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生物信息学新进展

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生物信息学新进展

生物信息学新进展范文第1篇

【关键词】探究性学习;心理健康;社会适应

当今社会,学生的心理健康和社会适应健康是学校教育关注的热点之一。那么,在生物课堂上该如何实施这方面的教育?笔者认为应当在教学过程中通过倡导探究性学习来完成。“倡导探究性学习”是生物课程的基本理念之一,开展探究性学习,不仅可以培养学生的多种能力,而且,探究性学习还是健康教育很好的方式,在探究性学习所营造的课堂氛围下,学生的心理健康和社会适应健康水平都可以得到提高。

一、合理设计教学活动,指导学生开展生物探究性学习

教学设计必须强调学生的主体地位,重视学生的主体心理需求,教学要适应和促进学生的心理发展。因此教师要深入分析和挖掘教材的多重价值,从学生的生活经验和社会发展的现实中取材,灵活有效的处理教材内容,并对探究性学习做好充分的课前准备和问题设计。

如在教学《生物的变异》一节时,为了探究变异的原因,教师设计了三个问题让学生思考:1.同一品种的小麦种在不同的麦田里,麦穗有大有小,产生大穗、小穗的原因是什么?2.假如你是一位育种专家,你将如何证明这些差异是由于环境影响还是由于基因的组成发生变化引起的呢?3.如果是由基因组成发生变化引起的变异,将表现为小穗的种子继续种在土壤条件好的田里,同学们可以推测一下,后代表现又会是什么?为什么?由于问题的设计和学生的生活密切相关,学生表现的兴趣盎然,在讨论过程中,他们认知过程中产生的矛盾不断碰撞,在获取了知识的同时也促进了他们的心理发展水平。

二、开展生物探究性学习,促进学生智力发展

智力是心理健康最基本的组成部分,而人的智力和能力是在解决问题的过程中发展起来的。探究性学习的过程就是解决问题的过程。在探究性学习中,学生要自己去发现问题、做出假设、设计实验,要自己去寻找问题的答案。在这样的过程中,学生的思维要经受多次的碰撞,学生的智力要接受极大的挑战,而经过这样的碰撞和挑战,学生的观察力、分辨力、注意力、思维力、创造力就得到了发展。

如在教学《种子的萌发》一节时,我首先请学生根据自己的生活经验,谈一谈种子萌发可能需要哪些外界条件,以此激励学生积极动脑,并提出要探究的问题。同时引导学生根据已有的知识和生活经验或参照课本提供的资料作出假设,提出:“种子萌发所需外界条件可能有:水分、土壤、阳光、温度、空气、肥料等。”之后教师向学生质疑:“哪些是种子萌发的必要条件呢?”引导学生分析排除“肥料”这个因素(因为种子本身有贮存养料的结构,种子的萌发不需要肥料。)进而学生作出假设:“水、阳光、空气、土壤、适宜的温度可能是种子萌发的必要条件。”那么假设是否成立,需要用实验的方法来检验。而做实验以前,还要有一个完善的试验计划……通过以上的探究实验教学,不但可以解决本节实验探究过程中的问题,并使学生在观察、操作、分析、提出问题,预设问题的结果、解决问题等方面都能得到很大的提高。

另外,探究性学习所营造的课堂氛围有利于学生产生良好的情绪,使学生不必担心动辄得咎,敢于在课堂上“冒险”和“犯错误”。当学生沉浸在智力高度紧张、情绪异常愉悦的氛围中时,蕴藏的心智潜能就得到了开发。

三、开展生物探究性学习,促进学生社会适应健康发展

在传统接受式的课堂上,人与人之间好像有堵无形的墙,各自独立存在,缺少人际交往。不存在人际交往,就不存在社会关系,也就无法促进社会适应健康。

探究性学习一般以小组为单位,并且包含全班范围内的交流与讨论活动,需要学生“在合作中竞争,在竞争中合作”,这使得处在探究性学习中的人,不得不暂时放弃独立,走进关系世界。学会与他人合作;需要与他人交流;遵守共同的行为规则。在探究性的课堂上,学生要体验着由服从、沉默、反抗、竞争、合作、展示、成功、失败等带来的酸甜苦辣、喜怒哀乐,要进行着由互助、认同、接纳、质疑、反驳、评价等带来的交往与合作。因此,探究性学习中,存在着复杂的人际交往互动关系,如个人与集体、竞争与协作、求胜欲望与规则的限制等,而在对这些关系处理的过程中,人的社会适应能力就得到了培养。

总之,为了促进生物探究性学习,在教学过程中,教师必须俯下身子,学会倾听,学会关注,把注意力主要放在学生身上,要学会及时作出合适应答,通过多向交互作用,促进学生的心理健康和社会适应健康。

【参考文献】

[1]张大均.教育心理学[M].北京:人民教育出版社,2008.

[2]韩立福.新课程有效课堂教学心动策略[M].北京:首都师范大学出版社,2006.

生物信息学新进展范文第2篇

关键词:生物信息学;课堂研讨;案例分析

作者简介:刘伟(1979-),女,辽宁铁岭人,国防科技大学机电工程与自动化学院,讲师;张纪阳(1979-),男,湖南泌阳人,国防科技大学机电工程与自动化学院,讲师。(湖南?长沙?410073)

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)23-0060-02

21世纪是生命科学的世纪,生物技术飞速发展,生物学数据大量积累。而生物信息学正是在这种大背景下蓬勃兴起的交叉型学科,旨在用信息学方法解决生物学问题。为了培养复合型人才,大力发展交叉学科,国防科技大学(以下简称“我校”)近年来面向全校理工科研究生开设了“生物信息学”选修课程。

“生物信息学”作为新兴的交叉学科,具有融合性、发展性和开放性的特点。[1]融合性是指生物信息学涉及的生物、计算机、数学等多个学科的交叉与融合。从20世纪90年代到现在,该学科发展非常迅速,研究热点发生了数次改变。开放性是指该学科存在大量有待探索和研究的新问题。这些特点一方面为课堂教学提供了大量的主题和素材,一方面也对授课方式提出了较高的要求。经过认真分析,选定研讨式教学作为该课程的主要授课方式。研讨式教学即研究讨论式教学,是将研究与讨论贯穿于教学的全过程。[2]在教师的具体指导下,充分发挥学生的主体作用,通过自我学习、自我教育、自我提高来获取知识和强化能力培养。[3]通过确立教学目标,精心设计和组织教学内容,在实践中贯彻研讨式教学理念和方法,在生物信息学课程中对研讨式教学模式进行了理论探索和实践创新。

一、教学目标的确立

合理的课程目标与定位是决定课程建设成败和教学效果的基础,其主要依据是人才培养需求和授课对象的实际情况。首先,教学对象是研究生,已具备一定的自主学习和创新思维的能力。教师不仅要传授知识,而且要讲解基本的研究方法,让学生具备独立思考问题、分析问题和解决问题的能力。其次,作为军校学生,以后从事的工作可能涉及很多学科方向,展现如何针对一门新的学科方向进行研究的整体思路显得很有意义。最后,考虑到学生不同的知识背景,对于各部分内容的理解程度不同,必须兼顾不同的专业方向,让每个学生都能有所收获。因此,确立教学目标为:介绍生物信息学的基本概念和方法,通过案例分析展现科学研究的基本方法和实践过程。

二、教学内容的设计和组织

1.教学内容的总体设计

确定了教学目标之后,需要对课程的教学内容进行总体设计。参考国内外多所高校的相关课程设置,如北京大学的“生物信息学导论”、中科大的“生物信息学”、中科院的“生物信息学与系统生物学”和MIT的“Bioinformatics and Proteomics”等,发现这些课程主要是针对生物专业的学生开设,侧重于方法学介绍。而我校学生大部分是工科背景,对于统计和机器学习方法有一定基础,重点是了解相关的生物学问题,并应用已有的工科知识去分析和解决这些问题。同时,随着生物信息学的快速发展,研究领域不断扩大,有必要展现该学科的最新进展。

因此,课程内容总体设计上以生物学问题为主线,结合最新的研究成果,对各种计算方法的应用过程进行深入和细致的讲解。在介绍生物信息学的研究现状和生物学基础知识之后,分多个专题详述生物信息学最新的研究进展,各专题在内容上相互衔接,由浅入深,以便学生理解和接受。以问题为导向的课程设计对于启发学生思考,积极参与课堂研讨具有重要作用。

进一步,为了突出部分重点专题及其分析方法,采用案例分析课的形式,针对一些重要问题进行深入探讨。鼓励学生应用所学知识,结合自身的专业背景,通过积极地思考和讨论提出相应的解决方案。案例选择为教师有一定研究基础的开放性问题,一方面介绍已有的研究成果,一方面结合教师的研究体会,通过积极讨论拓展新的研究思路。案例分析课有助于学生更多地参与课堂研讨,对于知识的综合应用和科学研究过程产生切身体会。

2.教学内容的组织

研讨式教学的关键是调动学生的积极性,鼓励学生踊跃地参与课堂讨论,提出自己的观点。通过集中备课,学习和吸取老教师的成功经验,总结调动学生积极性的基本要素,对授课内容进行了认真的组织和编排。

(1)重点突出,详略得当。由于生物信息学涵盖内容非常丰富,有必要对课程内容进行取舍,在保证知识面的基础上,突出授课的重点。减少或删除重要性较低的部分,采用图片和动画等形式对重要的知识点加以强调,以深化学生的理解。只有学生对重点内容理解透彻,才能激发出浓厚的学习兴趣,积极参与课堂研讨,碰撞出智慧的火花。

(2)新颖有趣,实例丰富。在课程内容上应充分体现知识性和趣味性,以丰富的实例展现生物信息学中基本的概念和方法。学生往往关注与日常生活休戚相关的内容,期望能用所学知识解释常见现象,因此实例选择应贴近生活体验。课件中准备了大量的实例,例如,在讲完构建进化树之后,举例说明为什么人类的祖先是从非洲走出来的;在生物代谢一章,通过卖火柴的小女孩的故事阐释生物代谢过程的高效性;在蛋白质结构部分,讨论为什么湿着头发睡觉,头发容易变翘。通过实例分析,增加学生对于所学知识的理解和参与课堂研讨的积极性。

生物信息学新进展范文第3篇

[关键词]生物信息学;案例教学;生物类专业

[中图分类号]G64 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2014)48-0179-03

生物信息学是一门交叉科学,它包含了生物信息的获取、处理、存储、、分析和解释等在内的所有方面,综合运用生物学、数学、计算机科学等方法,阐述和理解数据所包含的生物学意义。作为21世纪生命科学领域发展最为迅速的学科之一,生物信息学已成为介于生物学和计算机科学前沿的重要学科。实验室的每一项技术,从简单的克隆、PCR到基因数据分析都需要在计算机上进行处理。因此对生物学专业的学生而言,具有一定程度的理解和应用生物信息学技术的能力是十分必要的。而课程是为培养目标服务的。这就要求教师在有限的授课时间内,使学生不仅掌握基本的理论知识,紧跟科研的最新进展,而且在今后的科研工作中能学以致用。

1 理论与实践相结合的教学手段

根据当今生物信息学的发展方向,教师结合理论教学内容增加综合性、开放性实验,使学生循序渐进地理解和掌握生物信息学的原理和方法,进而运用合适的生物信息学工具解决问题。本文以两个案例解析这一教学过程。一是信息的简单检索。在获取生物信息的同时,理解数据库概念、动态规划和bootstrap等算法;二是高通量测序的数据分析。在实现大规模数据处理和分析的同时,掌握统计分析基础知识。

1.1 生物信息的简单检索

近一二十年,生物学数据,尤其是序列数据,以指数级的方式增长。以GenBank的核酸数据库为例,每12~20个月数据就翻一番,略高于Moore定律提供的参考数值。如何从这些海量数据中获取想要的信息,已成为生物学专业学生必须掌握的技能之一。而如何正确获取和应用信息,则需要了解数据是如何被存储、解析,以及背后隐藏的算法。因此围绕正确挖掘数据信息这一主题,设计以下案例,通过4步展开教和学。

1.1.1 讲解

基于大数据教师引申出数据库存储信息的概念。而后分类介绍常用的基因组数据库、核酸序列数据库、蛋白质序列数据库、蛋白质结构数据库以及各种常用复合数据库。

1.1.2 演示

了解上述常用的数据库之后,教师实例演示数据库检索。通过逐层提出问题,诱导学生思考如何利用上述不同的数据库资源,一步一步挖掘所需的信息。例如,被测序的片段是哪个基因?该基因编码的蛋白质序列是什么?是否有保守的功能结构域?在亚细胞的什么位置发挥什么功能?可能的三级结构?和哪些蛋白或RNA存在可能的相互作用?它在进化中又是如何演变的?

1.1.3 实践

让学生上机操作上述实例,体验各个数据库的侧重点,并理解不同软件不同参数的意义或差别。比如GenBank和Swissprot的侧重点,PAM-n和BLOSUM-n的选取。

1.1.4 成文

引导学生形成可重复计算的科学文档。对每一个案例,教师展示常规性的文件组织形式:/data,/analysis,/scripts,/reference等。写说明文档的时候,要求学生记录每一个分析步骤的所有细节:数据库的网址、软件的名称、版本、输入的文件、精确的运行参数、结果的提取等。

通过这样的案例教学模式,一是较好地将知识点融合串联到教师讲授和学生上机操作中。二是使学生不仅熟悉各种常见的数据库,而且理解数据库中各个软件及其参数的意义,遇到实际问题也不再束手无策。而教师也可以充分参与到学生的学习中,对学生上机操作过程中出现的一些主要理论与技能问题了如指掌。通过教―学―练―教―练,达到学以致用的教学目的。三是培养学生创建较好的文档及其组织形式,形成科学研究的可重复性(replication)和可复现性(reproducibility)。不仅有利于追溯前因,而且对代码的复用,以及对结果应用于新项目都非常必要。

1.2 高通量测序数据的分析

随着高通量测序技术的兴起,大量物种的全基因组数据、转录组数据和其他类型数据被测定完成或正在进行中,每天都有成千上万的数据被源源不断地输入相应的生物信息库中。这些大规模数据的不断产出,使得生物学专业学生掌握高通量数据分析技术已成为一种趋势。因此,教师有必要将这部分内容由理论讲授过渡到上机操作。

1.2.1 介绍

教师以DNA测序技术发展为主线,理论介绍De Novo测序、ChIP-seq测序、RNA-seq测序、Methyl-seq测序等。并通过拍摄的录像,向学生直观地展示不同的测序仪及其特点。

1.2.2 演示

教师对整个分析过程进行详细的阐述并实时上机演示(下图)。以转录组RNA-seq为例,包括测序质量的评估(碱基组成和碱基质量分析)、clean reads的筛选、利用TopHat/Bowtie将筛选出来的reads比对到参考转录本、统计reads在参考基因上的分布情况及覆盖度,判断比对结果是否通过第二次质控、通过cuffmerge将重复测序得到的reads形成一致性转录本、基因结构优化、基因覆盖度统计、使用cuffdiff筛选差异表达基因和鉴别可变剪切体、对结果基因进行聚类分析、GO和pathway富集性分析。

1.2.3 实践

让学生分组讨论并上机实现上述数据分析流程。掌握基本的Linux命令、统计计算和可视化分析。

1.2.4 成文

引导学生形成规范化文档和脚本,以便回溯和可重复性使用。

高通量数据分析不仅涉及的知识点多,而且需要在Linux下进行简单的操作和软件的使用。对生物学专业的学生来说,容易造成心理上的抗拒。教师可以采用“分而食之”的策略:将教学内容分成相对独立完整又有一定联系的几个部分(下图)。对于每部分内容,教师利用已讲解的相关知识给学生实时演示,并给出教师自己的理解和结果。然后把学生分组,让他们根据自己的理解,带着兴趣和疑问上机实践。并在上机操作过程中,鼓励学生之间、学生与教师之间及时讨论交流。最后让学生将所有内容串联起来,介绍本组的实验内容及解决办法。通过这种方式能较明显地消除心理顾虑,有助于学生独立思考,独立解决问题。

“RNA-seq数据分析”案例教学流程图

2 以能力测试为中心的考核方式

对于生物学专业的学生而言,生物信息学是一门实践性很强的学科。因此,教师采用以“能力测试”为中心,知识与技能考核并重的考核方式。以上述两个案例为例,在期末考试中,教师将NCBI GEO中“(RNA-seq[Title])AND “Mus musculus”[porgn:__txid10090]”722个实验数据,随机分配给每个学生。要求每个学生对分配到的RNA-seq数据进行差异表达分析,聚类分析和富集性分析。并选择合适的基因,分析其保守的功能结构域、亚细胞定位以及可能的蛋白质结构和功能、可能结合的转录因子、相互作用的蛋白质网络和信号通路、构建相应的系统进化树。

学生对上述每一个小题从“知识点”、“参考资料”、“使用软件或工具”、“参数”、“脚本”、“结果”分别答题,不仅非常有效地明确所学的内容,而且很好地杜绝了作弊行为。

3 教学效果

为了解案例教学的效果,本课程案例教改活动向2011级生物科学和免疫学专业学生QQ群发放电子问卷,共收回82份答卷,统计结果如下表所示。从表中可以看出,案例教学模式使学生有较强的参与感,能较好地提高学生的学习兴趣,学生对理论问题的认识更为深刻。

4 结 论

案例教学基于具体的事例,将一系列的知识点有机地串联起来,并通过实例操作达到学以致用的目的。从学生反馈意见可以看出,这种理论与实践结合的教学模式,很好地提高了学生的学习兴趣。考虑到有限的授课时间和不同学生的学习背景,作为教师需要设计合适的案例,从而达到较好的教学效果。一般可以遵循以下原则。

4.1 具有代表性

所选的案例既要经典又要紧跟科学前沿。比如第一个案例所蕴含的数据库检索、序列比对和系统进化树的构建,在生物信息学中,属于较经典且核心的知识点。而第二个案例选择的对象则与当前的科研热点紧密联系。

4.2 具有偏向性

生物信息学本身是个交叉学科,涉及的知识点相对较多。面对生物类专业背景的学生,我们侧重生物信息学方法或者工具(软件)的应用,而不是强调算法。比如第一个案例中系统进化树的构建,我们只是以5条8bp长的序列为例讲解最小进化法和邻接法、最大简约法、最大似然法以及贝叶斯推断,重点在于强调不同的数据适合采用上述哪些方法以及如何用Mega等软件实现系统进化树的构建。

4.3 先后案例有层次性

比如第一个案例中,学生掌握了Windows下的序列比对。对于第二个案例中Linux下的Bowtie就容易理解并操作。

4.4 具有拓展性

比如第一个案例中,在Windows的DOS下进行批量序列比对时,不同的参数设置,输出不同的数据格式。第二个案例中,Bowtie最多允许3个错配,如果允许更多的错配数,则可以采用SOAPaligner/ SOAP2实现。学生可以根据自己的兴趣和能力,选择拓展性内容进行继续学习。

4.5 良好的成文习惯

引导学生养成良好的文档组织和书写习惯。每一个案例,都要求学生形成可重复性和可复现性的文档,对于整理分析思路、核实结果、重复使用代码都起到事半功倍的效果。

生物信息学是现代生物科学研究的重要工具和载体。如何有效正确地应用生物信息学,是每一个生物实验者需要具备的能力。教师应紧跟学科发展的速度,围绕学以致用的原则,将案例教学科学地、和谐地应用到教学实践中,不仅使学生掌握一定的理论知识,从而正确地应用软件工具,而且逐渐培养学生自我分析和解决问题的能力。

参考文献:

[1]LuscombeNM,Greenbaum D,Gerstein M.Whatis bioinformatics? A proposed definition and overview of the field[J].Methods Inf Med,2001,40(4).

[2]ENCODE Project Consortium.An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome[J].Nature,2012,489(7414).

[3]1000 Genomes Project Consortium,Abecasis GR,Auton A,Brooks LD,DePristo MA,Durbin RM,Handsaker RE,Kang HM,Marth GT,McVean GA.An integrated map of genetic variation from 1,092 human genomes[J].Nature,2012,491(7422).

[4]Sandve GK,Nekrutenko A,Taylor J,Hovig E.Ten simple rules for reproducible computational research[J].PLoS Comput Biol,2013,9(10).

[5]McCormick M,Liu X,Jomier J,Marion C,Ibanez L.ITK:enabling reproducible research and open science[J].Front Neuroinform,2014(8).

[6]李伟兰.论大学生学习心理障碍的成因及基本对策[J].湖北函授大学学报,2012,5(25).

生物信息学新进展范文第4篇

一、会议征文

(1)原子光谱分析;(2)分子光谱分析;(3)色谱法与分离科学;(4)电分析化学;(5)波谱分析;(6)质谱分析;(7)显微成像分析;(8)微流控芯片分析;(9)联用方法与自动化分析;(10) 形态、表面及结构分析;(11) 生物分析化学;(12) 药物和代谢物分析; (13)环境分析化学;(14)食品分析;(15) 蛋白质分析;(16)核酸分析;(17)纳米分析化学;(18)分析仪器及装置;(19) 质量控制; (20)化学计量学与生物信息学。本次会议的交流形式包括大会报告、邀请报告、口头报告和墙报交流,并设100个优秀墙报奖,颁奖典礼(包括奖金和证书)将于闭幕式5月11日下午举行,请大家注意安排行程,望踊跃投稿并参加墙报展示。

二、会议赞助

本届年会将为各单位提供网络展示机会和现场宣讲平台,诚挚邀请广大仪器和试剂企业作为支持单位,携手共建合作与交流平台,具体事宜详见"会议赞助方案",联系人:杨光富(027-67867800)、钟鸿英(027-67862616)。

三、会议注册和回执

1、请参会者尽早网上注册,并预定宾馆。注册费标准、要求和汇款方式可登录会议网站http://查询。

2、由于报到当天人数较多,而且无法刷卡,不能收取现金。请大家一律网上转账缴费, 缴费的优惠标准见会议网站http://,会议期间统一开具发票。

四、会议相关事宜请与华中师范大学化学学院筹备组联系方式:

1. 付款和到账查询事宜请咨询丁克熔(027-67867958)、李芳(15527228758)。

2. 论文相关事宜请与徐晖(13308621435)、王鹏(13098822598)联系。

3. 厂商展位安排等相关事宜请与程靖(13545349841)、梁沛(13886115719)联系。

4. 住宿请各位家自行预定,住宿信息可见会议网站。相关问题可咨询熊博(13871048762)、陈迪松(13135669557)。

5. 市内交通及其他事宜请与戢凤琴联系,电话:027-67867958。

生物信息学新进展范文第5篇

[关键词] miRNA;肿瘤;生物标志物

[中图分类号] R73 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2013)08(a)-0196-02

miRNA是一类长为19~25nt小分子单链RNA,其与靶标基因3'UTR结合,通过降解mRNA或抑制其翻译,从而在转录后对靶标基因的表达水平进行调控。与肿瘤的发生、转移、耐药、预后等密切相关。目前研究miRNA的样本多来源于新鲜组织和细胞。最近发现福尔马林固定石蜡包埋的组织(Formalin-fixed and Paraffin-embedded, FFPE)中miRNA保存比较完整并与新鲜组织中的miRNA高度相关[1],为miRNA的研究开辟了一个新的途径。石蜡组织miRNA可能是一种理想的肿瘤标志物,该文就该领域的最新进展进行综述。

1 石蜡包埋组织miRNA中存在miRNA

长期以来,医疗和科研机构采用福尔马林固定和石蜡包埋方法保存病理组织。现在全世界已保存有大量的石蜡组织样本,覆盖所有已知的疾病。每个石蜡组织样本都具有特别的价值,关联着大量的病人数据。所以石蜡组织标本是人类对疾病研究宝贵的信息库,尤其是回顾性研究和少见疾病的研究。然而通常mRNA甚至DNA、蛋白都有不同程度的降解。但有研究表明,尽管大分子RNA可能会发生降解,但在一般情况下,小分子RNA是不受石蜡固定影响。此外,已有许多研究证实miRNA受FFPE处理的影响非常小,并且从FFPE样本中提取的microRNA与冷冻组织样本一样,可提供可信的表达谱。甚至保存长达30年的FFPE样本仍可提供可信的microRNA表达谱数据[2]。

2 石蜡包埋组织miRNA的提取

石蜡组织样本可经过异丙醇和乙醇脱蜡后通过trizol法提取总RNA,成本较低。但普通的过柱法效果较差,可能与过柱时小RNA被吸附有关。目前已有多种商品化试剂盒用于从FFPE样本中提取microRNA,例如Ambion公司的RecoverAll Total Nucleic Acid Isolation Kit for FFPE,Qiagen公司的miRNeasy FFPE Kit,Norgen公司的FFPE RNA Purification Kit等。试剂盒提取简单快速,并且易于富集miRNA,但成本较高。

3 石蜡组织miRNA的检测

对于发现新的miRNA分子通过小分子RNA建库克隆测序是经典方法。首先构建cDNA文库,再将这些cDNA进行克隆、测序,然后生物信息学分析,最后将具有发夹结构的小分子RNA进行Northern杂交以验证。

石蜡组织样本中的已知miRNA检测可以采用miRNA芯片技术,能够发现石蜡组织样本中的miRNA表达谱的差异,利用被筛选出的具有差异的miRNA作进一步研究。目前已有多种类型的miRNA检测芯片可以选用。 但是基因芯片检测方法的重现性和准确性相对较差, 一般多用于初筛, 对获得的结果通常需要进一步验证。RT-PCR技术是目前最常用的验证miRNA的技术,常见的有Taqman探针法、SYBR Green法、茎环RT-PCR法。也有人采用表面增强拉曼光谱法、磁珠流式检测等。

4 石蜡组织miRNA与新鲜组织miRNA的相关性

目前已经有多项研究表明,石蜡组织中的miRNA与新鲜组织的miRNA有良好的相关性,Xiao Zhang[3]将7对匹配的石蜡包埋组织和新鲜冰冻组织进行miRNA检测,spearman相关指数为0.847~0.948。Jinghuan Li[4]做了类似的研究发现两者的相关系数R20.95,并且认为在总RNA量相当时石蜡中microRNA含量比新鲜组织多。有人比较石蜡和冰冻组织micorRNA及mRNA表达的相关性,发现microRNA高度相关,mRNA则较差。

5 石蜡包埋组织miRNA在肿瘤检测中的应用

由于石蜡组织中miRNA与新鲜组织中的miRNA有良好的相关性,部分学者利用石蜡组织进行了研究。Danit Lebanony[5] 利用microRNA做为标志物区分鳞癌和其他非小细胞肺癌,其中hsa-miR-205可区分鳞癌和其他非小细胞肺癌的敏感度96%特异性90%。Nitzan Rosenfeld[6]则通过实验发现石蜡中miRNA不仅保存完好,并且通过miRNA可以区分组织来源。

miRNA与mRNA相比较小、不易降解、缺乏poly A加尾结构,因此受福尔马林固定和石蜡包埋等处理的影响要小。石蜡样本miRNA的特点有利人类更好的利用现有的最大标本库,为探讨肿瘤的发生、发展、预后等等提供又一有力手段。

[参考文献]

[1] Wang F, Wang L, Briggs C,et al. DNA degradation test predicts success in whole-genome amplification from diverse clinical samples[J].J Mol Diagn,2007,9(4):441-451.

[2] von Ahlfen S, Missel A, Bendrat K. Determinants of RNA quality from FFPE samples[J].PLoS One,2007,5,2(12):1261.

[3] Zhang X,Chen J,Radcliffe T,et al.An array-based analysis of microRNA expression comparing matched frozen and formalin-fixed paraffin-embedded human tissue samples[J].J Mol Diagn,2008,10(6):513-519.

[4] Li J,Smyth P,Flavin R,et al. Comparison of miRNA expression patterns using total RNA extracted from matched samples of formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) cells and snap frozen cells[J].BMC Biotechnol,2007,29(7):36.

[5] Lebanony D,Benjamin H,Gilad S,et al. Diagnostic assay based on hsa-miR-205 expression distinguishes squamous from nonsquamous non-small-cell lung carcinoma[J].J Clin Oncol,2009,27(12):2030-2037.