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关键词： 课程思政   医学遗传学   教学改革  

摘要： "课程思政"的指导思想是以人才培养为核心,以立德树人为根本,在高校专业课教学过程中进行思政教育具有重要的现实意义。本文作者在医学遗传学教学实践中进行"课程思政"探索,并总结出将思政元素融入遗传学理论和实验课教学的可行方法与路径。

关键词： 阿拉善马鹿   遗传多样性   遗传分化   偏性扩散   景观遗传学  

摘要： 在全球范围内,由自然或人为因素造成的野生动物生境破碎化日益加剧。破碎化景观会对物种的遗传分化模式产生影响,阻碍种群的基因流动,而基因流是决定和维持遗传多样性的关键因素,对物种的适合度,特别是对珍稀濒危野生动物的生存至关重要。马鹿阿拉善亚种(Cervus elaphus alashanicus),简称阿拉善马鹿,目前仅分布于贺兰山地区,是我国所有马鹿亚种中数量最少且分布范围最狭窄的一个孤立种群,研究表明位于“大陆岛”的高山有蹄类比分布在连续景观中的种群表现出更显著的遗传分化,目前关于该亚种的遗传多样性缺乏全面分析,且种群内部的遗传分化研究尚属空白,这对该濒危亚种的可持续管理和科学保护造成严重制约。本研究于2016年的7～8月至2017年2～4月,采用样线法和实体观测法对贺兰山地区有阿拉善马鹿分布的区域进行新鲜粪便样本采集,利用母系遗传的线粒体标记和双亲遗传的微卫星标记,以及分子生物学方法对阿拉善马鹿的遗传多样性和遗传结构进行研究,评估该亚种的遗传分化现状。此外,运用分子生态学手段对阿拉善马鹿的扩散模式进行分析,并利用景观遗传学方法探寻对其基因流造成阻碍的环境变量,从物种自身和外界环境两方面探讨造成该亚种遗传分化的原因,为阿拉善马鹿的有效保护提供科学依据。主要研究结果如下:1.种群遗传多样性研究表明:采集的413份粪便样品中,共鉴定出329只阿拉善马鹿个体,雌、雄性比为1.69:1。215只个体的线粒体细胞色素b(Cyt b)序列共得到16个单倍型,单倍型多样性与核苷酸多样性分别为0.150和0.00019。153只个体的控制区序列共得到28个单倍型,单倍型多样性与核苷酸多样性分别为0.318和0.00047。110个Cyt b与控制区的联合序列共得到28个单倍型,单倍型多样性与核苷酸多样性分别为0.476和0.00036。利用11对较高多态性的微卫星位点对329只个体进行检测,得到的平均等位基因数为4.689,平均期望杂合度为0.596,平均观测杂合度为0.792。所有标记均表明阿拉善马鹿的遗传多样性在我国所有马鹿亚种野生种群中处于较低水平。种群的近交系数(Fis)为负值,说明目前该种群尚无近亲交配风险。2.种群遗传结构研究表明:对12个地理群的微卫星数据进行STRUCTURE和Geneland两种贝叶斯聚类分析,得到的最佳分组数均为3,个体邻接树、主成分判别分析(DAPC)、线粒体DNA构建的系统发育树及单倍型网络图均表明阿拉善马鹿并没有形成显著的系统地理格局。相比线粒体标记,微卫星检测到更多的种群遗传结构。所有标记的分子方差分析(AMOVA)均表明大部分遗传分化来自于地理群内部,但不同标记的分析结果有所差异。线粒体DNA标记的AMOVA均显示内蒙和宁夏两个群组间的遗传分化达到显著水平(P<0.05),而微卫星标记显示地理群内和群间的遗传分化均达到极显著水平(P=0.000),但群组间的遗传分化不显著(P=0.363),推测可能是由偏雄性扩散导致两种标记检测结果的差异性。遗传分化(Fst)值计算表明,相较线粒体DNA,微卫星标记检测到更多(74.2%)地理群间存在极显著的遗传分化(P<0.001),表明阿拉善马鹿经历了逐步分化的过程。3.种群历史动态分析表明:基于微卫星数据检测发现,阿拉善马鹿可能出现过瓶颈效应。基于线粒体序列的中性检验表明,种群的Fu and Li’s D和Tajima’s D均为显著负值,错配分布图为单峰,均表明该亚种曾经发生过种群扩张。4.扩散模式研究结果表明:核标记与标准化线粒体标记的Fst值比较发现,大部分地理群间的两值相差不大,并没有表现出明显的偏性扩散模式。亲缘关系分析中,多数地理群内雌性的亲缘关系(R)值(均值为0.158)大于雄性(均值为0.115),呈偏雄性扩散特征。两性Fst值比较中,雌性地理群间的遗传分化水平显著高于雄性(雌性Fst=0.072,雄性Fst=0.048,P<0.01),也表现出偏雄性扩散特征。分配检验得到雌性校正过的平均分配系数(AIc)为正值(0.375),雄性为负值(-0.663),且居于长尾位置的个体大部分为雄性,支持偏雄性扩散。空间自相关分析发现雌性在0～3 000 m距离内呈显著正相关,存在明显的空间遗传结构,而雄性并没有表现出明显的空间自相关。局部空间自相关分析表明,与邻近的4只个体呈显著正相关的马鹿共38只,其中32只为雌性,6只为雄性,表明相较雄性,雌性更偏向于“留居”。单独对雌性和雄性个体进行局部空间自相关分析,雌性和雄性的平均相关系数(lr)分别为-1.6和-1.9,表明雌性阿拉善马鹿也可能存在扩散现象,但扩散比例低于雄性,雌性群体并不符合“玫瑰花瓣模型”中的空间利用排他性。近期扩散检测共发现10只个体发生了扩散,其中9只为雄性,占所有雄性比例的8.0

关键词： 17α-羟化酶/17,20碳链裂解酶缺陷症   CYP17A1基因   突变   高血压  

摘要： 目的:分析5例17α-羟化酶/17,20碳链裂解酶缺陷症患者的临床特点及遗传学基础,探讨该病的临床表型特点及临床表型与基因型的相关性,及17OHD的替代治疗特点。方法:回顾性总结并分析2016年-2019年于重庆医科大学附属儿童医院内分泌科确诊为17α-羟化酶/17,20碳链裂解酶缺陷症的5例患儿的临床特点、实验室及影像学检查、基因测序及治疗随访等资料。结果:5例患儿中3例染色体核型为46XY,2例为46XX,均表现为女性外生殖器,3例合并低肾素性高血压,3例合并低血钾,3例有局部皮肤色素沉着,常规实验室检查及ACTH兴奋实验结果符合17OHD病理机制。5例患儿行基因测序均发现CYP17A1基因突变,其中c.1077G＞C/p.E359D突变未见报道。其中4例患儿经规律糖皮质激素替代治疗,2例同时使用盐皮质激素受体拮抗剂,治疗效果满意。5例患儿均按女性抚养,其中1例已切除睾丸,1例高度怀疑幼时因腹股沟疝已切除双侧睾丸,并已开始补充雌激素促进女性第二性征发育。结论:17OHD主要表现为肾上腺皮质功能减退及性激素合成受阻,需根据其临床特点、类固醇激素水平、ACTH兴奋实验及基因测序等结果确诊,普遍确诊年龄较晚。其临床表现与基因型相关,c.1077（exon6）G＞C/p.E359D为未报道的致病性突变。规律糖皮质激素替代及盐皮质激素受体拮抗剂治疗后效果满意,青春期女性可补充雌激素促进女性第二性征发育。

关键词： 高中生物   生物教学   高中教学  

摘要： 高中生物中的遗传学知识是高中生物的核心知识,但遗传学的知识内容理解起来比较困难,加上此类知识本来就比较复杂,学生学习起来会遇到很多困难。教师如何引导学生学会遗传学的知识内容,是每一个高中生物教师都在探究的问题。

关键词： 丁酸钠   心脏纤维化   血管紧张素Ⅱ   SETD4   H3K9me3  

摘要： 研究背景:心脏纤维化是高血压、冠心病、心肌病等多种心脏重构相关疾病的共同病理生理改变,其基本的细胞生物学机制主要是心脏成纤维细胞(cardiac fibrosis,CFs)的过度增殖、迁移以及表型转化,同时伴有细胞外基质(extracellular matrix,ECM)蛋白过量积聚,最终导致心脏结构的改变。其临床表现主要为心脏顺应性下降和舒缩功能减低。因为早期缺乏明显的临床症状和有效的干预治疗手段,所以研究心脏纤维化形成的发病机制,寻找早期诊断的分子标志和临床治疗的潜在靶点,对于治疗心脏纤维化相关心脏疾病,改善预后等具有重要的意义。目前已有的研究主要认为心脏纤维化的形成和多种细胞生长因子和炎症因子的刺激导致心脏成纤维细胞异常增值、迁移和释放细胞外基质密切相关。因而CFs是心脏纤维化的直接效应细胞。大量研究发现转化生长因子-β1(transforming growth factor,TGF-β1)和CFs增殖迁移等异常的生物学功能密切相关,TGF-β1可提高SMADs蛋白的磷酸化水平而完成TGF-β1/SMADs信号通路的激活,最终在细胞核内完成其相应的生物学效应。由于心脏纤维化的发生发展过程中有诸多因素参与,其机制较为复杂,对于TGF-β1/SMADs信号通路在心脏纤维化的发生发展过程中的直接分子生物学机制,尤其是如何调控下游的靶基因的具体分子机制并不十分明确。表观遗传学这种基因序列外修饰是真核细胞在相同的基因组中却发挥不同的生物学功能表型的主要的调控方式之一。其涉及到染色质构象可逆性变化、DNA转录、转录后加工和剪接等多个层面调控基因表达。尤其是近年来与染色质构象可逆性变化密切相关的核小体上的组蛋白修饰对基因的表达调控有了重要的进展,提出了“组蛋白密码”的假说:即基因的表达与否与其DNA序列上组蛋白修饰-染色质重构有关。实验证实发生在组蛋白N端赖氨酸的化学修饰,是染色质构象改变可逆性的重要机制。组蛋白可通过组蛋白乙酰化转移酶(histoneacetylase,HAT)、组蛋白去乙酰化转移酶(histonedeacetylase,HDAC)和组蛋白甲基转移酶(histone methyltransferases,HMT)等导致DNA序列形成核小体过程中组蛋白N端修饰的多样化,使核小体进一步形成染色质过程中有紧密和松散的变化,从而调控基因的表达与沉默。因此,表观遗传调控异常导致细胞在相同基因组下不同表型谱系的细胞转化,发挥异常生物学功能与疾病的发生密切相关。近年来组蛋白修饰在多种疾病发病机制的研究领域中备受关注。其中多数研究聚焦在肿瘤的发生和药物治疗的转归领域。在肿瘤临床研究中,组蛋白去乙酰化抑制剂(histone deacetylase inhibitors,HDACi)作为一类新型的抗癌药物,具有抑制细胞增殖、促进细胞分化或促进细胞凋亡的作用。而在众多如心肌缺血等心脏病模型中,也存在研究证实Ⅲ类组蛋白乙酰化酶缺失(如Sir3)可导致心肌细胞肥大,清除累积的细胞外基质能力下降。此外,HDACi组蛋白去乙酰化小分子抑制剂,可上调心肌细胞乙酰化水平,抑制血管紧张素Ⅱ的活性,进而降低心脏纤维化程度,提示HDACi在心脏纤维化的病理生理过程中可能扮演重要角色,这使HDACi成为临床上研究心脏纤维化为基础病理改变等心脏疾病的治疗及预防心源性猝死的治疗策略新的切入点。我们在前期动物实验的基础上提出假设:丁酸钠(Sodium butanoate,NaBu),一种小分子组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi),能够通过组蛋白修饰调控心脏纤维化过程中关键的信号通路TGF-β1/SMADs的活化而抑制心脏纤维化。为了证实我们的假设,设计本研究旨在明确丁酸钠(NaBu)通过组蛋白修饰表观调控模式对在心脏纤维化发生发展过程中的直接效应细胞-心脏成纤维细胞内TGF-β1/SMADs信号通路中的分子表达的影响及潜在的抑制心脏纤维化的作用和作用机制。以期从表观遗传学的角度研究和阐明NaBu在心脏纤维化的发生发展过程中的分子机制,寻求新的治疗策略和潜在的治疗靶点。研究方法:1、血管紧张素Ⅱ构建了大鼠心脏纤维化模型,采用随机抽号的方法将48只SD(Sprague Dawley,SD)大鼠分成四组,分别为:生理盐水对照组(假手术组),血管紧张素Ⅱ组,丁酸钠组,血管紧张素Ⅱ+丁酸钠组。首先,我们使用皮下植入含血管紧张素Ⅱ(500ng/kg/min)的微渗泵构建SD大鼠心脏纤维化模型,在泵植入皮下三天后用鼠尾无创八道血压检测仪检测血压,并开始每日进行丁酸钠(500mg/kg)腹腔注射。造模时间为28天。2、第28天分别对各组SD大鼠麻醉下行超声心动仪器检查,活体动物模型中观察心脏心脏纤维化的改变。3、第28天将每组12只大鼠,各取其中的6只麻醉下剪开腹腔,腹主动脉取血

关键词： 玉米   MH-seq   MNase-seq   开放染色质   核小体占位  

摘要： 核小体是真核细胞中染色质的基本结构单元,除了参与DNA包装外,核小体还可以通过占位调控DNA甲基化以及功能性调控元件的可接近性调控基因转录和染色质结构状态。在基因组中,根据染色质结构可以将染色质划分为两类,一类是具有高丰度核小体的封闭染色质,另一类是无核小体或者低丰度核小体的开放染色质,也被称为无或低核小体区。研究表明,开放染色质区域通常富集有大量的顺式作用元件,如启动子和增强子等,它们在动植物生长发育中发挥着重要作用,因此,探究核小体与开放染色质的关系有利于阐明基因组中一些生物学过程的分子基础。然而,目前用于研究开放染色质和核小体占位的酶切条件存在明显差异,前者所用的核酸酶浓度较低,后者所用浓度较高。能否直接整合这两套数据用于研究开放染色质区域的核小体占位状态,还有待于进一步验证。本研究主要通过MH-seq和MNase-seq,研究同一个MNase酶切条件下的开放染色质和核小体占位的关系;另外,结合RNA-seq、组蛋白修饰(ChIP-seq)以及DNA甲基化(BS-seq)等多组学数据关联分析,阐述不同核小体占位状态的开放染色质对基因表达的影响以及相关的表观遗传学特征,主要研究结果如下:1.部分开放染色质的peak summit位置存在明显核小体占位现象,这种现象在玉米和拟南芥中均存在,并且这种现象同样存在于DNase-seq和ATAC-seq鉴定的开放染色质中,说明核小体相关的开放性染色质在植物基因组中普遍存在。2.根据开放染色质与核小体占位的关系,将玉米基因组中染色质分为无核小体的开放染色质区域(Type Ⅰ MHS)、核小体相关的开放染色质区域(Type Ⅱ MHS)和中间型(不能明确开放染色质与核小体的关系)3类。3.进一步分析发现,在全基因范围内,两种类型MHS对基因表达的影响存在一定的差异,TypeⅡ MHS相关基因具有更高的表达水平,尤其TypeⅡ MHS分布于距离基因250bp的范围时,其所对应的基因表达水平最高。4.两种类型MHS对应的核小体或两边核小体上的组蛋白修饰水平也存在明显差异,TypeⅡ MHS中H3K27me3的富集水平比Type Ⅰ MHS高,在激活型组蛋白修饰中,则出现TypeⅡ MHS相关修饰富集水平比Type Ⅰ MHS低的现象。H2A.Z的分布表现出物种差异性,在玉米中,TypeⅡ MHS中的H2A.Z富集水平比TypeⅠ MHS高,但是在拟南芥中却相反。5.与随机对照相比,两种类型MHS中均存在高水平的CHH甲基化,低水平的CG和CHG甲基化,与TypeⅠ MHS相比,TypeⅡ MHS在summit的GC含量更高,并且在不表达基因中,Type Ⅱ MHS在summit处具有更高比例的CG和CHG序列,但是倾向于低比例的CHH序列。总之,与目前一致认为的真核生物基因组中开放染色质均是无或低核小体的观点明显不同,本研究首次在玉米中通过同一种酶切条件下的MNase-seq和MH-seq,结合多组学数据整合分析,较为系统地研究了玉米基因组中MHS和核小体占位之间的关系,并解析了玉米核小体相关的开放染色质对基因表达的影响及其表观遗传学特征,为进一步解析开放染色质的生物学功能提供了理论基础,丰富了植物表观遗传学研究理论。

关键词： 婴幼儿血管瘤   染色质可及性   普萘洛尔   阿替洛尔  

摘要： 背景与目的婴幼儿血管瘤(Infantile Hemangiomas,IHs)是一种在快速增生之后具有自发消退趋势的良性肿瘤,是婴幼儿期最常见的血管肿瘤和最常见的软组织肿瘤。在足月新生儿中,IHs的发病率约为4.5%,出生体重小于1 000 g的早产儿发病率高达23%。除了影响容貌外,IHs的快速增生会造成出血、溃疡等症状,发生在眼、口、鼻等处的IHs可能会造成阻挡视线、阻塞呼吸道、喂养困难等并发症。这种疾病不仅给婴幼儿带来生理上的不适,还对儿童的心理发育以及家长的心理健康造成影响。关于IHs的研究的重点、难点主要集中在IHs的病理生理机制,尤其是发病始动机制和其特殊的自然转归背后所隐藏的机制;IHs的研究热点集中在普萘洛尔——这一目前的一线治疗药物对婴幼儿的安全性,停用普萘洛尔后复发的情况,以及治疗IHs药物的更优选择。本文选取了 IHs研究中尚未解决的基础和临床两方面问题中的某一角度,对IHs的病理生理机制从表观遗传现象的染色质可接近型方面进行探索,对IHs 口服β受体阻断剂的临床治疗方法进行补充。IHs的发生发展机制尚不明确,目前大家广泛认同的观点是,构成瘤体的细胞生长和分化异常。造成这一现象的原因可分为外源因素(激素、缺氧和血管生长因子等)和细胞克隆的内在缺陷。目前众多研究并没有提出在较大范围内具有一致性的、得到广泛认同的基因突变,所以研究者们开始着手研究表观遗传学在IHs中发挥的作用。在碱基排序不变的情况下,基因的表达也会发生可遗传的变化,这种现象被称为表观遗传。表观遗传的现象由DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA作用等调控。最近的研究表明,DNA甲基化水平、miRNA、circRNA和lncRNA都在IHs中发生了一定程度的变化,据此可以推测表观遗传修饰很可能在IHs的病理生理和遗传过程中起到了不可忽视的作用。而获取染色质的开放序列可以直观体现表观修饰在疾病中所起到的作用。本文立足于IHs的表观遗传学联合转录因子调控,试图为IHs的发生发展机制打开新的视野。基于转座酶的染色质可接近性实验技术(Assay for Transposase Accessible Chromatin Sequencing,ATAC-seq),可以获得生理及病理状态下所开放的染色质区域的信息,包括了当前正在转录的基因及其调控元件。本文第一章的研究使用了染色质可及性、转录本信息和高通量测序的结合,宏观分析IHs的基因调控网络,并选择可能的转录因子及其下游基因,进行进一步功能验证。约10%的已经或者可能会造成毁容、遮挡视野、阻塞呼吸道或消化道、出血、溃疡、影响其他器官发育等情况的IHs需要积极的干预。临床医生使用普萘洛尔治疗婴幼儿血管瘤已有十年的时间,这一有效率高,安全性较好的药物已经成为了一线口服药物。普萘洛尔极大地改变了复杂性IHs的治疗方法,也使得医师们对IHs的治疗变得更加的积极,患儿监护人也更希望接受治疗。因此近十年来,医师们在IHs的治疗策略上出现了倾向于对一些不太严重的问题积极治疗的态度转变,比如不引起上述危害,仅因瘤体体积大而引起组织膨胀、尤其是在面部的小溃疡和较小的组织变形。所以普萘洛尔对婴幼儿人群的近期以及远期的安全性不容小觑。近年来,很多医师开始反思这一现象,并着重于普萘洛尔治IHs停药后的复发的现象和机制、普萘洛尔对婴幼儿的近期副作用危险因素的分析、普萘洛尔对婴幼儿人群远期副作用随访等,并继续寻找优于普萘洛尔的药物。本文的第二章对口服普萘洛尔、阿替洛尔治疗IHs的有效性、副作用、复发后的治疗等做出研究,并对IHs的治疗进行思考总结,为临床治疗婴幼儿血管瘤提供补充信息。方法1.婴幼儿血管瘤——结合表观遗传学的转录因子调控实验基于2018年3月至2019年3月收集的三对IHs瘤体(简称为T)与瘤旁组织(简称为S)。获得的样本首先经染色镜鉴定。对经过鉴定确认后的组织进行ATAC-seq与RNA-seq。ATAC-seq的过程大体分为四步:首先使用碘克沙醇差速离心法获取50 000个左右的细胞核,再用经过改造的Tn5转座酶进行转座反应,最后两步为PCR扩增、构建文库并进行分析。将ATAC-seq与RNA-seq两者相互验证,联合分析,对IHs的表观遗传学和转录组学进行表征,从而揭示与IHs有关的候选转录因子和靶基因。在人脐静脉内皮细胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cell,HUVEC)中初步验证候选转录因子的功能。实验分为空白组、空质粒组和转染过表达候选转录因子质粒组。按照实验分组处理24、48、72、96小时后使用MTT法检测细胞生长曲线。处理48小时后收样,检测细胞凋亡、细胞周期,进行Matrigel体外血管形成实验,实时荧光定量反转录PCR检测各组初选下游基因的表达。2.婴幼儿血管瘤—

关键词： 太行菊属   转录组   EST-SSR   遗传多样性   景观遗传学  

摘要： 太行菊属(Opistopopappus Shih)为菊科植物多年生草本,仅分布在太行山,具有重要的经济价值、观赏价值和药用价值。其属内有长裂太行菊(Opisthopappus longilobus Shih)和太行菊(Opishopappus taihangensis(Ling)Shih)两个种。太行山独特的地形地貌及复杂的气候条件对其产生了明显的影响,但其影响如何尚未明确。本文利用景观遗传学方法,分析太行山景观特征对太行菊属遗传和分布模式的影响。基于转录组数据,在长裂太行菊中发现9896个潜在具有微卫星基序的位点,其中单核苷酸重复最多(43.67%,4322);其次是三核苷酸重复(37.31%,3693),最丰富的重复基序为ACC/GGT。在太行菊中发现8194个SSR位点,单核苷酸重复3304个(40.32%);三核苷酸重复3269个(39.90%),最丰富的基序为ACC/GGT。根据检测到的EST-SSR位点,设计18532个引物对,随机合成160对,筛选20对能扩增出明亮,清晰且单一的目的条带的引物应用到后期的遗传分析。20对引物对27个太行菊属种群进行遗传多样性和种群分化分析,发现:(1)长裂太行菊(Na=1.234,Ne=1.323,I=0.276,H=0.201,Hd=0.98667,π=0.013181)和太行菊(Na=1.228,Ne=1.239,I=0.198,H=0.129,Hd=0.99167,π=0.012605)种群遗传多样性较低,而单倍型多样性较高;(2)PCo A、NJ、STRUCTURE、DAPC和SAMOVA分析均将27个种群分为两组:一组是长裂太行菊,另一组是太行菊。AMOVA和分层AMOVA分析结果显示:种群间(58%)变异大于种群内(42%)变异,组间变异(49%)大于种间(19%)和种内(32%)变异。与遗传分化系数F=0.593相一致。在太行菊属种群中共检测到132个单倍型,长裂太行菊种群有73个,太行菊种群有59个,且都为私有单倍型。低的基因交流(Nm=0.0054/0.0043)存在于种群间及不同物种间。空间自相关分析中,当种群相距18～50 km时,存在一定的空间遗传格局。长裂太行菊与太行菊之间有明显的遗传屏障。Mantel检测(IBD:r=0.5134,P=0.001;IBE:r=0.3270,P=0.001)和MMRR分析(r=0.10695,β=0.0013,P=0.001;r=0.26339,β=0.0016,P=0.001)都表明地理隔离和气候条件与太行菊属种群的遗传变异和多样性显著相关。偏Mantel检测(r=0.4218,P=0.001;r=0.0581,P=0.202)与MMRR分析(β=0.00152,P=0.001;β=0.00024,P=0.405)显示,当地理距离一定时,环境距离和遗传距离相关但不显著。冗余分析表明,地理变量可解释较多的变异,分布在北段的种群跟温度变量相关性大,中段和南段的种群与降水变量相关性大,因而地理和气候条件都影响着太行菊属的遗传变异模式。综上,太行菊属种群的遗传分化受太行山景观特征影响,由于地理隔离和气候差异,减少了种群间的连通性,促进了种群分化,使得种群对局部气候产生了适应性。

关键词： 异化金属还原菌   希瓦氏细菌   胞外电子传递   基因组编辑   核酸内切酶   重组系统   基因网络平台   无抗生素质粒   生态修复  

摘要： 异化金属还原菌(Dissimilatory Metal Reducing Bacteria,DMRB)是一类能利用胞外金属氧化物进行呼吸并储存能量用于生长、代谢的微生物,其底物代谢产生的电子通常需要经过复杂的电子传递网络才能传递给胞外电子受体。除金属氧化物外,DMRB还可以将电子传递给金属离子、电极以及多种污染物。因此,它们在重金属(包括放射性核素)去除、生态修复和能源回收中具有巨大的应用价值。但是,较低的胞外电子传递(Extracellular Electron Transfer,EET)效率是目前制约DMRB在生态修复和能源生产等领域应用的主要瓶颈之一。本论文以Shewanella oneidensis MR-1为底盘微生物,以强化其胞外电子传递能力为目标,研发了一体化CRISPR平台、基因网络集成策略、新型基因组编辑工具、无抗生素基因载体等多种基因工程技术。基于这些技术,继而探究了基因组EET途径的重构和优化对污染物生物降解的强化作用,以及复杂EET基因网络对电子传递的提升作用,并为***进行生态修复提供了科学依据。本文的研究内容和主要结果如下:*** MR-1 电子传递链的CRISPR-Cas9基因编辑。利用CRISPR-Cas9技术和I-SceI质粒消除系统构建了一体化基因编辑平台,能够在***中进行高效的基因组编辑,最高效率可达82.85%。基于编辑平台开发出启动子工程策略(Genome Promoter-Engineering Strategy,GPS),完成了 EET途径中Mtr传导复合物生成途径的启动子重构、黄素合成途径和NADH产生途径额外基因表达单元的整合,显著提升了细胞色素c(c-type Cytochrome,c-Cyts)传导复合物、黄素电子穿梭体以及电子载体NADH的含量,使得***的电流输出能力提高2.79倍,U(Ⅵ)还原能力提高2.77倍。该研究构建的CRISPR平台不仅为***提供了一个高效的基因组编辑工具,而且通过开发启动子工程策略,进一步重构和优化了基因组上的EET网络,使得编辑菌株在U(Ⅵ)等放射性核素污染的环境修复中展现出广阔的应用前景。*** MR-1胞外电子传递基因网络平台的构建。利用整合-再环化系统和CRISPR-xCas9(3.7)技术开发了质粒穿梭工程策略(Plasmid Shuttling Engineering Strategy,PSES),成功实现了基因网络平台在工程菌株和模式菌株之间的穿梭,并将复杂多变的***基因网络编辑工作转移到模式菌株Escherichiacoli中进行。利用该策略对MTR(Metal Reducing)基因网络的启动子进行了优化和重构,并快速整合了黄素及黄素前体基因网络,得到了一个含有28个基因、大小为48 kb的基因网络平台。接种基因工程菌的微生物燃料电池的最大电流密度提升了 7.61倍,最大功率密度提高了 10.89倍,最高输出电压提升至515.2 mV。该研究构建的PSES能够完成大型基因网络的构建和优化,并在***的EET基因网络的工程设计中成功应用,实现了高效率的生物电能输出。*** MR-1胞外电子传递链的I-SceI基因编辑。通过杂交优化的RecET重组系统与I-SceI归巢内切酶耦合,构建出新型基因编辑工具:iEditing,实现了***最高效率达100%的基因组编辑。使用iEditing工具成功地在***中构建了额外的EET相关途径,通过在基因组上异源表达Geobacter sulfurreducens的omB电子传导复合物生成途径和Pseudomonas aeruginosa的吩嗪电子媒介合成途径,显著促进了***的EET能力,使得接种编辑菌株的微生物燃料电池的最大电流输出提高3.14倍,最大输出电压提高1.70倍,并强化了其对污染物MO、Cr(Ⅵ)、U(Ⅵ)和ROX的还原能力,其中Cr(Ⅵ)的还原能力提高达4.1倍。该工具也可以在***、Pseudomonas putida和Aeromonas hydrophila等革兰氏阴性菌中完成高效的基因组编辑,编辑效率均可达到70%。iEditing的构建不仅为***等革兰氏阴性菌提供了强有力的基因编辑工具,还为生态修复提供了新思路。*** MR-1不依赖于抗生素遗传操作平台的构建。利用I-SceI归巢内切酶在不影响菌株生长和产电能力的情况下,成功敲除了 ***的161 kb内源大质粒。基于该内

关键词： Composition   Queer Literacy   Queer Theory   Opera  

摘要： Hermeneutics of Residue: Archival Slime and Queer Literacy spans the fields of composition and rhetoric, literacy studies, archival studies, and queer theory. Deploying unconventional archival texts such as public graffiti, self-published zines, and underground manuals, this project explores the notion of the queer archive and its complicated entanglements with historiography, sexual and cultural literacy, and epistemology. In order to pursue to this line of inquiry, the dissertation takes José Esteban Muñoz’s observation of a “vexed relationship” between queerness and evidence as an opportunity to broaden the definition of archive, and practice what Muñoz calls a “hermeneutics of residue.” Consequently, the manuscript endeavors to define what counts as “residue”—what counts as evidence—and what a hermeneutical practice of reading residue might do for historiography and literacy. Drawing on the careful interventions of scholars such as Saidiya Hartman and Eve Kosofsky Sedgwick, the goal is to position the imaginative, reparative intervention within historiography as not only an ethical obligation provoked by the limits of the archive, but also as a tool for dreaming more wildly and freely on the temporal imbrications of queer pasts and queer futures.