5个研究背景和意义示例,教你写计算机蝙蝠论文

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探讨TRP离子通道和FKBP1B在蝙蝠冬眠中的重要作用

这是一篇关于冬眠,蝙蝠,温敏TRP离子通道,FKBP1B,心脏的论文, 主要内容为蝙蝠隶属于翼手目,是唯一能真正飞行的哺乳动物。已发现1200多种,大多数蝙蝠具有冬眠能力。冬眠是一连串蛰伏和苏醒的生理交替过程。蛰伏期间,动物的体温、心率和代谢速率等生理指标都下降到极低的水平,而苏醒时这些生理指标又能快速回升。相关的组学研究表明,动物在蛰伏时大多数基因和蛋白质表达都显著下调。动物冬眠的过程中,体温发生了剧烈地波动,却没有出现任何病理损伤。调控冬眠哺乳动物体温的分子机制还不清楚。考虑到温敏TRP离子通道是动物体中一类重要的温度感受器。本论文我们以大足鼠耳蝠为研究对象,使用荧光定量PCR 比较了十个温敏 TRP 离子通道(TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4、TRPM2,TRPM4、TRPM5、TRPM8、TRPC5和TRPA1)在蛰伏、苏醒和夏季活跃期的基因水平。结果显示热敏的TRPV1、TRPV2、TRPV3和TRPV4和冷敏的TRPA1在蝙蝠蛰伏时上调表达,而冷敏的TRPM8和TRPC5以及温热敏的TRPM2、TRPM4和TRPM5在蝙蝠蛰伏时下调表达。为了进一步验证结果,我们选取六个有代表性的TRP离子通道进行蛋白质免疫印迹,发现基因和蛋白表达趋势吻合。并且借由UCP1的变化趋势进一步证明温敏TRP离子通道在冬眠中保有温度感知功能,由此可知蝙蝠蛰伏时对于环境温度的提升可能保持更高的敏感性。同时本研究首次在冬眠哺乳动物中呈现温度感知的相关分子证据。外界温度低至10℃—15℃时,冬眠哺乳动物心脏仍可以保持正常的功能而没有任何功能紊乱的发生。一些心脏疾病的发生往往与肌质网中钙离子浓度的变化有关。FKBP1B蛋白亚基可以通过调控RyR2离子通道的开闭调节肌质网中钙离子浓度。为了研究FKBP1B在冬眠蝙蝠心脏中的作用,首先我们对25种哺乳动物(包括12种蝙蝠)的FKBP1B基因进行分子进化分析,结果表明FKBP1B在蝙蝠类群中极为保守。其次我们以具有冬眠能力的大足鼠耳蝠和马铁菊头蝠为研究对象,分别比较它们在蛰伏、苏醒2小时、苏醒24小时和夏季活跃状态中FKBP1B的基因和蛋白表达水平。我们发现在蝙蝠蛰伏时FKBP1B表达水平显著提高,而且随着蝙蝠苏醒而逐渐减少。再次通过生物信息学手段在包括48种冬眠哺乳动物和15种非冬眠哺乳动物中预测可能调节FKBP1B表达的转录因子。发现多种转录因子可能参与调节,其中转录因子YY1尤为重要。综上所述,本研究揭示了冬眠蝙蝠在蛰伏时,利用上调FKBP1B来维持心脏功能的稳定。同时我们的研究也为冬眠动物心脏调节带来了新的见解。

冬眠和非冬眠蝙蝠瘦素蛋白的结构与功能研究

这是一篇关于冬眠,蝙蝠,瘦素,同源建模的论文, 主要内容为瘦素(leptin)是一种由脂肪细胞分泌的激素类蛋白,分子量约为16 kDa,通过与下丘脑下端的瘦素受体结合,激活下游酪氨酸蛋白激酶(Janus kinases, JAK)和转录信号转导物及激活剂(signal transducers and activators of transcription, STAT)等途径,抑制机体摄食和调节能量代谢,控制机体能量代谢平衡。有研究表明,瘦素在哺乳动物冬眠过程中具有重要调控作用。本研究中我们分别选择一种冬眠蝙蝠马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)和一种非冬眠蝙蝠棕果蝠(Rousettus leschenaultii)为实验材料,调取两种蝙蝠瘦素基因全长序列；随后,将瘦素基因编码区克隆至表达载体转入大肠杆菌中,在离体情况下实现了两种蝙蝠瘦素蛋白质的原核表达、纯化,通过SDS-PAGE实验、免疫印记实验和生物活性实验对所得到的瘦素蛋白进行了验证,并比较了两种瘦素蛋白在氨基酸序列、同源模拟的3D蛋白结构以及离体条件下生物活性的差异。实验中发现：(1)冬眠蝙蝠瘦素蛋白与非冬眠蝙蝠相比,其氨基酸序列相似度较低；同时,冬眠蝙蝠瘦素蛋白与其它非冬眠哺乳动物相比,其氨基酸序列相似度也较低。(2)与非冬眠蝙蝠相比,冬眠蝙蝠瘦素对前脂肪细胞(3T3-L1 cells)具有更强的生长抑制作用。(3)在结构模拟中发现,两种蝙蝠瘦素的受体结合域三(receptor binding siteⅢ)(螺旋C至D处)结构差异大,且瘦素介导JAK/STAT通路的重要位点121位点处马铁菊头蝠由疏水性的甲硫胺酸变为亲水性苏氨酸,而瘦素的受体结合域三及瘦素蛋白121位点是启动下游信息传导的重要区域。非冬眠蝙蝠瘦素与人瘦素一样,在受体结合域三位置的结构是随机环(random loop),而冬眠蝙蝠的瘦素为螺旋结构(helix)。以上研究初步证明了冬眠动物瘦素蛋白和非冬眠动物的瘦素蛋白具有不同的氨基酸序列、蛋白空间结构以及生物活性,为进一步深入研究瘦素在冬眠过程中的具体作用机制打下了基础。

蝙蝠冬眠的CPS1适应性调控机制及其与AGMAT相互作用的研究

这是一篇关于冬眠,蝙蝠,肝脏,氮代谢,尿素循环,CPS1,AGMAT的论文, 主要内容为冬眠现象是一系列受到精确调控的生理、形态和行为变化,并且普遍存在于哺乳动物中。为了应对严冬,动物在冬眠时通常伴随着可调控的体温、代谢速率、能量支出、水分散失以及其他生理功能的显著降低,这使得冬眠成为一种在食物不足时非常有效的保存能量方法。动物在冬眠前夕会通过大量进食,积累并储存白色脂肪,进而在冬眠中以白色脂肪为主要能量来源,脂代谢取代糖代谢成为最主要的代谢途径。哺乳动物在冬眠时对于蛋白质的代谢情况一直存在着两种不同的观点,一些研究认为动物在冬眠时会尽量避免蛋白质的代谢以防止肌肉因为长时间不活动而萎缩等情况发生,比如熊这种大型哺乳动物；而另一些对小型哺乳动物,如地松鼠、蝙蝠等的研究发现冬眠中机体蛋白质的总量会因为能量的不足而有显著的下降,但是一些关键部位的蛋白质会得到保留。我们之前的研究发现,在蝙蝠的冬眠过程中,氨基酸降解以及氮代谢相关的酶的表达量有显著地升高。为了进一步探究蝙蝠冬眠时蛋白质的代谢情况,本研究拟针对大足鼠耳蝠(Myotis ricketti)冬眠过程中尿素循环起始酶CPS 1以及第二个酶OTC在表达水平、功能活性等方面的适应性变化,以及CPS1在蝙蝠冬眠期间的蛋白相互作用情况进行探究。CPS1是尿素循环中最关键的限速酶,也是最能反映机体蛋白质代谢情况的酶之一。本研究采用免疫印迹、酶活性测定以及质谱分析的方法,旨在揭示大足鼠耳蝠在冬眠时CPS1及尿素循环的调控机制。胍基丁胺脲水解酶(AGMAT, Agmatinase)是多聚胺合成的一种特殊途径中的重要酶,催化胍基丁胺(Agmatine)分解为尿素(Urea)和腐胺(Putrescine)。首先在一些细菌、植物及低等动物中被发现,近些年的一些研究发现其在哺乳动物中也存在,作为多聚胺合成的旁路途径。AGMAT虽然不直接参与尿素循环,但是与其关系密切,都在氮代谢通路中发挥着独特的作用。但是还没有研究发现AGMAT与尿素循环酶之间存在直接的联系,我们的初步研究发现CPS1与AGMAT之间存在蛋白质的相互作用,这在某种程度上说是开创性的发现。研究主要针对CPS1与AGMAT的相互作用情况在小鼠等模式生物中进行验证,运用免疫共沉淀、免疫荧光及FRET等方法探究其功能意义,并就其在冬眠中是否存在潜在的功能进行探索。

儿茶酚胺代谢途径在蝙蝠冬眠中的分子变化机制

这是一篇关于冬眠,蝙蝠,儿茶酚胺,MAOA,MAOB,ALDH1A1,ALDH2,COMT,AKR1A1的论文, 主要内容为在冬眠过程中,动物会经历蛰伏、苏醒的周期循环,其中多项生理指标都会发生剧烈且频繁的变化,但这个过程对动物自身似乎没有损害。并且在非冬眠动物中尚未发现这种对生理剧烈变化的高度耐受性,因此人们对研究动物冬眠产生了浓厚的兴趣。蝙蝠在长期的进化过程中形成了1300多种形态各异、习性多样的家族成员,约占哺乳动物种类的四分之一,是唯一具有持续飞翔能力的哺乳动物。其中绝大多数小蝙蝠具有很强的冬眠能力,目前国内外不仅广泛研究蝙蝠的形态结构、生活习性,也对其冬眠能力的进行了大量研究,但是在蝙蝠冬眠分子层面的研究却相对较少,所以我们针对蝙蝠冬眠进行系统性的探究。我们的前期研究表明,苯丙氨酸、酪氨酸生成延胡索酸盐的代谢过程,在蝙蝠冬眠中产生了适应性进化;这条代谢途径能促进有毒中间代谢产物的分解,并为蝙蝠冬眠提供部分能量。而与此代谢途径相关的儿茶酚胺代谢途径,是否也对蝙蝠冬眠发生了适应性变化,目前并不清楚。儿茶酚胺(Catecholamines,CAs)主要成分包括多巴胺(Dopamine,DA)、去甲肾上腺素(Norepinephrine,NE)、肾上腺素(Epinephrine,E)及其衍生物,因为它们既是一类神经递质,又是一类激素物质,并具有许多重要的生理功能,所以非常值得深入了解。我们首次以大足鼠耳蝠(Myotis ricketti)为研究对象,在蝙蝠大脑、肝脏和肾脏组织中,利用荧光定量PCR、蛋白免疫印迹和靶向代谢产物测定等方法,对儿茶酚胺代谢途径中的六个酶,即单胺氧化酶A(Monoamine oxidase A,MAOA)、单胺氧化酶B(Monoamine oxidase B,MAOB)、儿茶酚胺氧甲基转移酶(Catechol-O-methyltransferase,COMT)、醛脱氢酶1A1(Aldehyde dehydrogenase 1 family member A1,ALDH1A1)、醛脱氢酶2(Aldehyde dehydrogenase 2 family,ALDH2)和醛还原酶1A1(Aldo-keto reductase family 1member A1,AKR1A1)进行m RNA和蛋白层次的研究,并比较全面的探讨儿茶酚胺代谢产物在蝙蝠冬眠中是否发生改变。我们发现:1.在不同的冬眠时期,与儿茶酚胺代谢途径(CAs)相关的六个酶在大足鼠耳蝠的大脑、肝脏和肾脏组织中共同表达,结果暗示CAs代谢途径在蝙蝠冬眠的不同时期,应能发挥一定的代谢功能。2.在蝙蝠冬眠时期,参与CAs代谢的大多数酶类,其基因的转录水平在不同组织中受到不同程度的抑制;不过其中的同工酶,无论在基因或是蛋白质水平上,呈现出一定程度的互补表达;这可能是蝙蝠在冬眠中节约能量、减少耗能的生存策略之一。3.在蝙蝠冬眠过程中,基因与蛋白质的相对表达水平不完全一致:某些酶的mRNA表达量在冬眠期低于活跃期,而其蛋白水平却高于活跃期(大脑中的MAOA、ALDH2、AKR1A1;肝脏中的COMT、MAOA、ALDH1A1)或维持一定表达量(肾脏中的COMT、MAOA、ALDH1A1和ALDH2);由于蛋白酶含量与代谢功能直接相关,所以在冬眠期维持或提升表达的酶类,可以更直接的反映出蝙蝠在冬眠时对CAs代谢途径的调控作用;这些结果支持CAs代谢途径在蝙蝠冬眠中可能发挥重要功能。4.多巴胺(Dopamine,DA)和高香草酸(homovanillic acid,HVA)在蝙蝠各个时期肝脏中仍维持一定的含量,并且在蛰伏期和夏季活跃期含量显著高于其他时期,表明CAs在各时期仍维持一定的合成,并在蛰伏期发挥重要的调控作用;并且在活跃期与冬眠期肝脏中,没有检测到DOPAL,这暗示在冬眠期肝脏中调高或维持表达的相关CAs代谢酶(如ALDH1A1)很可能对DOPAL进行了高效的代谢,防止冬眠蝙蝠受毒醛损害。