植酸-胞嘧啶对DL-蛋氨酸粉尘爆燃火焰抑制特性研究

饲料及其添加剂粉尘具有较高的燃烧热,在生产过程中存在一定的爆燃风险,威胁生命财产安全,预混抑制剂是目前应用最为广泛的一种抑爆手段,但传统抑制剂不可食用,无法加入至饲料类粉尘实现抑爆。因此,以饲料主要添加剂DL-蛋氨酸(DLM)粉尘为研究对象,采用自主合成的营养价值高、绿色可食用生物质基植酸-胞嘧啶(PA-CY),研究了PA-CY对DLM粉尘爆燃火焰传播特性的影响,通过高速摄影和可视化竖直管道记录爆燃火焰传播过程并计算火焰速度,采用热电偶监测火焰温度变化。结果表明:随PA-CY质量分数的升高DLM爆燃火焰亮度持续下降,严重破坏了火焰结构,加入20%PA-CY后火焰峰值速度、平均速度和峰值温度由27.66 m/s、14.39 m/s、1014℃分别下降至13.83 m/s、6.88 m/s、540℃,下降比重达50.0%、52.2%和46.7%,且PA-CY质量分数达30%后粉尘无法被点燃,说明PA-CY抑制效果显著。此结果可为饲料类粉尘爆燃的防治提供理论支持。

胞外囊泡DNA中5-羟甲基胞嘧啶分子标志物对突发性聋的疗效预判研究

目的 突发性聋(sudden sensorineural hearing loss, SSNHL)是一种急性感音神经性聋,部分患者治疗效果较差,目前无有效疗效预测指标。5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)是一种稳定的表观遗传标志,因其在不同身体状态下富集含量不同的特点可作为预测疗效的生物标志物,本研究通过寻找5hmC标志物,探索其对SSNHL疗效进行预测的可能性。方法 选取2021年7月—2023年6月中国人民解放军总医院海南医院耳鼻咽喉头颈外科收治的SSNHL患者57例,其中男性26例、女性31例;根据治疗前后的听力结果将患者分为有效组27例和无效组30例。使用队列研究方法,寻找5hmC富集水平与SSNHL疗效之间的相关性。利用5hmC-Seal技术在患者治疗前的血浆胞外囊泡DNA中生成全基因组5hmC谱,比较两组不同治疗效果的5hmC谱,筛选出有价值的5hmC标志物,并进行相关功能和传导通路的初步探索。结果 共鉴定出11个5hmC标志物来预测治疗结果(曲线下面积为0.998),预测准确性较高。GO功能分析表明,调节GTPase活性、神经元投射发育、神经细胞发育等信号通路可能与内耳疾病的发病机制有关。结论 SSNHL治疗有效组和无效组的5hmC谱存在明显差异,胞外囊泡DNA来源的5hmC有可能作为有效的表观遗传生物标志物,用于SSNHL的微创疗效预测。

TET甲基胞嘧啶双加氧酶2在心血管疾病发病机制中的研究进展

心血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)是中国人最主要的死亡原因。动脉粥样硬化、心肌细胞凋亡、心肌肥厚和纤维化是CVD主要的病理过程。基因的表观遗传修饰特别是DNA甲基化在CVD中起重要作用。研究表明,TET甲基胞嘧啶双加氧酶2(Ten-eleven translocation methylcytosine dioxygenase 2,TET2)参与基因表观遗传调控,TET2在CVD的发病机制中起重要作用。TET2可以调节心脏发育、改善动脉粥样硬化过程中内皮细胞功能障碍、调节血管平滑肌细胞表型转换、抑制免疫炎症反应和心肌细胞凋亡、心肌肥厚和纤维化。本文就TET2在CVD发病机制中的研究进展进行综述。

谷氨酸棒杆菌中胞嘧啶碱基编辑工具的PAM拓展

碱基编辑是一种新兴的基因组编辑技术,具有不产生双键断裂、不依赖同源重组且不需要添加外源模板的优势,在真核及原核生物中得到了广泛的开发与应用。为了进一步扩展碱基编辑技术在谷氨酸棒杆菌中的基因组覆盖范围,本研究将3种PAM限制较为宽松的新型Cas9突变体应用于胞嘧啶碱基编辑工具中,分别为近乎PAMless的SpRY突变体(NRN>NYN PAM)、SpG突变体(NGN PAM),以及ScCas9^(++)蛋白(NNG PAM),实现对碱基编辑工具的PAM拓展。结合SpRY突变体的碱基编辑系统展示出了更宽松的PAM识别,除对CAT、CAC、TAA PAM的位点完全没有编辑外,对其他NRN种类的PAM位点均出现了不同程度的识别,但整体编辑效率低,难以推广应用;结合SpG突变体的碱基编辑系统可实现对所有NGN种类PAM位点的编辑,且编辑效率优于SpRY突变体,但对NGG PAM位点的编辑,相比原始Cas9蛋白,编辑效率下降9.3%-55.9%;结合ScCas9^(++)蛋白的碱基编辑系统,除对TCG、CTG PAM的基因组位点没有编辑外,可实现对其他测试NNG PAM的基因组位点编辑,大部分位点基因组编辑效率均较高,最高可达100%。本研究的开展不仅有助于碱基编辑工具在谷氨酸棒杆菌中覆盖更多的基因组位点,同时也为其他基于CRISPR/Cas系统的基因组编辑工具的PAM拓展提供有力的参考。

利用胞嘧啶碱基编辑技术创制耐草甘膦水稻

草甘膦是目前使用最广泛的广谱灭生性除草剂,培育耐草甘膦基因编辑水稻将有助于改善稻田杂草化学防控效果、减少用药量和简化防控措施。本研究利用胞嘧啶碱基编辑技术对水稻内源草甘膦靶标蛋白基因OsEPSPS的第177位脯氨酸密码子进行碱基定向替换,通过农杆菌介导的遗传转化获得了靶碱基C定向替换为T的OsEPSPS(P177L)编辑材料,在其自交后代中分离鉴定获得了无外源转基因成分的纯合编辑水稻材料OsEPSPS(P177L)。载药平板试验和喷雾塔喷施试验结果表明OsEPSPS(P177L)纯合编辑水稻材料对草甘膦具有明显的抗性,可耐受四倍的草甘膦田间推荐剂量浓度。进一步调查发现P177L突变并不会对株高和发芽率等经济性状造成干扰。本研究获得的耐草甘膦水稻碱基编辑新种质OsEPSPS(P177L)为水稻的草甘膦抗性改良和稻田的杂草防治开辟了一条新的途径。

5-羟甲基胞嘧啶pKa值的理论研究

采用两种不同动力学循环方案,在B3LYP/6-311++G(d,p)+ZPE和B3LYP/aug-ccp VTZ//B3LYP/6-311++G(d,p)+ZPE水平上,同时考虑PCM和CPCM模型对5-羟甲基胞嘧啶(5-HMe Cyt)中N3、N4、O2不同位点质子化的p Ka值进行计算研究.结果表明:采用经验值法,5-HMe Cyt中N3位置质子化的p Ka值最大;采用质子交换法,以N3质子化的胞嘧啶为参考酸,发现CPCM模型计算结果对计算方法的依赖性较大.

基于双向门控循环单元的5-甲基胞嘧啶位点预测

5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,m5C)是一种重要的转录后修饰,大量证据表明,m5C在许多生物学过程中起着至关重要的作用.准确鉴定m5C位点有助于更好地了解其生物学功能.为此提出了一个名为pm5C-BGRU的模型,该模型通过拼接独热编码(One-hot encoding)和核苷酸化学性质(nucleotide chemical property,NCP)进而对RNA序列进行特征提取,并基于双向门控循环单元(Bidirectional Gated Recurrent Unit,BiGRU)来识别m5C位点.将该方法在人类、小鼠和拟南芥三个物种的m5C数据集上进行建模和测试,并对照已有的预测模型进行评估.结果表明,pm5C-BGRU在交叉验证和独立数据集测试中均取得优异效果,该模型有望成为鉴定m5C位点的有力工具.

婴儿双歧杆菌/胞嘧啶脱氨酶肿瘤靶向性基因治疗系统的构建

目的 构建婴儿双歧杆菌 /胞嘧啶脱氨酶肿瘤靶向性基因治疗系统。方法 PCR扩增胞嘧啶脱氨酶 (CD)基因 ,TSS法在大肠杆菌JM 10 9中扩增 pGEX 1LambdaT质粒 ,EcoRⅠ和BamHⅠ对CD基因和pGEX 1LambdaT质粒分别进行双酶酶切。琼脂糖电泳凝胶分离并切取其中 4.9kb和 1.3kb两个片段长度的凝胶。凝胶DNA提取试剂盒提取其中所含的DNA片段 ,T4DNA连接酶连接这两个片段 ,最后用电穿孔法将重组片段转染婴儿双歧杆菌 ,并挑选阳性菌落 ,提取质粒双酶切后进行琼脂糖凝胶电泳检测。结果 应用电穿孔法转染婴儿双歧杆菌 ,获得含 6.2kbp重组质粒的阳性转染婴儿双歧杆菌。 结论 成功构建婴儿双歧杆菌 /胞嘧啶脱氨酶肿瘤靶向性基因治疗系统。

5-羟甲基胞嘧啶高通量检测在原发性肝癌中的诊断价值

目的探讨5-羟甲基胞嘧啶(5hmc)高通量检测在原发性肝癌中的诊断价值。方法选取2019年7月至2021年7月赣州市第五人民医院健康体检人群50名作为对照组,选取同期本院原发性肝癌患者50例作为观察组,收集两组血液样品进行5-羟甲基胞嘧啶(5hmc)高通量检测,评估两组检测结果对原发性肝癌的诊断价值。结果观察组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期5hmc表达水平均高于对照组,且TNM分期越高5hmc表达越高(P<0.05);有远处转移患者外周血中5hmc表达高于无远处转移患者,差异有统计学意义(P<0.05);肿瘤直径>5 cm患者外周血中5hmc表达高于肿瘤直径≤5 cm患者,差异有统计学意义(P<0.05);5hmc表达随分化程度的加深逐渐升高,差异有统计学意义(P<0.05)。ROC结果显示,5hmc高通量检测的灵敏度为82.11%,特异度为89.44%,AUC为0.887。结论5hmc与病变程度有一定关系,5hmc高通量检测在原发性肝癌的诊断中具有较高的灵敏度及特异度,具有诊断价值。

大黄素对胰腺癌细胞5-甲基胞嘧啶表达的影响及对抑癌基因ppENK去甲基化的作用

目的 探讨大黄素对胰腺癌细胞Panc1基因组5-甲基胞嘧啶(5 mc)表达的影响及对抑癌基因ppENK启动子区CpG岛的去甲基化作用。方法 CCK8用于检测不同浓度大黄素对Panc1胰腺癌细胞生长的影响,摸索最佳用药浓度;Dot-blot法检测不同浓度大黄素作用下胰腺癌Pancl基因组5 mc和5-羟甲基胞嘧啶(5hmc)的改变;mRNA-Seq检测不同浓度大黄素对基因表达谱的影响,利用甲基特异性PCR(MSP)检测不同浓度大黄素对ppEnK基因甲基化状态的影响。结果 大黄素以浓度梯度和时间梯度依赖性抑制Panc1细胞生长,其半数抑制率(IC_(50))约40μmol/L。Dot-blot结果证实40μmol/L的大黄素可以明显抑制Pancl细胞基因组5mc的表达(P<0.05),但是对5hmc的表达无明显影响。mRNA-Seq表明不同浓度大黄素可使基因表达谱发生差异改变,MSP证实大黄素可使ppENK甲基化状态减弱,非甲基化状态增强。结论 大黄素可以降低胰腺癌细胞Panc1基因组5mc的表达,并对抑癌基因ppENK发挥一定程度的去甲基化作用,抑制胰腺癌细胞生长。

Survivin启动子介导的胞嘧啶脱氨酶(CD)自杀基因的抗肿瘤研究

目的探讨Survivin启动子介导的CD/5-FC自杀系统的抗肿瘤效果。方法利用Survivin启动子替换p EGFP-N1载体上的巨细胞病毒(CMV)启动子,构建重组表达载体p Sur P-EGFP,通过报告基因绿色荧光蛋白(GFP)的表达确定Survivin启动子的特异性;将酿酒酵母的胞嘧啶脱氨酶(CD)基因克隆在p Sur P-EGFP中,构建成重组载体p Sur P-CD,转染肿瘤细胞后利用毛细管电泳仪检测前药5-氟胞嘧啶(5-FC)的转化效率,同时分析肿瘤细胞的凋亡。结果 GFP的表达表明Survivin启动子具有较好的肿瘤靶向性;毛细管电泳检测表明CD能够有效地将5-FC转化为5-FU,显微镜观察和流式分析表明了Survivin启动子介导的CD的抗肿瘤效果。结论 Survivin启动子能有效地介导CD自杀基因的表达,具有较好的靶向性抗肿瘤效果。

胞嘧啶脱氨酶对表达不同水平癌胚抗原的大肠癌细胞株的杀伤作用

目的:探讨特异性胞嘧啶脱氨基酶(cytosine deaminase,CD)/5-氟胞嘧啶(5-fluorocytosine,5-FC)系统对表达不同水平癌胚抗原(CEA)的大肠癌细胞株的选择性杀伤作用。方法:用脂质体法将逆转录病毒载体G1CEACDNa和pCD2分别转导入大肠癌LoVo和SW480细胞株。将转染成功pCD2、G1CEACDNa及未转基因之LoVo和SW480细胞分别接种到BALB/c裸鼠皮下。成瘤2周后,每天腹腔注射500mg/kg的5-FC,观察治疗效果。治疗21d后处死动物,肿瘤标本称重后,以RT-PCR法检测目的基因在肿瘤组织中的表达;显微镜下观察肿瘤病理学变化。结果:目的基因在肿瘤组织中获稳定表达。治疗21d后,在LoVo细胞肿瘤中,G1CEACDNa阳性组和pCD2阳性组肿瘤分别重(60.8±15.3)mg和(410.5±56.3)mg,与未转基因组[(3018.5±453.5)mg]比较均有明显差异(p<0.01,t=4.512; P<0.01,t=3.320);G1CEACDNa阳性组与pCD2阳性组比较,亦有显著差异(P<0.05,t=2.375)。在SW480肿瘤细胞中,G1CEACDNa阳性组和pCD2基因阳性组肿瘤分别重(356.5±23.5)mg和(463.5±56.9)mg,与对照组[(3263.5±450.6)mg]比较有显著差异(P<0.01,t=4.547;P<0.01,t=4.475),但G1CEACDNa阳性组与pCD2基因阳性组之间无明显差异(P>0.05)。

5-甲基胞嘧啶及胞嘧啶无辐射失活的半经典动力学模拟和CASSCF计算

采用半经典动力学方法模拟了5-甲基胞嘧啶(5m-Cyt)和胞嘧啶(Cyt)在267nm紫外光辐射下的光物理失活过程.模拟发现,5m-Cyt和Cyt的激发态通过C5-C6键的扭曲以及甲基(或H5)和H6原子平面外振动失活.失活时,甲基(或H5)和H6原子几乎与环面垂直并指向不同方向,形成"双自由基态".由于甲基的体积比H原子的大,振动频率较小,使得C5原子的变形受到抑制,导致5m-Cyt的激发态寿命比胞嘧啶更长.完全活性空间自洽场(CASSCF)计算显示,5m-Cyt的圆锥交叉(CI)点能量比Cyt高0.3eV,这也证明5m-Cyt演化至CI需要克服更大的能垒,因此激发态寿命长于胞嘧啶.

烤烟烟叶胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶分离条件的优化

通过不同流动相、测定温度、流速的对比，优化了分离烟叶总DNA中胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶的高效液相色谱法。烤烟烟叶DNA采用CTAB法提取，高氯酸水解，用KOH调节pH到3—5，取上清液测定。色谱柱为NucleosilC18（250mm×4．6mm，5um）。优化后测定条件为：流动相采用甲醇：5mmol／L戊烷磺酸钠（10：90，V／V），流速0．7ml／min，柱温30℃，检测波长273nm，进样量20山。该方法简化了流动相的配制，缩短了分离时间，胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶的加标回收率分别为103．50％和96．67％，相对标准偏差为2．35％和2．80％。用该方法研究烤烟烟叶发育过程中总DNA胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶的含量，效果良好，符合烟叶生长发育规律。

基于机器学习的DNA N4-甲基胞嘧啶位点预测研究

脱氧核糖核酸(DeoxyriboNucleic Acid,DNA)N4-甲基胞嘧啶(N4-methylcytosine,4mC)修饰涉及基因表达、DNA复制等多个过程,是一种较为常见的DNA位点预测方法。对6个不同物种进行独热编码(One-Hot encoding),在进行算法训练和模型评估后发现,支持向量机模型的各项评估结果均高于其他算法,由此说明采用支持向量机模型预测4mC位点是最优选择。

酵母菌胞嘧啶脱氨酶/5-氟胞嘧啶基因治疗系统对K562B细胞杀伤效应的初步研究

目的 :克隆酵母菌胞嘧啶脱氨酶 (YCD)基因 ,观察 YCD/ 5氟胞嘧啶 (YCD/ 5 - FC)系统对转基因肿瘤细胞的杀伤效应。 方法 :扩增 YCD基因并构建 YCD基因重组逆转录病毒载体 ;载体转染包装细胞获得高滴度病毒并转染高致瘤细胞K5 6 2 B,筛选并鉴定阳性转基因克隆 ;以 MTT法检测 5 - FC对 YCD转基因细胞的杀伤效应 ,测定转基因细胞裂解产物对5 - FC→ 5 - FU的转化。结果 :PCR法扩增出全长 YCD基因 ,经测序证实序列正确 ;构建了 MSCV - YCD- IRES- EGFP逆转录病毒载体 ,载体转染包装细胞Ф NX- A,获得滴度为 3.5× 10 6 CFU / m l的逆转录病毒 ;病毒转染 K5 6 2 B,转染率为 30 % ,经筛选获得转基因阳性克隆 YCD- K 5 6 2 B,RT- PCR检测显示 YCD- K5 6 2 B有 YCD基因的 m RNA表达 ,其细胞裂解产物可使 5 - FC转化为 5 - FU,表明其有 CD酶活性 ;MTT法检测低浓度 5 - FC(15μmol/ L )作用 96 h对 YCD- K5 6 2 B有明显的杀伤效应。 结论 :YCD/ 5 - FC系统对转基因肿瘤细胞有明显的杀伤效应。

1011易位甲基胞嘧啶双加氧酶-1的结构和去甲基化作用及生物学功能

1011易位甲基胞嘧啶双加氧酶(TET)-1是发挥DNA去甲基化作用重要的蛋白质之一,始见于急性髓系白血病相关的染色体易位t(10;11)(q22;q23)的白血病患者,其C端为双加氧酶区,是TET-1的主要催化功能结构域,可将5-甲基胞嘧啶(5-m C)氧化为5-羟甲基胞嘧啶,经主动或被动去甲基化实现DNA去甲基化。TET-1通过参与DNA去甲基化调节基因表达,在胚胎发育、体细胞重编程、肿瘤发生、神经细胞发生发育等过程发挥作用,在成体细胞中参与调控细胞分化与增殖。TET-1蛋白及其介导的5-m C羟甲基化过程深化了人们对DNA碱基修饰多样性及复杂性的认识,其在干细胞增殖与分化和肿瘤发生等过程中的功能研究,为诸多生理现象和疾病发生发展作了新的诠释。

极性生长的细胞中胞嘧啶甲基化的动态变化及其对GABA信号的响应

DNA胞嘧啶(C)的甲基化(5m C)在植物发育过程中具有重要的调节作用,多种环境因子如逆境胁迫、植物内/外源性因子等均会触发DNA甲基化的变化。为探讨γ-氨基丁酸(GABA)对植物发育的可能调节机制,本研究以极性生长的烟草花粉管和拟南芥根为材料,分析5m C的含量及其对GABA信号的响应。结果表明,1.0 mmol/L GABA能显著促进烟草花粉管和拟南芥根的极性生长;同时,GABA处理使烟草花粉管和拟南芥根的基因组中5m C含量显著降低、5-羟基胞嘧啶(5hm C)含量显著增加。5hm C是5m C去甲基化途径中的一个重要中间产物,本研究证实了GABA可以作为一种重要的外源信号调节DNA甲基化的动态变化。

胞嘧啶的合成工艺改进

以氰乙酸乙酯、尿素、原甲酸三乙酯为原料,经缩合、环化和水解反应合成了5-羧基胞嘧啶(6);6经催化脱羧合成了胞嘧啶,总收率65.7%,其结构经1H NMR和ESI-MS确证。

DNA胞嘧啶的甲基化与去甲基化进展

DNA胞嘧啶甲基化调控基因的表达以及多种生物功能,如细胞分化。概念上,DNA去甲基化是将已甲基化DNA核苷转化为未修饰核苷,是DNA甲基化的逆向过程。但在生物体内,这是一个涉及多步反应的非常复杂的过程。本综述简要介绍了动植物中DNA胞嘧啶的甲基化与去甲基化的研究现状,并讨论了恶性肿瘤(癌症)、阿尔茨海默氏病、心血管疾病、肺纤维病变和进食障碍等多种疾病中的甲基化与去甲基化异常。