我国马流感病毒分子生物学诊断方法及基因工程疫苗的研究进展

马流感(Equine influenza,EI)是由马流感病毒(Equine influenza virus,EIV)引起马属动物的一种高度传染性疾病,给全球马属动物产业造成重大经济损失。本文论述了我国马流感病毒分子生物学诊断方法,包括常规PCR方法、荧光PCR方法、环介导等温扩增技术等,并就其基因工程疫苗研究进行了着重阐述,以期为该病的诊断和防控提供参考。

生物制药专业基因工程虚拟仿真实验教学的构想与建设

基因工程是生物制药专业本科教学中实践性与应用性极强的一门课程,在专业人才培养中占有重要地位,将虚拟仿真技术融入基因工程实验教学能够实现教学模式的创新,并有效地提升教学质量。文章介绍了利用虚拟仿真进行基因工程实验教学的设计理念、基因工程虚拟仿真平台的建设内容和实施方案,并对平台的建设实践和效果进行了初步分析。今后将根据相关反馈结果和交流信息,继续完善平台,提高生物制药专业学生的综合能力,实现高素质人才的培育。

分子生物学与基因工程课程思政教学模式探索

专业课程是思政教育的重要载体。分子生物学与基因工程是生物工程专业的一门重要核心专业课程,课程思政元素丰富。该文筛选出五个课程相关的典型案例,从家国情怀、科学精神、国际视野、人文素养和生态文明等思政点切入,将“知识传授、能力培养与价值引领”融为一体,引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观,拓展课程育人功能,提升教学育人质量。该课程思政模式受到学生的高度评价,课程教学质量、教学效果和用人单位反馈良好。

基因工程课程思政教学探究

课程思政是推进和落实“立德树人”根本任务的必要手段。基因工程课程是生物类专业的核心课程,如何将课程思政元素有机融入基因工程课程,是该课程教学改革的重要目标之一,也是提高课程教学效果和质量的重要手段。本次教学改革探索了如何将课程思政元素有机融入基因工程课程内容,并进行了课程教学内容的一系列设计,包括设计课程目标、精心设计课程教学大纲、精心设计课程思政元素等,实现了基因工程教学内容与课程思政元素的有机融合,有力提高了基因工程的课堂教学效果和质量,具体体现在学生在课堂上的专注力增强、完成作业的积极性提高、学生各项成绩都显著提高、学生评教效果显著提升以及学生的综合素质提升等,解决了“为谁培养人”的问题。

基于非基因工程技术的细胞表面修饰策略研究进展

细胞表面成分与结构在维持细胞内代谢环境稳定、控制细胞内外物质交换和促进细胞间通讯方面发挥着至关重要的作用,因此,调节或改变细胞表面成分对研究细胞命运具有重要意义。基因工程是目前调节细胞表面成分最常用的技术,但是由于这种方法具有转染效率低、存在突变风险等问题,其应用范围仍然有限。相比之下,近些年发展起来的多种非基因工程细胞表面修饰技术,具有简便、易操作、适用范围广等优势,为调控细胞生命活动、赋予细胞新的性质和功能提供了更多新的选择,因而其在基础生物学研究和新药研发中具有广泛应用前景。对目前非基因工程技术的原理、特点以及在细胞治疗领域的应用等进行了综述和讨论,期望有助于深入了解这一新技术及其在生物医学领域中的应用。

基于SOLO分类理论测评科学思维的基因工程试题命制策略

在分析SOLO分类理论与科学思维水平关联性的基础上,运用SOLO分类理论命制基因工程试题以测评科学思维水平,为高中生物学教学和命题提供参考。

浙江“文化基因解码工程”视域下的非遗名录优化路径思考

浙江“文化基因解码工程”与浙江省各级各类非物质文化遗产(以下简称“非遗”)的保护、传承、创造性转化和创新性发展具有紧密的内在关联,就其凸显的文化整体性思维和双创性发展体系而言,与当前对于非遗名录制度优化的学术探讨颇为契合。从浙江非遗名录制度的外在呈现形式、内在保护理念、文化本体理解和具体实践方式等角度探究其与浙江“文化基因解码工程”之间的关系,可以对当下及未来进一步改进和优化我国非遗名录体系的形式框架、价值体系和创新机制等,提供可资借鉴的理论思考。

基因工程中PCR技术常考知识点的归纳与拓展

PCR技术是基因工程中获取和扩增目的基因的常用方法之一,其中常考查到的知识点有与引物相关的问题、酶切片段分析及变性、复性、延伸等环节的相关分析等。文章结合典型考题对这几个问题进行归纳分析。

混合式教学模式在基因工程教学改革中的应用初探

基因工程是高等院校生物类专业的一门重要专业课程,该课程内容广泛、新生概念多、理论和实践性强,学生学习过程中存在较多问题。为了提高基因工程教学质量,青岛农业大学海都学院教学团队采取混合式教学模式开展了教学创新的探索,通过超星慕课、专家访谈、国家虚拟仿真实验软件等公共教学资源,同时利用信息技术与情景式教学、案例式教学和翻转课堂等多元化教学创新活动相结合,取得了较好的效果。

基因工程菌在石油污染修复中的研究进展与前景

构建基因工程菌(genetically engineered microorganisms,GEMs)是石油污染生物修复的重要发展方向.目前,通过基因编辑、过表达和定向进化等手段改造微生物的石油污染物降解和调控途径,可以提高微生物的环境适应能力和污染物降解能力,用于石油污染物的生物降解和监测.本文概述了石油污染物降解基因工程菌的主要构建策略,包括选择和改造宿主菌、改造与优化石油污染物关键酶和代谢通路、开发微生物全细胞传感器和构建基因工程菌的自毁程序.此外,基因工程菌也可用于石油污染的酶修复、微生物菌群修复和细菌-植物联合修复.随着系统生物学和合成生物学在降解微生物中的应用,基因工程菌在石油污染修复中展现出良好的研究和应用前景.

耐盐基因在小麦耐盐基因工程中的应用

小麦是重要的粮食作物,盐害严重影响小麦的生长发育,降低籽粒产量和品质。利用耐盐基因通过基因工程技术提高小麦耐盐性是小麦耐盐性改良和育种的有效措施。耐盐基因主要包括调节基因(转录因子基因、蛋白激酶基因等)和功能基因。综述了转录因子基因、蛋白激酶基因和功能基因等在小麦耐盐基因工程中的应用进展,并对未来的发展方向进行了展望。

高职院校基因工程制药技术课程“三教”改革路径探究

“三教”改革是影响高职教学质量最直接的因素,为新时代高职教育改革指明了方向。本文以基因工程制药技术课程为例,分析其教学面临的困难和问题,通过优化教师队伍、完善教材建设、创新教法落实基因工程制药技术课程“三教”改革,以期更好地完成基因工程制药技术课程教学工作,促进学生专业发展,提升人才培养质量。

亚磷酸脱氢酶在基因工程改造微生物和植物中的研究进展

近年来,农业生产面临磷源匮乏和环境污染的双重挑战,亚磷酸脱氢酶(phosphitedehydrogenase,PTDH)的发现和应用为解决这一问题提供了新的思路。在微生物中,PTDH使得非无菌环境下的高效发酵成为可能,降低了成本并提高了生产效率。在植物中,PTDH不仅解决了磷源问题,还为除草剂的开发提供了新的途径。此外,亚磷酸盐可作为一种潜在的除草剂和磷源使用,相比传统除草剂更环保、成本更低、稳定性更好。尽管亚磷酸脱氢酶的应用研究取得了显著进展,但目前仍处于功能解析和概念验证阶段,对亚磷酸脱氢酶的催化机理、蛋白结构和酶活改良等方面的研究还需进一步深入。综述了PTDH在微生物、模式植物(如拟南芥和烟草)、经济作物(如棉花和油菜)以及粮食作物(如水稻和玉米)中的应用进展。随着蛋白质定向进化技术、基因转化和基因编辑技术的发展,未来将进一步优化亚磷酸脱氢酶的应用效果,为作物的高效利用亚磷酸盐和环境保护提供更多可能。

基因工程促进脂肪干细胞成骨分化的研究进展

大节段骨缺损是骨科、整形外科的常见疾病,严重影响患者的外形和功能。目前临床上常用自体骨移植修复,但这种方法存在着供区骨组织有限、易坏死等缺点。在过去的几十年中,骨组织再生、干细胞移植等方法为修复大量骨组织缺失提供了新的策略。脂肪干细胞(ASCs)是来自脂肪的多能干细胞,可以通过处理诱导分化为成骨细胞,实现骨再生,具有巨大的临床应用潜力。多年来,随着基因工程技术的不断发展,出现了许多对ASCs进行基因修饰以促进其成骨的方法.

“新农科”背景下基因工程课程的改革与创新

“新农科”建设要求对农林类人才培养的环节和方式进行改革,培养创新型、复合应用型、实用技能型农业新人才,从基因工程课程的教材、教学和教辅3个方面进行课程改革与创新,包括主编并出版“新农科”教材《基因工程》,创建以生产应用为主线的基因工程教学体系;运用BOPPPS法进行教学设计,修订课程大纲、教案和课件;组织、参与学科竞赛达到以赛促教、以赛促学。通过以上创、改、赛“三步法”实现了课前、课中和课后3个教学环节的有机衔接,检测了教学体系的合理性、教学设计的可行性和教学辅导的实效性,有效培养了学生的综合素质和创新能力,促进了“新农科”背景下国家级一流本科专业“农学”的建设,可以为新时期农业创新型高素质人才培养提供参考。

数智驱动稀贵金属材料基因工程的应用及发展研究

概述了国内外材料数据库现状及稀贵金属材料基因工程建设情况,以贵金属钎焊新材料、无铅焊料合金为例阐述了智能驱动稀贵金属材料基因工程的应用,并对Ag-Cu钎焊料的熔点进行了回归预测研究。针对稀贵材料基因数据库数据安全共享实际需求存在的不足,分析了稀贵金属材料基因数据库面临的问题和挑战,提出了共享和开放开发智能一体化的发展方向。

白原胶基因工程菌株 Xanthomonas campestris ΔrpfB ΔxanK发酵工艺优化

黄原胶是一种亲水杂多糖,广泛应用于食品、药品、化妆品等领域,但因其自身带有菌黄素而呈黄色,限制了其应用范围。野油菜黄单胞菌工程菌株Xanthomonas campestrisΔrpfB ΔxanK可以生产不含有菌黄素的黄原胶,命名为“白原胶”,具有极其广阔的市场应用前景,但其发酵培养条件亟待进一步优化。本研究通过单因素实验和正交实验对Xanthomonas campestrisΔrpfB ΔxanK菌株发酵培养基进行优化,以提升胶体产量,并用15 L机械搅拌发酵罐进行放大验证,对最终生产的胶体和市售黄原胶通过红外光谱进行比对验证。结果表明,最佳发酵培养基为玉米淀粉蔗糖(31,质量比)5%(质量分数,下同),蛋白胨0.2%,K_(2)HPO_(4)0.4%,CaCO_(3)0.5%,大豆0.3%,初始pH 8,接种量5%(体积分数),摇床转速220 r/min,发酵温度28℃,发酵时间72 h。摇瓶产量可以达到33.8 g/L。经15 L机械搅拌发酵罐扩大实验,前期通气量1 vvm,后期逐渐增大到2 vvm,前36 h转速250 r/min,后36 h转速400 r/min,发酵72 h最终产量为38.4 g/L。红外光谱分析显示,白原胶结构与市售黄原胶结构吻合,证明两者具有相同的结构。本研究为Xanthomonas campestrisΔrpfB ΔxanK菌株的工业化应用提供了科学合理的发酵策略,为白原胶进一步的工业应用提供参考。

基因工程课程思政的教学设计实践初探

基因工程是当前生命科学领域最具生命力的学科之一,也是生命科学和农林专业学生的必修课程。基因工程所涉及的生物技术发展速度快、创新成果多、应用前景广泛,其发展历史具有丰富的科学元素,具体表现在科学精神、科学思维、科学价值、科学伦理等方面,是开展思政教学的优势学科。本研究通过思政元素挖掘、教学设计改进、评价方式改革等措施,旨在实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一,从而实现全面育人的人才培养目标。

DNA转座子异源活性的大规模调查揭示其功能多样性并扩展基因工程工具箱

自1948年美国科学家Barbara McClintock首次报道转座子以来[1],这类跳跃遗传元件对宿主演化的重要意义逐渐被揭示[2~5]。其中,DNA转座子作为主要类型之一,长期以来备受关注。然而,由于以往多为个案研究,DNA转座子活性的决定因素与进化模式的一般规律尚不清晰。尽管DNA转座子可作为基因工程工具用于插入诱变或转基因载体[6,7],但目前只有Sleeping Beauty(SB)等少数几种转座子得到了开发和广泛应用。因此,系统挖掘具有不同功能特点的转座子工具的工作亟待开展[8]。

抗幽门螺杆菌UreB重组全人源化单域抗体的基因工程表达及分子改造

为了构建针对幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)脲酶的单域抗体的基因工程表达系统。首先利用Pymol、ITASSER和ClussPro2等AI辅助工具分析比较了不同抗体与Hp脲酶亚单位B(UreB)之间的分子间作用力,确定了VL全人源化单域抗体UreBAb作为重点研究对象。根据大肠埃希菌密码子偏好性优化了UreBAb基因序列,并将其分别插入pET28a、pE-SUMO等表达载体,转化大肠埃希菌Rosetta(DE3)获得了重组表达菌株,通过IPTG诱导制备重组抗体蛋白,并利用提取的Hp脲酶作为抗原,分析验证了重组表达抗体的活性。SDS-PAGE检测结果显示UreBAb和SUMO-UreBAb均获得了正确的表达,纯化后的蛋白产率分别为0.34和0.41 mg/mL。单向免疫扩散实验结果证实这两种重组表达抗体均与Hp UreB抗原具有良好的亲和力,对脲酶的抑制率分别为51.27%和74.07%。进而,结合AlphaFold2、cluspro2、mCSM-AB、OSPREY和FoldX等人工智能工具,评估分析了影响抗原-抗体复合物稳定性的关键位点及其突变策略,随后进一步构建了9个UreBAb进化突变体表达菌株,活性分析结果显示,这些突变体与抗原的结合活性均得到了提高,其中以I107W突变体的活性提升最为显著,相较于野生型UreBAb,提高了24.95%。本研究为Hp全人源化单域抗体的开发奠定了良好的基础。