慢病毒载体介导稳定表达Cpf1的细胞系的构建及其基因编辑效率验证

【目的】通过慢病毒转染细胞构建稳定表达CRISPR/Cpf1的293 T和HT 1080细胞系,实现高效率基因编辑。【方法】PCR扩增AsCpf1和LbCpf1基因片段,酶切后克隆到慢病毒载体pLent-EF1a-MF-CMV-GFP-P2A-Puro上,将该质粒与慢病毒包装质粒psPAX2、pMD2.G共转染293FT细胞,通过抗性和荧光标记筛选得到稳定表达LbCpf1和AsCpf1的细胞系,并对单克隆细胞进行DNA、RNA特异性和反转录验证。用设计好的针对ABCG1基因的sgRNA转染单克隆细胞,通过DNA特异性和T7E1酶切验证基因敲除效率。【结果】成功构建了Cpf1-pLent慢病毒载体,重组载体对293 FT细胞进行慢病毒包装、浓缩与纯化后,病毒滴度均在10~6 TU/mL之上。用纯化后的病毒感染293 T和HT 1080细胞,筛选出3株能稳定表Cpf1的细胞系,目的ABCG1基因的基因编辑功能验证表明其中2株T7EΙ酶切掉带明显,sgRNA靶向敲除效率较高,命名为AsCpf1-293 T-7D和AsCpf1-HT108002-3B。【结论】建立了稳定表达Cpf1的293T和HT 1080细胞细胞系,可以用于目的基因的高效敲除。

基于功率增强型QEPAS技术的二氧化碳气体高灵敏检测研究

二氧化碳(CO_2)是环境大气以及燃烧废气的主要成分,同时也是重要的化工原料,对其浓度进行高灵敏度检测在物理、生物、化学等众多学科中均有重要的应用。传统检测方法已经无法满足国防科研、能源化工、医疗诊断等科技前沿领域中对CO_2浓度检测的需求。石英增强光声光谱(QEPAS)技术是近年来发展迅速的一种激光检测技术,具有高分辨率、小体积、对环境噪声免疫等优点。基于QEPAS技术探测灵敏度与激励光功率成正比的特性,以中心波长为1 572 nm的窄线宽分布反馈式半导体激光器为激励光源,将掺饵光纤放大器(EDFA)与QEPAS技术联用,提出了功率增强型QEPAS技术,实现了光声信号的大幅度提高。此外,通过波长调制技术、谐波解调技术以及电调制相消技术的使用,成功将装置的整体噪声压制在音叉式石英晶振的理论热噪声水平。激光波长调制深度对装置信号幅度的影响也通过实验在一个标准大气压下进行了研究。结果显示,对6 361.25 cm^(-1)处CO_2气体吸收线,当激光功率为1 495 mW,调制深度为0.33 cm^(-1),系统探测带宽为0.833 Hz时,功率增强型QEPAS装置对CO_2的探测灵敏度为3.5 ppm,归一化等效吸收系数为1.01×10^(-8) W·cm^(-1)·Hz^(-1/2)。

艾叶类黄酮O-甲基转移酶基因家族的鉴定及表达分析

艾(Artemisia argyi)以叶片入药,为我国常用大宗中药材,主要活性成分为挥发油、黄酮等化合物,具有多种药理活性。目前鉴定到的艾叶黄酮类物质多为氧甲基化修饰,而类黄酮O-甲基转移酶(flavonoid O-methyltransferase,FOMT)是黄酮类化合物氧甲基化修饰的关键酶。为进一步了解FOMT蛋白功能及特性,本研究对艾中FOMT基因家族进行了全基因组的挖掘和鉴定,并进行系统发育、染色体定位、基因序列特征、亚细胞定位预测、蛋白结构、基因结构分析及表达模式的分析和验证。结果表明,在艾的基因组中,共鉴定得到83个FOMT基因,系统发育树显示FOMT基因分为CCoAOMT(caffeoyl CoA O-methyltransferase)亚家族(32个基因)和COMT(caffeic acid O-methyltransferase)亚家族(51个基因)两个亚类。基因序列特征分析显示FOMT编码氨基酸的数目介于70~734 aa,分子质量为25296.55~34241.3 Da,等电点为4.51~9.99,与32个CCoAOMT亚家族成员相比,51个COMT亚家族成员中,约1/3的FOMT蛋白为疏水性蛋白,2/3蛋白为亲水性蛋白。亚细胞定位预测结果显示超过80%的CCoAOMT亚家族成员定位于细胞质,96%的COMT亚家族成员定位于叶绿体。COMT成员相对CCoAOMT成员motif数较多,且位于N端的motifs变异相对较大,位于C端的motifs相对保守;表达模式分析显示CCoAOMT亚家族成员主要在根中表达,而COMT成员主要在叶片中高量表达;实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)验证了部分FOMT在叶片中优势表达,具有组织表达特异性。本研究对艾叶FOMT基因家族进行鉴定与分析,为进一步深入研究FOMT功能和甲基化黄酮类化合物的生物合成提供理论依据。