面向微生物遗传操作的编辑序列设计工具的研究进展

以同源重组、CRISPR等为代表的遗传操作技术是合成生物学的重要支撑技术。高效准确的遗传操作依赖于可准确定位编辑位点和实现序列改造的编辑序列(如引物序列、同源臂序列、sgRNA序列等)。由于遗传改造目标与遗传操作技术丰富多变,加之近年来基于生物铸造厂(BioFoundry)的自动化遗传改造模式对高通量设计的需求日益增加,使得通过计算机辅助设计工具实现精准快速的编辑序列设计愈发重要。本文针对不同阶段实现不同目标的微生物遗传操作技术和相应的编辑序列辅助设计工具的发展进行了综述。按照不同编辑序列类型和遗传操作应用场景,将编辑序列设计工具划分为四种类型:引物设计工具、DNA组装的设计工具、sgRNA设计工具、基因组编辑的全流程设计工具,对各类编辑序列设计工具的应用及存在的问题进行了分析总结并对未来的研究方向进行了展望。编辑序列设计工具的发展将有助于实现合成生物学“设计—构建—测试—学习”(designbuild-test-learn,DBTL)工作循环中上游的基因型“设计”与下游“构建”两个关键环节之间的无缝衔接。

煤层气压缩机干气密封仿真实验研究

为探究煤层气压缩机干气密封结构可能的优化路径,以螺旋槽型干气密封为例,在建立干气密封结构仿真模型的基础上,对该结构的压力分布进行分析,基于压力分布结果,进一步针对设备主轴转速、螺旋角度和螺旋槽数量三项主要参数对干气密封结构密封性能的影响开展仿真分析,并据分析结果提出干气密封结构设计与优化的相关建议,以期为今后的研究工作提供参考与借鉴。

结合元素组成数据进行细胞生长过程代谢通量分析

将细胞内的生物大分子合成网络简化为对某些中心代谢系统前体的需求速率 ,由此得到一枯草杆菌生长代谢网络 ,并以其为对象结合文献数据对细胞生长过程的通量分析方法进行了研究 .提出了一种利用碳元素平衡和一般化还原度平衡将细胞的元素组成数据与其分子组成数据相结合计算胞内通量分布的最小二乘解的方法 ,可以利用更多的测量数据 ,并保证各测得量间的一致性 ,从而使计算结果更为可靠 .

代谢工程方法改造谷氨酸棒状杆菌生产乙偶姻

应用代谢工程方法对Corynebacterium glutamicum ATCC 13032生物合成乙偶姻进行了研究.在C.glutamicum ATCC 13032中导入了Bacillus subtilis 168的乙偶姻合成途径的相关基因als SD操纵子,工程菌株的乙偶姻产量为2.14,g/L.为了增加合成乙偶姻的直接前体物丙酮酸的供给,进一步敲除了丙酮酸脱氢酶复合体E1亚基的编码基因(ace E)和乳酸脱氢酶基因(ldh A),工程菌株的乙偶姻产量提高到5.09,g/L.最后,敲除了工程菌株的2,3-丁二醇脱氢酶基因(but A)以阻断副产物2,3-丁二醇的合成,在优化的溶氧条件下,菌株CGL3在基本培养基中乙偶姻产量提高到8.33,g/L,达到理论得率的51.5%.实验结果表明经过代谢工程改造的C.glutamicum ATCC 13032具有良好的乙偶姻合成能力和应用潜力.

发酵过程中细胞浓度的在线估计——GMDH法与神经网络法的比较

由于发酵过程细胞浓度在线测定困难 ,应用软测量技术对其进行分析很有必要。本文对两种建模估计方法 :GMDH法和人工神经网络法 ,进行了比较研究。结果表明GMDH法拟合结果较好且需计算时间较短 ,可在更多的非线性过程建模中应用。

15700例损伤和中毒住院病人统计分析

我院是靖江市最大的一家综合性医院,全市机动车辆事故中重伤病人有60%左右在我院救治。自2004～2009年,我院共出院病人81770人次,其中损伤和中毒病人15700人次,占出院病人的19.2%。

靖江市近三年恶性肿瘤调查分析

目的了解我市2009——2011年恶性肿瘤分布特征,为探讨我市恶性肿瘤防治工作提供依据。方法对9250肿瘤病例进行统计分析。结果前十位恶性肿瘤顺位依次为胃癌、食管癌、肺癌、肝癌、乳腺癌、女性生殖系统肿瘤、白血病、结肠癌、直肠癌、膀胱癌。结论我市有较高的恶性肿瘤发病率,各病种发病高危年龄段不同。

生物信息学用于代谢网络研究的进展与展望

如何分析基因测序和高通量分析方法所获得的海量数据和信息 ,及由此而得到的复杂生物网络 ,是生物信息学研究者所面临的重要任务 .本文综述了基于基因组的大规模代谢网络重建和分析的进展 ,论述了利用生物信息学方法分析代谢网络结构的主要方法和结果 ;比较了现阶段两种最常用的代谢途径分析方法 ,即基元模式和极端途径的差异 ;列举了这两种方法在代谢网络结构和功能分析、工程菌设计等多方面的重要应用 ;指出了现阶段在途径分析领域存在的问题和应对的策略 .

生物技术生产虾青素研究的最新进展

虾青素是一种具有极强的生物抗氧化性的酮式类胡萝卜素 ,在医药 ,食品 ,化妆品等方面有着极广阔的应用前景。对目前生物技术生产虾青素的两种主要方法 :即雨生红球藻 (haematococcuspluvialis)培养法和红发夫酵母(xanthophyllomycesdendrorhous,formerlyPhaffiarhodozyma)发酵法的最新研究进展 ,包括采用的微生物的生理代谢特性、虾青素合成途径、生产技术特点、工程菌种的构建等方面进行了系统的总结。针对天然虾青素生产技术研究中存在的问题和不足 ,提出了建议和解决的方法。

后基因组时代的代谢工程:机遇与挑战

代谢工程的研究目的是要改进细胞性质 ,增加工业生物产品的收率及生产能力。现在越来越多的生物基因测序的完成及功能基因组学研究的进展正把代谢工程研究引入一个新时代。代谢工程正面临一个极好的机遇 ,同时也遇到一些严重的挑战。这是由于细胞内存在着复杂的 ,非线性的 ,在酶、调控子及代谢物之间未知的相互作用 ,从而使代谢途径的优化极为困难。为了促进后基因组时代代谢工程的研究 ,综述了过去 13年基于功能基因组学的代谢工程原理与方法的国内外研究进展 ,功能基因组学与代谢工程之间的关系以及后基因组时代代谢工程面临的机遇与挑战。

硫酸锌、黄血盐、阳离子聚丙烯酰胺絮凝细菌发酵液研究

研究了细菌发酵液的絮凝除菌体和杂质的工艺。结果表明阳离子聚丙烯酰胺和黄血盐与硫酸锌混合使用具有良好的效果。通过选择黄血盐与硫酸锌的合适用量和配比、控制絮凝反应时的温度 5 0～ 6 0℃、p H值为 4、并且添加钙离子以及硅藻土能达到很好的分离效果 。

代谢工程的发展现状和未来

代谢工程采用基因工程技术对细胞内的代谢通量进行重新设计，该文讨论了代谢工程的发展以及三种主要的定量分析方法，并提出了需要进一步深入研究的问题及生化工作者应在代谢工程研究中作出的贡献。

应用代谢通量法分析黄原胶发酵实验数据

首次采用代谢通量分析法对黄原胶发酵过程的实验数据进行了定量分析，根据黄单胞菌的胶合成及糖分解代谢机理求得了产胶期的内部代谢通量分布，得出了得率与呼吸商间的关系式；并根据一定维持机理求得了维持系数、Ｐ／Ｏ及理论得率等。

搅拌生物反应器的循环时间分布和混合结构模型

利用磁粒子流动跟踪法对搅拌生物反应器的循环时间分布进行测定,并将Rushton径向流桨和两种新型轴向流桨在不同介质粘度和转速下的循环时间分布进行比较和性能评价。建立了单桨搅拌生物反应器的混合结构模型,对循环时间分布数据进行拟合,求得模型参数,进而讨论了不同实验条件下模型参数的变化。结果表明,对于非牛顿、高粘度发酵过程,轴向流桨比Rushton桨具有更好的混合特性。

探讨病历内容目录的可操作性

<医疗事故处理条例>颁发以来,在卫生部门引起了广泛而又激烈的讨论,中心议题之一就是如何把病案提高到它本质的重要地位.一向默默无闻的病案竟成了公众瞩目的焦点,原来赋予它的一些空洞的过目就忘的定义,现在都被拿出来逐字逐句地研究.病历作为医疗工作的全面记录,是诊疗工作中形成的文字、符号、图表、影像、切片等资料的总和,是医务人员通过医疗活动获得有关资料,并进行归纳、分析、整理形成的医疗工作记录.病案室提供病案服务要严格按照<病案管理规定>执行.

由代谢网络分析发现菌种代谢工程改造新策略

微生物菌种需要经过一系列代谢工程改造才能实现高产特定产品,而经过二十多年的研究积累,应用传统代谢工程方法通过局部途径分析发现菌种改造策略遇到严重瓶颈,急需从新的角度进行分析以发现新的改造策略。本文结合本实验室已有工作以及文献报道的实例,阐述了应用代谢网络模型分析发现产品合成新途径进而指导代谢工程菌种改造方面的研究进展。本文总结了代谢网络模型的构建方法及应用代谢网络模型进行途径预测的常用方法,将已有的模型指导代谢途径改造的策略总结为两类,即模型指导的产品从无到有和从有到优的改造策略,并结合实例分别对这两类策略进行详细阐述。同时本文阐述了目前利用代谢网络模型进行途经预测中存在的问题,并且针对这些问题提出了一些可行的解决方案。

氮源浓度对黄原胶流加发酵过程的影响

引言 黄原胶作为最重要的微生物多糖在食品、采油等工业中得到广泛应用。黄原胶生产过程的经济性取决于黄原胶发酵的最终浓度,该浓度与生物反应器中诸多环境因素密切相关,其中氮源的种类及浓度对发酵过程均有重要影响,主要是影响细胞生长并通过细胞量的变化影响黄原胶合成。氮源可分为有机氮源和无机氮源,早期研究表明有机氮源要优于无机氮源,常用DDS（Distiller’s Dried Solubles）、CSL（Corn Steep Lique）、蛋白胨等。对浓度影响的研究也主要是针对有机氮源,但有机氮源组成复杂,常含某些未知因子影响细胞生长。此外,有机氮源还不利于黄原胶的分离回收,因此以组成确定的无机氮源考察氮源浓度对发酵过程的影响更好。

枯草芽孢杆菌转录调控网络的连接结构及分解

对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)转录调控网络的全局连接性质进行分析之后,基于一种自上而下的思路,将重点放在最大弱连通体,提出了基于距离的分解方法,并对得出的模块进行了明确的生物学功能定义。研究结果表明基于距离的分解方法对于标识转录调控网络中的生物学功能模块十分有效。

MATLAB在代谢网络优化中的应用

生物代谢网络是一个具有高度非线性的复杂系统 ,如何对其进行适当的优化 ,一直是代谢工程领域的研究热点 .MATLAB是一个应用广泛的工程计算软件 ,应用于代谢网络的优化 ,能方便、快捷得到系统的优化结果 .作者以典型的代谢网络为模型 ,通过对目标代谢物浓度的优化来说明MATLAB在代谢网络优化中的应用 .