摘要：背景:聚乙二醇(PEG)为临床常用肠道准备清洁剂,但仍存在一些缺点。笔者等设计了一种低剂量PEG联合低剂量硫酸镁的肠道准备方案,以期能减少PEG溶液摄入量,提高肠腔清洁程度,减少气泡,缩短结肠镜检查时间。目的:以标准剂量PEG方案为对照,评价新方案在结肠镜检查前肠道准备中的有效性、耐受性、安全性以及合适的给药时机。方法:连续收集拟行结肠镜检查者180例,随机分为三组。A组服用标准剂量PEG(68.56 g/包×2包)、B组连续服用低剂量PEG(1包)和硫酸镁(25%,60 ml)、C组间断服用低剂量PEG和硫酸镁行肠道准备。内镜医师单盲行Boston肠道准备量表(BBPS)和肠腔内气泡评分,记录结肠镜检查时间。问卷调查患者对药物的耐受性,记录服药后不良反应。监测用药前后心率、血压和实验室指标。结果:所有患者均完成肠道准备和全结肠镜检查。B、C两组BBPS总分显著高于A组(P<0.05),结肠镜检查时间显著短于A组(P<0.05),B组肠腔内气泡评分显著低于A、C两组(P<0.05)。B、C两组药物口感评分、完全服用率和愿意再服率均高于A组。三组间总体不良反应评分无明显差异。结论:与标准剂量PEG方案相比,连续服用低剂量PEG和低剂量硫酸镁用于结肠镜检查前肠道准备更为有效,耐受性更高;两种方案安全性相似。

摘要：为提高光的非视觉生物效应研究方法选取提供科学依据,本研究采用文献分析法搜集筛选有效文献240篇对光的非视觉生物效应相关的认知/注意力水平、警觉度、情绪、睡眠质量、节律相位等5个人体指标的25种评价方法进行比较评估。研究结果:(1)提出由“方法设计”、“心理学评价特征量”和“方法在光环境研究中适用性”三个维度的14个方法质量评估指标组成的方法质量评估模型;(2)构建适用于综合光环境研究的非视觉生物效应评价方法质量评估模型;(3)提出不同光环境特征量化分析方法。光的非视觉生物效应评价方法质量评估模型的建立可以为不同类型的光环境研究提供方法选取的依据和推荐,从而为光环境人因工程学研究的方法论提供理论基础。

摘要：近年来,利用冷冻电子显微镜在分枝杆菌(mycobacteria)的核糖体中新发现了两个蛋白:位于30S亚基解码中心附近的bS22和位于50S亚基肽酰转移酶中心附近的bL37。由于这两个蛋白均邻近抗生素与核糖体结合区,推测它们可能会影响相关药物与靶点的结合。因此我们利用同源重组的方法,在野生型耻垢分枝杆菌(Mycolicibacterium smegmatis)mc2155中分别敲除这两个蛋白的编码基因,并测定菌株的生长曲线和对相关抗生素的敏感性。结果表明,与野生型相比,2株敲除株的生长速率均没有显著变化,但菌株ΔbS22相比于野生型对卷曲霉素、卡那霉素、阿米卡星、链霉素、庆大霉素、巴龙霉素和潮霉素B的敏感性增加,菌株ΔbL37相比于野生型对利奈唑胺的敏感性增加,并且这种敏感性的变化通过基因回补均得到恢复。研究结果暗示了核糖体蛋白bS22、bL37作为药物设计靶点的可能性。

摘要：目的 基于新冠Spike蛋白抗原抗体复合物结构数据,探究表位与抗体的空间识别关系。方法 基于718对新冠Spike蛋白抗原抗体复合物结构数据,首先分析抗原表位分布的热点区域及抗体基因片段使用偏好性;其次对抗原抗体结合界面提取抗原空间表位和CDR结构,分别构建抗原空间表位的相似性聚类树以及对应抗体重链CDR结构的相似性聚类树,通过比较对应聚类树之间的相似性评估抗原空间表位与抗体CDR结构的整体识别关系。结果 表位位点中94.02%分布于RBD,4.44%分布于NTD,且前10位热点位置均分布于RBM;抗体VJ基因的偏好性片段为IGHV3-30/IGHJ4和IGHV1-58/IGHJ3。空间表位聚类树与对应抗体CDR结构聚类树之间的相似性显著高于随机聚类树,提示表位与CDR结构存有内在关联。进一步分析数据发现,免疫原性相似的抗原表位,会被结构相似的CDR结构识别,且CDR3结构的贡献最大。结论 从目前数据来看,表位位点分布以RBD区域为主,抗体IGHV3-30/IGHJ4和IGHV1-58/IGHJ3片段突出,相似的抗原空间表位会被相似的CDR结构识别,这些发现为后续的新冠病毒抗体设计及优化提供一定的理论支撑。

摘要：在蛋白质组学中,胰蛋白酶具有最优秀的酶切特异性及最广泛的应用,然而胰蛋白酶在特定研究中作用仍然有限。作为胰蛋白酶镜像酶,LysargiNase能够特异性切割蛋白质或多肽中赖氨酸与精氨酸位点的氨基端肽键,被认为具有部分替代胰蛋白酶的潜力。为系统分析LysargiNase在蛋白质组学中的应用价值,本研究设计出带有His-tag标签的重组质粒,并在原核表达系统中顺利表达出重组LysargiNase蛋白酶,经测试具有预期活性及酶切特异性。将重组LysargiNase与胰蛋白酶的酶切结果进行对比,显示两种蛋白酶的酶切结果存在很高的互补性,LysargiNase酶能够提高胰蛋白酶酶切的鉴定序列覆盖度。对比重组LysargiNase与两种商品化产品的酶切效率,结果显示3种蛋白酶的性能相近,乙酰化样品的酶切位点识别特异性极高。此外,综合评价几种化学修饰对LysargiNase酶切效率的影响,发现酶原水平的双甲基化修饰与活化水平的乙酰化修饰均能够提高LysargiNase的酶切效率。

摘要：突变体库是研究基因功能的重要工具。拟南芥种质资源库(ABRC)储藏了几乎涵盖所有基因的突变体材料,其中T-DNA插入突变体占绝大多数。然而,当在T-DNA插入突变体中进行遗传转化或与其他转基因报告系统进行杂交时容易引起转基因沉默,阻碍了相关研究的开展,甚至产生错误结论。甲基磺酸乙酯(Ethyl Methane Sulfonate,EMS)诱变和快中子诱变技术可获得非转基因突变体,但这两种方法均为随机诱变技术,需要通过基因定位来确认突变位点,无法实现基因靶向敲除。CRISPR/Cas9可以对目的基因进行靶向编辑,获得不携带转基因的突变体。拟南芥中尚无利用CRISPR/Cas9进行高通量突变体库构建的报道。本研究共设计900条sgRNAs靶向300个RNA通路相关基因,通过合成sgRNA混池文库、引入DsRed2荧光筛选标记、将DNA条形码和二代测序技术相结合,实现了对转基因阳性苗的高通量鉴定和分型,并对T2代具有发育缺陷的无荧光植株进行负向筛选,成功鉴定到了不含转基因的smd3-b和rlua4突变体。

摘要：果蝇是实验教学中最常用的重要生物材料之一。在果蝇实验教学中,每个学生通常需要针对上百只果蝇进行手工辨认,并记录每只果蝇身上的数个不同性状,工作量大且分类标准参差不齐。为了解决这一问题,本文将现代计算机技术融入到遗传学实验教学中,使用深度卷积神经网络来自动统计每只果蝇的性状。采用的是目标检测模型+分类模型的两阶段策略模式。在分类模型的训练设计过程中,创新性利用了关键点辅助分类的方法,有效地提升了模型的可解释性。此外,还针对任务特性改善了RandAugment方法,利用渐进式学习与适应性正则化策略,在有限的计算资源下训练了MobileNetV3架构下的多标签分类任务,并最终在每只果蝇3对性状(红/白眼、长/小翅、雌/雄)的分类任务下分别达到了97.5%、97.5%和98%的准确率。模型经过优化后,可以在手机端10 s内完成600个果蝇性状的分类,该模型具有轻量化的特点,大小不到5 MB,易于在各类安卓系统手机上安装使用。该系统的开发有利于推进以果蝇为研究对象的遗传规律验证等实验的教学,也可用于涉及大量果蝇分类统计分析的科研工作。

摘要：近年来,利用基因编辑工具编辑特定基因逐渐成为一种获得突变体的主要方法。CRISPR/Cas9编辑技术是目前最新和最高效的基因编辑技术。然而,这一技术在植物中的编辑率受到很多因素的影响,例如如何设计gRNA以及如何避免脱靶效应等。为了探究gRNA的二级结构对拟南芥基因编辑的影响,我们选择了拟南芥基因组中的组蛋白去乙酰化酶(HDACs)基因家族中一个植物特有的亚家族(HD2)为靶基因,通过设计这一亚家族中3个HD2基因不同的CRISPR/Cas9靶点,观察不同gRNA接头二级结构对CIRSPR/Cas9编辑率的影响。结果显示:不同gRNA接头二级结构对基因的编辑率会有一定的影响,当二级结构由一段单链RNA、5个茎环、2个突环和3个发夹环组成的时候,编辑率最高。该研究可为后续人们使用以tRNA为策略设计gRNA的CRISPR/Cas9工具时选择合适的靶点,为提高基因编辑率提供基础。

摘要：转录因子及启动子是基因回路的基础。相较于原核启动子,真核启动子作用机制复杂,增加了全新设计与改造的难度。目前有限数量的真核转录因子及启动子成为在哺乳动物细胞中设计并实现复杂基因回路以满足各类临床或工业应用需求的瓶颈。文中介绍了基于能够结合特定DNA序列的DNA结合结构域,通过柔性连接肽连接到转录抑制模块KRAB,构建抑制型转录因子以及通过在SV40启动子下游插入结合序列构建对应启动子的方法。而后,在哺乳动物细胞系中通过流式细胞术对其抑制转录的强度、不同转录因子及启动子对之间的正交性进行了测定。文中提供了一套标准化的、可调节的转录因子及启动子的全新设计与构建方案。基于该方案所构建的5对抑制型转录因子及启动子对能够在哺乳动物细胞中起到不同程度的抑制效果且相互正交。文中构建的哺乳动物转录因子及启动子对扩充了哺乳动物生物元件库,为构建复杂真核基因回路打下了基础;运用该设计方法能够根据需求构建更多正交的人工转录因子及启动子对。

摘要：酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes Cas9,SpCas9)已成为强大的基因组编辑工具,但其可识别的前间隔序列临近基序(Protospacer adjacent motifs,PAMs)范围有限,且存在脱靶效应。为解决这些问题,文中提出一种对SpCas9的定向进化突变体xCas9进行优化的理性方法。首先,使用Rosetta程序进行能量最小化以优化Cas9的三维结构,获得其能量最低的构象;然后,对其定向进化所得氨基酸位点进行组合突变设计;最后,通过自由能排序从设计突变体中筛选出用于实验验证的最优变体。经DNA剪切实验验证,成功地获得了一个多PAM识别和低脱靶的新变体yCas9(262A/324R/409N/480K/543D/694L/1219T)。该变体可识别NG、GAA和GAT序列,且其由错配sgRNA引导的脱靶DNA剪切活性低,为生物医学领域提供了一个有潜在应用价值的基因编辑工具。同时,文中还对SpCas9、xCas9和yCas9进行了分子动力学模拟,揭示了其PAM识别和脱靶效应的机理,可为进一步的CRISPR/Cas9蛋白优化改造提供理论指导。