二次供水系统不锈钢改造对水质微生物安全性的成效

二次供水系统材质对输配水质有重要影响。为了研究二次供水系统更新不锈钢材质对管网微生物水质改善成效,采用基于R2A贫营养培养基的异养菌平皿计数(HPC)检测方法和基于16S rRNA基因高通量测序的微生物组学技术对上海市直饮水示范区不锈钢材质改造前后的微生物质量进行了评估。结果表明,不锈钢管道改造可以有效降低二次供水系统中的微生物数量。在夏季对供水末端实施不锈钢材质改造后,供水水质中HPC数量明显下降。其中,高层泵后从改造前的平均968 CFU/mL降至178 CFU/mL,降幅约达82%;6楼立管从改造前的平均1383 CFU/mL降至88 CFU/mL降幅约达93.7%。未改造小区B的HPC整体水平高于改造小区A,改造后的小区B的HPC数量低于改造前。温度对二次供水末端微生物数量影响明显,10月数量明显高于11月和12月。从原水、出厂水到泵房水池进水,优势菌属由不动杆菌属转变为假单胞菌属,入户后Phreatobacter菌属逐渐占据优势。改造前的小区B相比改造后小区A拥有潜在致病表型和生物膜形成能力表型的微生物相对丰度更高,并主要由高丰度的不动杆菌属组成。二次供水不锈钢管材更换可以通过降低有关生物膜形成功能相关和致病相关的细菌丰度来控制饮用水中的部分微生物风险。

尼罗罗非鱼肠道及养殖环境中菌群结构与链球菌病的相关性

为研究尼罗罗非鱼肠道和池塘养殖环境中菌群结构变化与链球菌病暴发的相关性,实验采用16S r DNA高通量测序方法对比分析发病和健康池塘水体、底泥和尼罗罗非鱼肠道菌群的结构特征。结果显示,底泥中微生物多样性最高,水体和肠道中微生物多样性次之;肠道菌群与水体中菌群的相似性较高,而与底泥中菌群相似性较低;发病组的尼罗罗非鱼肠道和池塘底泥中微生物的多样性均低于健康组,而发病组池塘水体中微生物多样性高于健康组。OTU聚类分析发现,发病与健康尼罗罗非鱼肠道微生物差异极显著,大部分健康尼罗罗非鱼肠道微生物样品单独聚为一支。菌群结构组成分析结果表明,虽然发病组和健康组水体或底泥中优势菌群结构组成的差异较小,但在非优势菌群中存在一定差异,发病组水体中变形菌门和梭杆菌门的比例显著高于健康组水体,疣微菌门和浮霉菌门的丰度显著低于健康组水体;发病组池塘底泥中厌氧粘细菌属、甲烷丝菌属和枝芽孢菌属等具有降解有机质和生态修复功能,菌群的丰度显著低于健康组底泥,而具有致病能力的曼氏杆菌属丰度却显著高于健康组底泥。发病组尼罗罗非鱼肠道菌群中链球菌属、分枝杆菌属和曼氏杆菌属等致病菌群的丰度显著高于健康组尼罗罗非鱼肠道,而乳球菌属、鲸杆菌属和红球菌属等益生菌的丰度显著低于健康尼罗罗非鱼肠道。无乳链球菌普遍存在于发病和健康养殖环境,以及尼罗罗非鱼肠道中,无乳链球菌的丰度在发病和健康养殖环境之间无显著差异,但其在发病尼罗罗非鱼肠道中的丰度要显著高于健康组。研究表明,尼罗罗非鱼链球菌病发病池塘水体和底泥中有益菌丰度降低和致病菌丰度的升高反映其养殖环境出现恶化,尼罗罗非鱼链球菌病的暴发与肠道微生态平衡破坏后无乳链球菌丰度增加密切相关,但肠道中无乳链球菌丰度的剧增与养殖水体和底泥中该病原菌的丰度水平之间并无直接关联。

基于人类全基因表达谱技术对“肾精亏虚证”原发性骨质疏松患者差异基因表达分析

目的基于人类全基因表达谱芯片高通量测序技术,检测肾精亏虚证骨质疏松患者和同龄健康状态老年人血液中的差异基因表达,探讨肾精亏虚证骨质疏松症的发病机制,为中医药防治该病证提供可能的作用靶点。方法从辽宁中医药大学附属医院和上海中医药大学附属龙华医院门诊肾精亏虚证原发性骨质疏松症患者群中随机选择16例患者,男女各半,年龄60岁以上,作为OP组(OP group);同龄健康状态老年人24例,男女各半,年龄60岁以上,作为对照组。采用人类全基因表达谱芯片检测两组人群的差异基因表达,并对差异显著的基因表达进行荧光定量PCR验证。结果在肾精亏虚证OP患者中共有602个基因呈现差异性表达,其中上调基因579个,下调基因23个(FC≥1.5或FC≤0.667,q-value≤5%)。表达上调超过3倍的基因有7个,分别为S100P、SNX3、DEFA1、MMP9、ANXA3、IL1R2、PLSCR1;表达下调超过2倍的基因有3个,分别为CX3CR1、SPON2、GNLY。对以上10个差异显著的基因进行RT-PCR验证,结果与基因芯片检测结果一致。结论肾精亏虚证OP患者与同龄健康老年人比较,差异基因表达上调或下调显著,这些基因通过调控免疫应答、防御应答、趋化因子信号转导通路等方面在肾精亏虚证OP的发病过程中可能发挥着重要的作用。

胡麻连作对土壤细菌群落的影响

采集种植1、2 a和3 a的胡麻土壤,利用高通量测序技术对不同胡麻连作年限土壤细菌群落进行测定,旨在揭示不同连作年限对胡麻土壤细菌群落结构和多样性的影响。结果表明:连作3 a土壤样本细菌OTU数目最多,为1773条,细菌群落丰度指数(Chao指数1759.07和Ace指数1741.89)最高,而细菌群落多样性(Shannon指数T1(6.45)>T2(6.41)>T3(6.33),Simpson指数T1(0.0034)<T2(0.0037)<T3(0.0074))随着连作年限增长而降低;不同连作年限胡麻土壤内共获得36门的细菌,且优势菌门(丰度占比>0.01)都为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿湾菌门(Chloroflexi)等12个菌门,但各优势菌门在各样本中所占的丰度不同;随着连作年限增加,变形菌门丰度(T1(31.74%)>T2(27.69%)>T3(25.21%))逐渐降低,酸杆菌门丰度(T119.39%,T221.99%,T314.28%)和拟杆菌门丰度(Bacteroidetes,T17.29%,T28.72%,T32.59%)先增加后降低,放线菌门丰度(T1(12.16%)<T2(15.38%)<T3(24.12%))和绿湾菌门丰度(T1(9.58%)<T2(10.99%)<T3(11.82%))逐渐增加。土壤细菌群落β多样性分析显示,连作显著改变土壤细菌的群落结构,其影响随连作年限增长而增强。研究表明胡麻连作降低土壤细菌多样性,影响细菌群落结构组成。

组合化学法在筛选真空紫外荧光材料中的应用

综述了近年来组合化学法在筛选新型真空紫外荧光材料研究方面取得的进展,包括组合材料库的并行合成和高通量表征技术,并重点介绍了组合材料库的设计艺术,最后列举了组合化学法筛选真空紫外荧光材料体系研究的实例及结果.

基因组DNA高通量提取技术及其在骨髓库捐献者样本HLA基因分型中的应用

本研究旨在建立从全血EDTA抗凝样本中高通量提取基因组DNA的有效方法,以常规应用于Luminexr SSO HLA流式磁珠基因分型。使用2ml深孔板和TECAN DNA全自动工作站,从288份骨髓捐献者样本中提取基因组DNA;提取的DNA样本用紫外分光光度仪测定其浓度和纯度,并采用琼脂糖凝胶电泳检测DNA的完整性;DNA样本用Onelambdar SSOHLA-A、B和DRB1基因分型试剂盒进行PCR扩增、分子杂交和Luminex流式磁珠分析仪检测,统计分析每一DNA样本HLA-A、B和DRB1基因扩增产物经DNA探针分子杂交后的阳性磁珠和阴性磁珠的荧光信号强度。结果表明:从400μl全血中提取了基因组DNA,288份样本的DNA产量平均为3.217±0.715μg,A260/A280值平均为1.710±0.103,A260-A320/A280-A320值平均为1.761±0.151;用琼脂糖凝胶电泳法测得DNA的分子量均大于15kb;每一样本HLA-A、-B和-DRB1杂交后的阳性磁珠的荧光信号强度均>600RFU,而阴性磁珠的荧光信号强度<50RFU。结论:本方法适用于从大量全血样本中快速提取基因组DNA,所得的基因组DNA适用于高通量中华骨髓捐献者样本的HLA流式磁珠基因分型等下游的移植免疫学与分子生物学实验。

广东汉族妊娠期糖尿病妇女胎盘组织microRNA差异表达谱分析

目的 :探索妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)与正常妊娠胎盘组织微小RNA(microRNA,miRNA)的差异表达,为深入研究GDM发病机制提供基础。方法:选取于2013年1月—2014年1月在武警广东省总队医院、南方医科大学珠江医院就诊并分娩的GDM孕妇20例作为观察组(GDM组),均为粤籍汉族并且相互之间无亲缘关系,随机选取同期无妊娠合并症的正常广东汉族孕妇20例作为对照组。胎儿分娩后收集胎盘组织,用TRIzol法进行总RNA提取,经过质量和纯度分析鉴定合格后分别选取5个样本混合成GDM和对照组,采用逆转录法构建小RNA文库,使用第二代高通量测序采用边合成边测序的方法对miRNA进行测序并分析结果。结果:从胎盘组织提取到的总RNA纯度较高,D(260 nm)/D(280 nm)>1.90,并成功构建小RNA的c DNA文库。采用高通量测序得到长度为10~35 nt的小RNA片段,其中文库数量最多的小RNA长度21~24 nt,miRNA量占所有小RNA总量的30%以上,最终获得洁净的片段超过10 000 000。将得到的片段与Genebank及Rfram数据库比对,去除其他小RNA筛选出miRNA达7 000多种。通过样本两两比较分析,与对照组相比,发现GDM组有138种已知的miRNA表达明显上调,包括hsa-miR-548au-5p、hsa-miR-95a-5p、hsa-miR-373-5p、hsa-miR-216-5p等(log2-ratio>1,P<0.01);16种已知miRNAs明显表达下调,如hsa-miR-5699-5p、hsa-miR-4286等(log2-ratio<-1,P<0.01)。Mireap软件预测出27种新miRNA,其中有9种在GDM表达升高,6种表达降低。结论:GDM的胎盘组织miRNAs与对照组存在表达差异,胎盘组织miRNA可能在GDM发病过程中起一定的调节作用。

产脂肪酶菌株的常压室温等离子体诱变及高通量筛选方法的建立

脂肪酶由于可催化的反应种类和底物类别多,且具有位置选择性和异构体选择性等特点而常用于结构酯的合成和油脂改性等领域。丝孢酵母(Trichosporon sp.)是一种产脂肪酶菌种,但生产能力偏低是限制该菌实现工业化生产的重要因素。本研究利用常压室温等离子体(ARTP)对丝孢酵母野生菌进行诱变处理,并建立了96孔板培养结合对硝基苯酚棕榈酸酯(P-NPP)法测定酶活力的高通量筛选方法,实现了60个突变菌株的初筛。以酶活力为筛选指标时,突变率和正突变率分别为51.7%和28.3%。8株初筛菌株的摇瓶发酵结果显示,A13和A5的产酶提高最显著,培养96 h后分别比野生菌增加2.64倍和1.54倍,且2个突变菌株的遗传稳定性良好。对比研究发现,突变菌株A13相较野生菌的最大优势在于提前24 h便能达到最高产酶量。

一种快捷可靠的大肠杆菌重组质粒筛选方法

针对如何大规模地筛选大肠杆菌重组子,将质粒快检和菌落PCR两种方法巧妙地融合,建立一种新的高效快捷的重组质粒筛选方法.该方法不需接种抽取质粒,在转化子长出当天即可筛选到重组质粒.大规模基因克隆表明该方法能够快速、准确地筛选出阳性克隆.

高脂饮食诱发小鼠肥胖及其对肠道菌群结构影响的研究

目的探讨高脂饮食对小鼠体重、血脂以及肠道菌群结构的影响。方法将20只C57BL/6J雌性小鼠随机分为正常对照组(10只)和高脂饮食组(10只),分别给予普通饮食和高脂饮食。饲喂12周后,称量小鼠体重,测定小鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的含量。采集小鼠粪便,提取细菌总DNA,PCR扩增获得16S r DNA基因V4标签片段,用于Hi Seq 2500高通量测序,基于QIIME平台比较小肠内容物菌群结构多样性。结果高脂饮食组小鼠体重及血清TC、TG、HDL-C、LDL-C均显著高于正常对照组。正常对照组小鼠粪便菌群多样性高于高脂饮食的小鼠。高脂饮食组小鼠的粪便中含有的厚壁菌较正常组显著升高,但是拟杆菌门数量显著低于正常对照组。结论高脂饮食能诱导小鼠肥胖,改变小鼠肠道菌群结构。

寒旱区柠条根际细菌群落结构与多样性研究

以柠条为试材,采用Illumina MiSeq二代高通量测序技术对16S rDNA基因进行测序,研究了不同地区和同一地区不同取样点的柠条根际土壤细菌微生物群落结构及多样性,以期为认识和利用柠条根际细菌微生物及对柠条抗寒抗旱性的深入研究提供参考依据。结果表明:同地区不同取样点的9个样品共检测出11个相对丰度较高的类群,相对丰度高的共有优势门是Actinobacteria(22.40%~36.41%)、Proteobacteria (18.46%~35.61%)、Acidobacteria(6.67%~25.73%)、Chloroflexi(5.04%~15.26%)和Bacteroidetes(2.85%~6.83%)。在属水平,未知属norankc_Subgroup6是其共有优势属,每个样品中物种分布广泛但相对丰度较低。巴彦淖尔盟地区主要类群为Sphingomonas、Arthrobacter、Streptomyces、Nocardioides、Mycobacterium和Aeromicrobium。赤峰3个样品的细菌组成具有较大差异,主要的类群为Arthrobacter、Bacillus、Streptomyces和Sphingomonas。乌兰察布3个样品的物种组成也具有一定差异,主要类群为Arthrobacter、Bacillus和Streptomyces。柠条根际土壤细菌种类繁多,同一地区不同取样点细菌群落结构和多样性相近,不同地区间赤峰和乌兰察布样品的细菌微生物丰富性高于巴彦淖尔盟样品。

肝细胞癌中一种高通量二维细胞识别技术方法的建立

目的:建立一种新颖的高通量二维细胞识别、定位技术,为肝癌干细胞的鉴定、异质性分化细胞分类等提供技术平台.方法:收集原发性肝细胞癌患者手术标本1例,每个标本分别石蜡包埋,以1μm的厚度连续切5片.每张切片取第一片做常规HE染色,病理诊断.其余4张切片分别以肝癌组织中目前已报道的8个可能的肝癌干细胞标志物进行了免疫荧光标记,利用试剂Hoechst 33342(蓝色)标记细胞核定位,异硫氰酸荧光素(fluoresce iniso thio cyanate,FITC),四甲基异硫氰酸罗丹明(tetramethy l rhodamine isothiocyanate rhodamine)双荧光标记待测抗体,荧光显微镜检测荧光位置及强度.结果:以4个切片中均能识别的细胞核做定位,确定每个切片1个1×100显微镜视野中有效细胞的个数,作出4个切片合并的细胞图谱,建立了一种新颖的二维细胞识别技术.检测得到有效细胞为2772个.检测的8个抗体均在肝癌细胞中表达,并且不同肝癌细胞中肝癌干细胞标志物的表达情况不同,同一肝癌细胞可同时表达多个肝癌干细胞的分子标志,且可见8个抗体均阳性的肝癌细胞.其中2772个有效细胞中有2453个细胞为阴性,所占比例为884.9‰.结论:完成了高通量二维细胞识别、定位技术方法的建立,该方法可在一个肝癌干细胞上检测两种以上的肝癌干细胞分子标志的表达情况.

高通量分子捕捉系统研究中药的思路与方法

目的:本文提出以高通量分子捕捉系统研究中药的思路和方法。方法:以简单的分子系统和复杂的生物系统对信号分子捕捉和响应的特点为基础,分析了简单的单一蛋白质分子系统对中药混合物中的活性分子具有的特异性捕捉作用,蛋白质分子捕获活性分子后产生的信号变化可被检测系统检知,且反应易于分析,因此,以蛋白质分子为基本构件构建分子捕捉系统,可将目前所有药物作用机制涉及的约500种蛋白靶标分子构建成适于分析、研究的高通量分子捕捉阵列,从而对中药进行全方位研究。结果:将含药材料的获得和处理技术、高通量分子捕捉阵列、高通量检测技术和自动化数据处理系统整合、集成为高通量分子捕捉系统,可以突破现有研究方法的限制,对中药进行多方位的研究。结论 采用高通量分子捕捉系统研究中药可突破目前中药研究的方法学限制。但将此设想用于研究实践尚需大量工作。

Genome shuffling育种技术应用研究进展

本文综述了一种高效育种技术Genome shuffling(基因组重组)技术及其在细菌、真菌及放线菌的菌种选育方面的应用研究进展。与传统育种技术相比,Genome shuffling技术是一种全基因组重排的高效定向育种技术。菌株经过多轮递归原生质体融合,使正向突变的不同基因重组到同一个融合子中,大幅提高菌种的正突变性,打破在菌种改良过程中的诸多局限性,在现代菌种选育中得以广泛应用。

环状RNA在疾病发生中的作用

环状RNA(circRNA)是一类不同于线性RNA的内源非编码RNA,它是通过反向剪接形成的闭合环状RNA分子,不具有5'端帽子和3'端poly A尾巴结构,能够稳定存在于各种类型真核细胞中。随着生物信息学的快速发展和高通量测序技术的不断革新,目前已经在真核细胞中发现了大量内源性circRNA,其中一些circRNA表达丰度高并呈现出时空表达特异性和物种间保守性,表明circRNA可能在调节基因表达方面具有重要功能。近年来研究发现,circRNA在神经系统紊乱、糖尿病和肿瘤等疾病发生过程中起着较为重要的作用,深入研究circRNA的结构和功能可更好地了解疾病的发生机制,提高相关疾病的预防和诊断水平。

亚麻籽饼粕对奶牛和肉牛肠道微生物的影响

分别采用基础饲料和在基础饲料中添加30%的亚麻籽饼粕饲喂10头成年奶牛和10头肉牛5个月后,收集粪便,通过试剂盒提取粪便DNA采用16S rDNA测序和ITS1测序,探讨了添加亚麻籽饼粕对奶牛和肉牛肠道微生物群落结构和多样性的影响.结果发现,亚麻籽饼粕饮食干预改变了成年奶牛和肉牛肠道微生物群的多样性.在亚麻籽饼粕组中,细菌门中Proteobacteria的相对丰度显著低于正常对照组;在真菌门的水平上,Unidentified门的相对丰度与正常对照组相比明显受到抑制(P<0.001).亚麻籽饼粕组中Ascomycota和Basidiomycota的相对丰度显著高于正常对照组.给奶牛喂亚麻籽饼粕后,Kernia,Malassezia和Pseudozyma的相对丰度增加,而Scedosporium,Unidentified,Archaeorhizomyces和Pseudallescheria的生长受到抑制,但这些物种在肉牛肠道中的变化模式与奶牛相反.表明肠道微生物群的药理或营养调节是预防性保健的有效方法.

天然提取物数据库的计算机管理方法探讨

为适应高通量药物筛选 ,建立天然提取物数据库 ,对于活性化合物的发现及其进一步研究具有重要意义。我们根据提取物数据库的要求以及现有数据库软件的特点 ,探索出合理使用这些软件的方法 ,使软件可以优势互补 ,以更好地进行提取物数据库的管理。

MC1R拮抗/激动剂高通量筛选体系的建立

目的建立一种进行MC1R拮抗/激动剂快速、高通量筛选,并对其作用靶点进行初步判断的实验体系。方法利用稳定表达MC1R和诱导表达荧光素酶的MC1R-6CRE-Luci-CHO和仅诱导表达荧光素酶的6CRE-Luci-CHO细胞株为模型,以luciferin荧光素为底物,NDP-a-MSH为激活剂标准品,Sepi-white(r)为拮抗剂标准品,用SPSS及Graphpad软件进行数据处理,对其主要参数进行优化。结果其主要参数优化值:NDP-a-MSH浓度0.5 nmol/L;Sepiwhite(r)浓度25μmol/L;孵育时间5 h;荧光素用量可从厂商推荐的100μl降到25μl。结论本体系能够对MC1R拮抗/激动剂类药物进行高通量筛选及其作用靶点进行初步判断。

高分辨质谱在食品农药残留检测中的研究进展

利用准确、可靠的色谱-质谱联用分析技术开展我国食用农产品中农兽药残留、有机污染物等有害物质的筛查和检测具有重要意义。高分辨质谱具备更高的分辨率和质量精度,在复杂食品基质中痕量化合物的定性确证和定量检测方面拥有很大应用潜力。该文综述了四极杆/飞行时间质谱(Q/TOF MS)、四极杆/静电场轨道阱质谱(Q/Orbitrap MS)技术的特点,重点分析了2017年至2022年国内外植物源和动物源食品中农药残留检测的高分辨质谱应用情况。从高分辨质谱技术本身的发展、食品安全监管部门和第三方检测机构的技术需求3个方面讨论了高分辨质谱技术的发展前景,展望了其未来研究的主要方向。

基于单纯型设计和部件搜索方法的CHO细胞无血清培养基的高通量优化

氨基酸的浓度与配比对细胞生长和产物表达有重要作用。在自主研发无血清培养基的基础上,通过单纯型格子实验设计优化氨基酸浓度及配比后发现,优化的无血清培养基明显促进了细胞生长。生物反应器批式培养中,最高活细胞密度达52.6×105 cells·mL-1,抗体融合蛋白产量52.2 mg·L-1,相对于商业培养基Ex-cell 302,分别提高了26.7%和11.5%。在此基础上,通过部件搜索的方法确认具有显著正影响的氨基酸为谷氨酰胺、脯氨酸和甲硫氨酸。基于上述研究工作,在2 L反应器采用自主研发的优化无血清培养基,以葡萄糖为关键控制参数,进行两阶段动态流加培养过程,CHO细胞最大活细胞密度达94.6×105 cells·mL-1,抗体融合蛋白终产量600 mg·L-1,相对于商业培养基Ex-cell 302批式培养,分别提高了2.75倍和11.8倍。本研究工作为抗体融合蛋白的高效工业化生产奠定了基础。