阳离子对耐辐射奇球菌对放射性铯生物吸收的影响(英文)

耐辐射奇球菌能够耐受高剂量的辐射,促使人们考虑利用此特性进行放射性核素和有毒化学品的生物修复。但是,有关耐辐射奇球菌对放射性铯的生物吸收却未见报道。本文研究了耐辐射奇球菌对放射性铯的生物吸收及其他阳离子对其生物吸收的影响。在平衡状态时,耐辐射奇球菌对放射性铯的最大吸收量为2100kBq/kg(鲜重)。在供试的一价阳离子中,NH4+对其生物吸收的拮抗作用最强,但是只有当NH4+的浓度超过100mmol/L时,这种拮抗作用才比较明显。二价阳离子,如Ca2+和Pb2+也能降低耐辐射奇球菌对放射性铯的吸收。Al3+和Cr3+对耐辐射奇球菌具有较强的细胞毒性,当其浓度超过1mmol/L时,耐辐射奇球菌的生长就完全被抑制。     

耐辐射奇球菌Deinococcus radiodurans中非编码RNA

耐辐射奇球菌(Deinococcus Radiodurans)对电离辐射、紫外线以及强氧化剂等方面具有惊人的抗性。非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)在参与转录调控、RNA的加工与修饰、mRNA的转录、蛋白质的运输与稳定性调节等方面具有非常明显的作用。本文通过概率上下文无关算法(Stochastic ContextFree Grammar,SCFG),对耐辐射奇球菌R1菌株的基因间序列进行相似二级结构预测,结果发现,在耐辐射奇球菌R1基因组的非编码区存在28个非编码RNA家族。其中IRE家族成员最多,其次是Histone3、tRNA和SECIS家族。所发现的DicF与ctRNA_pGA1t、mRNA等家族成员为细菌所特有。与其他生物比较分析结果显示,可以用这些非编码RNA来研究耐辐射奇球菌的生物学功能,并为进一步研究其DNA损伤与修复分子机制提供依据。     

耐辐射奇球菌同源重组修复机制研究新进展

耐辐射奇球菌是迄今为止人们发现的地球上最抗辐射的生物之一。本文根据本实验室和国内外关于该菌耐辐射的最新研究成果,以各个修复蛋白为线索,详细介绍了耐辐射奇球菌同源重组修复机制上取得的进展。     

耐辐射奇球菌DNA损伤响应开关蛋白PprI的研究进展

耐辐射奇球菌是迄今为止发现的最具辐射抗性的生物之一。其体内的Ppr I蛋白在整个DNA辐射损伤修复过程中起着必不可少的作用,ppr I作为一个细胞全局性的开关基因,协调控制DNA损伤响应与修复过程中众多细胞通路的基因表达。本文探讨了Ppr I在耐辐射奇球菌抗辐射和抗氧化中的生物学功能、相关结构功能以及对其他原核及真核生物抗逆性的影响,并展望了其潜在的生物学新功能与意义,旨在为进一步研究耐辐射奇球菌的辐射抗性机制提供理论依据。     

Cu~(2+)解除Cd~(2+)对耐辐射奇球菌的生长抑制作用

耐辐射奇球菌对不同金属离子表现出不同的生长表型。本研究发现菌体对铜离子不敏感,而对镉离子敏感。镉离子单独作用于耐辐射奇球菌时,对菌体的抑菌作用明显,但当加入铜离子时,抑菌作用明显变小,用10μL 10mmol·L-1镉离子的溶液处理耐辐射奇球菌时,发现如果同时加入10μL 10mmol·L-1的铜离子,出现明显的拮抗作用。在10mmol·L-110μL铜离子的情况下,抑菌圈缩小了0.24倍,结果表明,铜离子对镉离子引起的具有明显的拮抗作用,这为利用低毒金属解除重金属镉对耐辐射奇球菌毒性的研究和应用提供了基础。     

耐辐射奇球菌中辐射/干燥响应基序的研究进展

耐辐射奇球菌是迄今为止被发现抗逆性最强的极端生物之一,是研究DNA损伤应激响应与修复机制的较为理想模式生物.其中的辐射/干燥响应基序是一组相对保守的17-bp长的回文序列,广泛地分布在众多不同功能的DNA损伤响应基因中,与抗电离辐射、氧化损伤及干旱等有关.本文结合该领域以往的研究文献与最新研究,探讨了耐辐射奇球菌中辐射/干燥响应基序的研究进展,阐释了其所涉及的DNA损伤应激响应通路,并且进一步展望了其潜在的生物学功能、意义与应用.     

耐辐射奇球菌对受损湿地土壤的生态修复研究

为探究微生物和植物在受损入海河口附近重金属污染的盐碱滩涂湿地上的生态修复效果,选择适合于该类型区域的生态修复方法,通过极端微生物——耐辐射奇球菌、盐生翅碱蓬及其组合处理等方式在受损滩涂湿地进行修复作用研究,分析不同处理对滨海湿地的修复效果。结果表明,上述处理均能部分改良试验区域土壤的物理、化学、生物学性质;添加耐辐射奇球菌后,土壤微生物数量显著增加、重金属Cd(II)含量降幅达25.24%、有效磷含量增加12.75%、有机质含量增加13.1%、水溶性盐含量降低3.37%;耐辐射奇球菌处理在增加土壤有效磷、有机质和微生物数量,降低Cd(II)和水溶性盐含量等指标方面优于其它处理,表现出更为明显的修复效果。本研究结果为利用极端微生物进行受损湿地生态修复提供了理论依据和实践参考。     

奇球菌属的最新研究进展及其应用

奇球菌属(Deinococcus)是迄今为止发现的最具抗辐射能力的一类细菌,在环境治理上具有巨大的应用前景,其中的耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)还是研究DNA损伤修复和极端抗性应激机制的模式生物。本文介绍了奇球菌属最新的研究进展,对奇球菌属生理结构特点和抗性机制进行了讨论,并对其在生物技术上的应用前景进行了展望,以期为后续研究者们快速了解该属细菌及其在生产上的应用提供支撑。     

耐辐射奇球菌Mur蛋白保守功能位点的研究

为进一步明确耐辐射奇球菌中锰调蛋白Mur的具体结构与功能,采用序列比对分析和定点突变技术构建了耐辐射奇球菌的锰调蛋白Mur(DR0865)的3个保守氨基酸位点突变株,并分析3个点突变菌株的金属离子敏感性、Mn2+结合对功能的影响、外界胁迫耐受性及点突变蛋白的DNA体外结合活性。结果表明,3个定点突变H77A、H78A和H79A都是Mur蛋白重要的活性位点,对Mur调控细胞吸收外源性锰离子的功能起到决定性的作用,同时影响了Mur的Mn2+结合活性。凝胶迁移率实验表明H78与H79位点对Mur的DNA结合活性至关重要。本研究为探究耐辐射奇球菌的极端抗性和锰调蛋白的具体作用机制提供了重要的理论依据。     

不同利福平浓度压力下耐辐射球菌的自发突变率与突变谱研究

根据耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans) rpoB基因的保守性,建立了rpoB/Rifr 突变分析系统。为研究不同利福平(rifampin, Rif)浓度对耐辐射球菌自发突变率和突变谱的影响,分别检测耐不同利福平浓度下辐射球菌的突变率。结果表明：在5μg/ml的利福平浓度下耐辐射球菌的突变率显著高于其在25和50μg/ml浓度下的突变率。随利福平浓度的不同而表现出的突变谱差异,表明在不同利福平浓度引起的活性自由氧(reactive oxygen species, ROS)压力下,耐辐射球菌可能使用不同抗突变的应对策略。在低利福平浓度下,耐辐射球菌重点修复碱基替换突变导致的DNA损伤。这可能是因为ROS的主要作用是导致DNA出现氧化性碱基损伤。     

抗辐射球菌对结球甘蓝吸收~(134)Cs的影响

在土壤中引入134Cs后接种抗辐射球菌(Deinococcus radiodurans),研究其对放射性铯在土壤中化学形态的影响。在抗辐射球菌存在的情况下,利用结球甘蓝(Brassica oleracea)吸收134Cs,初步研究了134Cs化学形态与结球甘蓝对其吸收能力的关系。结果表明:134Cs在土壤中主要以残留态形式存在,且接种抗辐射球菌的土壤残留态134Cs比在无菌土壤中的比例高28.64%~38.17%。结球甘蓝对134Cs的吸收量约为12100Bq/g,但在接种抗辐射球菌后,结球甘蓝对134Cs的吸收量约为8500Bq/g,比未接种细菌时的吸收量下降了约29%。抗辐射球菌可以改变134Cs在土壤中的化学形态,从而降低植物对134Cs的吸收。     

耐辐射球菌清除活性氧自由基及对DNA的保护作用

用化学发光法分析了耐辐射球菌 (D .radiodurans)的两个菌株 (R1、KD830 1 )和大肠杆菌对超氧阴离子自由基、羟基自由基和过氧化氢的清除能力。通过羟基自由基诱导的DNA氧化损伤化学发光模型考察了耐辐射球菌细胞提取物对自由基氧化导致DNA氧化损伤的保护作用。结果表明 ,耐辐射球菌提取物能显著清除O-2·、H2 O2 和·OH ,清除能力明显高于大肠杆菌 ,并能有效地防止自由基所致DNA氧化损伤 ,表现出超强的抗氧化和耐辐射能力 ,这归因于耐辐射球菌中具有较高的抗氧化酶活性     

Modification of curcumin with polyethylene glycol enhances the delivery of curcumin in preadipocytes and its antiadipogenic property

Conjugation of curcumin (CCM) by polyethylene glycol (PEG) has been previously developed to improve water solubility of the natural form of CCM and its antiproliferative role in some human cancer cell lines. This study examined the cellular uptake kinetics of the natural form of CCM and CCM-PEG. Their cytotoxic effect in proliferating preadipocytes and antiadipogenic property in differentiating preadipocytes had also been investigated. CCM and CCM-PEG were found to be differently absorbed in 3T3-L1 preadipocytes and adipocytes with a limited amount of CCM-PEG absorption in the cell. The improved water solubility of CCM-PEG was correlated with increased cellular retention of CCM in 3T3-L1 cells, particularly in preadipocytes. Consequently, CCM-PEG treatment sensitized proliferating preadipocytes to CCM-induced cell toxicity. Furthermore, incubation of differentiating 3T3-L1 cells with CCM-PEG resulted in improvement of the inhibitory role of CCM in adipocyte differentiation with no toxic effect. These results suggest that pegylation-improved water solubility and cellular retention of CCM may be uniquely useful for improving the delivery of CCM in preadipocytes and its antiadipogenic ability.     

辐射对耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans)抗氧化酶活性提高的影响

利用低剂量 ( 5 0～ 1 5 0 0Gy)的60 Coγ射线辐照处于稳定早期的耐辐射球菌培养物 ,考察了辐照剂量和辐照后培养时间对菌体中抗氧化酶 ,即超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化氢酶 (CAT)含量的影响。结果表明 ,在一定辐照条件 ( 2 0 0～ 1 0 0 0Gy)下 ,经过 30～ 60min的辐照后培养 ,菌体中SOD和CAT酶活性显著提高 ,其中 1 0 0 0Gy辐照且辐照后培养 30min的SOD酶活性达到1 49 69U mg ,CAT酶活性达 1 85 5 0 1U mg。分别比对照 (未辐照 )提高了 75 5 9%和 60 98%。低水平辐照 ( 0～ 1 0 0 0Gy)对菌体生物量的影响不明显。     

不同添加物对分离昆明系小鼠胚胎干细胞的影响研究

本试验以昆明系小鼠胚胎为材料，以丝裂霉素（10μg/mL）处理的MEF为饲养层，研究了在ESCs培养液中分别添加KSR、FBS、FBS+PD98059 (50 μmol/L)对昆明系小鼠胚胎贴壁、ICM集落形成及ESCs分离培养的影响。结果表明，在添加KSR的ESCs培养液中，胚胎贴壁率显著低于添加FBS的ESCs培养液（P＜0.05），但ICM集落形成率和1代ESCs集落出现率差异不显著（P>0.05），2~5代ESCs集落出现率显著高于添加FBS的ESCs培养液（P＜0.05），2株ESCs被传到7代；在添加PD98059+FBS的ESCs培养液中，胚胎贴壁率、ICM集落形成率和1~5代ESCs集落出现率均显著低于添加KSR或FBS的ESCs培养液（P＜0.05）；用0.5 g/L胰酶+0.2g/L EDTA离散消化ICM细胞和ESCs并结合机械分割，1~5代ESCs集落出现率显著高于用2.5 g/L+0.2 g/L EDTA（P＜0.05）。结论：在ESCs培养液中添加KSR，较添加FBS或FBS+PD98059更适合用于分离培养昆明系小鼠ESCs，用0.5g/L胰酶+0.2g/L EDTA离散消化ICM细胞和ESCs并结合机械分割优于用2.5 g/L+0.2 g/L EDTA。     

Curcuminoids-cellular uptake by human primary colon cancer cells as quantitated by a sensitive HPLC assay and its relation with the inhibition of proliferation and apoptosis

Curcumin, which is a bright orange-yellow pigment of turmeric with antioxidant properties, has been shown to produce a potent preventative action against several types of cancers in recent studies. It has also been reported to protect the development of colon tumor in animals being fed with carcinogen. In the colon cancer cells, curcumin was illustrated to inhibit cell proliferation and induce apoptosis. As an antioxidant, it acts as an anti-inflammatory as well as an antitumor agent. Curcumin has been detected to exist in nature in the form of curcuminoids, a mixture of curcumin, the major component, with two of its related demethoxy compounds (demethoxycurcumin and bisdemethoxycurcumin). In the present study, we have investigated the antiproliferation and induced apoptosis effects of curcuminoids on colon cancer, using the primary cancer cells isolated from Taiwanese colon cancer patients as the model for colorectal cancer. Results showed that curcuminoids inhibited cell proliferation and induced apoptosis of these human primary colon cancer cells. The effects were observed in a dose-dependent manner as dose increased from 12.5 to 100 microM. With the aim of furthering the fundamental understanding of the mechanisms underlying the antiproliferation and induced apoptosis effects of curcuminoids on these human colon cancer cells, we developed a sensitive, rapid, and reproducible assay method based on high-performance liquid chromatography (HPLC). This HPLC technique developed was found to successfully determine, in a quantitative manner, the cellular uptake of curcuminoids. The uptake of these curcuminoids by the colon cancer cells was shown to increase as the dose of curcuminoids was increased. The observations of inhibited proliferation and increased apoptosis in the colon cancer cells appeared to be associated with the cellular uptake of curcuminoids.     

Inulin affects iron dialyzability from FeSO4 and FeEDTA solutions but does not alter Fe uptake by Caco-2 cells

The in vitro effects of inulin on the fluxes of Fe (F(Fe)) and uptake by Caco-2 cells from FeSO4 and FeEDTA were evaluated. Cell ferritin formation was used as a measure of Fe uptake. Mitochondrial (MTT test) and lysosomal activities were monitored as biomarkers of the changes of cellular metabolism. Changes in mRNA expression of Fe transporters, DMT1 and Dcytb, were evaluated. Inulin decreased dialyzability and F(Fe) from FeSO4 solution, suggesting a mineral binding effect, but increased those from FeEDTA. Cultures exposed to FeEDTA solutions exhibited higher ferritin values and MTT conversion percentages. Regardless of Fe source, cell Fe uptake and mRNA expression of Fe transporters were similar with or without inulin, suggesting that inulin did not impair Fe uptake. These observations might indicate a faster cellular Fe internalization from FeEDTA solutions. From a physiological perspective, the decreased F(Fe) from FeSO4 might be reflected in a decreased Fe uptake.     

耐辐射球菌中priA类似基因突变对DNA修复和DNA转化的影响

DNA损伤很易阻断复制叉的前进。损伤DNA的修复以及接下来停止复制叉的重启动过程对细胞生存极为重要。依赖于PriA的复制重启动机制是细菌复制重启动的主要途径。为了解priA类似基因Dr2606在耐辐射球菌中的作用,并检测Dr2606在DNA修复中的作用,本研究用卡那霉素抗性基因代替Dr2606阅读框,构建了Dr2606缺失突变株,并对突变株进行UV和丝裂霉素处理,测定了Dr2606突变株的转化效率。Dr2606的突变导致菌体生长缓慢,细胞生存率急剧下降。意外的是,耐辐射球菌的DNA修复能力没有削弱。但突变株的转化效率大大削弱。这说明在耐辐射球菌中priA类似基因Dr2606对停止复制叉的重启动过程并不是必需的;耐辐射球菌不依赖于原点的复制重启动过程可能与其他细菌不同。