细胞工程研究性教学研究

细胞工程是一门现代生物科学理论和工程技术相结合的综合性学科,它既是现代生物学科的重要组成部分,同时也是现代生物学研究的重要工具,在高等院校生命科学及相关学科的课程设置中占重要地位。实验作为生物学的基础,实验教学培养学生的动手能力,创新能力。细胞工程作为与实验相结合的生物学基础学科,能促进学生对其理论知识加以理解并灵活运用于实践。通过实验性教学,教师可以充分调动学生在课堂上的积极性。

小鼠脑组织及培养神经元Neuro-2a在内质网应激反应时的基因表达谱分析

内质网是真核细胞的重要细胞器。某些细胞内外因素如病原体感染等能引起从内质网到胞浆和胞核的信号传导途径活化,即内质网应激反应。但是,目前国内外尚无针对内质网应激反应的基因表达谱分析报道。本研究中,用3种已报道的内质网应激反应诱导剂,包括蛋白质糖基化抑制剂衣霉素(tunicamycin)、内质网Ca^(2+)-ATPases抑制剂毒胡萝卜素(thapsigargin)和乙脑病毒(Japanese encephalitis virus,JEV),分别处理小鼠颅腔和小鼠脑神经瘤细胞(Neuro-2a),试剂处理组与未处理组的第二代RNA测序分析发现,衣霉素、毒胡萝卜素和乙脑病毒在体外和体内均引起分子伴侣基因Hsp70表达上调,诱导内质网应激反应。衣霉素、毒胡萝卜素和乙脑病毒体外处理诱导的内质网应激反应信号通路中,基因差异表达相似性高于体内处理组。乙脑病毒和糖基化抑制剂衣霉素体内外处理,主要诱导内质网应激反应的非折叠蛋白质反应信号通路,引起相关基因Atf4、Bip、Edem和Perk等表达上调。内质网Ca^(2+)-ATPases抑制剂毒胡萝卜素主要诱导内质网超负荷反应,激活NF-κB信号通路。乙脑病毒诱导的内质网应激反应相关差异表达基因数量最多,体外与体内合计有40种。乙脑病毒体内外处理上调的基因包括Bax、Casp12、Atf4、Bip、Edem和Perk等,下调的基因包括Sec23/24、Nef、Svip和Jnk等。糖基化抑制剂衣霉素体内外处理上调基因包括Gadd34、Atf4、Ermani和Bip等,下调基因包括Grp94、Atf6、Sec23/24和Nef等。内质网Ca2+-ATPases抑制剂毒胡萝卜素体内外处理上调的基因包括Sec61、Trap和Ask1等。衣霉素、毒胡萝卜素和乙脑病毒体内外处理也通过内质网应激反应,调控与炎症或凋亡相关的MAPK信号通路和P53信号通路。本研究首次通过使用3种内质网应激反应诱导剂分别处理小鼠和细胞,揭示了体内外内质网应激反应引起的基因表达谱变化,为内质网应激反应相关疾病的治疗提供了新思路。

非结构蛋白4B与卵巢癌免疫反应抗原域蛋白2相互作用结构域的生物信息学分析

目的分析非结构蛋白4B(NS4B蛋白)与卵巢癌免疫反应抗原域蛋白2(OCIAD2)相互作用的结构域。方法进入(美国国立生物技术信息中心(NCBI)主页分别查询NS4B蛋白和OCIAD2蛋白Gen Bank序列号,进入通用蛋白质数据库(Uni Prot)主页输入在NCBI中查询的NS4B蛋白和OCIAD2蛋白序列号,查询蛋白编号,进入ELM主页面,输入在Uni Prot查询到的NS4B蛋白编号A4GSN1和OCIAD2蛋白编号Q56VL3,查询跨膜结构域和线性基序。返回ELM主页,选择ELM binding domains,查询数据库里总的相互作用结构域。进入SMART主页,输入蛋白序列号或蛋白序列,查询蛋白跨膜区域和低复杂性区域。低复杂性区域的氨基酸会呈现出弹性的结构容易作为该蛋白和其他类型蛋白相结合的结构域。不同的跨膜区域因共同定位于细胞膜上可能发生相互作用。结果NS4B蛋白存在跨膜区域,OCIAD2蛋白不存在跨膜区域,没有发现NS4B和OCIAD2蛋白存在直接相互作用的线性基序。OCIAD2蛋白具有一个低复杂性区域(88~98氨基酸);NS4B蛋白具有2个低复杂性区域(106~132氨基酸和141~154氨基酸)。结论 OCIAD2蛋白与NS4B蛋白可能通过低复杂性区域发生直接相互作用。

细胞生物学课程研究性教学的实践研究

细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是当前生命科学领域中最活跃、最富有发展前景的学科之一。本研究中,笔者通过实施研究性教学,激发了学生学习细胞生物学的好奇心和浓厚兴趣,培养了学生的独立思考能力和实践能力,加深了学生对细胞生物学知识的深入理解和学以致用,同时引导学生了解了细胞生物学发展的前沿和热点,拓宽了学生的学术视野。