C2株贾第虫醛糖还原酶的原核表达与生物信息学分析北大核心

[目的]克隆、原核表达、纯化C2株蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia,简称贾第虫)醛糖还原酶(Aldose reductase,AR)基因,并进行生物信息学分析。[方法]从C2株贾第虫基因组DNA中克隆贾第虫AR编码区,双酶切连入原核表达载体pET-28a(+),酶切和测序进行验证,并进行生物信息学分析;将构建成功的重组质粒pET-28a(+)-AR转化大肠杆菌Rosetta(DE3)并进行诱导表达,SDS-PAGE及Western Blot验证表达效果;镍亲和层析纯化AR蛋白,SDS-PAGE观察纯化效果。[结果]成功克隆了C2株贾第虫AR蛋白编码区并构建了原核表达载体,SDS-PAGE及Western Blot显示,AR表达载体转化的大肠杆菌经诱导可表达出相对分子量约37.2k Da的目的蛋白,与预期一致;重组蛋白通过亲和层析获得了高效纯化;生物信息学分析显示贾第虫AR蛋白主要二级结构为无规则卷曲,整体为一个NADPH依赖的氧化还原酶结构域。AR蛋白在真核生物中相当保守,贾第虫AR蛋白在进化上相对独立。[结论]证实了贾第虫AR蛋白的存在并明确了其结构和进化上的特征,为贾第虫AR抗体的制备和功能的研究提供了基础。     

硫化物抑制潮土反硝化过程中氧化亚氮还原的菌群机制

【背景】土壤中的反硝化作用形成气态产物N_2O和N_2,会导致氮素的气态损失,并造成温室效应。硫化物对土壤的N_2O还原具有抑制作用,但其对菌群和功能基因的影响机制还不清楚。【目的】研究有无外加碳源情况下,硫化物对反硝化作用中间产物(NO、N_2O)的积累、反硝化功能基因(narG、nirS、nirK和nosZ)表达量以及菌群结构的影响。【方法】分别设置不同量葡萄糖(0和1000mg-C/kg干重土壤)和硫化钠(0和150mg-S/kg干重土壤)添加的交叉处理,进行室内微宇宙培养实验,利用自动化培养与实时气体检测系统检测培养过程中NO、N_2O和N_2的积累量,通过反转录定量PCR测定反硝化功能基因表达量,利用MiSeq技术平台基于16S rRNA基因序列的高通量测序分析样品的菌群结构。【结果】硫化钠的添加显著抑制N_2O还原,但是其对于N_2O积累量没有显著影响,却显著降低了NO的积累量。硫化钠的添加短时间内在转录水平上显著抑制N_2O还原酶的活性,并且抑制固氮弧菌属(Azoarcus)、微枝形杆菌属(Microvirga)、剑菌属(Ensifer)、氮氢单胞菌属(Azohydromonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、斯科曼氏球菌属(Skermanella)、申氏杆菌属(Shinella)和西索恩氏菌属(Chthoniobacter)的基因转录,降低它们的转录本丰度,结合Kyoto Encyclopedia of Genes andGenomes(KEGG)数据库的查询结果,发现硫化钠的添加抑制了不产生N_2O的N_2O还原反硝化细菌的生长。【结论】堆肥或其他原因引起的土壤硫化物增加,导致反硝化过程N_2O还原被抑制的原因是由于其对氧化亚氮基因转录的抑制和对不同反硝化菌的选择作用,研究结果有助于认识硫化物对氮代谢影响的微生物机制。     

老年骨关节置换术围术期发生脑梗死的危险因素分析及预防对策研究

目的:分析老年骨关节置换术围术期发生脑梗死的危险因素并研究其预防对策。方法:选择2015年1月-2016年6月我院收治的200例行关节置换术患者,对所有患者的性别、年龄、体重、身高、患病情况、置入假体类型、手术时间、术中出血量、术后引流量、切口长度、住院时间、下地时间及高血压、糖尿病、冠心病等合并症情况进行回归分析,明确患者围术期发生脑梗死的危险因素,并提出针对性预防措施。结果:入组200例行骨关节置换术患者,围术期发生脑梗死患者53例。单因素分析结果显示年龄是否超过65岁、吸烟与否、疾病类型、麻醉方式、有无冠心病、糖尿病、高血压等合并症的骨关节置换术患者围术期脑梗死的发生率存在显著性差异(P0.05)。而进一步logistics回归分析显示年龄超过65岁、吸烟、患者股骨颈骨折、手术麻醉为全麻、有冠心病、糖尿病、高血压等合并症是影响行骨关节置换术患者围术期发生脑梗死的独立危险因素(P0.05)。结论:年龄超过65岁、吸烟、患者股骨颈骨折、手术麻醉为全麻、有冠心病、糖尿病、高血压等合并症的骨关节置换术患者围术期更易发生脑梗死,对有上述特点患者应密切注意预后情况,给予精细的护理措施,防止脑梗死的发生。     

反应器进水管生物膜中喹啉降解菌的分离鉴定及降解特性

【背景】喹啉是一类高毒、致癌且难降解的含氮杂环化合物,本实验室建立了一个长期高效运行的反硝化喹啉降解生物反应器。【目的】从反应器进水管富集的生物膜中筛选有氧条件下降解喹啉的菌株。【方法】通过以喹啉为唯一碳源的培养基来富集、分离、纯化菌株;利用16S rRNA基因的序列分析鉴定分离株的系统发育地位;比较不同pH及温度条件下菌株的喹啉降解特性。【结果】经鉴定,4株分离物Q1、Q3、Q7和Q8分别属于Sphingobium、Massilia、Rhodococcus和Dyadobacter属。降解实验表明,以上菌株均能在48 h内实现50 mg/L喹啉的完全去除,但各自表现出不同的降解特性,其中Q1、Q3和Q8在降解过程中都检测到了喹啉降解产物2-羟基喹啉的积累。降解喹啉的Sphingobium、Massilia和Dyadobacter属菌株尚未见报道。【结论】从喹啉降解生物反应器的进水管内分离的4株喹啉降解菌可为设计处理含喹啉工业废水的反应器提供新菌种资源,对于完善喹啉生物降解机理研究具有实际意义。     

过量施肥对设施菜田土壤菌群结构及N2O产生的影响

【背景】N_2O是一种很强的温室气体,其温室效应强度大约是CO_2的265倍。土壤氮肥施加量是影响N_2O排放的重要因素,而厌氧条件下微生物反硝化则是N_2O产生的重要途径。【目的】研究过量施肥条件下蔬菜大棚土壤菌群结构变化及其对N_2O气体排放的影响。【方法】利用自动化培养与实时气体检测系统(Robot)监测土壤厌氧培养过程中N_2O和N_2排放通量,比较过量施肥和减氮施肥模式下土壤N_2O排放模式的差异。通过Illumina二代测序平台对这2种不同施肥处理的土壤微生物群落进行高通量测序,研究不同施肥量对土壤菌群组成的影响。【结果】过量施肥土壤中硝酸盐的含量大约是减氮施肥土壤的2倍,通过添加硝酸盐使2种土壤的硝酸盐含量均为60 mg/kg或为200 mg/kg时,过量施肥土壤在厌氧培养前期N_2O气体的产生量及产生速度都明显高于减氮施肥土壤。另外,过量施肥导致土壤菌群结构发生显著改变,并且降低了土壤微生物的多样性。相对于减氮施肥,过量施肥方式富集了Rhodanobacter属的微生物。PICRUSt预测结果显示,传统施肥没有显著改变反硝化功能基因相对丰度。【结论】长期过量氮肥施用显著增加了土壤N_2O的排放,可能原因是施肥改变了包括氮转化相关微生物在内的土壤菌群组成,从而影响了土壤N_2O气体的形成与还原过程。     

非典型氧化亚氮还原酶基因nosZ II研究进展

氧化亚氮(N_2O)是一种强力温室气体,能够破坏臭氧层。微生物含有的nosZ基因能够编码氧化亚氮还原酶,该酶可还原N_2O成为无害的N_2,因而对环境中nosZ基因的研究成为气候变化研究的一个热点。最近研究者对全基因组序列分析的结果揭示了一类新型nosZ基因(非典型nosZ Ⅱ基因)存在于更为广泛和多样的氮代谢微生物当中,这类nosZ编码的蛋白能够起到氧化亚氮还原酶的作用,并且广泛存在于多样的自然环境中。然而,针对含有非典型nosZ Ⅱ基因的微生物的相关研究还很不全面,这类微生物发挥作用的环境条件以及在N_2O还原过程中的特性仍然未知。本文主要综述了非典型nosZ Ⅱ基因与典型nosZ Ⅰ的主要差异、在环境中的分布情况以及未来研究方向的展望等。     

广东省2020年首次报道E基因型柯萨奇病毒B组3型的鉴定及基因特征分析

柯萨奇病毒B组3型(Coxsackievirus B3,CVB3)是肠道病毒中流行较为广泛的血清型之一,在全球多个国家和地区曾报道儿童急性心肌炎、无菌性脑膜炎、手足口病等的暴发流行,严重威胁儿童健康和公共卫生安全。本研究对广东省2020年手足口病患者标本中分离到的8株CVB3进行基因特征和进化分析,结果显示分离到的8株CVB3 VP1区核苷酸序列相似性为98.2%~99.5%,与原型株Nancy的核苷酸序列相似性在77.9%~78.5%之间,与其他CVB3中国大陆流行株的核苷酸序列相似性为79.6%~82.2%。8株CVB3均为E基因型,为广东省首次报道。8株CVB3分离株在进化树上聚集,提示病毒发生了局部传播。全基因组序列分析提示2株广东CVB3分离株在非结构蛋白区有重组现象的发生。本研究为E基因型CVB3在我国的流行传播和疾病防控提供基础资料。     

柯萨奇病毒A组6型对利巴韦林耐药性的初步研究

柯萨奇病毒A组6型（Coxsackievirus A6,CVA6）已成为近年来国内导致手足口病的主要病原体。本研究挑选16株中国流行的不同基因亚型的CVA6，通过在RD细胞上的细胞活性实验和观察致细胞病变效应来检测利巴韦林对不同CVA6毒株的抑制率。结果表明药物浓度在0.8mmol/L和0.4mmol/L作用下对部分CVA6有明显的抑制作用（P<0.0001），在0.8mmol/L药物浓度下根据抑制率的高低，将抑制率大于80%的CVA6株（5株，占31.25%）以及低于10%的CVA6株（5株，占31.25%）分别定义为对利巴韦林敏感组和耐药组。为了探究CVA6耐药性与病毒致病力之间的关系，在利巴韦林敏感组与利巴韦林耐药组分别随机挑选两株CVA6进行ICR乳鼠感染实验。通过观察乳鼠生存率、临床评分和体重变化，结果显示利巴韦林耐药组CVA6致病力均比利巴韦林敏感组弱，表明利巴韦林耐药与致病力之间存在一定联系。最后使用MEGA软件对利巴韦林敏感组和耐药组CVA6进行3D区氨基酸序列比对分析，发现两组CVA6在3D区75位、308位、342位、346位氨基酸完全不同，提示利巴韦林耐药与...     

2009-2019年中国大陆柯萨奇病毒A14型基因特征分析

柯萨奇病毒A14型属于肠道病毒A组，可引起手足口病和无菌性脑膜炎等疾病，但目前全球对CVA14的分子流行病学研究较少，尚无对CVA14基于全长VP1区进行明确分型的相关研究。因得到中国手足口病监测网络的技术支持，本研究获得2009-2019年在中国大陆分离到的15株CVA14，应用RT-PCR对其全长VP1区进行扩增、测序和分析，并与GenBank中下载的22条CVA14全长VP1序列共同构建系统发育树。结果显示，2009-2019年中国大陆分离的15株CVA14与原型株G-14的核苷酸与氨基酸相似性分别为81.8%～82.9%与95.6%～96.9%,15株CVA14之间的核苷酸与氨基酸相似性分别为91.7%～99.7%与98.3%～100%。中国大陆所有的22条CVA14序列之间的核苷酸与氨基酸相似性分别为91.7%～100.0%与98.3%～100.0%。中国大陆所有的CVA14与国外8条CVA14序列之间的核苷酸与氨基酸相似性分别为80.7%～86.0%与94.9%～97.9%。基于全长VP1系统发育树，全球CVA14可划分为A-G七个基因型，目前全球范围内流行的CVA14的基...