中华鲟(Acipenser sinensis)是长江水生生物保护的旗舰物种,其保护工作对于我国水生生物保护策略及政策的制定有着深远的影响.自葛洲坝工程论证以来,中华鲟物种保护便成为业界的关注焦点[1—6].

为合成代谢途径选择宿主生物,并为合成代谢途径中的外源反应确定外源酶是合成生物学和代谢工程的两大挑战问题.自然界中存在成千上万种微生物和生物合成反应,仅通过生物实验来确定这些目标既昂贵又耗时.本文设计开发了一种名为RPS(recommend metabolic pathway's species)的新型生物推理软件系统,以辅助合成代谢途径的设计.RPS软件可根据竞争性内源反应的比例和途径末端代谢物的数量为合成代谢途径推荐合适的宿主生物,并通过酶的系统发育距离和反应动力学信息为宿主生物中的外源反应识别合适的外源酶.有别于已有的以宿主为中心的合成代谢途径设计工具,RPS软件以代谢途径为中心的特点可帮助研究人员以不同视角评估合成代谢途径设计.实验结果表明,RPS软件工具可准确识别合成代谢途径潜在的宿主生物,并为合成代谢途径中的外源反应发现合适的外源酶.用户可通过https://biolab.gxu.edu.cn/RPS在线使用RPS软件工具.

宫颈的机械功能对正常妊娠过程至关重要.在正常妊娠期间,宫颈显著软化,顺应性增加,从而维持妊娠并允许成功分娩,异常的宫颈重塑被认为是导致自发性早产的原因之一.目前,自发性早产的预测手段十分有限,临床工作中最常应用的是经阴道超声测量宫颈管长度.随着生物工程的发展,其相关技术应用于科学研究并进一步在临床工作中进行实践成为可能.主要总结了电阻抗图谱、超声剪切波弹性成像、弥散张量成像、宫颈抽吸、拉曼光谱等生物工程原理技术在预测自发性早产、建立宫颈重塑模型中的应用,以及应用生物相容性水凝胶等新型材料在预防自发性早产发生中的探索.

工程化微生物是指对微生物进行定制化的修饰、包封或基因改造.工程化微生物在保留原有微生物生物特性的同时,赋予了它们一些外源特性,已成为当前生物医学领域的研究热点.本文介绍了工程化微生物的改造方法和在结直肠癌治疗中的应用策略,探讨了工程化微生物在结直肠癌治疗中的潜在机制,并展望了其在结直肠癌治疗中的潜在应用价值,旨在为该领域的研究提供新思路.

中药中蕴含着许多高价值活性成分,如青蒿素、紫杉醇、长春碱以及长春新碱等,但是这些中药高价值活性成分在基原植物中含量较低,结构复杂,提取和分离难度较高.为了保护有限的中药资源,研究人员采用化学全合成策略,成功制备了许多结构高度复杂的中药高价值活性成分,但是化学全合成面临苛刻的反应条件,冗长的合成路线及较低的收率等挑战.随着合成生物学的快速发展,许多中药高价值活性成分可以通过生物细胞工程制备,与化学全合成形成互补,为中药高价值活性成分的制备提供了新的策略.该文以β-榄香烯、青蒿素、丹参酮、长春新碱以及高三尖杉酯碱为例,简要梳理了代表性中药高价值活性成分的生物合成和化学合成研究进展.此外,还提出了生物合成与化学合成相结合的研究范式,包括化学酶法结构修饰中药高价值活性成分、生物合成结合半合成量产中药高价值活性成分、仿生合成助力中药高价值活性成分的生物合成途径解析等,为中药高价值活性成分合成提供重要参考.

CRISPR/Cas是原核生物在进化过程中获得的一种免疫防御系统,用于抵抗外来遗传物质的入侵,近年来被开发成为高效的基因编辑、基因调控以及分子诊断工具.其可编程靶向机制揭开了利用该系统进行基因组操作的序幕,并允许在活性范围内实现动态调节和控制基因表达.作为现有基因修饰手段中灵活性最强和成本最低的技术之一,已被广泛应用于临床疾病治疗、工农业生产、可持续染料开发和化学品加工等领域.随着对CRISPR/Cas系统的不断深入挖掘和探索,大量研究报道了 gRNA工程改造及优化方法,包括改变间隔序列长度、调节恒定区和可变区的结构、向末端或中间延伸添加额外功能序列及化学合成修饰等,以期降低脱靶突变率,提高作用效率,充分激发CRISPR基因操纵工具在生物医学方面的潜力.基于此,本综述将介绍CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12系统中gRNA工程化设计方法及应用研究的最新进展,分析探讨了当前工程化gRNA技术面临的机遇和挑战,旨在为获得性能更加优异的gRNA提供思路和方向,从而提高利用CRISPR/Cas系统探测人类细胞基因组的能力,进一步为可编程生物学带来更多可能性.

生物经济已成为全球各国再工业化和创造财富的一种重要手段和战略性资源,"面向人民生命健康的生物医药"作为生物经济四大重点领域之一,梳理其发文趋势、文献特征、研究领域、学术影响力与研究热点,对后续理论研究和实践探索具有重要意义.通过采用VOSviewer软件,对WOS核心合集数据库中2000年～2023年全球发表的5 370篇和其中383篇中国发表的生物经济领域论文进行可视化分析,揭示中国生物经济领域研究的产出与影响力.研究表明:①全球生物经济领域的研究呈现持续上升趋势,大致可分为2000年～2010年间的探索阶段和2011年～2023年间的快速增长阶段;②主要发文国家集中在美国与欧盟的发达国家,其中德国表现突出,与政策支持、大量经费和人员的投入密切相关;③虽然中国相关研究略晚于欧美地区,但随着生物医药、生物医学工程、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保、生物技术服务等战略性新兴产业在国民经济社会发展中的战略地位显著提升,发文量快速上升,全球影响力不断提高;④中国的研究主要集中在与生物能源、生物制品、生物修复、资源回收等相关的循环经济,以及与生物燃料、生物质、生物炭、生物柴油相关的循环经济方面.此外,中国生物经济中有关生物医药领域的研究特色主要涉及绿色合成、能源、环境和生物医学应用,与生物经济相关的药用植物、民族医药植物、海洋藻类药用以及用于中医诊断决策支持的阴阳五行平衡与非平衡模型的相关研究.随着国家政策的支持,生物经济产业规模迅速增长,成为"十四五"时期生物经济发展的核心支柱产业之一.

基于情境载体的试题命制关键在于对试题情境的选择及加工处理、对题干和问题的创新设计等方面的深入研究.以家族性阿尔兹海默症的发生、避暗实验、用Ψ代替U修饰mRNA等为情境载体,结合教材生物工程主题,从科研论文和网站中查找素材,命制体现"四层"和"四翼"要求的试题,检测效果良好.

目的 生物医学工程专业生物力学课程具有学科交叉性和前沿性等特点.然而目前该课程实验教学仍存在许多问题,例如:实验工具高度封装化,学生和教师都难以理解其具体的构造和原理;实验设计中教学与教师的科研方向偏离较远.以上问题极大地限制了学生们的创造力和动手能力,同时也制约了生物力学课程中对学生创新思维和学科交叉意识的培养功能.因此,生物力学课程的实验教学中急需针对以上问题进行改革.方法 本文基于对首都医科大学"生物力学A"课程实验教学的实践,提出了用科研反哺教学的方式改进生物力学课程的实验教学.具体而言,在传统生物力学实验课程内容的基础上,新增了两项由教师科研成果转化的实验内容,学生在实验课上能基于教师的科研前沿成果,理解和搭建生物力学测量装置,并用其进行生物力学参数的测量.结果 根据课后的反馈信息,科研反哺教学的改革思路不仅加深了学生对生物力学知识点的理解,提高了学生对生物力学课程的兴趣,锻炼了动手能力,还使学生对科学研究有了初步认识.结论 科研反哺教学的课程改革思路在首都医科大学"生物力学A"课程实验教学中的实践取得了良好效果,解决了目前生物力学实验课程中存在的普遍问题.该方式可为未来生物力学课程实验教学的改革提供参考.

鼓膜穿孔是耳科临床常见的疾病.大多数外伤性鼓膜穿孔可自然愈合.如果穿孔持续存在,则需要手术干预.然而外科手术会存在穿孔不愈合、继发性中耳炎等风险.为了解决这一难题,各种生物活性分子应用到了临床,碱性成纤维细胞生长因子能够促进鼓膜周围组织再生,在动物试验及临床应用中已被验证,并取得良好效果.该文对碱性成纤维细胞生长因子在鼓膜修复的文献进行归纳与总结.