛蛙皮肤抗氧化肽(Antioxidan... 天然牛乳铁蛋白肽(Bovine Lactoferricin,LfcinB)产量低、化学合成成本昂贵,因此利用基因工程制备LfcinB,成为获取牛乳铁蛋白肽的首选方法。本研究利用生物信息学方法分析融合蛋白的基本理化性质,将阴离子肽牛蛙皮肤抗氧化肽(Antioxidant Peptide from Bullfrog Skin Protein,APBSP)与LfcinB连接起来,以融合蛋白的方式进行表达,中和牛乳铁蛋白肽携带的阳离子,构建了重组酵母GS115/pPIC9K-EGFP-APBSP-LfcinB-His,筛选出表达量最高的重组酵母,并对表达产物LfcinB-His进行分离纯化鉴定和抑菌活性检测。结果表明,LfcinB具有抗菌活性而构建的重组蛋白APBSP-LfcinB和EGFP-APBSP-LfcinB-His不具备抗菌活性。在甲醇诱导下的重组酵母GS115/pPIC9K-EGFP-APBSP-LfcinB-His的生长趋势高于GS115/pPIC9K-LfcinB-His,且SDS-PAGE电泳能检测出融合蛋白的高效表达,纯化分离后的LfcinB-His溶液作用于金黄色葡萄球菌ATCC25923、金黄色葡萄球菌CMCC26003、大肠杆菌ATCC25922、大肠杆菌C600时,平均抗菌效价分别为3.62×10^(9)、1.98×10^(8)、1.86×10^(8)、1.54×10^(9) U/mL,具备较强的抗菌活性。本研究为进一步开展LfcinB的高密度发酵奠定了基础。 展开更多
关键词 牛乳铁蛋白 融合蛋白 牛蛙皮肤蛋白抗氧化肽 基因工程 超滤浓缩
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植物人工染色体的研究现状与应用前景 被引量：1
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作者 蒲娅 焦雨铃 《合成生物学》 北大核心 2025年第5期1072-1092,共21页
由于生物科学与技术的持续革新,传统基因工程的局限性日益凸显。随着合成生物学的迅猛发展,植物人工染色体(plant artificial chromosome,PAC)应运而生。PAC不仅加深了我们对染色体结构与功能的理解,还可作为人为设计与构建的相对独立... 由于生物科学与技术的持续革新,传统基因工程的局限性日益凸显。随着合成生物学的迅猛发展,植物人工染色体(plant artificial chromosome,PAC)应运而生。PAC不仅加深了我们对染色体结构与功能的理解,还可作为人为设计与构建的相对独立的工具型染色体,能够避免位置效应与不利连锁现象,为多基因协同表达、复杂性状组合以及完整代谢通路的构建提供高效平台。本文总结了PAC的研究历史和现状,包括截短改造内源染色体与组装染色体元件构建PAC的策略、从头设计与合成染色体片段以实现基因组的改写、功能性着丝粒的构建以及DNA大片段转移技术。讨论了该领域发展所面临的挑战,包括着丝粒合成的复杂性、DNA大片段转移困难、PAC的不稳定性。展望了PAC在染色体基础研究、合成生物技术及农业基因工程中的广阔应用前景。 展开更多
关键词 植物人工染色体 微型染色体 合成基因组 人工着丝粒 DNA大片段转移
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植物人工染色体的构建与应用 被引量：1
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作者 魏家秀 嵇佩云 +3 位作者 节庆雨 黄秋燕 叶浩 戴俊彪 《合成生物学》 北大核心 2025年第5期1093-1106,共14页
植物人工染色体(PAC)是一种人工构建、能在植物细胞中独立复制并稳定遗传的染色体载体,具有高度工程化潜力。其核心优势在于能够承载超大容量基因模块并且独立于天然染色体系统,被视为一种潜在的通用基因操作平台,具有遗传稳定性与安全... 植物人工染色体(PAC)是一种人工构建、能在植物细胞中独立复制并稳定遗传的染色体载体,具有高度工程化潜力。其核心优势在于能够承载超大容量基因模块并且独立于天然染色体系统,被视为一种潜在的通用基因操作平台,具有遗传稳定性与安全性。本文从合成生物学视角,系统评述了PAC的构建策略、递送技术,并讨论了其在植物核外基因组中的研究进展。当前,PAC构建主要采取自上而下与自下而上两种策略。然而,PAC的大容量也使其递送更为困难。PAC的构建不仅能在染色体尺度上改造现有植物,更能通过构建全新的基因网络和代谢途径,尝试设计和创造自然界尚未存在的、具有特殊功能或属性的新生命形式,极大地拓展了合成生物学在植物领域的疆界。为充分释放这一潜力,未来研究需攻克超大DNA片段合成与递送的技术瓶颈,持续优化其遗传稳定性,并深度融合人工智能与合成生物技术,以实现PAC的精准设计与高效功能调控,从而驱动其在农业、医药及环保等领域的突破性应用。 展开更多
关键词 人工染色体 基因组工程 植物人工染色体 叶绿体人工染色体 合成生物学
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