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表觀遺傳學研究內容范文1
空氣中的污染物如何改變一個人的DNA的表達,從而導致像肺氣腫或肺癌之類的疾病。長頸鹿的脖子長的真正原因是其DNA決定的,還是由于長頸鹿為了吃到樹木頂端更加豐富的樹葉進化而來?在科學界有一個新的研究領域叫表現遺傳學。它的主要研究任務是通過對生活習慣、飲食習慣等因素的研究,尋找在沒有改變DNA序列的前提下,環境如何影響我們的基因的答案。簡單來說,環境也可以改變基因。
表觀遺傳信息與基因序列本身一樣重要,因為它控制著基因是否被開啟或關閉,從而決定它們是否制造蛋白質。如今,表現遺傳學的研究開啟了后基因時代,正日益成為生命科學研究的最前沿,那么對普通大眾來說,隨著研究的深入,表現遺傳學將使攻克癌癥這一醫學難題成為可能。如今,眾多生物學問題仍然沒有答案,一系列疑問依舊困擾著生物學家:為什么同卵雙生的雙胞胎具有相同的DNA序列,但卻存在表型的差異,以及疾病易感性的差異?為什么克隆動物表現出生長發育的異常甚至易于死亡?這其中的秘密就是表觀遺傳學要研究的內容。
最近,北京生命科學研究所朱冰研究組傳來科研喜訊。北京生命科學研究所高級研究員朱冰領銜完成的研究論文也在這一領域有了突破性的進展,并已經發表在了國際權威期刊《科學》雜志上。他們的研究揭示出染色質的緊密程度能調節一種蛋白質的催化活性,從而影響基因轉錄,這一研究成果有助于解析基因轉錄調控以及基因沉默的重要機制。
朱冰說:“近幾十年來,隨著越來越多的表觀遺傳學標簽被發現,研究人員開始好奇這些表觀遺傳學標簽之間是否存在著某種聯系,中國科學家也在試圖攻克這一長期困擾國際科學界的難題。一般認為疾病的發生如腫瘤、心血管病等都是外在因素(危險因子)與遺傳因素(基因)相互作用引起DNA序列變異所產生的。其實不然,絕大多數疾病,基因序列并沒有改變,只是基因的修飾加工和表達的異常所引起的,這就是表觀遺傳學?!?/p>
表觀遺傳學研究內容范文2
教學過程中經典理論教學與專題討論課教學這兩條主線需要相互配合,相得彰宜。因此,對于文獻專題的選則應當把握三個原則:所選文獻專題確系當今醫學、生命科學研究領域的前沿與熱點問題(高于課本);專題與經典理論相聯系(不脫離課本);專題內容為教學過程中學生興趣較濃、質疑較多而課本講授深度有限的內容(符合學生興趣)。在一門課程教學的具體實施中,根據以上三個原則,由教學組全體教師共同擬定4-5個文獻專題,而后在國際權威科學雜志如《自然》、《科學》及《細胞》上就每一個專題選擇近年來發表的5篇文獻,并指定各專題的輔導教師。文獻內容以能夠體現該專題重要科學概念、里程碑式科學發現及先進的研究技術方法為標準。文獻選定后,由學生依據自身興趣自主選擇,就某一專題形成興趣小組。經過一段時期的分組學習及教師輔導,最終由每個小組推選兩名報告人,在本專題內選定兩篇精讀文獻,以科研論文討論的形式進行學生課堂匯報。例如在《分子遺傳學》的理論教學中,講授了“表觀遺傳學”內容,但囿于課本內容的深度及課時數,僅介紹了其基本概念和發展簡史。然而,學生在課后提問中表現出強烈興趣,該專題也無疑是當今生命科學研究領域的熱點研究問題。
2學生課堂匯報
學生課堂匯報安排在復習指導課之前1-2周,讓學生在結束文獻精讀訓練后,轉而全身心投入復習考試過程。匯報課由主講教師主持,學生代表依次上臺,以幻燈為輔助進行匯報陳述,教研室主任、教授及教學組全體教師共同參與討論,并給予點評。以上述表觀遺傳學文章為例,學生代表先介紹了完成該研究工作的美國研究小組,而后介紹了與課題密切相關的研究背景:組蛋白(Histone,H)泛素化與組蛋白甲基化,與理論課上講授的基本概念密切相關。作者在《分子遺傳學》的DNA結構中講過,一個核小體由兩個H2A,兩個H2B,兩個H3,兩個H4組成的八聚體和147個堿基(bp)纏繞在外面的DNA組成。在哺乳動物基因組中,組成核小體的組蛋白游離在外的N-端可以受到乙酰化,甲基化,磷酸化,泛素化等修飾,從而影響基因的轉錄活性。而本篇文獻則重點討論H2B泛素化與H3甲基化之間的關系。在對研究結果的講解中,學生用逐步深入的科學問題作為邏輯主線,體現出文章作者的科學研究思路。作者首先根據H2B泛素化影響H3甲基化這一保守的生物現象,提出了三種假說:①調節泛素化的Rad6復合物可影響調節甲基化的COMPASS復合物中Set1組分的活性;②Rad6復合物可影響COMPASS復合物中其它組分的活性;③Rad6復合物影響COMPASS復合物中各組分的組裝、穩定性及活性。而后,作者采用酵母Rad6突變體與野生型相對照,利用色譜分析、蛋白雙向電泳、染色質免疫共沉淀等生物技術,對三種假說依次進行驗證和排除,最終揭示Rad6復合物通過影響COMPASS復合物中Csp35這一關鍵組分與染色質的結合,實現H2B泛素化對H3甲基化的調控作用。通過文獻精讀,學生從表觀遺傳學的基本概念(如組蛋白甲基化、泛素化)出發,進入到基本而又深刻的科學問題,了解到上述確切的科學研究結論,以及尋找科學結論所需的生物技術方法。這個學習過程,在引申了經典理論知識的同時,教會了學生自主學習前沿知識的方法,有效地培養了本科學生的科學研究素質。
3文獻討論、點評
在文獻討論過程中,鼓勵學生最大限度的發揮主動性與創造力,發表自己的見解。以上述表觀遺傳學文章為例,H2B泛素化對于H3甲基化的影響不僅存在于第4位賴氨酸上(H3K4),也存在于第79位賴氨酸上,而該文獻的研究對象僅限于前者。有學生在完成文獻精讀后,就H2B泛素化對H3K79甲基化的影響機制提出了自己的假說。教師對于有獨到見解,甚至能提出假說的學生給予高度贊揚,并鼓勵其撰寫科學假說論文,進一步鍛煉自己的科研素質。在每一名學生的匯報及討論結束后,教研室主任、教授給予點評,在肯定其優點的同時指出存在的問題和不足。問題通常表現在背景知識介紹不充分、邏輯主線不明晰、以及研究方法講解不清等方面。
4結語
表觀遺傳學研究內容范文3
關鍵詞:DNA甲基化,DNA甲基轉移酶,CpG島,腫瘤
引言
基因組表觀遺傳學是相對于傳統的遺傳學而提出的一個概念,其研究的不是基因序列的改變,而是研究基因組的修飾變化所引起的基因表達改變。這種修飾是可遺傳的,可對生物體產生長期效應[1]。DNA甲基化是表觀遺傳學的一個重要研究內容,是由DNA甲基轉移酶催化完成的,主要包括DNMT 1,DNMT 2和DNMT 3。研究表明,DNA甲基轉移酶(DNMTs)缺陷而引起的基因表觀遺傳改變往往伴隨著腫瘤的發生和發展。本文綜述了近年DNMTs在腫瘤中的研究進展。
1 DNA甲基化現象
DNA甲基化是哺乳動物基因組最常見的修飾方式。它是在DNA甲基轉移酶(DNMTs)的催化下,以甲硫氨酸為供體,將甲基轉移到胞嘧啶的第五個碳原子上。DNA甲基化是一個可逆的過程,在體內同時存在著主動或被動的去甲基化過程。
2 DNA甲基轉移酶(DNMTs)
DNA甲基化修飾是由DNA甲基轉移酶催化完成的。目前為止,在哺乳動物體內主要存在三種DNA甲基轉移酶,分別命名為DNMT 1,DNMT 2和DNMT 3。其中,DNMT 3又分為DNMT 3A和DNMT 3B兩個亞型。DNMT 2,雖然具有與其他的DNMT同源的序列,并且能夠甲基化小的tRNAs,但是目前通常認為它不是DNA甲基化酶。
2.1 DNMT 1
DNMT 1是第一個被克隆出來的DNA甲基轉移酶。它由N-端的調節區,C-端的催化區組成,該酶的催化能力需要N-端和C-端的相互作用。但也有研究表明,DNMT1的半胱氨酸富集區可與未甲基化的CpG島作用。這說明除了催化區域外,DNMT1的其他結構域與酶的活性有重要關系。DNMT 1可以維持基因組中的全部甲基化。一般認為,它主要負責在DNA復制的過程中保持原來的DNA甲基化狀態。也就是說母鏈模板上某個位置的胞嘧啶被甲基化,在DNA復制時,DNMT 1就會識別這種半甲基化,催化子鏈相應位置的胞嘧啶發生甲基化。
2.2 DNMT 3
DNMT 3A和DNMT 3B都是由N-端的調節區,C-端的催化區組成,其C-端不需要與N-端相互作用就可以有催化活性,有很強的重新甲基化能力也具有保持甲基化的能力。最近一項研究發現,小鼠生殖細胞中存在新的DNA甲基轉移酶DNMT3C。DNMT3C表現出與DNMT3B的高度一致性,并且專攻新的逆轉錄轉座子的甲基化。除上述對哺乳動物的DNA甲基化必不可少的酶外,DNMT家族還包括另外兩個成員,DNMT2和DNMT3L。DNMT3L沒有催化活性,起調控作用,以DNMT3L-DNMT3A異四聚體的形式促進胞嘧啶殘基甲基化。
2.3 DNMTs在腫瘤中的作用
近年來,DNA甲基化和人類疾病,尤其是和腫瘤之間關系引起研究人員的關注。許多研究發現,DNA甲基化模式的改變導致了腫瘤的發生。在很多腫瘤中都發現DNMTs的表達異常。這說明DNMTs在生物體內發揮著重要的作用。通過研究者對DNMTs損傷病人樣本的研究,發現DNMTs的異常與腫瘤發展之間存在一定的關系。DNMTs的異常主要可分為三類:表達異常,突變和缺失。
2.3.1 DNMTs表達異常
在眾多研究發現,DNMT表達異??蓪е掳┌Y的發生。DNMTs(DNMT1,DNMT3A,DNMT3B)的過表達導致某些基因高度甲基化和致癌因子激活。在實體瘤中,DNMT1過表達導致病人的淋巴結轉移和預后不良。在大量的患有腫瘤的病人樣本中發現DNMT3A或者DNMT3B高度表達,在肝細胞中,高表達的DNMT3A具有致癌作用[2]。DNMT3B和CTCF高表達對乳腺癌中的 BRCA1 失活至關重要[3]。此外,在某些腫瘤中也出現DNMTs表達降低的現象。如Cao等在胃癌的研究中發現,DNMT3A表達量明顯下降。這些研究說明,DNMTs的表達異常和腫瘤密切相關。
2.3.2 DNMTs 突變
體細胞的DNMTs突變是許多腫瘤的顯著特征,并且能夠導致腫瘤的惡性轉化[4]。在癌癥基因組中發現,結腸癌中,DNMT1 失活引起的突變導致全基因組的甲基化狀態改變[5]。在血液惡性腫瘤中存在DNMT3A突變。急性骨髓白血?。ˋML)和骨髓異常增生癥(MDL)中DNMT3A頻繁地突變[6]。此外,DNMT3A突變,特別是催化區域的突變會大幅降低酶活性[6]。這些研究表明突變的DNMTs在破壞基因組甲基化以及在腫瘤的形成中扮演著重要的角色。
2.3.3 DNMTs 缺失
研究發現,在成年小鼠中敲除DNMT3A后,誘發了造血干細胞的擴散[6]。此外DNMT3A缺失導致T細胞淋巴瘤和肺部腫瘤的發展。這些結果暗示DNMT3A可能作為腫瘤的抑制基因。還有研究表明,DNMT1有助于維持甲基化,缺失會導致DNA去甲基化,DNMT1對細胞淋巴瘤預防和維護是至關重要的。因此,DNMTs基因的缺失參與腫瘤的發展。
3 結語
DNA甲基化和DNA甲基轉移酶與腫瘤的發生發展密切相關。DNMTs的表達異常,是腫瘤細胞的一個特征。因此DNMTs有望成為研發治療癌癥藥物的靶點。另外,基于某些基因在腫瘤的發展進程中的重要作用,這些基因所具有的甲基化的特性則為腫瘤的診斷和治療提供新的方向。
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表觀遺傳學研究內容范文4
【摘 要】目的:研究小鼠早期胚胎各發育階段組蛋白H3K4單和雙甲基化的變化過程。方法:準備受孕母鼠,獲取小鼠各階段正常早期胚胎,通過4%多聚甲醛固定,0.4%triton透膜,0.1%牛血清白蛋白封閉,抗H3K4單雙甲基化一抗染色處理,二抗避光孵育后,利用免疫熒光技術,對各個階段早期胚胎組蛋白H3K4單和雙甲基化表達水平鑒定。結果:成功得到所需要的各發育階段的正常早期胚胎。發現:從1細胞胚胎到8細胞胚胎組蛋白H3K4單和雙甲基化表達水平整體呈下降趨勢,在1細胞胚胎達到最高,8細胞胚胎表達水平最低,桑葚胚和囊胚較8細胞胚胎表達水平又有所回升。結論:在早期胚胎發育過程中,組蛋白H3K4單和雙甲基化程度成逐漸下降趨勢。
【關鍵詞】小鼠早期胚胎;組蛋白H3K4;甲基化;表觀遺傳修飾
表觀遺傳是指DNA序列不發生變化但基因表達卻發生了可遺傳的改變[1]。這種改變是細胞內除了遺傳信息以外其他可遺傳物質發生的改變,即基因型未發生變化而表型卻發生了改變,且這種改變在發育和細胞增殖過程中能穩定傳遞[2-3]。其修飾方式主要有DNA甲基化,去甲基化和組蛋白乙酰化。它們對于早期胚胎和配子的形成和發育、組織特異性基因的表達、大部分基因沉默(gene silencing)起關鍵作用,在正常細胞過程,比如雌性哺乳動物X染色體失活,以及酵母中配對型位點的沉默方面也有重要作用[4]。
組蛋白修飾是表觀遺傳學里主要修飾方式之一,到目前為止,在組蛋白上至少發現有八種不同的修飾方式,我們了解比較多的是乙酰化、甲基化和磷酸化這樣比較小的共價修飾。近幾年的研究發現,H3K9的甲基化與基因的沉默有關,而H3K4的甲基化卻可以使基因活化且H3K4的甲基化可招募HP1或其同源物與之結合,從而使基因所在部位異染色質化,這表明,組蛋白的甲基化可能與異染色質的形成有關[9-11]。H3K4位點發生的甲基化可以激活基因的轉錄,其必須在H2B的123位賴氨酸呈現泛素化的狀態下進行,根據以往研究表明,H3K4甲基化可能是轉錄發生的早期事件,由于這種修飾在多細胞動物中是異常復雜的,因此研究H3K4單和雙甲基化的具體功能更具有重要的意義。
本實驗中,我們研究了組蛋白H3K4單和雙甲基化對小鼠早期胚胎各階段動力學變化過程, 有助于揭示表觀遺傳學對哺乳動物早期胚胎基因表達、調控、遺傳的重要作用。
1 實驗材料和方法
1.1 實驗試劑:孕馬血清(PMSG),購自寧波激素制品廠;人絨毛膜促性腺激素(HCG,寧波激素制品廠);胰酶消化液(Sigma);4%多聚甲醛(Sigma);0.4%triton(Sigma);0.1%BSA(牛血清白蛋白);一抗(兔抗鼠H3K4單和雙甲基化,Abcam);二抗(羊抗兔,Santa cruz);PBS磷酸緩沖液。
1.3 小鼠的超數排卵及:選擇6~8周齡健康昆白小鼠,并進行光照控制:6:00~ 2O:O0光照,2O:O0~6:00黑暗。16:00-17:OO時雌鼠腹腔注射PMSG10IU(寧波激素制品廠),48h后再注射hCG10IU(寧波激素制品廠),然后將其與雄鼠2:l合籠。次日早上8點之前檢查陰道栓,有乳白色或者黃色凍膠物(陰道栓)即確定為懷孕,見栓當天上午確定為懷孕0.5天。同樣方法取分別懷孕0.5天, 1天, 1.5天, 2天,2.5-3天及3.5天的母鼠進行實驗。
1.4 小鼠早期胚胎的獲取:取分別懷孕0.5天, 1天, 1.5天, 2天,2.5-3天及3.5天的母鼠,將母鼠置于超凈工作臺上,對其進行斷頸處理,用手術剪剪開腹部,暴露子宮。用鑷子和細針將子宮連同卵巢同其余組織分離,然后置于盛有PBS的培養皿內。用無鈣鎂PBS洗滌3次,棄除表面殘余血跡。將培養皿置于倒置顯微鏡下,用細針分離卵巢和子宮周圍的脂肪組織。1細胞的獲?。河描囎庸潭ㄗ訉m一端,取細針戳破輸卵管的壺腹部,暴露1細胞,用自制吸取胚胎工具吸出胚胎,并將其吹入盛有PBS液的四孔板中。2-8細胞的獲?。杭羧ヂ殉玻描囎庸潭ㄗ訉m一端,另一手持5 ml注射器抽取PBS液,插入子宮,沖洗輸卵管,待胚胎被PBS液沖出后,用工具吸出胚胎,并將其吹入盛有PBS液的四孔板中。桑葚胚,囊胚的獲取:剪去輸卵管和卵巢,用鑷子固定子宮一端,另一手持5 ml注射器抽取PBS液,插入子宮,沖洗子宮,待胚胎被PBS液沖出后,用工具吸出胚胎,并將其吹入盛有PBS液的四孔板中。
1.5 染色與細胞組蛋白H3K4甲基化的檢測:除1細胞需經過胰蛋白酶消化去掉胚胎上的顆粒細胞外,其余都同下步驟。用4%多聚甲醛固定胚胎30分鐘,然后用 0.4%triton 透膜20分鐘, 再用0.1%牛血清白蛋白(BSA)封閉30分鐘,每個步驟結束后都需要用PBS液清洗三遍,每次二分鐘。之后加一抗(兔抗鼠抗H3K4單或雙甲基化)4℃放置過夜,第二天上午用PBS液清洗干凈后再加帶有熒光標記的二抗(羊抗兔FITC)避光孵育1小時。熒光顯微鏡下觀察、拍照。
2 實驗結果
2.1 組蛋白H3K4單和雙甲基化修飾免疫熒光染色:檢測早期胚胎(1細胞至囊胚)H3K4單甲基化表達水平(圖1)
根據染色強度繪制出相對熒光強度曲線(圖2)。
從圖1和圖2可以觀察出,組蛋白H3K4修飾在早期胚胎階段大致上呈下降趨勢,在1細胞-8細胞期間較為明顯,在1細胞維持較高水平,到8細胞階段,其表達水平降到最低,隨后到桑葚胚和囊胚,表達水平又稍有所提高。
2.3 組蛋白H3K4雙甲基化修飾免疫熒光染色
同時檢測早期胚胎(1細胞至囊胚)H3K4單甲基化表達水平(圖3)。根據染色強度繪制出相對熒光強度曲線(圖4)。
從圖3和圖4可以觀察出,在小鼠早期胚胎發育的整個早期過程中,組蛋白H3K4修飾在早期胚胎階段大致上呈下降趨勢,在1細胞維持較高水平,到8細胞階段,其表達水平降到最低,隨后到桑葚胚和囊胚,表達水平又稍有所提高。但是與單甲基化修飾相比,亦可以發現,雙甲基化修飾的熒光信號強度要高于單甲基化,也就是說,對于組蛋白H3K4而言,雙甲基化比單甲基化更容易發生在早期胚胎中。
3 討論
組蛋白H3第4賴氨酸的甲基化作為共價修飾的方式之一, 可以發現H3K4甲基化是組蛋白修飾中的一個非常重要的方式,與基因的轉錄調控有關,與多種癌癥的發生發展關系密切,現已成為表觀遺傳學研究的熱點。雖然體細胞克隆技術已經在多種動物中得以實現,但克隆胚胎懷孕率低、出生后異常等問題,嚴重制約了體細胞克隆技術的開發應用。有研究證實,供體細胞核在受體卵母細胞中不完全或異常的表觀遺傳重編程是導致克隆胚胎發育異常的重要原因。組蛋白的共價修飾是重要的表觀遺傳修飾,具有復雜而廣泛的生物學功能。在正常生殖細胞發生和胚胎發育過程中,染色體要經歷廣泛的DNA甲基化、去甲基化,核小體核心組蛋白也要通過各種共價修飾調節染色體功能,從而完成遺傳信息的傳遞和調控胚胎的發育[15]。目前,我們對早期胚胎組蛋白H3K4表達水平的動力學變化過程還不是很清楚。本實驗對此進行了較為系統的研究。
結果發現早期胚胎階段組蛋白H3K4單和雙甲基化表達大致呈下降趨勢,(圖2,圖4所示)在1細胞-8細胞期間較為明顯,但在8細胞階段,其表達水平降到最低,隨后到桑葚胚和囊胚,表達水平又稍有所提高。結果推斷,組蛋白甲基化信號在在1細胞時期維持了較高的水平,隨著胚胎的發育和分裂分化,由于配子本身基因的表達,使組蛋白甲基化的程度越來越低。本實驗的研究結果可加深早期胚胎組蛋白修飾的重編程,為改善克隆效率提供理論依據。
參考文獻
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表觀遺傳學研究內容范文5
關鍵詞:研究生;創新;分子生物學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)02-0070-02
隨著知識經濟與科學技術的發展,高等學校以傳承知識為主的傳統教育模式正向強調能力與素質培養的創新教育模式轉變。如今,創新已成為一種時代精神,培養高素質的創新人才是時代對高等學校提出的迫切要求。但由于近年來我國研究生招生教育規模的擴大,使得研究生教育階段的人才培養在某種程度上出現了“一刀切”的現象,制約著創新型研究生人才的培養。因此,加強研究生創新能力的培養,提高研究生培養質量凸顯其空前的必要性和迫切性。
目前我國研究生教育普遍存在著學生自主探索學習能力不足,研究創新能力較低,而導致這些問題發生的主要原因是現在的教學體系對研究生的創新學習能力培養不夠[1]。在發達國家的研究生教育課程中,講座式、研討班式和案例式的課程比例在整個課程體系中高達40%~50%。與國際著名大學相比,我國的研究生教育課程內容和教學方法還存在一定差距,表現在以傳統的理論課教學為主,進行灌輸式教學,大大限制了學生的自主性和創新性。
分子生物學自誕生以來,是生命科學發展最為迅速的前沿學科,已滲透到生命科學的各個領域?!斗肿由飳W》一直是本?;A與臨床各醫學專業碩士研究生必修課程,但由于其內容偏抽象難以理解、知識更新又快,傳統的教學方法使得學生的學習效果并不理想。新時期分子生物學的教學目標不再是單純讓學生掌握基本的分子生物學原理,更要讓學生學會如何應用這些基礎知識來解決當下所面臨的醫藥科研難題。鑒于此,筆者嘗試對我校2014級醫學類研究生的分子生物學課程進行改革,在傳統的傳授式教學基礎上注重多種啟發式教學方式的應用,以未采取教學改革的2013級研究生為參照,評估教改前后教學效果,以探討新型教學模式對研究生自主性學習及分析、解決問題能力的影響。
一、分子生物學課堂教學中多種教學方式的實施
1.教材與最新研究進展的結合。在講授分子生物學理論知識的同時,筆者注重介紹最新的國際學術動態和科研成果,引導學生去探索新的知識,培養其創新思維。例如在講到真核基因表達調控的染色體結構與真核基因表達密切相關時,我們會給大家提及現在比較熱門的“表觀遺傳學”。給學生們介紹些影響因子比較高的表觀遺傳學方面的英文文章,布置他們閱讀文獻后寫出相關綜述。使大家認識到表觀遺傳對基因表達的調控不僅體現在DNA的甲基化,組蛋白的乙?;?、甲基化以及一些非編碼校RNA的調控都屬于其調控范疇。這樣,同學們不僅掌握了表觀遺傳的概念,對其技術路線和應用等方面都有所涉獵;一定程度上又提高了他們閱讀英文文獻的能力,對他們以后進入課題研究有很大的幫助。
2.PBL(Problem-based learning)教學方法的應用。PBL是一種強調以學生主動學習為主,提倡以問題為基礎的討論式、啟發式教學方法[2]。它是由1969年美國的神經病學教授Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學創立,目前被國際公認的培養創新型人才的一種教學方式。
PBL的教學組織形式是“教師提出問題―個人查找資料準備―集體研討”。首先教師要提出具有探索性的問題,一方面要兼顧教學的重點內容,另一方面要結合國內外研究熱點。比如在講到分子生物學的基因組學、轉錄組學和蛋白質組學等各種組學研究時,我們針對醫學類研究生提出的問題是“試述主要組學有哪些,組學如何推動未來醫學的發展”。同學們分組進行準備和討論,考慮到學時有限,2014級選修學生數達358人,我們采取的是8~10人一組,每個小組每學期至少參與一次討論,自行選定題目,小組人員分工合作查閱各類文獻資料,認真地分析討論,最終提出解決問題的思路和方案,并以PPT形式在課上進行總結匯報。根據匯報內容的完整性、條理性、創新性等由老師及其他組人員分別進行打分。該種教學模式引發了同學們對分子生物學學習的興趣,不僅培養同學們獨立思考、解決問題的能力,還增強了團隊協作能力。
3.專題講座式教學方式的應用。在分子生物學課程內容安排中,我們還嘗試邀請校內科研工作者進行了“如何進行科研論文的寫作”和“如何撰寫基金申請書”兩次實用的科學研究方法專題講座。例如我們邀請本校獲得多項國家自然科學基金資助、擁有“河北省優秀科技工作者”殊榮的教師給學生們講解國家、省自然科學基金的寫法及體會。進行講座的老師從項目題目的寫法開始,到立題依據、研究內容與目標、研究方案、可行性分析、項目特色與創新、經費預算及工作基礎和條件,不僅向同學們展示了基金書寫的全部流程,還介紹了自己的一些寶貴經驗。通過這次講座,不僅對同學們馬上要進入的選題階段有很大益處,從長遠來看對他們以后獨立進行課題申請也提供了重要的參考。
二、教改實施后的效果評價
目前,我校研究生的分子生物學課程考核還是以試卷考核為主,試卷考核作為期末成績占總成績的70%,平時成績占30%。試卷70%的內容以教材的基礎知識為主,30%為課堂相關內容的拓展和深入。平時成績由上課出勤情況和平時作業組成,作業由教師布置與教學內容相關的問題和綜述組成。為了評估應用多種教學方法的教學效果,我們對實施教改的本校2014級358名醫學專業研究生與以單一式講授式教學方式為主的2013級362名研究生的分子生物學平均成績進行分析比較。結果如表1所示,2014級研究生無論是平時成績、期末成績還是最后總成績均高于2013級研究生,其中總成績之間比較具有顯著性差異(P
以上比較結果顯示,教改后的2014級研究生的分子生物學成績普遍高于2013級學生。平時成績高不是出勤率變化有多大,主要源于2014級學生平日作業成績提高,考慮可能是老師設定問題后,同學們以小組形式查找文獻資料再討論、總結,比原來自己單獨查資料更有效,從而獲取的信息更豐富、材料組織得更加全面和深刻。期末成績比原來高,其實基礎理論成績變化不大,主要是拓展內容部分成績提高了。筆者考慮這與采用新型教學模式使同學們有更多機會接觸并思考最新的科研進展是密不可分的。
三、結語
研究生課程教學是研究生教育的重要組成部分,是一個非常重要的系統工程,其質量高低直接影響研究生創新能力的培養。以往的研究生課堂教學以傳授性方式為主,老師作為中心,學生是被動的聽眾,培養的人才大多缺乏想象力和創新能力,與21世紀國際競爭對創新人才的需求背道而馳[3]。本文筆者以醫學專業研究生為研究對象,對分子生物學課程進行改革,教學方式由原來單純的講授式教學向綜合應用各種教學方式轉變。將PBL和專題講座等啟發性教學方式滲透進傳統教學模式中,努力實現以學生為中心,教師在整個教學過程中只是組織、指導和促進者的轉變。在理論教學中注重增加學術前沿內容,開拓學生視野,培養學生科研興趣和創新思維。教改的調查結果顯示新型教學模式獲得了良好的教學效果,不僅幫助了學生更好地掌握理論知識從而提高考試成績,最重要的是調動學生學習積極性、主動性,學會科學研究方法、培養科學創新能力,這對于培養新時期同時從事教學、科研、醫療的高級醫學人才具有重要意義。
參考文獻:
[1]馬彬,楊克虎,田金徽,等.改革培養模式,造就創新人才――研究生循證醫學教學改革實踐[J].中國循證醫學雜志,2009,9(4):481-483.
表觀遺傳學研究內容范文6
人類輔助生殖技術(ART)發展十分迅速,我國絕大多數省市都已開展此項技術,出生的嬰兒數量也有逐年增長的趨勢。相應的,“試管嬰兒”的安全性問題也受到了高度關注,Willem Ombelet[1]分析了通過藥物促排卵或促排卵后人工授精出生的12 021個單胎和3 108個雙胎,發生早產及低出生體重比例明顯高于自然懷孕,雙胎的新生兒死亡、呼吸窘迫綜合征的發生率顯著高于自然懷孕,故認為藥物促排卵明顯增加了嬰兒異常的風險,而常規體外受精(IVF)、卵胞漿內單顯微注射(ICSI)技術都需要藥物促排卵,同樣存在相應的風險。收集2000-2007年451例通過輔助生殖技術出生的嬰兒資料,對出生體重、分娩情況及出生缺陷的情況做初步分析。
1 資料和方法
1.1 資料
通過輔助生殖技術出生的451名嬰兒的新生兒資料。
1.2 研究內容
新生兒出生體重構成比、多胎妊娠與出生體重的關系、出生缺陷類型及人數。
1.3 統計方法
樣本率與總體率的比較用U檢驗分析。
2 結果
2.1 基本資料 IVF 242例,ICSI 157例,胚胎冷凍復蘇技術(FET)52例。
2.2 出生體重
見表1。出生體重低于正常的嬰兒占26.4%,顯著高于我國低出生體重的發病率4.2%[2](u>2.58,P2.58,P
2.3 多胎與低出生體重
見表2。多胎發生率為32.0%,顯著高于自然懷孕1.5%[3](U>2.58,P
2.4 出生缺陷
見表3?;純撼錾?,簡要追尋病史,21-三體及18-三體異常2例(孕14周產前檢查)。
3 討論
本組資料表明,通過ART出生的“試管嬰兒”低出生體重的發病率顯著高于自然懷孕,達26.4%,其主要原因在于輔助生殖技術發生多胎的比例較高(31.9%), 多胎妊娠中56.7%的嬰兒出生體重低于正常。因此,嚴格控制胚胎移植數量對降低多胎率十分重要。表3 出生缺陷統計(略)注:(1)患兒母親懷孕年齡>40歲,產前篩查異常;(2)產前篩查異常,家庭史無異常;(3)母親雙子宮畸形。
ART出生的單胎嬰兒中,低出生體重的比例高達13.0%,明顯高于自然懷孕。Keizer等[4]的研究認為,ART與新生兒低出生體重直接相關,與自然周期的IVF出生的單胎相比, IVF常規刺激周期后出生的單胎與胎兒的低出生體重相關,可能是由于父本的生長促進基因表達缺失,或是在父本等位基因中正常處于沉默狀態的生長限制基因的異?;罨?。
“試管嬰兒”出生缺陷問題已引起各國學者的重視,本組資料出生缺陷發病率為2.67%。我國每年約有20萬~30萬肉眼可見的先天畸形兒出生,加上出生后數月和數年才顯現的缺陷,先天殘疾兒童總數高達80萬~120萬,約占每年出生人口總數的4%~6%[5]。由于目前對于出生缺陷的分類和標準制定尚在不斷的設計和完善之中,加之本組樣本量較小,提供的資料還不能與國家的有關數據[5]相比較。值得注意的是,部分有缺陷的患兒其親代有一定的遺傳背景,母孕年齡>40歲是染色體異常的高危因素,產前篩查非常重要。由于“試管嬰兒”來之不易,有的患者抱有僥幸心理,不進行產前篩查或羊水確診,資料中2例染色體異?;純壕诋a前篩查中出現異常,但父母拒絕羊水檢查。因此,對于接受輔助生殖技術治療的患者,要強化科學教育,加強產前檢查。
ART出生的兒童大部分是健康的,與自然懷孕出生的兒童無明顯差別,但亦需注意人類的發育過程對基因型和環境的改變有一定的緩沖能力,一旦這個緩沖崩潰,組織和器官將會發育異常。有學者認為,ART出生的兒童正常和異常的發育都可以用表觀遺傳學機制來解釋,其中遺傳印記是特別重要的一部分。在ART中激素治療、細胞培養和ICSI中的操作都可能使印記受到損傷,卵母細胞的成熟和胚胎發育過程可能受到環境因素不同程度的影響,特別是超排卵和體外培養可能進一步提高了印記缺陷的危險,而印記的損傷可能影響胎盤形成、器官形成、胎兒生長[6],這些變化是否與出生缺陷和低出生體重有關,還有待更深入的研究。
參考文獻
[1]Willem Ombelet, Guy Martens, Petra De Sutter, et al. Perinatal outcome of 12 021 singleton and 3108 twin births after nonIVFassisted reproduction: a cohort study[J].Human Reproduction ,2006(4):1025-1032.
[2]林良明,劉玉琳, 張新利,等.1998年中國低出生體重發生率的分布特點及影響因素[J].中國兒童保健雜志,2001(4):217-220.
[3]周玲,蘇悅.血清中細胞因子檢測與胎兒生長受限的相關研究[J].實用臨床醫藥雜志,2007(9):72-74.
[4]Keizer M, Middelburg K, Vogel N, et al.Birth weight of singletons born after modified natural cycle IVF compared with singletons born after IVF with ovarian hyperstimulation [J]. Fertil Steril, 2004(suppl 2):S48.