摘要：类器官由成体干细胞或多能干细胞在体外分化而来,可以在细胞类型、空间结构及生理功能上实现对体内组织器官的模拟。类器官的构建及技术完善,推动了发育生物学、遗传学、病理毒理学等发展。合成生物学是一门多学科交叉的新兴学科,以工程学思想为指导,旨在通过工程化、模块化的方法设计、改造、构建生物元件、系统、功能等。近年来类器官构建的优化方案体现了与合成生物学契合的研究理念,而合成生物学的发展及相关方法的产生也为类器官技术的发展起到了推动作用。本文将概述类器官和合成生物学的发展历程与面对的挑战,探讨类器官优化过程中合成生物学策略的体现与新兴的合成生物学工具对于类器官在时空命运调控、结构自组织及功能形成等方面的优化作用,简述基于类器官模型的研究对于合成生物学发展的促进作用。总的来说,本文旨在阐述合成生物学与类器官构建及优化之间相辅相成、互相促进的关系,并进一步探讨合成生物学与类器官在未来结合应用的潜力。

摘要：青蒿素及其衍生物蒿甲醚、青蒿琥酯在抗疟领域取得了巨大成功,尤其对脑型疟疾和抗氯喹耐药表现出很好的疗效.本文首先对青蒿素及其衍生物的构效关系进行了回顾,系统分析了采用量子化学计算、三维定量构效关系分析、还原电势检测,以及分子对接等不同手段对于研究青蒿素衍生物结构优化,阐明其潜在作用机制方面的指导作用.除了抗疟作用,青蒿素及其衍生物还具有显著的免疫调节功能.近年来,通过对青蒿素类化合物开展了以免疫调节活性为导向的药物化学与药理学相结合的系统研究,在青蒿素母体结构上引入新的基团,发现了一批具有更强免疫抑制活性以及口服吸收良好的新型青蒿素衍生物.其次,主要介绍这些新型青蒿素类衍生物在治疗自身免疫疾病方面的研究进展.为了充分挖掘青蒿素骨架在药物研发方面的潜力,从20世纪90年代开始有越来越多的研究开始探索青蒿素及其衍生物的抗肿瘤活性.青蒿素本身或其简单的衍生物,如双氢青蒿素、蒿甲醚、蒿乙醚等的抗肿瘤活性较弱.然而,通过采用向青蒿素骨架中引入水溶性片段、杂多环,以及靶向药物片段等策略,可以获得抗肿瘤活性更好,成药性更高,且具有明确分子靶标的新型青蒿素衍生物.最后,对新型抗肿瘤青蒿素衍生物的设计和改造最新进展进行了综述.

摘要：大数据时代,超级计算机促进了合理药物设计研发,这种药物研究模式的转变推动了创新新药发现又一个春天的到来。科研信息化基础设施的升级,包括高性能计算机处理器技术的不断更新,新的资源模式的出现,使得超算技术与计算生物学、计算化学密切结合,进一步为传统的药物发现和计算机辅助药物设计增添了新功能,加速了分子动力学模拟和虚拟筛选等的研究进程。文章从药物设计学方法研究、药代动力学模型设计和药物设计方法的具体应用三个方面对当今合理药物设计领域的新发展进行了评述,详尽阐释了科研信息化在提高效率、降低成本、加快进程、管控风险及提升研发价值和创新能力方面的优势。

摘要：由于三个等位基因IA、IB、i的不同组合,红细胞表面带有不同的抗原,因而ABO血型分为A型、B型、AB型、O型。其中A型血个体的基因型可能是IAIA或IAi,B型血个体的基因型可能是IBIB或IBi,因此,利用血清学方法无法直接判断A或B型血个体的基因型。根据IA、IB与i基因在序列上的区别,应用PCR与限制性内切酶片段长度多态性相结合的技术,可以进行人ABO血型的基因型鉴定。本实验用PCR-RFPL法对一名A型血个体进行基因型鉴定,并用测序进行验证。结果显示,PCR-RFLP法与测序得到的结论一致,说明该方法可行性较高。

摘要：基于CRISPR-dCas9的基因转录激活表达能够避免基因异位表达带来的表型干扰,同时使基因有效地特异性表达。该研究利用新型CRISPR-Act3.0表达系统,在毛果杨(Populus trichocarpa)中对维管形成层特异表达转录因子ANT(AINTEGUMENTA)进行基因转录激活,创制遗传材料,并对基因的功能进行分析。首先对毛果杨PtrANTs转录因子进行同源分析,选取其中的PtrANT-4进行后续研究,对该基因进行克隆并利用荧光定量PCR分析其在各组织中的表达情况;其次在PtrANT-4启动子上设计3条gRNAs,构建CRISPR-dCas9转录激活表达载体,利用原生质体瞬时转化法检测该载体的表达;最后将该表达载体利用农杆菌介导法转化毛果杨,获得PtrANT-4转录激活遗传材料。结果表明:毛果杨中有4个PtrANTs转录因子,选取的PtrANT-4基因CDS序列全长为2 058 bp,编码685个氨基酸,在毛果杨侧生分生组织维管形成层特异表达。基于CRISPR-Act3.0表达系统成功构建的转录激活载体,在毛果杨木质部原生质体中转化后具有激活PtrANT-4表达的作用。获得的遗传转化植株中PtrANT-4基因仅在茎维管形成层中的表达量显著提高,说明PtrANT-4在茎维管形成层发育过程中可能起重要作用。该研究为PtrANT的功能研究奠定了一定研究基础,同时为维管形成层干细胞发育的机制研究提供了重要的遗传材料。

摘要：为积极响应教育部在防控新冠肺炎疫情下"停课不停教、停课不停学"的号召,上海科技大学各学院努力组织开课教师利用现有网络平台资源,结合自身教学特点,开展在线教学。"现代生物学基础实验理论"课程通过校内互动教学平台、QQ群及校内邮件传送等方式,构建了新形势下的混合式在线教学模式。该课程教学进展顺利,学生反馈良好,教师和学生双方均已逐步适应教学节奏。本文将从教学方案设计、教学实施及教学反馈等方面进行阐述。期望这种特殊情势下的尝试和探索,可以为今后开展类似在线互动教学方式提供参考,也为传统课堂教学适应多媒体时代的混合教学要求提供有益的补充。

摘要："分子生物学实验"是分子生物学理论课配套的实验课。掌握分子生物学基本实验技术是生命科学对新时代人才发展的基本需求。上海科技大学通过整合教学资源与实验室资源,对传统本科生"分子生物学实验"的教学内容和体系进行调整,建立了一套基础实验与前沿实验相结合、验证性实验和自主设计性实验相结合的教学体系,为提高本科生"分子生物学实验"课程教学质量和培养综合型人才奠定了基础。

摘要：钙离子和镁离子是生物细胞中重要的二价阳离子,对生物膜结构保持和功能行使发挥重要作用。但至今,对两种阳离子在不同浓度下与大肠杆菌内膜相互作用的认识仍存在局限。本文采用动态光散射(DLS)、zeta电势实验、全原子分子动力学模拟(AA-MD),定量研究了不同浓度的钙离子和镁离子对混合磷脂双分子层膜(1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-丙三基-3-磷酸乙醇胺(POPE):1-棕榈酰基-2-油酰基-sn-丙三基-3-磷酸甘油(POPG)的摩尔比为3:1)模拟的大肠杆菌内膜的影响。DLS结果表明,在0和1 mmol·L-1钙离子或镁离子溶液中,POPE/POPG脂质体为均匀的单分散体系。当两种离子浓度分别提高到5–100 mmol·L-1范围时,单室脂质体间发生脂分子聚集或脂质体融合事件。Zeta电势数据表明,钙离子或镁离子对电负性的POPE/POPG脂质体均有电荷反转效果。AA-MD模拟计算结果表明,当模拟时间超过100 ns时,各浓度的钙离子稳定地吸附在磷脂双分子层膜上,而镁离子动态地吸附/解吸附于磷脂膜,这些结果与DLS和zeta电势实验基本吻合。同时,通过计算径向分布函数,分析了0、5、100 mmol·L-1浓度溶液中POPE和POPG的磷酸、羰基和羟基基团氧原子的第一配位壳层中的钙离子或镁离子的平均配位数目,结果表明两种离子主要结合在POPE和POPG电负性的磷酸基团上,因此可以解释DLS实验中钙离子或镁离子对POPE/POPG脂质体的电荷反转现象。另外,随着离子浓度的增高,钙离子减小了磷脂双分子层膜的单个磷脂面积,同时使膜的厚度增大,而镁离子对膜的两种参数影响较小。同时,相同浓度条件下两种离子对膜中磷脂分子的取向影响不同。这些模拟结果可在原子水平上解释DLS和zeta电势实验中钙离子和镁离子对POPE/POPG脂质体的不同影响。本文的实验和分子动力学模拟结果可以解释一些与二价阳离子调控相关的生物学过程,例如,膜融合。

摘要：利用甘油醛三磷酸脱氢酶（glyceraldehydes-3-phosphatedehydrogenase,GAP）启动子在毕赤酵母中表达人鹅型溶菌酶2（human goose-type lysozyme 2,h LysG2）,并在小试规模建立一套有效的重组hLysG2（recombinant h LysG2,rh LysG2）生产工艺流程。根据毕赤酵母密码子偏爱性设计并人工合成hLysG2基因,将其连接至pGAPZαA质粒中,构建重组表达质粒pGAPZαA-h LysG2。将重组表达载体线性化后电转化毕赤酵母GS115感受态细胞,通过Zeocin抗性筛选获取高拷贝重组菌株,并在5L生物反应器中进行发酵培养。发酵60h后发酵液上清酶活性达到最高,发酵液上清经SDS-PAGE及Western blot检测证实rh LysG2得到表达。与诱导型表达相比,组成型表达发酵时间缩短了48h,上清中rhLysG2总活性提高了23.8%;使用甲壳素亲和层析和分子筛层析对rhLysG2进行纯化后,每升发酵液上清可纯化到187.4mg重组蛋白,纯化产物纯度达99.0%以上;浊度测定法分析显示,在p H 5.6、30℃和0.1mol/L Na＋的条件下,rhLysG2可达到最大酶活性13 500U/mg。利用GAP启动子在毕赤酵母中成功表达了高纯度和高活性的rh LysG2,避免了甲醇的使用,缩短了发酵时间,提高了蛋白产量,为将rhLysG2开发为新型抗耐药菌药物奠定了基础。

摘要：结核病(tuberculosis)是一种严重威胁人类生命健康的传染性疾病,主要由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)感染引起。当前结核病的耐药性问题突出,新药的研发刻不容缓。研究抗结核药物靶点的结构将助力药物的开发工作。文章总结了在结核杆菌细胞壁合成和能量代谢这两个重要生理过程中关键药物靶点的最新结构研究进展,分析了这些膜蛋白及其复合物的结构与功能的关系和已知药物分子作用于靶点的精确作用方式,以及对于抗结核新药设计的重要价值。