APOBEC3B羧基端抗乙肝病毒位点的筛选和鉴定

目的:筛选参与APOBEC3B羧基端脱氨酶及抗乙肝病毒(hepatitis B virus,HBV)活性的重要区域和关键位点。方法:定点突变构建羧基端活性中心附近的3个螺旋区段(α2、α3、α4)的缺失突变体和α4螺旋区内(D316、K320、E321、R327、D328)位点的突变体;Southern blot筛选APOBEC3B抑制HBV复制的重要区段和关键位点;不同DNA变性PCR(differential DNA denaturation PCR,3D-PCR)和克隆测序进行验证。结果:APOBEC3B羧基端脱氨酶活性中心周围的α3和α4螺旋区缺失后,其抗病毒活性消失;D316位点突变后APOBEC3B的脱氨酶活性和抗病毒活性消失。结论:APOBEC3B羧基端的D316位点是APOBEC3B脱氨酶和抗病毒的关键位点。

马疱疹病毒1型QuantStudio^TM 3D数字PCR检测方法的建立

试验旨在建立一种高灵敏性的马疱疹病毒1(EHV-1)3D数字PCR(3D-dPCR)检测方法,对EHV-1病毒含量较低的样品能准确定量检出,实现马鼻肺炎早期诊断及预防。根据EHV-1糖蛋白B基因保守区域设计特异性引物和探针,优化3D-dPCR反应体系中引物探针浓度和退火温度,对该方法进行灵敏性、特异性、重复性分析,建立了EHV-1的3D-dPCR方法。本研究建立的3D-dPCR方法,引物和探针最佳浓度分别为0.4和0.4μmol/L,最佳退火温度为60℃,该方法绝对定量曲线的R2=0.998,线性关系良好,与实时荧光定量PCR方法相比灵敏度高10倍左右,最低检出限为5.83拷贝/μL;批内和批间重复性试验变异系数均<3.2%;与EHV-4、马泰勒虫、马病毒性动脉炎的核酸无交叉反应;通过对123份临床样品进行3D-dPCR检测,结果显示,3D-dPCR方法阳性检出率为66.7%,高于世界动物卫生组织(OIE)中EHV-1的实时荧光定量PCR方法阳性检出率64.2%。3D-dPCR方法对病毒含量较高的样品与实时荧光定量PCR结果一致,对病毒含量较低的样品敏感性更高,能有效检出可疑样品。本试验结果表明,建立的3D-dPCR方法检测低拷贝数的临床样品时灵敏度高、特异性强、重复性好,可用于EHV-1的准确定量检测。

猪嵴病毒441株3D基因的克隆及序列分析

根据GenBank中登录的猪嵴病毒(porcine kobuvirus,PKV)核苷酸序列设计引物,利用RT-PCR技术及3'RACE法扩增猪嵴病毒441株(swKoV CH441株)3D基因。成功扩增了swKoV CH441株的3D基因,3'非编码区(3'untranslated region,3'UTR)及Poly(A),扩增的基因片段长度分别为1 064、1 046和592 bp,包括3A、3B、3C、3D基因序列,3'UTR序列和一个至少含有29个Poly(A)的尾巴。序列分析结果表明,swKoV CH441株3D基因全长1 407 bp,编码468个氨基酸,分子质量约为53 369.29 D,理论等电点为6.12;3'UTR位于终止密码子TGA之后,长166 bp;swKoV CH441株与其他猪嵴病毒3D基因核苷酸序列相似性在92.2%-93.4%,氨基酸一致性为97.9%-99.4%。遗传进化分析表明,swKoV CH441株与国内株亲缘关系较近,与匈牙利株亲缘关系较远。

嗜碱盐单胞菌X3中异化型硝酸盐还原酶编码基因簇的功能验证及蛋白结构预测

细菌的氮代谢推动环境的氮循环,硝酸盐还原反应是氮代谢途径中重要步骤之一。本文运用酶活测定、qRTPCR和生物信息学软件分析的方法,对嗜碱盐单胞菌(Halomonas alkaliphila)X3中编码细菌异化型硝酸盐还原酶(Dissimilatory nitrate reductase,Nar)不同亚基的基因簇narGYJV进行了功能验证、蛋白结构预测和系统发育分析。研究表明,X3菌株中存在narGYJV基因簇并具有表达活性,测得Nar的酶活为每克蛋白21.415U;预测到的narGYJV编码蛋白功能区域中1～1246氨基酸属于NarG超家族,编码Nar的α亚基;1261～1752氨基酸属于DMSOR-beta-like超家族,编码Nar的β亚基;2061～2279氨基酸编码γ亚基,1802～2018氨基酸编码δ亚基;Nar的二级结构中无规卷曲占37.59%,α螺旋占34.43%,延伸链占18.33%;NarG、NarY和NarV的3D结构与PDB中大肠杆菌(Escherichia coli)的1Q16 3D结构最接近,覆盖率96%～100%。系统发育树显示,菌株X3中NarG与同属菌的遗传距离较近,在不同菌属间虽然功能相似,其同源性较低;NarY与大肠杆菌中的氨基酸序列的同源关系较近,说明异化型硝酸盐还原酶Nar中不同亚基的系统发育地位不同。研究结果表明,Halomonas alkaliphila X3菌株中存在编码Nar的基因簇narGYJV,编码蛋白具有独特的3D结构,不同亚基的系统发育地位不同。研究结果为进一步研究该菌的氮代谢通路选择和调控机制提供了依据。

牛肠道病毒RT-PCR检测方法的建立及初步应用

参照GenBank中登录的牛肠道病毒(BEV)全基因组序列,针对其3D基因设计合成了1对特异性引物,提取病毒RNA,逆转录为cDNA,进行PCR扩增,经条件优化,建立了BEV的RT-PCR检测方法,并对该方法的特异性、敏感性进行验证。结果显示,该方法从分离的牛肠道病毒中扩增出了732 bp的特异性目的片段;且对牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)、牛病毒性腹泻病毒(BVDV)、牛轮状病毒(BRV)、牛冠状病毒(BCoV)等相关病毒均无交叉反应;其检出敏感度达10-1TCID50。应用该方法对山东地区84份临床疑似发病牛样品进行检测,21份为阳性,阳性检出率为25%。

日本鳗鲡谷胱甘肽过氧化物酶1和4的克隆、分析和组织表达分布

采用RACE技术,克隆了日本鳗鲡(Anguilla japonica)谷胱甘肽过氧化物酶1和4(GPx1、GPx4)基因的完整编码序列(Complete coding sequence,CDS)。GPx1基因全长993bp,5′非编码区(UTR)29bp,CDS573bp,3′UTR372bp,PolyA19bp;第803-898位碱基(位于3′UTR)形成1个硒半胱氨酸插入序列(Selenocysteine insertion sequence,SECIS),协助144-146位密码子TGA编码Sec。GPX4基因全长1048bp,5′UTR115bp,CDS561bp,3′UTR346bp,polyA26bp,第766-863位碱基(位于3′UTR)形成1个SECIS,协助299-301位密码子TGA编码Sec。GPx1包含190个氨基酸,分子量21.4kD,等电点8.04,第21位氨基酸具有1个潜在的N-糖基化位点。GPx4包含186个氨基酸,分子量21.4kD,等电点8.85,第68位和153位氨基酸具有2个潜在的N-糖基化位点。GPx1、GPx4均具有Sec、Trp、Gln和Asn构成的催化四联体。日本鳗鲡与其他脊椎动物相比,GPx1的核苷酸序列一致性为42.7%～60.2%,氨基酸序列一致性为56.4%～80.4%;GPx4的核苷酸序列一致性为46.5%～60.2%,氨基酸序列一致性为59.9%～81.2%。进化分析显示,脊椎动物的GPx1、GPx4分别占据进化树的不同分支。利用Swiss-Model预测了日本鳗鲡GPx1、GPx4单体的3D模型,序列分析显示,GPx1可以形成1个同源四聚体。本研究在克隆日本鳗鲡β-actin基因部分CDS序列的基础上,采用Real-timeRT-PCR方法,检测了日本鳗鲡GPx1、GPx4基因表达,比较了GPx1、GPx4在鳃、皮肤、肌肉、肝、脾、肾、肠组织中的表达变化,发现在鳗鲡的肠、肌肉、肝脏等组织中GPx1、GPx4明显表达,并且GPx1的表达量高于GPx4。

弓形虫TaqMan-MGB荧光定量PCR检测方法的建立

为建立一种快速、敏感的弓形虫检测方法,本研究根据弓形虫GRA7基因保守序列设计特异性检测引物和TaqMan-MGB探针,建立了弓形虫荧光定量PCR检测方法。结果显示,该方法能特异地检测弓形虫DNA,而对新孢子虫、牛巴贝斯、马驽巴贝斯等虫DNA的检测均为阴性,具有良好的特异性;经3D数字PCR判定,其最低检测限为4.58拷贝/μL,灵敏度是常规PCR的1 000倍;重复性试验的组内、组间变异系数均小于5%;对62份疑似弓形虫感染流产的胎牛脑组织DNA进行检测,荧光定量PCR阳性检出率为24.19%(15/62),常规PCR为19.35%(12/62),阳性样品均包含于荧光定量PCR阳性样品中。本研究建立的荧光定量PCR检测方法可用于弓形虫病的早期诊断和日常监测,为监控弓形虫"带虫宿主"提供了良好的技术支持。

猪脑心肌炎病毒一步法RT-PCR检测方法的建立及应用

【目的】实现快速、准确地对猪脑心肌炎进行临床诊断和病原学检测。【方法】根据GenBank中已发表的猪脑心肌炎病毒(EMCV)3D基因序列设计合成1对特异性引物,优化反应条件,建立了EMCV一步法RT-PCR检测方法,并对该方法的特异性、敏感性和重复性进行验证。【结果】一步法RT-PCR可以从EMCVB JC3株中扩增出与试验设计相符的286bp特异性片段,而对猪口蹄疫病毒(FMDV)、猪瘟病毒(CSFV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、猪伪狂犬病病毒(PRV)、猪细小病毒(PPV)、BHK-21正常细胞的扩增结果均为阴性;对EMCVBJC3株细胞毒的敏感度达到2TCID50;对10份EMCVB JC3株细胞毒进行重复性检测,结果均一致;对207份临床疑似发病猪的病料进行检测,其阳性检出率为9.18%。【结论】所建立的EMCV一步法RT-PCR检测方法具有特异、灵敏、高效、快速等特点,可用于EMCV的临床检测及流行病学调查。

2014年～2016年山东省猪嵴病毒流行病学调查

为了解猪嵴病毒(PKV)在山东省内的流行情况,本研究根据PKV的3D基因保守区域设计一对引物,对2014年冬~2016年冬来自山东省350份病料样品进行RT-PCR检测和统计分析。结果显示:在350份病料样品中,PKV阳性率为56%(196/350),阳性猪场占80%(24/30);非腹泻猪个体阳性率(65.38%,153/234)明显高于腹泻猪个体阳性率(37.07%,43/116);育肥猪的PKV阳性率(97.50%)远高于哺乳期仔猪(45.40%)、断奶期仔猪(52.75%)以及成年猪(66.67%);夏秋季节采集的样品PKV检出率(71.94%)明显高于冬春季节(45.50%)。统计PKV与PEDV、TGEV混合感染结果显示,虽然PKV在非腹泻猪群中单独感染率(61.11%,143/234)远高于腹泻猪群(18.97%,22/116),但非腹泻猪群PKV与PEDV和TGEV的混合感染率却明显低于腹泻猪群。对5份PKV阳性样品的3D基因测序分析显示,5份阳性样品该基因核苷酸同源性为90.8%~99.7%,与GenBank中的参考株之间的核苷酸同源性为88.8%~94.1%。上述研究结果表明在山东省范围内PKV感染与猪腹泻之间无必然关系,PKV的3D基因进化与病毒株的分离年代和地域无明显相关性。

口蹄疫病毒单链抗体基因的构建及其推导蛋白三维结构的分子模拟

用口蹄疫病毒(FMDV)Asia1/JS/China/2005株灭活抗原免疫家兔,从兔脾细胞中提取RNA作为模板,通过PCR及重叠PCR方法构建出FMDV的单链抗体基因。测序结果显示,序列中有重链可变区(VH)及轻链可变区(VL)基因,经Blast比较,发现VH、VL的相似性最高分别可达81.0%和93.0%,且在序列中有连接VH及VL的柔性接头(Gly4Ser)3。用EXPASY软件包预测了推导蛋白的特性。运用Swiss-pdb viewer软件的SWISS-Model处理器对构建的单链抗体基因推导的蛋白序列进行了三维结构的分子模拟。拉马钱德兰图证明,所模拟的单链抗体的三维结构较为合理。

大腹园蛛主壶腹腺丝基因的筛选及序列分析

为研究蛛丝蛋白编码基因和蛋白的组成结构模式、进化,并为蛛丝仿生提供更多的基因资源,运用3D/PCR(three-dimensional polymerase chain reaction)技术对大腹园蛛(A.ventricosus)Fosmid基因组文库进行主壶腹腺丝(MaSp1)编码基因的筛选,并对部分序列进行分析.通过筛选实验室前期构建的Fosmid文库获得含有MaSp1基因的阳性克隆Av11-19-5,通过shotgun测序得到MaSp1部分基因序列MaSp1RC.MaSp1RC长786bp,编码的262个氨基酸(AvMaSp1RC)可划分为保守的C端非重复区(CT)和重复区(Rep).Rep主要由poly-Ala,Glyx和GlyGlyx等模块组成,Ala和Gly含量占总氨基酸的78%;CT中参与形成离子键的氨基酸及helix 4上的疏水模块高度保守.研究结果为蛛丝蛋白二聚化及仿生学研究提供了更多的基因资源.

基于封闭式卡盒的现场病原体检测系统的设计与实现

目的:设计操作简单、成本低、便携和易于实现自动化等特点的小型化现场病原体检测系统,实现在传染病疫情爆发现场对传染病病原体的快速检测。方法:设计一款封闭式病原体检测卡盒,可进行一体化病原体核酸检测,并创新性地采用3D打印技术对该卡盒进行迭代设计和制造。在此基础上,研发与之配套的全自动便携式核酸检测系统,整套系统可自动化完成病原体核酸的单重检测或多重检测。结果:在卡盒和全自动便携式核酸检测系统设计完成后,分别对其进行各项性能的测试,如卡盒的气密性和移液性能,混匀性能等,测试结果均能满足病原体核酸检测的要求。以百日咳杆菌为代表,将整套系统应用于实际的病原体核酸检测,实验结果表明该卡盒系统可自动化完成核酸检测。结论:该系统能够成功地完成现场传染病从样本输入到结果输出的自动化一体化检测过程,实验结果准确可靠。

基于微流控芯片的荧光定量PCR法快速检测乙肝病毒核酸

提出了一种基于微流控荧光定量聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)的血液病毒快速检测新技术。采用3D打印技术制作了一种集气动阀和"树型"结构为一体的微流控芯片;运用Comsol软件对芯片导热性能进行了仿真;根据血站血液核酸检测工作中乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、人类免缺陷病毒(HIV)三种病毒的筛查流程,结合高温控性能的微流控荧光定量PCR分析系统,在所设计微流控芯片上开展了血液样本中HBV的检测研究。实验结果表明,该芯片具有良好的温度均匀性和导热性,芯片上可实现血液样本中HBV的快速检测,其Ct值在37左右呈弱阳性。该技术与目前血液筛查使用的大型核酸检测系统相比,具有操作过程简单、所占空间小、检测效率高且试剂消耗量少的优点,进一步优化实验条件可实现多病毒核酸的并行检测。

邻牙移入对组织工程骨修复的牙槽突裂区骨改建的影响

目的 :研究利用3D打印的支架材料制作组织工程骨并植入大鼠牙槽突裂区,邻牙受正畸力向植骨区移动对植入骨改建的生物学影响。方法:选取12只8周龄SD大鼠,制备双侧上颌牙槽突裂标准动物模型。利用3D打印的组织工程支架材料与大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)体外共培养后,作为植入材料,植入动物体内。术后8周处死3只大鼠取材,H-E染色评价成骨,并行单侧植骨区邻牙加力移入,非加力侧为对照组。在加力1、3、7 d后分别处死3只大鼠取材,采用实时荧光定量PCR技术(RT-PCR)检测成骨相关基因Runx2、OCN和VEGF的表达,应用SPSS19.0软件包对实验组和对照组的基因表达样本均数进行t检验。结果:H-E染色显示,手术区骨组织成熟,成骨良好。RT-PCR显示,Runx2呈现早期到中期增高,而到晚期再降低的趋势;OCN的表达在早期到中期无显著变化,到晚期升高明显;VEGF表达在加力早期到中期再到晚期呈现逐渐降低的趋势;而早、中、晚期实验组的各项成骨相关基因表达均显著高于对照组(P<0.05)。结论:3D打印支架材料构建的组织工程骨可以很好地替代自体骨移植,以达到良好的成骨效果。正畸手段使邻牙移入植骨区,可以有效促进术区成骨,并且诱导成骨细胞及破骨细胞进行骨改建。

猪嵴病毒RT-PCR检测方法的建立及应用

根据GenBank中猪嵴病毒(porcine kobuvirus)3D-RNA聚合酶基因序列设计并合成了1对特异性引物,建立了一种猪嵴病毒RT-PCR检测方法。反应产物测序结果与GenBank中猪嵴病毒SH-W-CHN/2010/China株比较,基因序列同源性为93%。利用该方法对猪蓝耳病毒、猪伪狂犬病病毒、猪瘟病毒、猪传染性胃肠炎病毒、猪流行性腹泻病毒、猪轮状病毒、链球菌、猪巴氏杆菌和大肠杆菌等病原核酸进行扩增,均无条带出现,表明该方法具有较高的特异性;敏感性试验表明,该方法最低能检测到的病毒核酸含量为1pg。利用所建立的RT-PCR方法检测采集自我国四川地区123份临床样品,结果阳性率为59.3%,表明猪嵴病毒在四川地区猪群中流行率较高。

牛肠道病毒SYBR Green Ⅰ实时荧光定量PCR检测方法的建立及初步应用

牛肠道病毒（Bovine enterovirus,BEV）是2011年在我国部分牛场新发现的一种消化道病毒病病原,因此亟需建立针对BEV快速、有效的检测方法。本研究根据BEV 3D基因保守序列,设计并合成一对特异性引物,建立了检测BEV的SYBR Green I实时荧光定量RT-PCR方法。该方法与引起牛的病毒性腹泻的其它几种牛的病毒均无交叉反应,检出敏感度达7.13×10^1拷贝/μL,比常规RT-PCR检测方法高10倍。应用该方法检测了3个规模化奶牛场送检的41份奶牛腹泻样本和3份气溶胶样本,腹泻样品阳性检出率为39.02%（16/41）;3份气溶胶样本均为阳性,表明该方法灵敏度高、特异性强、重复性好,可同时检测大量临床样本,本方法为BEV的早期快速诊断和定量分析提供了技术支撑。

检测牛感染犬新孢子虫的TaqMan-MGB Real-time PCR方法的建立

为建立牛感染犬新孢子虫的Real-time PCR检测方法,根据犬新孢子虫Nc2基因保守序列设计特异性检测引物和TaqMan-MGB探针,建立新孢子虫病TaqMan-MGB Real-time PCR检测方法。PCR扩增产物约为150bp,与预期片段大小相符;Real-time PCR扩增表明,Ct值与梯度稀释的阳性质粒模板呈良好的线性关系;当检测牛源性弓形虫、牛环形泰勒和牛巴贝斯等虫种阳性DNA时均为阴性;经3D数字PCR判定,Real-time PCR方法的最低有效检测量为6.41拷贝/μL,灵敏性是常规PCR的1 000倍;重复性试验的组内平均变异系数为1.108%,组间为2.732%;本方法与《新孢子虫病检疫技术规范》(SN/T 3499-2013)的检测符合率为100%(46/46)。该Real-time PCR方法可用于早期诊断和日常监测家畜感染犬新孢子虫。

塞内卡谷病毒和口蹄疫病毒双重荧光RT-PCR检测方法的建立

为建立塞内卡谷病毒(SVV)和口蹄疫病毒(FMDV)的快速鉴别检测方法,本试验根据SVV 3D基因序列和FMDV 3D基因序列,分别设计探针和引物,建立了可同时检测SVV和FMDV的双重荧光RT-PCR法。结果表明,该方法特异性强,能准确检测出SVV核酸和FMDV核酸,与水泡性口炎病毒(VSV-IND和VSV-NJ)、猪水泡病病毒(SVDV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)以及猪瘟病毒(CSFV)等病原核酸无交叉反应;灵敏度高,本试验中最低可检测到SVV和FMDV核酸质量浓度分别为1.35×10-5,1.68×10-5 mg/L。重复性好,Ct值变异系数小于4%。利用所建立方法对116份已知的临床样品进行检测,结果与参比方法一致。本试验建立的方法可用于SVV和FMDV的鉴别检测,为塞内卡病毒病和口蹄疫的诊断提供依据。