基因组DNA羟甲基化的光电化学检测及其对禽白血病指示作用研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21775090
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0402.电分析化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The early diagnosis of avian leukosis is one of the important challenges for poultry farming. Through the search and detection of avian leukosis biomarkers in peripheral blood of chicken serum, we can achieve the early diagnosis of avian leukosis with the advantages of non-invasion and non-vulnus. In this project, a series of photoelectrochemical biosensors with signal-on model will be fabricated for detecting the expression level of 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) in genomic DNA of chick serum with high sensitivity and selectivity. The strategy for the fabrication of these biosensors are mainly based on MoS2 nanosheets as photoactive materials, and the specific recognition and capture of 5hmC can be achieved according to the covalent chemical reaction of hydroxymethyl group of 5hmC, and the signal amplification can be attained based on enzymatic in situ generation of electron donor technique and nanomaterial amplification technique. The expression level of 5hmC in genomic DNA of chicken fibroblast, tissue and serum infected with avian leukosis virus will be detected with high sensitivity and selectivity. According to the detection results, the application feasibility of the expression level change of 5hmC in genomic DNA of chicken serum on the early diagnose of avian leukosis will be discussed and assayed. Moreover, the effect of anti-virus on 5hmC expression level will be further investigated in chicken fibroblast, various tissues, and serum infected with avian leukosis virus. Through the implementation of this project, we can not only provide new detection method for 5hmC, understand the indicative effect of the expression level change of 5hmC on avian leukosis, but also propose new strategy and convenient detection technique for the early diagnosis of avian leukosis.
禽白血病的早期检测是养禽业面临的主要难题之一。通过筛选合适的禽白血病生物标志物,可实现该病的早期检测。本项目拟以硫化钼纳米片层复合材料作为光活性材料,利用5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)上羟甲基的共价反应实现对5hmC的特异识别,结合酶催化原位生成电子供体和纳米粒子信号扩增技术,构建信号开模式的光电化学生物传感器,实现对5hmC的灵敏和特异检测。以感染J亚型禽白血病病毒的鸡胚成纤维细胞和雏鸡为研究对象,运用光电化学技术检测感染与未感染病毒的鸡胚成纤维细胞、雏鸡多种病变组织与对应的正常组织、感染与未感染病毒雏鸡的血清基因组DNA中5hmC表达水平变化,明确基因组DNA中5hmC表达量变化对禽白血病的指示作用,以及所构建方法在禽白血病早期诊断中的应用性。通过本项目的研究,不仅为5hmC检测提供新的方法,了解5hmC表达变化对禽白血病的指示作用,还为禽白血病的早期诊断提供新的思路和策略。

结项摘要

通过筛选合适的禽白血病生物标志物,可实现该病的早期检测。本项目以硫化钼、硫化钨、MXene等材料为基础制备复合纳米材料,改进材料的光电活性,如MoS2-g-C3N4/ZnO、MoS2/g-C3N4/TiO2、WS2/PDA、CdS/MXene/ZnSnO3、Bi2S3/MXene、Bi4TaO8Cl/PTCA。运用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、紫外可见漫反射、X射线光电子能谱、紫外-可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等技术对材料进行了表征。运用电化学阻抗技术、荧光技术、紫外可见漫反射技术、电化学莫特肖特基技术、价带-X射线光电子能谱技术等研究了复合材料光电活性提高的机理,计算了纳米材料的能带宽度、导电电位和价带电位,构建了复合材料中电子迁移路径。. 基于制备的纳米复合材料,结合5hmC上羟甲基在酶催化作用下与糖基、巯基化合物的共价反应,以及酶催化原位生成电子供体、纳米材料负载光电信号扩增分子、纳米材料能带匹配扩增技术等信号扩增技术,构建了多种光电化学生物传感器,实现对5hmC的各种衍生物的灵敏性和特异性检测,如5hmdC、5hmdCTP。构建的传感器具有稳定性和重现性。. 研究了5hmC对J亚型禽白血病的指示作用,具体探究了感染时间、病毒浓度对雏鸡成纤维细胞、雏鸡肝组织和雏鸡血清基因组DNA中5hmC含量的影响。结果表明,随着感染时间延长、病毒浓度增大,雏鸡成纤维细胞、雏鸡肝组织和雏鸡血清基因组DNA中5hmC含量均降低,说明5hmC对感染J亚型禽白血病病毒具有一定的指示作用。研究了马立克氏病毒(CVI998、RMD5)对鸡胚成纤维细胞基因组DNA中5hmC的影响,结果表明,马立克氏病毒也抑制雏鸡成纤维细胞基因组DNA中5hmC的含量。此外,研究了重金属、抗生素、外源植物激素、全氟化合物对水稻、小麦和玉米组织中5hmC表达的影响。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Photoelectrochemical detection of 5-hydroxymethylcytosine in genomic DNA based on M. HhaI methyltransferase catalytic covalent bonding
基于M.HhaI甲基转移酶催化共价键合的光电化学检测基因组DNA中5-羟甲基胞嘧啶
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2018.09.138
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Zhou Yunlei;Yin Huanshun;Sui Chengji;Wang Yue;Ai Shiyun
  • 通讯作者:
    Ai Shiyun
Electrochemiluminescence biosensor for DNA hydroxymethylation detection based on enzyme-catalytic covalent bonding reaction of -CH2OH and thiol functionalized Fe3O4 magnetic beads
基于-CH2OH与硫醇功能化Fe3O4磁珠酶催化共价键合反应的电化学发光生物传感器检测DNA羟甲基化
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2019.111908
  • 发表时间:
    2020-02-15
  • 期刊:
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Sui, Chengji;Yin, Huanshun;Ai, Shiyun
  • 通讯作者:
    Ai, Shiyun
Ultrasensitive electrochemiluminescence immunosensor for 5-hydroxymethylcytosine detection based on Fe3O4@SiO2 nanoparticles and PAMAM dendrimers
基于 Fe3O4@SiO2 纳米颗粒和 PAMAM 树枝状聚合物的超灵敏电化学发光免疫传感器,用于检测 5-羟甲基胞嘧啶
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2017.08.023
  • 发表时间:
    2018-01-15
  • 期刊:
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Jiang, Wenjing;Wu, Linni;Ai, Shiyun
  • 通讯作者:
    Ai, Shiyun
Photoelectrochemical biosensor for hydroxymethylated DNA detection and T4-beta-glucosyltransferase activity assay based on WS2 nanosheets and carbon dots
基于WS2纳米片和碳点的光电化学生物传感器用于羟甲基化DNA检测和T4-β-葡萄糖基转移酶活性测定
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2018.11.054
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Biosensors and Bioelectronics
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Sui Chengji;Wang Tingting;Zhou Yunlei;Yin Huanshun;Meng Xiangjian;Zhang Shenran;Waterhouse Geoffrey I N;Xu Qin;Zhuge Yuping;Ai Shiyun
  • 通讯作者:
    Ai Shiyun
Homogeneous detection of 5-hydroxymethylcytosine based on electrochemiluminescence quenching of g-C3N4/MoS2 nanosheets by ferrocenedicarboxylic acid polymer
基于二茂铁二甲酸聚合物电化学发光猝灭 g-C3N4/MoS2 纳米片的 5-羟甲基胞嘧啶的均相检测
  • DOI:
    10.1016/j.talanta.2020.121211
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Talanta
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Sui Chengji;Wang Qian;Zhou Yunlei;Zhang Dingding;Yin Huanshun;Ai Shiyun
  • 通讯作者:
    Ai Shiyun

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其他文献

Methyltransferase activity assay based on the use of exonuclease III, the hemin/G-quadruplex system and reduced graphene oxide on a gold electrode, and a study on enzyme inhibition
基于使用核酸外切酶 III、氯高铁血红素/G-四联体系统和金电极上还原氧化石墨烯的甲基转移酶活性测定以及酶抑制研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
    Microchimica Acta
  • 影响因子:
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  • 作者:
    杨治庆;谢丽艳;殷焕顺;周云雷;艾仕云
  • 通讯作者:
    艾仕云
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  • 发表时间:
    2015-12
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘培;刘敏;殷焕顺;周云雷;艾仕云
  • 通讯作者:
    艾仕云
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  • DOI:
    10.1007/s00604-020-04572-5
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Microchimica Acta
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    王月;方曦;殷焕顺;周云雷;杨悦;艾仕云
  • 通讯作者:
    艾仕云
Electrochemical biosensor for detection of DNA hydroxymethylation based on glycosylation and alkaline phosphatase catalytic signal amplification
基于糖基化和碱性磷酸酶催化信号放大检测DNA羟甲基化的电化学生物传感器
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2015.06.043
  • 发表时间:
    2015-08
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    周云雷;杨治庆;李雪;王月;殷焕顺;艾仕云
  • 通讯作者:
    艾仕云
Electrochemical immunosensor for N6-methyladenosine RNA modification detection
用于 N6-甲基腺苷 RNA 修饰检测的电化学免疫传感器
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2015.06.045
  • 发表时间:
    2015-12
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    殷焕顺;周云雷;杨治庆;郭云龙;王辛旭;艾仕云;张宪省
  • 通讯作者:
    张宪省

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
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          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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