生物工程专业开设生命伦理学课程的探讨

生物工程的核心是通过人工操纵生物的遗传物质来改变和设计生物的结构和功能。它要解决的是“能不能够做到”的问题。当生物工程师在实验室操纵人类的基因和细胞时．人的生命结构和功能就可能被设计和改变。生物工程进一步的发展将面临对人类伦理和人性尊严的挑战。为此,我校在基础教育课程改革中,尝试在生物工程专业开设生命伦理学课程,使学生在掌握生物工程技术的基本知识、原理和能力的同时,树立正确的道德观和价值观。从而培养合格的生物工程产业人才,同时适应内蒙古自治区经济的发展,促进生物工程产业化的形成。     

盐离子作用下组蛋白变体H2A.Z增强核小体结构的稳定性

真核生物染色质的基本结构组成单元是核小体,基因组DNA被压缩在染色质中,核小体的存在通常会抑制转录、复制、修复和重组等发生在DNA模板上的生物学过程。组蛋白变体H2A.Z可以调控染色质结构进而影响基因的转录过程,但其详细的调控机制仍未研究清楚。为了比较含有组蛋白变体H2A.Z的核小体和常规核小体在盐离子作用下的稳定性差异,本文采用Förster共振能量转移的方法检测氯化钠、氯化钾、氯化锰、氯化钙、氯化镁等离子对核小体的解聚影响。实验对Widom 601 DNA序列进行双荧光Cy3和Cy5标记,通过荧光信号值的变化来反映核小体的解聚变化。Förster共振能量转移检测结果显示:在氯化钠、氯化钾、氯化锰、氯化钙和氯化镁作用下,含有组蛋白变体H2A.Z的核小体解聚速度相比于常规核小体要慢,且氯化钙、氯化锰和氯化镁的影响更明显。电泳分析结果表明,在75℃条件下含有组蛋白变体H2A.Z的核小体的解聚速率明显低于常规核小体。采用荧光热漂移检测(fluorescence thermal shift analysis , FTS)进一步分析含有组蛋白变体H2A.Z核小体的稳定性,发现两类核小体的荧光信号均呈现2个明显的增长期,含有组蛋白变体H2A.Z核小体的第1个荧光信号增速期所对应的温度明显高于常规核小体,表明核小体中H2A.Z/H2B二聚体的解聚变性温度要高于常规的H2A/H2B二聚体,含有组蛋白变体H2A.Z核小体的热稳定性高。研究结果均表明,含有组蛋白变体H2A.Z的核小体的结构比常规核小体的结构稳定。     

化学药物对与人遗传病相关的DNA重复序列不稳定性的影响

DNA重复序列异常扩增或删除会引起多种人类遗传疾病,目前其不稳定性机制还不清楚。为了探索化学药物对重复序列的作用,采用甲基磺酸乙酯和丝裂霉素C连续多次处理含重复序列质粒的菌体,通过检测重复序列长度的变化,发现两种化学药物在不同程度上可以促使含(GAA)42和(ATTCT)43质粒发生删除,而含(GCCT)18质粒的长度没有发生变化。     

NF1微基因及突变体微基因的克隆与鉴定

Ⅰ型神经纤维瘤病(Neurofibromatosis typeⅠ,NF1)是一种常染色体的显性遗传病,其致病性是由NF1基因突变引起。NF1基因m RNA前体受可变剪接的影响,NF1微基因是研究其可变剪接机制的重要工具。本研究从人类外周血中提取基因组DNA,并设计出克隆NF1及突变目的片段的两对引物,利用PCR方法扩增目的片段并导入p EGFP质粒载体,从而构建了分别包含NF1微基因及突变体微基因的载体p EGFP-NF1和p EGFP-NF1m。分别用Bam HⅠ和HindⅢ对NF1微基因及突变体微基因进行双酶切鉴定,均得到预期片段,测序结果正确,表明成功构建了NF1微基因及突变体微基因载体。用转染试剂将NF1微基因和突变体微基因的质粒转染到Hela细胞中,荧光检测说明真核表达载体NF1微基因与突变体微基因成功转染到细胞中。本研究为后续NF1的m RNA前体可变剪接以及调控NF1剪接因子的研究提供了参考。     

化学药物导致的与Friedreich共济失调相关的GAA重复序列不稳定性的研究

Friedreich共济失调是由位于FRDA基因上的GAA重复序列动态突变扩增所引起的,目前其不稳定性机制还不清楚。为了探索化学药物对GAA重复序列的作用,本实验构建了含有(GAA)42的重组质粒,转入大肠杆菌中,分别经过丝裂霉素C和甲基磺酸乙酯连续多次处理后,检测其长度变化发现,两种化学药物在不同程度上都可以促使(GAA)42发生删除,且删除后长度多数处于体内的正常范围。试验结果表明,化学药物可以促进与Friedreich共济失调相关的GAA重复序列发生删除。本工作为研究Friedreich共济失调的致病机理及治疗方案奠定了一定的基础。     

生物工程专业发酵课程群建设探索

针对生物工程专业的培养方案和就业方向,提出了以课程群建设推动专业发展的教学改革思路。以"生物工艺学"和"生物反应工程"为主干课,还包括"生物工程设备"、"代谢控制与发酵"、"生物过程检测与控制"等相关课程,同时结合"发酵工艺实验"、"生产实习"和"毕业设计"等实践教学环节,构建了发酵课程群。介绍了发酵课程群对教学内容的整合,分析了课堂教学与实践环节有机结合的教学模式。实践证实,发酵课程群的建设对学生的就业以及后续工作能力的提升起到了显著的促进作用。     

基于网络语义资源挖掘的景观设计理念传达有效性评价——以长春莲花山生态旅游度假区浅山区为例

随着浅山区周围的大城市规模不断扩张外溢,大部分城市出现城市主城区平坦,用地资源枯竭的现象,近郊浅山地区近年来迅速成为极具价值潜力的区域,但通常受其生态敏感性的限制,政府对其开发非常审慎,也期望能够得到开发建设的跟踪评价结果。长春莲花山生态旅游度假区是吉林省重要浅山区,8年来开发建设已初具规模,其已开发建设的浅山区域是否得到公众认可？亟待科学验证与评价。通过分析浅山区景观评价的难点：1）可达性低;2）人口流动大;3）人口分散;4）特色资源限制,选取网络大数据爬取和语义挖掘方法,从侧面进行客观评价,量化分析管委会的景观设计理念传达给大众的有效性,科学检验公众对景观设计理念认同程度。通过对比规划师景观设计理念以及大众发布的评价语料数据库两者话语符号的权重大小,分析有效传达的程度。同时根据有效传达词汇与景观设计理念耦合确定发展重点,从而为未来发展提出优化建议及建设指引。借此验证了网络语义分析方法在浅山景观设计理念传达有效性评价领域的适用性,为其它已建浅山区域检验是否达到预期景观设计目标提供科学量化评价方法,从而保证浅山区域发展方向的正确性及合理性。     

技术与方法体外组装含有组蛋白变体H2A.Z及H3.3的核小体

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,组蛋白变体H2A.Z及H3.3对染色质结构及基因转录过程发挥着重要的调控作用。体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构含有H2A.Z及H3.3的核小体结构是研究与组蛋白变体相关基因表达调控的重要方法之一。实验表达纯化了6种组蛋白,在复性的过程中装配了含有H2A.Z和H3.3的组蛋白八聚体。基于DNA序列10bp周期性及序列模体设计了3条易于形成核小体的DNA序列,通过PCR大量扩增的方法,回收了标记Cy3荧光分子的目的DNA序列。采用盐透析法体外组装了含有H2A.Z和H3.3的核小体结构,利用荧光标记、EB染色及考马斯亮蓝染色检测了含有组蛋白变体的核小体形成效率及形成过程的吉布斯自由能变化。结果发现,设计的3条DNA序列可以有效地组装形成含有组蛋白电梯的核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA比例的增加,核小体的形成效率显著提高;采用Cy3荧光标记可以灵敏且定量地计算组装过程的吉布斯自由能。该方法的建立对研究组蛋白变体相关的结构生物学及转录调控等具有一定的意义。     

5-溴脱氧尿嘧啶核苷标记酵母基因组DNA的方法

胸腺嘧啶类似物5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记技术是一种研究DNA复制、修复等生命过程的有效手段。由于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中缺少胸腺嘧啶核苷酸补救途径,胞外BrdU不能有效的渗入到基因组中,使该技术在酿酒酵母中的应用受到极大制约。通过在基因组中引入单纯疱疹病毒胞苷激酶(HSV-TK)和人类平衡核苷转运蛋白(hENT1)基因,工作建立了BrdU标记酵母基因组DNA的方法。在生长对数中期加入0.2mg/ml BrdU,离体检测法检测发现,标记3h的荧光信号较1h、5h时强;胞内检测法结果显示,标记3h时55.3%的基因组DNA中能够渗入BrdU。该工作为酿酒酵母DNA复制、修复等方面提供了直接有效的研究方法。