红盲高原鳅(Triplophysa erythraea Liu&Huang,2019)是2019年发表的一种真洞穴鱼类,具有重要的洞穴生物学和进化生物学研究意义以及物种保护价值.2021年7月,在湖南省湘西土家族苗族自治州花垣县大龙洞采集到2尾样本.通过高通量测序技术对其中1尾的线粒体DNA序列进行分析,该线粒体DNA呈双链闭合环状结构,全长为16 585 bp,共含有37个基因,其中包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因,以及两段非编码区,即L链复制起始区OL和H链复制起始区OH,碱基组成为 A(31.2％)、G(15.8％)、C(26.0％)、T(27.0％),A+T 的含量为 58.2％.基于蛋白编码基因使用最大似然法和贝叶斯法构建高原鳅属系统进化树,确定了红盲高原鳅在进化树上的位置.本研究为高原鳅属鱼类的进化研究以及物种保护工作提供了基础数据.

鱼类的许多生理过程都受到烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors)的调节,如神经肌肉信号传递.在海洋环境中,三带双锯鱼(Amphiprion ocellaris)被芋螺(Conus)捕食的过程与烟碱型乙酰胆碱受体密切相关.本研究以三带双锯鱼肌肉、脑、肠道组织的cDNA作为模板,克隆三带双锯鱼烟碱型乙酰胆碱受体不同亚基的基因,在此基础上进行生物信息学分析,同时构建系统进化树.研究结果表明,从三带双锯鱼肌肉组织中克隆得到了烟碱型胆碱能受体α1亚基(cho-linergic receptor nicotinic alpha 1 subunit,chrna1)和烟碱型胆碱能受体 e 亚基(cholinergic receptor nicotinic epsilon subunit,chrne)基因序列;从脑组织中克隆获得烟碱型胆碱能受体α10亚基(cholinergic receptor nicotinic alpha 10 subunit,chrna10)基因序列.将得到的基因序列利用Colabfold软件对其编码蛋白的3D结构进行预测,所得结果与已经解析的烟碱型乙酰胆碱受体的结构高度相似.采用荧光定量PCR技术对chrna1、chrne、chrna10基因在三带双锯鱼肌肉、脑、肠组织中的表达水平进行检测,结果显示,chrna1、chrne基因在肌肉组织中的表达量非常高,在脑组织中的表达量非常低,肠道组织中没有检测到表达.chrna10基因在脑组织中的表达量较低,在肌肉、肠道组织中没有检测到表达.系统进化树结果表明不同物种间乙酰胆碱受体的蛋白序列高度保守,三带双锯鱼与模式生物斑马鱼(Danio rerio)几乎同源.

为探究独脚金内酯抑制剂Tis108对天麻生长的影响,该研究采用10 μmol·L-1的Tis108溶液处理白麻块茎,对块茎的内源激素赤霉素(GA)含量进行测定,通过RT-PCR技术克隆GA失活关键酶GeCYP714A1基因,借助ExPASy、SWISS-MODEL、MEGA 等软件对该基因进行生物信息学分析,并测定其在天麻不同组织部位的表达水平.结果显示,Tis108处理后天麻块茎的GA含量显著升高,GA失活关键酶GeCYP714A1的转录水平显著降低.GeCYP714A 1基因的编码区全长1 173 bp,编码390个氨基酸,蛋白的相对分子质量为44.85 kDa,理论等电点为9.83,不稳定系数为49.20,脂肪系数为89.03,总平均亲水指数平均值为-0.235,属于碱性亲水性不稳定蛋白;且GeCYP714A1蛋白定位于线粒体,无信号肽,不具有跨膜结构.系统进化树分析显示,GeCYP714A1与铁皮石斛DcCYP714C2(PKU78454.1)蛋白亲缘关系最近,序列一致性达67.25％.利用qRT-PCR技术分析天麻GeCYP714A1基因的表达模式,结果显示在天麻块茎中GeCYP714A1转录水平最高,其次是茎和花序.该研究表明Tis108可抑制天麻块茎中GA失活酶GeCYP714A1的转录水平,提高GA的积累量,影响天麻块茎生长,为进一步揭示独脚金内酯调控天麻GA信号和块茎发育奠定基础.

新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)是禽类最重要的疫病病原之一,其中基因Ⅵ型NDV在鸽群广泛流行,给养鸽业造成了严重的经济损失.为深入了解基因Ⅵ型NDV在世界不同地理区域和宿主间的传播动态,本研究通过病毒分离鉴定、高通量测序、完整F基因系统发育树构建和贝叶斯系统动力学等方法进行综合分析,结果获得4株广西NDV分离株,均为基因Ⅵ型.进一步的时空分析显示,基因Ⅵ型NDV最近的共同祖先时间为1972年(95％置信区间:1965～1978),估计进化速率为1.43×10-3 substitution/site/year(95％置信区间:1.27×10-3～1.59×10-3);意大利是欧洲基因Ⅵ型NDV早期的外溢传播中心,该病毒从欧洲传播至我国,随后华东和华南成为我国的主要传播中心;病毒存在从鸽(Columba livia)到野鸟和鸡(Gallus gallus)、从野鸟到鹌鹑(Coturnix coturnix)等的跨物种传播,但病毒传播最重要的宿主是鸽.分析结果表明基因Ⅵ型NDV正快速进化,有作为突变库的潜在威胁.基于"One Health"理念,应在全球范围内加强主动监测,改善家禽管理策略,避免不同家禽之间及不同家禽与野鸟之间的直接和间接接触.这些信息有助于了解基因Ⅵ型NDV的起源、传播与进化,为制定相应防控策略提供科学依据.

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.

目的:分析2021年8月北京市一起入境航班关联新冠肺炎聚集性疫情中新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)基因组特征及变异情况，为疫情防控和风险评估提供参考。方法:收集此次疫情全部50例关联病例的呼吸道标本，使用数字PCR方法对病毒载量进行测定，使用高通量测序对病毒全基因组进行测定分析，对基因组数据拼接整理后进行变异位点分析及系统发生分析。结果:全部50例样本中病毒载量中位数为5.57×10 4拷贝/ml(ORF1ab基因)和5.85×10 4拷贝/ml(N基因)。共测定获得SARS-CoV-2病毒全基因组序列46份，均为Omicron变异株BA.5分支。其中21例与7例形成两个进化簇，内部全基因组核苷酸相似度高于99.993%和99.997%。 结论:该起聚集性疫情可能由两个传播链和其他散在感染共同构成，疫情病毒为境外流行的Omicron变异株BA.5分支。

目的:分析2015—2019年北京市麻疹病毒(measles virus, MV)分子流行病学特征，为消除麻疹提供实验室依据。方法:通过北京市麻疹实验室网络收集2015—2019年麻疹病毒阳性咽拭子标本，提取病毒核酸后采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法扩增麻疹病毒N基因C末端450个核苷酸片段，对扩增产物进行核苷酸序列测定，获得基因序列同WHO麻疹病毒基因型代表株、中国和其他国家D8基因型参考株构建系统进化树，分析核苷酸和氨基酸同源性；对D8和B3基因型麻疹病例进行描述性分析。结果:2015—2019年全市麻疹病毒基因型鉴定株546株，其中H1a基因型531株，疫苗株5株，B3基因型1株，D8基因型9株，其中8株为2019年流行株。本土株H1a基因型MV核苷酸和氨基酸同源性为91.5%～100.0%和73.6%～100.0%。2019年8例D8基因型麻疹病例均为成人，其中2例为一起暴发疫情，其余6例为散发病例。结论:输入性D8基因型成为2019年北京市MV主要流行基因型；2015—2019年随着麻疹发病下降，本土基因型H1a已经不占优势，而其他不同基因型输入，形成混合流行的趋势，建议在消除麻疹工作中，不仅要努力阻断本土麻疹病毒传播，更要防控非本土基因型病毒输入和持续传播，避免其逐渐演化为优势毒株而建立本土传播的风险。

目的:了解江苏省淮安市H3N2亚型流感病毒的生物学特性和变异情况，为流感疫情防控与疫苗研发提供参考依据。方法:选取4株2022年淮安市流感监测网络实验室分离的流感毒株，通过全基因组核酸提取、文库构建，应用Nanopore三代测序平台对H3N2亚型毒株进行全基因组序列测定，利用生物信息学软件比对基因组序列相似性、构建系统发育树，解析氨基酸变异特征。结果:8个基因节段之间的核苷酸相似性为97.1%～100.0%，相似性差异最大的是HA基因(97.1%～99.9%)，差异最小的是MP基因(98.6%～99.9%)。核苷酸位点变异频率最高和最低的节段分别是HA基因(3.06%)和MP基因(1.43%)，不同基因节段核苷酸变异率有统计学意义( χ2＝14.293， P＝0.046)。HA和NA基因发育树拓扑结构基本一致，3株隶属3C.2a1b.2a.1a进化簇，1株独立属于3C.2a1b.1b进化分支且糖基化位点相较于另外3株在HA1蛋白142NWT、149NGT和NA蛋白436NLS位点发生丢失。4株淮安株均对NA抑制剂和金刚烷胺类药物敏感。 结论:1株淮安株抗原性发生了改变，与当年疫苗株匹配性较低，建议持续加强H3N2流感病毒的基因监测，为流感防控及流感疫苗筛选提供科学依据。

目的:了解河南省漯河市2017—2022年急性呼吸道感染（ARIs）病例中鼻病毒（RV）的感染状况及其分子型别组成。方法:于2017年10月至2022年6月，收集河南省漯河市中心医院2 270例ARIs病例的临床和流行病学资料，并采集病例咽拭子标本，采用实时荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）筛选RV阳性标本，随后对阳性标本使用巢式逆转录聚合酶链式反应（nested RT-PCR）扩增VP1区全长，并使用MEGA软件结合国际病毒分类委员会推荐的169条RV参考株序列构建系统进化树以确定RV分型。结果:2 270例ARIs病例中，男性病例1 283例（56.52%）；年龄 M（ Q 1， Q 3）为3（1，6）岁，5岁以下人群占68.59%（1 557/2 270）；137例病例（6.04%）检出RV，其中68例病例（49.64%）与其他病毒合并检出，与肠道病毒的合并检出最常见，占14.60%（20/137）。0~4岁、5~14岁、15~59岁和≥60岁年龄组中RV检出率分别为6.42%（100/1 557）、4.69%（21/448）、3.80%（6/158）和9.35%（10/107），差异无统计学意义（ χ2=5.310， P=0.150）。新型冠状病毒感染疫情前（2017—2019年）和期间（2020—2022年），RV总体检出率差异无统计学意义（ χ2=1.823， P=0.177）。共获得109条VP1序列，包含62个型别，其中RV-A、RV-B和RV-C三个种分别检出42、3和17个型别。 结论:RV为2017—2022年河南省漯河市ARIs病例中主要流行的病原体之一，存在多个RV型别共流行，无明显优势型别。

目的:对从云南重症手足口病患者的粪便样品中分离出的1株柯萨奇病毒A组4型(coxsackievirus A4，CV-A4)毒株的全基因组特征和部分区段重组情况进行分析，为深入认识CV-A4的流行和分子进化提供基础数据。方法:分别使用人类横纹肌肉瘤(human rhabdomyosarcoma，RD)细胞、人胚肺二倍体(human embryonic lung diploid，KMB17)细胞和人非小细胞肺癌(human lung cancer，A549)细胞进行病毒分离。提取病毒RNA，通过逆转录-聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR)分段扩增CV-A4全长基因，利用MEGA7.0和SimPlot 3.5.1等软件对全基因组及各区段进行分析。结果:从RD细胞上分离到一株CV-A4分离株R11-20/YN/CHN/2011，系统进化分析显示该分离株属于C2基因亚型。在VP1和全基因组核苷酸序列上与其同源性最高的分别是CV-A4毒株09214/SD/CHN/2009和CVA4/SZ/CHN/09。重组分析显示该分离株与肠道病毒A71(enterovirus A71，EV-A71)云南分离株R993/YN/CHN/2010在3D区发生过重组。结论:CV-A4分离株R11-20/YN/CHN/2011为C2基因亚型且与EV-A71在3D区发生重组。