鸡源乳酸菌的分离鉴定及其生物学特性分析

从健康鸡肠道中自行分离筛选出9株乳酸菌株为试验菌株,通过考察菌种的生长速度、耐酸、耐胆碱、耐肠胃液,并以抑菌性能作为主要指标。通过产酸能力测定、耐酸能力测定、耐受肠胃极端环境性能测定得到2株乳酸菌,2株乳酸菌上清液经牛津杯双层平板法对金黄色葡萄球菌、志贺氏菌、沙门氏菌、大肠杆菌、无乳链球菌等5株指示菌株进行抑菌试验,发现2株乳酸菌对5株指示菌株都具有非常明显的抑菌作用。采用16s rDNA分子标记对乳酸菌进行鉴定,并构建系统发育树。经分子生物学鉴定,L2为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、L4为短乳杆菌(Lactobacillus brevis)。

基于单细胞转录物组测序和加权基因共表达网络分析鉴定食蟹猴原始生殖细胞分化过程中的基因功能模块和分子网络

在哺乳动物中,作为能发育成精子或卵子的始祖细胞,原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)在生命繁衍、遗传信息传递中发挥着关键作用。然而,目前人们对于灵长类PGCs分化过程中的基因功能模块和分子网络知之甚少。在本研究中,首先诱导食蟹猴胚胎干细胞向PGCs分化,在该过程的不同阶段(第0 d、第2 d与第4 d)分别进行单细胞转录物组测序(scRNA-seq),并基于加权基因共表达网络分析(WGCNA),鉴定其中的功能模块。结果共获得食蟹猴PGCs分化day 0、day 2、day 4三个时间点各91、55、66个单细胞样本。基于上述共计212个scRNA-seq数据,鉴定获得17个不同的基因功能模块。其中,与PGCs分化day 0显著正相关的模块为MEsalmon,对应的相关系数和显著性水平分别为0.89、2E-72。与day 2和day 4正相关性最高的模块均为MEblue,且随着分化时间的进行其相关系数从0.24(P-value=5E-04)增大到0.66(P-value=4E-28),并显著富集于BMP、Wnt信号通路以及上皮细胞分化、性腺发育等过程,推测该模块参与食蟹猴PGCs分化过程的起始和驱动。同时,对各个时间点的差异基因也进行了分析。最后,结合STRING数据库、Cytoscape和MCODE等工具,构建了食蟹猴PGCs分化过程中的PPI分子网络,鉴定到8个核心子网络及BMP4、WNT3、TFAP2C、SOX17等关键调控因子,并进行了人、食蟹猴和小鼠之间的比较分析。上述结果为深入理解非人灵长类胚胎干细胞早期发育规律,以及PGCs分化过程中的基因表达调控特征,提供了新的研究线索和理论参考。

人、猕猴、小鼠精子细胞发育过程中的关键基因模块及分子网络研究

在哺乳动物精子形成过程中,存在3种重要的细胞类型,即原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)、粗线期精母细胞(pachytene spermatocytes,PS)和圆形精子细胞(round spermatids,RS)。目前,在灵长类动物如猕猴(Macaca mulatta)中,有关上述细胞的研究十分匮乏。为了鉴定比较人(Homo sapiens)、猕猴(Macaca mulatta)、小鼠(Mus musculus)精子发生过程中的特征性基因模块和分子网络,我们从GEO数据库获取了PGCs、PS和RS的RNA-seq数据,并同时进行了3个物种的转录组和加权共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)。我们分别获得了人、猕猴、小鼠精子形成过程中的特征性基因模块,发现在猕猴精子发育过程中存在MEblue(相关系数=0.98,P=2×10^(-5),含211个基因)、MEdarkslateblue(相关系数=0.94,P=5×10^(-4),含242个基因)、MElightgreen(相关系数=0.97,P=6×10^(-5),含202个基因)3个特征性基因模块,分别与上述3种细胞类型极其显著相关。结果表明,分别存在9个(Ganab,Sfrp1,Angptl4,Hpgd,Arhgap1,Fat,Prdm1,Bmp4,Mmp9)和3个(Clpb,Sycp1,Sycp2)基因为人、猕猴、小鼠三物种PGCs和RS细胞特征性模块所共有。此外,结合STRING数据库,借助Cytoscape和MCODE等工具,我们构建了不同物种精子形成过程中的蛋白质-蛋白质互作(protein-protein interaction,PPI)分子网络,分别获得了对应于人、猕猴和小鼠的6个核心子网络及其中的关键因子(共计170个),如BMP4、PRDM14、SOX17和SYCP2等。本研究为深入理解从啮齿类动物到灵长类动物生殖系细胞分化和发育中的基因表达调控特征提供了新的研究线索和理论参考。

幼年恒河猴睾丸中生殖发育相关核心调控因子的鉴定及其分子网络研究

睾丸通过产生精子在生命繁殖和遗传信息传递中起着重要作用.目前,与生殖发育相关的众多研究主要基于小鼠模型进行,由于物种之间的差异,所获得的很多结果较难直接转化到灵长类动物中.在本研究中,使用恒河猴作为非人灵长类动物模型,对其早期睾丸发育中的关键因子和调控网络进行研究.与未分化的干细胞状态相比,幼年恒河猴早期睾丸中有1660个基因上调,主要涉及精子发生、DNA甲基化、精卵识别等生物学过程.而1432个下调基因主要涉及胚胎发育、干细胞增殖调控、组蛋白H3-K4甲基化等生物学过程.基于这些结果,进一步构建了幼年恒河猴睾丸中的蛋白质-蛋白质相互作用分子网络,并发现该网络成员高度富集于Wnt信号通路.通过MCODE分析,ALDH1A1、CALCOCO1、CCNA2、CUX1、CXCL12、HIST2H2AC、HORMAD1、SMARCA4、SOX30、SYCP1、SPATA22、SYCP2、SOX2和SYCP3被鉴定为该网络中的关键调控因子.此外,基于恒河猴、人和小鼠睾丸RNA-seq数据,进一步比较了3个物种间生殖系统中的基因表达特征,证实了恒河猴和人类生殖系统中睾丸基因的表达特征更接近,并鉴定到了3个物种间共有的12个调控因子.总而言之,本研究为更好地理解非人灵长类动物的生殖发育规律及其幼年期睾丸中的分子调控网络提供了新的研究线索和理论参考.