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细胞分裂素活性对增加番茄气孔密度和蒸腾速率的研究
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
Cytokinin activity increases stomatal density and transpiration rate in tomato 细胞分裂素活性增加番茄的气孔密度和蒸腾速率 以前关于细胞分裂素(CK)和干旱的研究表明,细胞分裂素对植物适应限制性条件有积极和消极的影响。本研究探讨了CK对番茄(Solanum lycopersicum)植物蒸腾、气孔活动和干旱反应的影响。在干旱条件下,过度表达拟南芥CK降解酶CK氧化酶/脱氢酶3(CKX3)的转基因番茄植株由于全株蒸腾作用降低而保持较高的叶片水分状况。蒸腾作用降低的原因可能是叶片面积减小,气孔密度降低。与野生型植物相比,CKX3过表达植物的扁平细胞更少、更大,每叶面积气孔更少。此外,与未经处理的叶片相比,经CK处理的野生型叶片表现出更强的蒸腾作用,具有更多的扁平细胞和增加的每叶面积气孔数。CK水平的调控不影响气孔运动或脱落酸诱导的气孔关闭。此外,我们发现气孔孔径与保卫细胞中CK诱导的启动子双组分信号传感器(TCS)的活性没有相关性。先前的研究表明,干旱降低了CK水平,我们认为这是一种适应缺水的机制:降低的CK水平抑制生长并降低气孔密度,两者都降低了蒸腾作用,从而提高了对长期干旱条件的耐受性。 图1.AtCKX3 过表达减少了番茄在灌溉和干旱胁迫下的整株蒸腾作用 在正常灌溉条件下,35S>>CKX3 植株的每日蒸腾速率显著低于 M82 植株的测量值(图 1A)。然而,CKs 内源性水平的降低并未影响每日蒸腾速率的模式,这表明二者气孔运动的模式近似(图 1B)。停止灌溉5天后,M82植株的VWC达到33%,同时35S>>CKX3植株达到57%(图1D)。在此时间点对照植株萎蔫,而 35S>>CKX3 植株保持高的 RWC 并完全膨胀(图 2)。转基因植株在整个干旱处理期间保持较低且稳定的蒸腾速率(图 1C),仅在干旱7天后VWC达到30%。因此,35S>>CKX3 植株中蒸腾作用的减少导致土壤中可用水的利用速率减慢。35S>>CKX3 植株的生长迟缓可能是整个植物蒸腾量较低的主要原因。尽管如此,即使将每日蒸腾速率标准化为叶面积
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文献解读:脂肪组织Treg不同亚型分化及其功能调控新机制
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
2021年8月24日,上海交通大学医学院上海市免疫学研究所李斌课题组及合作团队在国际著名期刊Nature Immunology 在线发表了题为“Insulin signaling establishes a developmental trajectory of adipose regulatory T cells”的研究论文。该研究发现胰岛素信号直接调控Treg细胞脂肪组织适应性发育及其代谢调控功能。 人体组织如皮肤、肌肉、大脑和结肠等组织特异性Treg细胞发育及其生理病理功能与多种重大疾病临床**密切相关,也是近年来本领域研究热点。单细胞测序发现部分外周组织Treg细胞染色质甲基化区域及其转录组与淋巴器官来源的Treg细胞有较大不同,表明外周组织Treg细胞存在组织适应性发育。同时,外周组织Treg细胞有着调节组织代谢、干细胞维持和促进伤口愈合等非经典作用,在多种疾病的**中具有重要的临床应用前景。 脂肪组织驻留调节性T(Regulatory T, Treg)细胞对维持机体免疫稳态和代谢平衡至关重要。脂肪组织微环境中,在抗原、IL-33、IFN-α、胰岛素、雄性激素等多种生理信号刺激下,Treg细胞表达多种独特的基因模块,并呈现出组织适应性发育和功能多样化。本研究利用单细胞ATAC测序以及可匹配的单细胞RNA和TCR测序追踪Treg细胞组织适应性发育,鉴定出具有不同生理功能的CD73hi和ST2hi脂肪组织驻留Treg细胞亚群。此外,CD73hi和ST2hi脂肪组织驻留Treg细胞亚群共享部分TCR克隆,提示亚群间存在细胞状态相互转化(图A)。 图A 单细胞测序揭示肪组织驻留Treg细胞亚群 团队进一步研究发现胰岛素信号通过HIF-1α/Med23-PPAR-γ 轴线驱动CD73hi 向ST2hi脂肪Treg细胞亚群转化。在Treg细胞中敲除胰岛素受体(Insr)、Hif1α或Med23等基因将下调转录因子PPAR-γ 表达,并促进CD73hi脂肪Treg细胞亚群富集以及代谢产物腺苷的积累,从而改善机体胰岛素敏感性并激活米色脂肪产生。ST2hi脂肪Treg细胞亚群分泌sST2蛋白,通过中和细胞因子IL-33抑制米色脂肪产生。此项工作建立了胰岛素信号调控脂肪组织驻留Treg细
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辣椒根腐病对叶片光谱反射率的影响研究
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
Pepper Plants Leaf Spectral Reflectance Changes as a Result of Root Rot Damage 辣椒根腐病对叶片光谱反射率的影响 使用非侵入性工具很难检测到根部应力的症状。这项研究为植被指数的能力提供了概念证明,植被指数通常用于感知冠层状态、检测根系压力和性能状态。辣椒植株在受控条件下的温室中在不同钾和盐度处理下生长。在实验的最后一天测量植物的光谱反射率,当时超过一半的植物已经自然感染根病。计算植被指数以测试使用光谱测量区分健康植物和根部受损植物的能力。虽然在叶子中没有观察到明显的症状,但植被指数和红边位置在健康和根部感染植物之间显示出明显的差异。这些结果是在 32 天的生长期后获得的,以上表明能够使用叶片光谱反射在早期生长阶段监测根部损伤。 图1.上:整个实验的光合有效辐射 (PAR) 和蒸汽压差 (VPD)。下:整个实验过程中根系损伤水平的每日蒸腾作用。 在图1描绘了植物通过损伤水平和每日 PAR 和 VPD 变化的每日蒸腾作用。受感染植物的最终重量显着降低,并且从第 14 天到实验结束它们的每日蒸腾量也较低。非严重根损伤 (r1-r3) 的小样本量表明这些植物可能在实验后期受损,而不是 r4-r5 植物。图 1 显示了健康和受感染植物的每日蒸腾作用如何对环境条件的变化做出反应,即在第 13 天和第 30 天,因为温室中的 PAR 和 VPD 较低。 图2.A: 健康(r0)和重病植株(r4,r5)的平均反射光谱;B:重新采样到 Sentinel 2 波段的光谱 比较感染植物组和健康植物组的平均光谱表明,在高分辨率和重采样低分辨率方面,光谱差异较小。然而,这些微小的光谱差异在光谱的可见光和红边部分显著,但在任何其他波段都不显著(图2)。尽管损伤影响了根部,但r4–r5组的光谱在绿色区域显示出最高的反射率,而r5从近红外平台(~750 nm)到ASD光谱区域上限(2500 nm)的反射率最低。当光谱重新采样到较低的光谱分辨率时,ASD光谱仪的高光谱分辨率所显示的不同根损伤组之间的光谱差异并
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碱裂解法提取质粒的实验原理和操作步骤
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
一、实验原理: 碱裂解法提取质粒是根据共价闭合环状质粒DNA 与线性染色体DNA 在拓扑学上的差异来分离它们。在pH 值介于12.0 ~12.5 这个狭窄的范围内,线性的DNA 双螺旋结构解开而被变性,尽管在这样的条件下,共价闭环质粒DNA 的氢键会被断裂,但两条互补链彼此相互盘绕,仍会紧密地结合在一起。当加入pH 4.8 的乙酸钾高盐缓冲液恢复pH 至中性时,共价闭合环状的质粒DNA 的两条互补链仍保持在一起,因此复性迅速而准确,而线性的染色体DNA 的两条互补链彼此已完全分开,复性就不会那么迅速而准确,它们缠绕形成网状结构,通过离心,染色体DNA与不稳定的大分子RNA ,蛋白质-SDS 复合物等一起沉淀下来而被除去。 二、操作步骤: 1. 准备20ml灭菌过的培养管,编号,分别加入8ml LB培养基,再加入8µl 相应抗生素,可适量多加; 2. 用10µl 白色枪头挑取挑取单个菌落至培养管中,37℃震荡过夜(274rpm); 3. 取2ml过夜培养的菌液加入离心管中,室温10000rpm离心2min,去上清;(可重复步骤2,直至菌液离心完)(去上清时用纸吸一下) 4. 向留有菌体沉淀的离心管中加入250µl Buffer P1(含RNase A),使用移液枪充分混匀,悬浮菌体菌体; 5. 向离心管中加入250µl Buffer P2,温和地上下颠倒混匀4~6次,获得澄清的裂解液;(剧烈混合会使剪切染色体DNA,降低质粒纯度) 6. 向离心管中加入350µl Buffer N3, 立即温和地上下颠倒混匀4~6次,此时出现白色絮状沉淀。室温10000rpm离心15min; 7. 小心将步骤6中所得的上清液转移至洁净的吸收柱中。要保证没有吸入沉淀和细胞碎片。室温10000rpm离心1min,至裂解物完全通过吸收柱,倒掉收集管中的废液; 8. 向吸附柱中加150µl Buffer PB,10000rpm离心1min,倒掉收集管中的废液; 9. 向吸附柱中加400µl Buffer PW(检查是否加入无水乙醇),10000rpm离心1min,倒掉收集管中的废液。再空离一次,2min(此时可以加热 Buffer EB,65~70℃); 10. 将吸附柱置于一个新的离心管中,打开盖子
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高压蒸汽灭菌原理和灭菌验证等相关知识及注意事项
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
1、高压蒸汽灭菌原理 高压蒸汽灭菌是热力消毒方法中普遍,效果可靠的一种灭菌方法,其优点是蒸汽穿透力强,能杀灭所有微生物。 高压灭菌是湿热消毒法的一种,其原理是:在密闭的蒸锅内,其中的蒸汽不能外溢,压力不断上升,使水的沸点不断提高,从而锅内温度也随之增加。在0.1MPa的压力即103.4kPa(1.05kg/cm2) 蒸汽压下,锅内温度达121℃,维持15~30min。当温度超过细胞生理活动的温度范围时,细胞代谢减缓,细胞的蛋白质、酶及核酸会被破坏且不可恢复,从而导致细胞发生不可逆转的死亡。在此蒸汽温度下,可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢,是可靠、应用普遍的物理灭菌法。 2、灭菌验证 灭菌验证一般分为以下几部分内容: 安装确认:一要确认灭菌器随机文件和附件的完整性,如安装记录、图纸、计算机软件、计量装置的校准 (温度表、压力表、时间计量表) 等,二要对灭菌器工作环境的符合性进行验证,如水质检测、安全要求等,三是要验证灭菌器安装是否符合设备安装要求,确认灭菌剂的浓度及质量状况。 操作确认:验证灭菌设备有能力在指定的允差范围内提供特定的过程,如热分布试验,包括空载热分布试验等。 性能确认:物理性能确认和微生物性能确认,包括满载热分布试验 (高低温度点) 热穿透试验等,生物指示物的使用等。 3、应用 由于高压蒸汽灭菌本身具备不破坏产品表面并药品、药品溶液、玻璃器械、培养基等在高温高湿条件下不发生变化或损坏的物质,均可以采用高压灭菌法。高压蒸汽灭菌已经被广泛的应用到各种生化实验室和医院,用于一些培养基、玻璃制品、生理盐水等的灭绝。目前的高压蒸汽灭菌器的类型和样式较多,如:①下排气式压力蒸汽灭菌器是普遍应用的灭菌设备,压力升至102.9kPa(1.05kg/cm2),温度达 l21~126℃,维持20~30min,可达到灭菌目的。②脉动真空压力蒸汽灭菌器已成为目前优秀的灭菌设备。灭菌条件要求:蒸汽压力205.8kPa(2.1kg/cm2),温度达 l32℃以上并维持l0min,即可杀死包括具有
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Ecodrone®高光谱-红外热成像无人机遥感技术—森林病虫害监测
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
易科泰推出无人机遥感森林生态监测技术方案——Ecodrone®高分辨率高光谱-红外热成像无人机遥感平台: 1. 高负载、长续航UAS-8 pro无人机遥感平台,专门设计用于芬兰Specim公司AisaKestrel高光谱成像系列与红外热成像遥感 2. 高分辨率:400-1000nm波段空间分辨率可达2040像素、600-1640nm波段达640像素 3. 400-1000nm波段100m飞行高度地面分辨率可达3.5cm、覆盖面积22公顷 4. 专业无人机遥感技术方案,同步获取高光谱与红外热成像数据,应用软件可直接得出90多个VI(植物光谱反射指数)、F(叶绿素荧光)、标准化冠层温度、CWSI(水分胁迫指数)等 5. Ecodrone ®UAS-8高光谱无人机遥感平台荣获2020年检验检测认证认可行业年度风云榜“仪器设备十大新锐产品” 6. 应用于森林生态健康状态监测、病虫害监测、生物多样性监测等 主要参数指标: 高光谱成像 红外热成像 AisaKESTREL10 AisaKESTREL16 Thermo-RGB 波段范围 400-1000nm 600-1640nm 7.5-14μm 光谱通道数 356(binning×2) 390(binning×1) 1热成像+1 RGB 空间像素数 2048像素 640像素 640×512像素 地面分辨率 3.5cm@100m AGL 11.4cm@100m AGL 13.1cm@100m AGL 探测器 CMOS InGaAs 非制冷VOx微幅射探测器 FWHM 2.63nm 5.27nm - 光谱采样率 1.75/3.5/7nm 2.75/5.5nm - 帧频 170或100Hz 100Hz 30Hz/9Hz 信噪比(峰值) 400-800 800 - 光圈值 F/2.4 - 视场角 40° 45°或其他 数据接口 CameraLink 12-bit CameraLink 14-bit USB或SSD或 SD卡 研究案例1:疫霉菌感染橡树林退化的早期监测与危害程度评估 位于西班牙安达卢西亚地区的橡树林由于疫霉菌
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利用基于机器学习的全自动大豆根瘤提取算法SNAP研究植株与根瘤菌关系
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
Plant Phenomics | SNAP基于机器学习的全自动大豆根瘤提取算法 大豆植株和根瘤菌存在着互惠互利的动态共生关系:在根瘤中,根瘤菌将大气中的氮(N2)固定为植株可利用的氨(NH3),满足了植株对氮元素的需求;作为宿主的大豆植株则会向根瘤菌提供碳元素。氮元素(N)对植株的氨基酸构建、营养生长以及种子内的蛋白质积累至关重要。 近日,Plant Phenomics 在线发表了题为Using Machine Learning to Develop a Fully Automated Soybean Nodule Acquisition Pipeline (SNAP)的研究论文。 大豆根部的根瘤数量从每株几个到几百个不等,在不同基因型的植株之间,根瘤的数量可能有所不同,并沿植株的主根和次生根波动(Figure 1)。在结瘤和未结瘤亲本的比较试验中,生长阶段后期时,结瘤植株中的氮含量能够增加高达6倍,证明了结瘤能够给植株带来积极影响;然而,植株上的根瘤也并非越多越好,目前已有研究证明了高结瘤突变体的效率很低,会导致生物量和产量减少。 Figure 1: Various genotypes grown in the same field environment with (a) low, (b) moderate, and (c) high nodulation. 对大豆根瘤的定量分析是一项乏味且枯燥的工作。因此,对根瘤的评估通常会在能够进行快速表型分析的尺度上进行,使得信息量较少且具有一定的主观性。 在该文中,作者结合RetinaNet和UNet深度学习架构,提出了用于采集并量化分析大豆根瘤的算法(SNAP,Figure 2),用于对根瘤的检测和分割。该算法使用了来自不同基因型、生长期和田间位置的691个大豆根部数据进行开发,具有良好的模型拟合度(R2=0.99)。该算法降低了人工劳动的强度及其带来的数据偏差,并同时获得与根瘤生长、位置和根分布相关的可量化性状(Figure 3)。由于该算法能够以更高的通量对大豆根部的根瘤进行表型分析,使得研究者能够在生育期早期就对基因和环境因素以及二者的互作对根瘤形成的影响进行评估,从而有望增进研究者对植株与根瘤菌关系的了解。
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细胞系的抗体滴度对产品产量与生产成本的影响
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
细胞系的抗体滴度与产品的产量与生产成本息息相关,实践证明提高瞬时转染HEK293细胞系和CHO细胞系的表达滴度可以提高抗体产量,有效降低生产成本。 稳定细胞系中的细胞表达滴度 稳定生产细胞系生产过程中,在可重复性和可放大性等多方面都具有许多优势。细胞的培养参数对细胞系的培育也具有较大的影响力。比如:温度、pH、渗透压、气体流速、罐内压力、搅拌罐内的搅拌桨类型、搅拌速度和细胞代谢物水平等。另外,在生物工艺技术中,细胞的密度、细胞活性、线粒体活性、LDH、NADH水平等生物因素,也会影响到蛋白质合成、PTM等从而波及到产物的产量及品质。 所以,优化细胞系的抗体滴度,除了对宿主细胞系进行设计改造外,细胞的培养参数优化设计,对于提升细胞表达滴度、满足产品质量要求也很重要。 我们知道,在抗体产品的产量是通过工艺放大来实现,而生物工艺放大过程中又会受到很多因素的影响。比如生物因素和细胞培养参数等,生物反应器容量体积等。所以在放大工艺生产中的各个环节,都需要严格把控,此外还需要进一步强化技术培训指导,是工艺生产操作规范化、标准化,从而确保细胞的生产力与产品质量的有效提升。 瞬时转染细胞系中的细胞表达滴度 瞬时转染细胞由于此类细胞构建生产细胞系比较耗时,而且难度也较大,故很少用于临床或者商业规模化生产,比较适用于实验室小规模试验。在稳定生产细胞系进行规模化工艺放大生产时,有时也会使用瞬时转染细胞放大到批次或补料分批生物反应器工艺中,以快速提升产品产量加速生产过程。 目前,一些细胞生产厂商也在尝试提高瞬时转染HEK293细胞的表达滴度。比如:这种工艺技术用于蛋白质生产的转染工艺和哺乳动物表达载体进行优化,可使重组抗体的单位体积产量达到>0.5g/L。 国内细胞生产商开发的CHO细胞高滴度瞬转表达系统具有高产量低成本等优势,已成为生产抗体类药物广泛应用的工程细胞,而CHO细胞瞬时转染是新药研发过程中必不可少的技术工艺。 从长远看
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省时省力核酸提取解决方案的操作与运用技巧
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
对于广大的生物科研人员来说,养细胞、养细菌、提核酸等都是实验室的常见操作,实验操作费时费力,过程中可能还会遇到各种坑。今天我们想聊一下,怎样让您的核酸提取不再烦恼! 核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),它是由许多核苷酸单体聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。核酸的提取分别为DNA 提取和RNA提取,二者的提取原理大致相同,简单来说分为细胞或者组织的裂解和核酸纯化两大步骤。 核酸提取纯化方法常用的有酚/氯(lü)仿抽提法、离心柱法、磁珠法等。 1、酚/氯(lü)仿抽提法 乙(xi)烯氯(lü)仿提取DNA是利用酚是蛋白质的变性剂,反复抽提,使蛋白质变性,SDS(十二烷基磺酸钠)将细胞膜裂解,在蛋白酶K、EDTA的存在下消化蛋白质或多肽或小肽分子,变性降解核蛋白,使DNA从核蛋白中游离出来。 酚/氯(lü)仿抽提法的优点是成本较低,对实验条件要求也不高。该方法的缺点也很明显:由于使用了苯(fen)酚、氯(lü)仿等有机试剂,毒性较大,长时间操作对人员健康有较大影响;而且核酸的回收率较低,损失量较大。 离心柱纯化 这里以DNA提取离心柱为例。离心柱结构主要是特殊硅基质吸附材料,能特异性吸附DNA,而RNA与蛋白质则会穿过。该方法能选择性地吸附核酸而不吸附蛋白质及盐,从而实现核酸与蛋白质及盐的分离,是目前试剂盒提取广泛使用的方法。 该方法受人为操作因素影响小,提取DNA的纯度稳定性很高;而且离心柱法提取DNA的纯度比传统酚氯(lü)仿法提取的要高。离心柱法其低廉的价格和相对便捷的操作,渐逐取代了传统DNA提取方法,被高校科研所等市场普遍接受。 该方法的缺点是需要较多的样本,对于珍稀样本则不适合采用此方法。当样品过量时,需要反复进行离心,对样品的提取效率较低,不便于高通量、自动化操作。与现代生物学实验的高通量、自动化要求格格不入,特别是在基因诊断、疾病检测、转基因检测等领域,离心柱法DNA提取需要大量的操作人员及仪器设备。当
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利用近端高光谱成像对植株生长早期缺钾状况和瞬时蒸腾速率的检测
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
Detection of Potassium Deficiency and Momentary Transpiration Rate Estimation at Early Growth Stages Using Proximal Hyperspectral Imaging and Extreme Gradient Boosting 利用近端高光谱成像和极端梯度增强技术对植株生长早期缺钾状况和瞬时蒸腾速率的检测 钾是植物中的一种宏量元素,通常在对作物在整个生长季节充足供应,以避免导致作物产量下降的短缺。蒸腾速率是反映土壤含水量、植物需水量和非生物胁迫因子的瞬时生理特性。在本研究中,将两个系统结合起来,创建一个高光谱生理植物数据库,用于钾处理(低、中、高)的分类和从高光谱图像估计瞬时蒸腾速率。PlantArray3.0用于控制施肥、记录环境条件和计算蒸腾速率。此外,每小时都会触发一个携带高光谱相机的半自动平台,以拍摄大量胡椒植株的图像。利用每小时的综合属性和光谱信息将植物分类为其给定的钾处理(平均准确度=80%),并使用高级集成学习算法XGBoost(极端梯度提升算法)估算蒸腾速率(RMSE=0.025 g/min,R2=0.75)。虽然钾没有直接的光谱吸收特征,但分类结果表明,基于远程测量的高光谱信号,可以根据钾处理对植物进行标记。利用光谱信息估算不同施钾量的蒸腾速率的能力有助于灌溉管理和作物产量优化。这些综合结果对于生长季节的决策非常重要,尤其是在钾水平仍然可以纠正以防止产量损失的早期阶段。 图1.上图:从高光谱照相机中可以看到植物的RGB图像;底部:两个实验台上随机分布的实验阵列; 图2.实验台和上方移动的高光谱相机的视图。每株植物都放置在一个与Plantarray 3.0系统相连的自定义称重蒸渗仪中。四个滴灌头对每株植物进行灌溉,同时使用塑料盖限制水分蒸发。 图3.模型对低钾和中钾处理(LP-MP)、低钾和高钾处理(LP-HP)以及所有处理(LP-MP-HP)的分类 图4. 利用采样植物绘制低钾光谱特征波段 估算图中的特征重要性如图3所示。图中显示,估算模型中有5-10个波段的总增益较高,还有许多波段的权重
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活体光透明技术在活体神经血管成像中的应用
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
光透明技术是利用化学或物理的原理与方法将大块组织或完整器官甚至活体动物透明化处理的技术,通过光学仪器直接对组织或器官内的细胞等结构进行观察和研究。近年来,组织光透明技术弥补了传统机械切片显微成像技术的不足,作为新兴起来的一种生物组织学技术,受到了越来越多科研人员的关注与青睐。 最早见诸报道的组织光透明技术是德国科学家Werner Spalteholz用苯甲醇和水杨酸甲酯混合物“清除”心脏等大型器官。而最早尝试脑组织光透明的方法,可以追溯到2007年维也纳科技大学和德国马普研究所的研究者首次使用苯甲醇和苯甲酸芐酯的混合物(BABB)透明小鼠全脑,并绘制出3D小鼠脑神经网络。在此之后组织光透明技术迅猛发展,到如今已经有几十种组织光透明相关技术。 光透明技术发展时间线 正常的生物组织中成分复杂,如蛋白质、脂质和血红素等物质对光的传播造成阻碍。光透明技术使用一种试剂或几种试剂组成的混合液通过浸泡、电泳或灌注等处理方式,使大块组织或完整器官达到视觉下透明或光学仪器下可见的效果,简单来说就是让这些生物组织具有光学透明特性,利用这种技术实现透明的脑标本称为透明脑。Dodt 等人在2007年首先完成了对出生后10天幼鼠全脑的透明,并命名为Murray透明法或BABB。Murray透明法的出现使得完整观察神经网络成为可能,并带动了现代组织透明技术的发展。这种技术的优势在于不破坏组织完整性的同时具有三维成像的能力。在此基础上,组织透明技术经诸多科研机构努力涌现出了多种具体方法,并不断完善和持续更新;最早实现透明的器官是脑,逐渐拓展至脊髓及其他器官;组织透明适用的物种也由起初的小鼠,逐渐扩展到大鼠、兔、非人灵长类动物乃至人类。 鼠脑光透明过程及效果展示 完整的器官之所以不透明与其组成物质有关,组织中含有水、蛋白质、脂类等多种不同物质,各物质折光系数不尽相同,当光线通过这些不同组分时发生散射,并且组织或完整器官越厚散射越强透射越少
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利用宏基因组和宏病毒组研究粪菌移植**复发性艰难梭菌感染
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
文章标题:Functional Restoration of Bacteriomes and Viromes by Fecal Microbiota Transplantation 发表期刊:Gastroenterology 发表时间:2021年5月 影响因子:22.682 艰难梭菌是一种革兰氏阳性厌氧芽孢杆菌,广泛存在于肠道和环境中,通过粪-口途径传播,抗生素**和住院等是其最重要的影响因素。复发性艰难梭菌感染(rCDI)被认为是抗生素**后引起的肠道菌群失调状态,这种失调使患者易受新的艰难梭菌感染,或再次感染原染菌株,特别是在患者服用新的抗生素情况下[1] 。 菌群移植(FMT)是将健康供体的肠道菌群转移到患者的肠道内,以期恢复其肠道微生态的过程,自1958年Eiseman首次用FMT**艰难梭菌感染,FMT已被证明是**rCDI的一种高效廉价的**手段。然而,Pasolli E[2]报道的两例FMT后因耐抗生素细菌感染导致的死亡,以及噬菌体的转移和一些未知菌的出现,需要对**后的菌群特征和功能进行更加深入的研究,以解决围绕FMT**的安全担忧。 来自大阪城市大学和东京大学医学科学研究所的研究人员,对从波士顿布里格姆和妇女医院的9名成功进行FMT的rCDI患者接受**前2周和**后8周(接受不同抗生素**,临床上诊断治愈)以及供体粪便样本的肠道细菌和病毒进行分析,发现了rCDI中参与发病的细菌和噬菌体,以及他们对肠道菌群功能恢复的重要途径。 1.FMT对肠道菌群的影响 对接受**前后和供体的细菌和病毒进行分析发现(图1),Negativicutes(阴性丹毒菌)、Gammaproteobacteria(γ变形菌门)、Fusobacteria(梭杆菌门)、Myoviridae(肌尾噬菌体科)和unclassified Caudovirales在**前的样本中相对含量显著高于**后,而Clostridia(梭菌)、Erysipelotrichia(单毒丝菌)、Bacteroidia(拟杆菌)、Microviridae(微小噬菌体科)和crAss-like phage在**后的样本中含量显著高于**前。**后样本中细菌和病毒的多样性和丰富度显著高于**前,此外Microviridae和crAss-like phage的丰富度在**后显著
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基质硬度通过 p-PXN-Rac1-YAP 信号轴调节尖端细胞形成
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
文末有福利,欢迎了解、咨询~ 【研究背景】 血管生成是指从现有血管中内皮细胞生长而生成新的血管,一旦血管开始生成,被称为尖端细胞的特殊内皮细胞就会开始发芽过程。由此,血管芽内皮尖端细胞的长出标志着血管生成的开始,这一过程在生理学和病理生理学过程中至关重要。然而,细胞外基质(ECM)的机械特性如何调节尖端细胞的形成在一定程度上被忽视了。尖端细胞的特性是血管生成和组织工程的关键,它可以定向迁移到无血管区域,对最终形成的血管形态起决定作用。迄今为止,各种生化信号分子因素如 MST1-FOXO1等多见报道,然而功能血管的建立需要生化和生物力学信号线索的结合,后者取决于组织工程和再生医学中使用的生物材料的特性。 近期,北京大学口腔医学院的郭亚茹博士以第一作者在Bioactive Materials发表了题为:Matrix stiffness modulates tip cell formation through the p-PXN-Rac1-YAP signaling axis的研究文章。文章报道了基质硬度通过p-PXN-Rac1-YAP信号轴调节尖端细胞形成,这项工作不仅有助于在组织工程和再生医学中寻找最佳材料,也为肿瘤**和病理性血管再生提供了新的**策略。在生物材料设计和**一些病理情况方面具有特殊意义。邓旭亮教授为本文通讯作者。 【研究概述】 在这项研究中,作者研究了基质硬度对尖端细胞形成的影响,并探索了基础机制。在肝癌细胞的外层发现CD31表达更高,组织硬度也更高。基质的硬度增加可以显著增加血管的生成和尖端细胞富集基因的表达。硬度较大的基质增加了FAK和p-PXN的局灶黏附,提高了活性Rac1的水平,进而导致细胞骨架组织和细胞刚度增加。随后,YAP作为下游的力效应因子被激活并易位入核,上调靶基因的表达,最终促进尖端细胞的形成。p-PXN还可以减少细胞间的连接,从而促进尖端细胞的形成。由此表明:基质硬度可通过p-PXN-Rac1-YAP信号轴调节尖端细胞的形成。 【研究结果】 硬度的增加还可以促进血管的生成(图1D),从三维(3D)EC球体(图
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短时干旱胁迫下小麦耐旱性的增强与气孔失调和氨基酸代谢的关系研究
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
A combination of stomata deregulation and a distinctive modulation of amino acid metabolism are associated with enhanced tolerance of wheat varieties to transient drought 短时干旱内小麦品种耐旱性增强与气孔失调和氨基酸代谢独特条件的关系 引言:地中海冬季作物普遍且越来越多地受到不规则降雨和高温的影响,出现不同程度的短时干旱情况对生长和产量产生不利影响。因此,探索作物中存在的不同程度的耐旱性及其背后的分子策略对于发展特别育种计划至关重要。 目的:我们研究了六种商业小麦品种在分蘖期和灌浆期对瞬时水分胁迫的生理和代谢反应。方法: 采用蒸渗仪的干旱试验分两个发育阶段进行,共包括六个小麦品种。在干旱期间和恢复后对新扩展的幼叶和旗叶取样。使用基于GC-MS的协议生成代谢物图谱。通过使用电子温度补偿称重传感器测量盆栽的重量变化,持续获取蒸腾数据。 结果:小麦分蘖期对干旱的敏感性高于灌浆期。前一阶段的特点是在干旱恢复期间也发生了明显的代谢改变,植物表现出蒸腾作用减少。值得注意的是,品种对干旱的敏感性差异很大。仅在 cv Zahir 中,分蘖时蒸腾作用没有减少。在恢复期间,Yuval 和Zahir 的蒸腾速率没有受到显着影响,而除 Ruta 外,其他品种保持较低的值。在灌浆时,与 Gedera、Galil 和 Ruta 的更强响应相比,Bar-Nir、Yuval 和 Zahir 品种对干旱的响应适度减少。恢复期间的蒸腾趋势仍然低于对照植物,特别是在 Gedera 和 Zahir 中,但达到了更高的值。不同品种叶片的代谢物谱显示了品种特异性响应趋势。特别是在分蘖期间,氨基酸代谢在不同品种间存在差异调节。例如,Ruta和Zahir在胁迫反应期间表现出中心碳氮代谢的重大变化,在分蘖期间积累了大量脯氨酸和苏氨酸,而在Bar-Nir中,相对氨基酸含量普遍下降。Galil、Ruta、Yuval和Zahir常见应激相关GABA的变化。脱水相关的棉子糖族低聚糖主要与灌浆后期和反应恢复阶段有关。 结论:结果表明,小麦品种在短暂干
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通过两种野生大麦生态型对干旱胁迫的差异适应揭示生态型特异性转录
作者:德尔塔 日期:2022-04-13
Transcriptome sequencing of two wild barley (Hordeum spontaneum L.) ecotypes differentially adapted to drought stress reveals ecotypespecific transcripts 两种野生大麦(Hordeum spontaneum L.)生态型对干旱胁迫的差异适应的转录组测序揭示了生态型特异性转录 背景:野生大麦在其地理分布范围内适应高度多样的环境。对来自对比环境的不同适应野生大麦生态型进行转录组测序有助于鉴定与非生物胁迫耐受和适应有关的基因和遗传变异。 结果:在受控条件下,分析了来自沙漠(B1K2)和地中海(B1K30)两种不同环境野生大麦生态型对干旱胁迫的响应。沙漠生态型在灌溉和干旱条件下损失的水分较多,但相对含水量(RWC)和水分利用效率(WUE)均高于沿海生态型。我们用454平台对两种生态型干旱胁迫下的叶片的标准化cDNA文库进行测序,以鉴定干旱相关转录本。讲阅读量超过50万次的每个生态型从头组装成20439个B1K2假定的独特转录本(PUTs),21494个B1K30和28720个联合组装。每个生态型超过 50% 的 PUT 不与其他生态型共享。此外,16%(3245)的B1K2和17%(3674)的B1K30转录本在其他野生大麦生态型和栽培大麦中未显示同源序列命中,并且是生态型特异转录本的备选。每个生态型的800多个独特转录本与30多个不同的应激相关基因同源。我们提取了1017个高质量的SNPs来区分这两个生态型。沙漠生态型与栽培大麦之间的遗传距离比地中海生态型与栽培大麦之间的遗传距离高1.9倍。此外,沙漠生态型比地中海生态型具有更大比例的非同义SNP,这表明这些生态型具有不同的来源历史。 结论:结果表明,沙漠和地中海野生大麦生态型之间存在强烈的生理和基因组分化,地中海与栽培大麦的关系更为密切。大量野生大麦特有的新转录本被鉴定。沙漠生态型中较高的SNP密度和较大比例的具有功能效应的SNP表明地中海和沙漠野生大麦具有不同的来源历史和自然选择效应。这些数据是改进基因组注释、干旱适应转录组研究的宝贵基因组资源,