对两用生物技术发展现状与生物安全的思考

生命科技的蓬勃发展与全球化步伐的持续加速,为人类社会带来了诸多福祉。然而,生物技术的两用特征和传染病严峻的流行趋势带来了一系列生物安全隐患,引发了世界性的生物安全问题。随着国际形势的日趋复杂,生物安全这一非传统安全问题已成为国家安全体系的重要组成部分。本文通过分析典型两用生物技术的潜在威胁及新发突发传染病的发展趋势,指出我国生物安全领域面临的挑战性问题。同时结合研究发达国家在战略、政策与技术方面应对生物安全的重要举措,从战略布局、科技创新、团队建设、政策支持等方面为我国在两用生物技术的生物安全领域的发展提出建议。

蒙古口蘑子实体凝集素性质初步研究

对蒙古口蘑干燥子实体研磨后,用磷酸盐缓冲液浸提,得到蒙古口蘑子实体的凝集素粗提物。对其性质进行分析表明,蒙古口蘑子实体凝集素对牛血和羊血都能凝集,且对羊血的凝集作用较强;D-果糖、β-葡萄糖、半乳糖和木糖对蒙古口蘑子实体凝集素均具有抑制作用;弱酸或弱碱性浸提液有利于凝集素的提取;蒙古口蘑子实体凝集素具有一定的热稳定性,直到70℃以后凝集红细胞的活力才丧失;凝集素的凝集活性对Ca2+、Mg2+、Mn2+和Fe3+这4种离子有不同程度的依赖。

华根霉产纤溶酶液体发酵条件的研究

研究了华根霉TCCC41014产纤溶酶液态发酵的工艺条件，采用单因素实验对液态发酵培养基的碳源、氮源、初始pH值、温度和装液量进行了优化。结果表明，实验范围内华根霉TCCC41014液态发酵产纤溶酶的适宜培养基组成（g/L）：糊精80，蛋白胨60，豆粕60，初始pH为4．5。适宜培养条件：培养温度为29℃，装液量为50／500mL三角瓶，接种量5×10^5个孢子／mL，培养时间为60h。优化条件下的纤溶酶产量达64．64U／mL。

基于UPLC/Q-TOF MS/MS的芝麻油成分分析

为发现芝麻油中新成分,通过UPLC/Q-TOF MS/MS对4种芝麻油甲醇提取液进行检测分析。结果表明:4种芝麻油中共发现143种共同物质,其中正离子模式71种,负离子模式72种。共同物质中鉴定出77种物质,其余66种为未鉴定成分;77种鉴定成分中包括脂肪酸及衍生物(8种)、芝麻素、芝麻林素、硬脂酰胺等12种已知成分,其余65种为新发现成分;新发现成分包括油酸酰胺、棕榈酰胺、亚油酰胺、芥酸酰胺、8-甲基-N-香草基壬酰胺、辣椒酰胺、N-硬脂酰丙氨酸等17种脂肪酸酰胺,十六碳烯酸、十八碳烯酸等22种脂肪酸及衍生物,5-脱氧基维醇、天孢菌素等5种类黄酮,马泰树脂醇、银杏酸等21种其他成分。芝麻油中含有大量新成分和未知成分,富含的脂肪酸、脂肪酸酰胺、类黄酮、木脂素等物质可解释其独特生理功能。

吸附-交联法固定D-泛解酸内酯水解酶的研究

选择6种吸附树脂和离子交换树脂对D-泛解酸内酯水解酶进行固定化,筛选出了固定化效果较好的大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂D-380为载体,用先吸附后交联的方法固定化。通过实验对固定化条件进行了优化,得出最佳的固定化条件为:加酶量6 U/g树脂、吸附pH 7.5、吸附时间4 h、吸附温度30℃、交联剂戊二醛终浓度0.1%、交联时间2 h。实验表明在此条件下制得的固定化酶有很好的稳定性:固定化酶在连续20次的底物水解反应后,剩余酶活达到71%。当温度达到80℃时游离酶几乎失去酶活,而固定化酶剩余酶活为60%以上。游离酶的pH稳定性范围为pH 7～8,而固定化酶为pH 6.5～8.5。

一种基于图卷积神经网络和依存分析的财经新闻情感分析方法

财经新闻的情感分析有助于企业和投资者确定投资风险和提高经济效益,具有较高的应用价值。针对财经新闻文本,提出一种在图卷积神经网络中使用依存句法分析(Dependency Analysis-based Graph Convolutional Network,DA-GCN)的情感分析方法。该方法通过分析文档中词语的依存关系,获取句子的语序信息和文档中重要的句子成分,再通过词语在文档中的共现信息实现信息传递和对图的参数更新。在财经新闻数据集上进行的实验表明,本文提出的方法与传统深度学习方法相比,在各项评价指标上都取得显著提升。

工程微藻的生物安全风险、管控及生物封存

微藻具备利用太阳能固定CO_(2)并转化为有机物的能力,已成为有前途的绿色细胞工厂。随着生物技术快速发展,前沿生物技术在光合微藻中的研究与应用不断拓展,对微藻的工程改造日益全面和深入,比如通过合成生物学和基因组编辑技术对微藻进行工程改造,使其有潜力应用于医学、农业、食品、能源、环境等领域。然而,与此同时,工程微藻在环境中存活和扩散的风险也随之增加,给生态环境和人类健康带来潜在安全风险。为避免其在环境中扩散对生态环境和人体健康造成生物安全风险,需要强化工程微藻生物安全风险管控政策,并针对其开发生物风险防控技术。为了实现这一目标,研究人员开发了生物封存系统(biocontainment),包括利用有毒蛋白设计杀伤开关等主动策略和敲除必需基因制造营养缺陷型菌株等被动策略,对工程微藻进行空间上的封存。本文对近几年前沿生物技术在微藻生物工程领域的应用、工程微藻逃逸的生物安全风险和管理规范以及工程微藻中建立的多种新型生物封存技术的研究进展进行了总结和评述,最后对微藻生物封存领域的未来发展方向进行了展望。

新工科背景下高校生物安全人才培养体系建设

近年来,全球生物安全形势日趋严峻,重大传染病疫情、生物技术误用和谬用、生物武器等生物安全威胁不断显现,生物安全已跃升为我国国家安全的重要组成部分;而与此同时,生物安全作为一门新兴的交叉型学科,其教育体系的建立与完善还处于起步阶段。受国内外生物安全形势、生物安全产业发展以及国家安全学学科设立的影响,凸显了我国在生物安全这一交叉领域的人才储备的短板和不足。尤其在新工科建设背景下,更加显现出生物安全人才培养的重要性。本文根据作者在实际教学中的经验,从建立交叉融合课程体系、构建创新性教学模式、探索通识教育改革方案和完善持续改进机制等几个方面,系统介绍了新工科背景下完善生物安全领域人才体系的具体措施。

光合微生物混菌体系的应用和研究进展

光合微生物与其他异养微生物混菌共培养是近年来的研究热点,该体系弥补了光合微生物纯培养时易染菌、不稳定等缺陷,在污水处理、土壤改善、生物降解有害物质、生产高附加值产物方面拥有广阔的应用前景。文中通过系统总结天然和人工光合微生物混菌体系的研究进展,探究人工构建的光驱动混菌体系的基础理论和应用前景,为进一步利用合成生物学等前沿技术理性改造基于光合微生物的混菌培养系统提供科学依据。

一步法生产1,5-戊二胺谷氨酸棒杆菌基因工程菌的构建

1,5-戊二胺是一种重要的化工原料,发酵法生产1,5-戊二胺是一条新颖且具有潜在竞争力的生产途径。以蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)AS1.1009基因组为模板,通过PCR扩增,得到大小约为2.2kb的赖氨酸脱羧酶基因ldc。以大肠杆菌(Escherichia coli)/谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)穿梭质粒pXMJl9为载体,将扩增得到的目的基因片段克隆至谷氨酸棒杆菌C.glutamicum TK260512,获得重组菌株C.glutamicum TK260512/pXMJl9-ldc.在摇瓶发酵水平上,通过IPTG诱导ldc基因的表达,并采用反相高效液相色谱方法测定了发酵液中1,5-戊二胺的含量,结果显示,经36h发酵,工程菌C.glutamicum TK260512/pXMJ19-ldc的1,5-戊二胺产量为0.96g/L。

双顺反子翻译偶联表达载体的构建及蚓激酶基因F238在大肠杆菌中的可溶性表达

为了实现外源蛋白在大肠杆菌中的可溶性表达,利用硫氧还蛋白作为分子伴侣构建双顺反子翻译偶联表达载体pDICT。将大肠杆菌硫氧还蛋白基因插入到pET22b载体NdeI和EcoR I位点之间,同时在硫氧还蛋白编码基因的终止密码子前加入核糖体结合位点,构建成双顺反子翻译偶联表达载体pDICT。将蚓激酶基因F238克隆到该载体,转化大肠杆菌BL21(DE3)并诱导表达。SDS-PAGE结果表明,所表达的蚓激酶F238是可溶性蛋白。利用血纤维蛋白法对表达产物进行活性测定,重组蚓激酶F238不仅具有纤溶酶活性,而且具有激活纤溶酶原的激酶活性。该双顺反子翻译偶联表达载体的构建,为在大肠杆菌中可溶性表达外源蛋白提供了新方法。

人工微生物混菌系统机制解析中的组学应用及进展

人工微生物混菌系统的生物工程应用价值日益受到重视,使得对于混菌系统中成员菌间的相互作用机制研究也成为近年来的一个热点。其研究结果一方面可以为现有人工混菌系统的进一步优化提供理论依据,另一方面也为全新混菌系统的人工构建提供新的思路和策略,进而促进人工微生物混菌系统未来规模化应用。基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等研究方法能够高通量分析各种生物分子、提供大量的数据与信息,多组学分析可以获得混菌系统中细胞的“全景”,在揭示人工微生物混菌系统中各个成员间的相互作用的研究中有着特殊的意义。文中综述了近年来多种组学技术在人工微生物混菌系统机制解析中的应用及研究进展,从代谢网络、能量代谢、信号转导、膜转运、胁迫响应、混菌系统的稳定性以及结构合理性等方面探讨混菌系统机制解析的最新进展,以期为利用合成生物学、基因组编辑等新兴生物技术改造微生物混菌系统实现其工程化应用提供理论依据。