目的:应用人基因表达谱芯片和荧光定量PCR技术筛选、识别职业性汞暴露人群血浆差异基因和相关信号通路。方法:于2018年9月至2019年10月，选择江苏省某水银温度计工厂291名参加职业健康检查的工人作为调查对象，对符合纳入标准的126名工人进行成组匹配后，将其中60人分为高浓度汞暴露组（高暴露组）和低浓度汞暴露组（低暴露组），每组30人。用基因表达谱芯片（芯片初步筛选阶段）对高暴露组和低暴露组（各10例）血浆总RNA样本进行检测，筛选变化倍数>2倍的差异表达基因（DEGs），使用DAVID和Metascape在线工具对DEGs进行基因功能聚类、通路和蛋白互作网络分析；而后对关键DEGs（荧光定量PCR验证阶段）在高暴露组和低暴露组（各20例）中进行荧光定量PCR测定，验证其表达量变化。结果:高暴露组和低暴露组共有269个DEGs（上调203个，下调66个）；生物信息学分析结果显示，DEGs主要涉及前脑发育、胶质细胞命运决定等细胞生物学过程和PID NF-κB、PTEN等信号通路。荧光定量PCR验证结果显示，与低暴露组相比，NFE2L1、SOX8、SOX6和RNF2基因在高暴露组表达明显下调（下调倍数分别为2.10、11.52、2.19和4.38），差异均有统计学意义（ P<0.05）。 结论:职业性高浓度汞暴露人群中，血浆NFE2L1、SOX8、SOX6和RNF2基因表达发生明显改变，PTEN信号通路和神经胶质细胞命运决定生物学过程可能与汞暴露致机体损伤密切相关。

目的:探讨信号转换和转录激活因子3（STAT3）的rs1053005位点与miR-452-3p靶向结合及STAT3的基因多态性与噪声性听力损失（NIHL）的关联。方法:于2017年12月，选择江苏省2017年参加职业健康体检的某汽车制造工厂、某能源公司以及某化纤工厂的有职业性噪声接触且工龄≥3年的1 220名在岗工人作为研究对象。将双耳高频（3 000、4 000和6 000 Hz）平均听力阈值≥26 dB（A）的工人作为病例组（609人），其余为对照组（611人）。选取STAT3的rs4796793、rs1053023、rs1053005、rs1053004和rs3744483位点，探索STAT3基因多态性与NIHL的关联。双荧光素酶报告基因验证miR-452-3p是否靶向结合STAT3，并在HEI-OC1细胞中过表达miR-452-3p探索STAT3的表达调节机制。结果:病例组和对照组工人性别、年龄、吸烟情况、饮酒情况差异均无统计学意义（ P>0.05）。与对照组[（15.58±4.76）dB]比较，病例组工人的听力阈值[（37.50±12.39）dB]较高，差异有统计学意义（ P<0.05）。与对照组比较，病例组工人rs1053023和rs1053005位点的C等位基因较高，差异均有统计学意义（ OR校正=1.367、1.370， P<0.05）。男性携带TC/CC联合基因型患NIHL风险分别是携带TT基因型的1.545和1.531倍（ P<0.05）。与对照组比较，病例组工人STAT3的mRNA表达量明显升高，差异有统计学意义（ P<0.05）。miR-452-3p组细胞STAT3的mRNA表达量明显降低，差异有统计学意义（ P<0.05）。 结论:STAT3的rs1053023和rs1053005位点的基因多态性与NIHL存在关联，rs1053023和rs1053005位点的C等位基因可能是噪声接触工人的生物标记。

蓝细菌是唯一可进行放氧光合作用的原核微生物,基于光合蓝细菌构建"自养型细胞工厂"具有广阔前景.但以蓝细菌作为底盘进行生物燃料及化学品的合成仍存在细胞耐受能力差、产量低等问题,导致实现工业化生产的经济可行性还比较低,亟需通过合成生物学等技术手段构建新的藻株.近年来,实验室适应性进化(adaptive laboratory evolution,ALE)已被用于底盘工程中,实现了优化生长速度、增加耐受性、加强底物利用和提高产品产量等目标.ALE 在提高蓝细菌鲁棒性方面取得了一定进展,已获得了耐受高光、重金属离子、高盐和高浓度有机溶剂胁迫的进化藻株.但是,蓝细菌中的 ALE 策略效率相对较低,耐受各胁迫的分子机制并未阐释完全.本文综述了ALE 相关技术策略及其在蓝细菌底盘工程中的应用,讨论了如何借鉴其他微生物中 ALE 手段,构建更大 ALE 突变文库、增加菌株的突变频率、缩短进化时间、探索多重胁迫耐受工程菌构建原则及研究策略等,高效解析进化菌株的突变体库,构建高产量、鲁棒性强的工程菌株等,以期未来促进蓝细菌底盘的改造及其工程菌的规模化应用.

[目的]探讨镍职业暴露对作业工人外周血淋巴细胞亚群的影响.[方法]选择70名镍作业工人为暴露组,126名非镍作业工人为对照组,使用硫酸镍斑贴实验将暴露组分为斑贴阴性组和斑贴阳性组.乙炔-空气火焰原子吸收光谱法检测暴露工厂车间空气中镍浓度,电感耦合等离子体质谱法及外标法获得皮肤暴露镍浓度,分光光度法检测研究对象尿镍浓度.EDTA抗凝静脉血做常规分析,流式细胞技术检测外周血淋巴细胞亚群百分比,并结合二者获得外周血淋巴细胞亚群绝对值.f检验比较暴露组与对照组、斑贴阴性组与斑贴阳性组淋巴细胞亚群等指标的差异,Pearson相关分析尿镍水平、暴露工龄与淋巴细胞亚群等指标的相关性,一般线性模型分析吸烟与暴露的交互作用.[结果]暴露组作业工人斑贴阳性者共14人(阳性率20％),尿镍水平[M(P25,P75)]高于对照组[13.60(7.35,28.76)vs 6.02(3.93,10.97)μg/L,P=0.000],外周血白细胞、中性粒细胞及CD4+/CD8+高于对照组[分别为(7.03±1.67)×109/Lvs(6.23±1.35)×109/L,(4.54±1.45)×109/L vs(3.71±1.07)×109/L,(1.68±0.72)vs(1.27±0.43), 均P＜0.05],CD8+T细胞、NK细胞和血小板低于对照组[分别为(0.52±0.26)×109/L vs(0.60±0.22)×10/L,(0.34土0.18)×109/Lvs (0.45±0.25)×109/L,(200.66土69.01)×109/L vs(229.85±51.48)×109/L,均P＜0.05].总人群CD4+/CD8+与尿镍水平呈正相关(r=0.152,P=0.037);未发现暴露工龄长短与外周血淋巴细胞亚群等指标存在相关关系(P＞0.05).[结论]镍职业暴露可致作业工人外周血CD4+/CD8+增高,CD8+T细胞、NK细胞降低.

蓝细菌是一类古老的光合原核微生物.就基因组拷贝数(倍性)而言,蓝细菌是原核生物中基因组低、中、高拷贝共存的典型类群之一,而基因组多拷贝特性是制约蓝细菌高效遗传改造的瓶颈.已有研究表明,蓝细菌的基因组拷贝数表现出生长周期的依赖性并受多种遗传、环境因子的影响.文中综述了蓝细菌基因组拷贝数的国内外最新研究进展、分析方法及影响因素,并讨论了蓝细菌基因组多拷贝研究的环境生态和生物技术意义.最后,对未来蓝细菌基因组拷贝数相关的研究方向作出展望.

光合生物制造技术是指以光合自养生物为底盘,通过光合固碳过程,将太阳能和二氧化碳直接转化为生物燃料和生物基化学品的全新生物制造模式.发展光合生物制造技术可以同时实现固碳减排和清洁生产.蓝细菌是极具潜力的微生物光合底盘,也为光合生物制造技术开发高效的光驱固碳细胞工厂提供了重要平台.着眼于未来的规模化应用需求,蓝细菌光驱固碳细胞工厂需要在物质能量转化效率、工业过程中的生长和生产稳定性以及与工程过程的适配性这三方面进一步提升.现从光能的捕集和利用、碳源的固定和转化、逆境胁迫的适应以及工程过程的适配这四个角度,介绍了如何应用合成生物学工具和策略,人工设计、开发进而优化蓝细菌光驱固碳细胞工厂,以满足光合生物制造技术大规模应用的需要;最后,总结、介绍了本领域的最新研究进展,并对未来发展方向进行了展望.

生物炼制技术体系是缓解能源和环境危机,推动社会可持续发展的重要选择,而充足的糖原料供应是生物炼制的基础.蓝细菌光驱固碳合成蔗糖是一种潜力巨大的新型糖原料供应路线.基于高效的蓝细菌光驱固碳细胞工厂,可以在单平台上以太阳能为驱动将二氧化碳和水直接转化为蔗糖,过程简单、产品明确、易于提取,而且可以同时达到固碳减排和供应糖原料的效果,具有重要的研究和应用价值.本文回顾了蓝细菌光驱固碳合成蔗糖技术的发展现状,从合成机制、代谢工程策略、技术延伸应用等层面对其最新进展和所遇到的问题进行了总结介绍,并对该技术未来发展方向进行了展望.

沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)是一种紫色非硫细菌,具有新陈代谢代谢方式多样、可利用多种碳源、天然产多种化合物等优点,作为微生物细胞工厂具有很大的研究潜力,目前主要应用于废水处理和水产养殖领域.本文中,笔者从三个方面对沼泽红假单胞菌在微生物细胞工厂领域的研究应用进行总结,包括碳源的多样性、基因工程策略以及微生物细胞工厂的应用,如在产燃料燃气和萜烯化合物、微生物燃料电池、微生物电合成和光催化合成等领域.目前沼泽红假单胞菌作为微生物细胞工厂处于发展的初级阶段,笔者对其目前面临的难点进行了总结,并对其进一步的研究方向进行了展望.

氧化还原反应贯穿于细胞的整个生命历程,与细胞的新陈代谢息息相关.细胞的氧化还原平衡对细胞的能量代谢、生长代谢及合成代谢有着重要的影响.因此,细胞氧化还原状态的实时监测以及调控对于细胞工厂的高效生产有着重要意义.由于参与氧化还原反应的物质种类多、活性高、寿命短且相关代谢网络复杂,氧化还原状态的实时监测与调控一直是研究的热点与难点.本文中,笔者通过对影响细胞氧化还原反应的代谢物进行分析,以基因编码的荧光探针为主,介绍了检测细胞氧化还原状态的荧光探针,并阐述了调控氧化还原状态的常用方法及其在细胞工厂中的应用,为更好地实现细胞工厂的高效生物转化奠定基础.

光合微生物与其他异养微生物混菌共培养是近年来的研究热点,该体系弥补了光合微生物纯培养时易染菌、不稳定等缺陷,在污水处理、土壤改善、生物降解有害物质、生产高附加值产物方面拥有广阔的应用前景.文中通过系统总结天然和人工光合微生物混菌体系的研究进展,探究人工构建的光驱动混菌体系的基础理论和应用前景,为进一步利用合成生物学等前沿技术理性改造基于光合微生物的混菌培养系统提供科学依据.