细胞水平筛选鉴定激活核因子κB通路的新基因TMEM9B

核因子κB(NF-κB)是细胞内重要的转录因子,其介导的细胞信号转导通路在细胞凋亡中的作用是国内外研究的热点.为了筛选NF-κB通路相关新基因,建立了基于细胞水平的报告基因高通量筛选模型.利用双荧光素酶报告系统检测报告基因荧光素酶活性,通过对构建的439个人类未知功能基因的筛选,获得了一批激活NF-κB信号通路的功能基因,其中基因TMEM9B可以明显激活NF-κB通路.进一步实验显示TMEM9B激活NF-κB通路呈明显剂量依赖性,Westernblot及EMSA实验证实,TMEM9B能够促进胞质内NF-κB的抑制分子IκBα的降解,并促使NF-κB由胞质向胞核转移,同时流式细胞术实验发现TMEM9B可引起293T和HeLa细胞的凋亡.总之,所建立的基于细胞水平的NF-κB通路筛选模型稳定高效,筛选并验证TMEM9B可明显激活NF-κB信号转导通路,并从而引起细胞凋亡.

基于酵母水平的高通量药物筛选

随着后基因组时代的到来,越来越多的药物靶标蛋白将会被发现,基于靶标蛋白设计出的化合物也将大量涌现,高通量药物筛选日趋重要。酵母基因组的易操作性及其简单稳定的培养条件,使得该真核微生物成为一种理想的药物筛选工程细胞。本文讨论了选择酵母系统进行细胞水平筛选的优缺点,并从基于靶点和表型两种筛选模式对酵母水平的高通量药物筛选做一总结。

单细胞水平微流体技术筛选北极沉积物中的联苯降解菌

极地环境微生物具有独特而丰富的多样性,是亟待开发的资源宝库.随着人类影响范围的扩大,极地环境中持久性有机污染物与石油资源开采等造成的环境污染不容忽视,而利用土著微生物进行生物修复是一种理想的方法.为克服传统的基于富集驯化的稀释平板法分离降解菌存在耗时长、筛选结果单一等缺点,建立了一种单细胞水平微流体筛选(Single-cell Level Isolation with Microfluidics,SLIM)技术.以北极沉积物为菌源,以联苯为底物,利用该技术成功筛选得到9株菌株,分属于4个菌属:Streptomyces、Micrococcus、Dermacoccus和Aspergillus;通过稀释平板法筛选得到3株菌株,分属于Acidovorax、Chryseobacterium和Nocardia.通过两种方法得到的菌株完全不同.系统发育分析表明,SLIM技术筛选得到的菌株具有更加丰富的微生物多样性.通过对沉积物及各代富集驯化培养物的16S rRNA基因高通量测序发现,并非所有富集的菌属都能被稀释平板法分离,通过SLIM技术筛选得到的菌属在所有样品中的相对丰度都很低.本文建立的SLIM技术从单细胞水平实现了目标菌种的筛选,相比于稀释平板法,具有效率更高的优点,同时避免了菌种间竞争等造成的分离困难.本研究为极地环境中有机污染的生物修复及“微生物暗物质”资源的挖掘提供了新的思路与方法.

临近闪烁分析法在高通量筛选中的应用

起源于放射性免疫分析的临近闪烁分析法(scintillation proximity assay,SPA)是一种均相、灵敏、快速和简便的基于闪烁载体的分析平台。该平台可用于筛选药物靶点的先导化合物和研究其生理过程。由于无需分离,易于固定药物靶点和检测其活性,SPA成为一种重要的高通量筛选方法。由于放射性标记分子和亲和标签分子的多样化和商业化、以及液闪计数器和液相操作等技术的发展,SPA已经广泛用于受体结合、高通量药物筛选、酶分析、放射性免疫分析、蛋白质-蛋白质相互作用和细胞水平分析等方面。本文阐述了SPA原理,讨论了其关键技术(包括闪烁载体、液闪计数器和放射性标记分子),分析了其评价体系;同时简述了SPA分析的发展,并介绍了其在高通量筛选中的应用实例,归纳了存在的问题,给出了未来的发展趋势。目前,基于SPA和荧光分析方法已成为高通量药物筛选的热点研究领域,这些筛选技术的革新必然提升我们对细胞体系生物学的全面理解和促进先导化合物筛选过程的显著进步。