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分子生物学的含义

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分子生物学的含义

分子生物学的含义范文第1篇

关键词:分子生物学双语教学教学实践

分子生物学是高等院校生物技术、生物科学等专业开设的主干课程之一,主要是从分子水平研究生命现象、本质、活动及其规律的科学[1],是现代生命科学中发展最快、最具活力的带头学科,其基础理论和技术手段已渗透到生命科学的各个领域,很多国家已经把分子生物学及对应的生物技术列为优先发展的高科技项目[2]。近年来,随着分子生物学研究的突飞猛进,新理论、新技术不断涌现,新词汇层出不穷,给分子生物学教学带来了前所未有的挑战。为了使学生及时了解快速发展的分子生物学前沿理论知识和实验技术,我校按照国家教育部出台的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的要求,从08级生物技术专业开始,进行了分子生物学双语教学改革的尝试。

1.双语教学的含义

双语教学是指在教学过程中使用两种语言,即在教材使用、课堂讲授、课后辅导、课程考核等教学环节中同时使用外语(主要为英语)和汉语两种语言作为教学手段,进行部分或全部的教学活动[3]。双语教学是我国高等教育走向国际的重要举措之一,能使学生在专业学习和研究实践中尽快掌握本学科相关的英语词汇,加强学生了解生物科技最新成果的能力,对跟踪国际分子生物学发展的最新进展、分子生物学教学内容和水平与国际接轨等方面具有重要意义。

2.分子生物学双语教材的选择

双语教学应尽可能使用英文原版教材,它便于和国际接轨,接触到国外第一手资料[4]。因此,我们采用Geoge M.Malacinski等主编的《Essentials of Molecular Biology》(分子生物学精要)影印版原文教材,该教材具有条理清晰、简明扼要、重点和主线清晰明确、容易理解等特点,并附章前提示和章末小结、参考文献及主题索引等,是指导学生快速掌握分子生物学基础知识的优秀教材。但该教材知识点内容偏少,不能完全满足教学需要。因此,我们选用了Turner等编著的《Instant Notes in Molecular Biology》原文教材和朱玉贤主编的《现代分子生物学》这两种国内广泛采用的教材作为指定参考书目,帮助学生理解教学内容及扩充分子生物学理论知识。

3.双语教学方式的探索

分子生物学传统教学方式都是教师在讲台上不停地讲,学生坐着听,是一种“填鸭式”教学,学生处于被动地位,不利于创新能力、发散思维和自主学习能力的培养,更与双语教学这种新颖的授课模式不相适应[5]。因此利用灵活多变的教学方法和现代化教学手段是目前双语教学广泛采用的主要方法。

3.1 授课语言

学生英语水平不同,多数缺乏专业英语基础,要求都能一下子听懂英语讲授的内容并用英语思考比较生疏难懂的专业知识,存在较大难度。因此,我们在教学中仍以母语为主,采用渗透式混语,重点攻克分子生物学专业词汇,先讲述构词方法,鼓励学生尽量“猜词”,使其专业词汇量迅速增加;在讲授重要概念和分子机制时用英语讲述,使学生可以多一些机会接触英语词汇,并强化刺激学生听觉;或交替使用中英文讲授,让学生学会如何用英语表达中文内容。对于一些关键点用英文讲解后再用中文作些解释;每个章节用英、中文作简要总结。另外,必须根据学生的反应循序渐进,随时调整中英文的使用比例,避免盲目追求形式,例如过于强调英文的使用比例和频率而不考虑学生的实际情况,造成学生学习专业知识的兴趣就会被语言障碍所干扰,既影响教学效果,使学生对双语教学产生畏难甚至抵触情绪。

3.2 教学内容

分子生物学课堂教学既包括经典内容,又增补了生命科学的新技术、新进展,尤其是人类基因组计划的完成和后基因组时代的到来,该领域呈现日新月异的变化,因此,我们在教学过程中需要着眼于21世纪生命科学的重大学科方向和领域,注重本学科出现的重大理论和应用问题,充分反映生命科学最新进展和成就,目的在于完善学生知识结构,提高学生整体素质,激发学生对生命科学的兴趣,让学生应用所学的知识进行分析、讨论与评价分子生物学研究现状等科学问题,有利于培养学生的科学素质。

3.3 教学方式

在双语课程的学习过程中,学生既要克服语言障碍又要理解记忆专业知识,维持连续的旺盛精力和高度集中的注意力非常困难,如果教学方法单一,学生就更难接受和理解,因此要求教师采用灵活多变的教学方法和现代化教学手段。

在实践中,先利用校园网络,开辟分子生物学双语教学专区,学生可以通过该网页了解课程的相关情况,教师通过网络布置学习任务,让学生提前通过上网查询资料,进行探究式学习,锻炼学生的自学能力、使用各种学习资源的能力以及与他人合作相处的能力。上课时,教师一律使用全英文形式的电子教案,采用图文并茂、信息量大、形象生动的多媒体形式教学,帮助学生理解抽象的理论知识,全英文课件可尽量包含所有知识点,以帮助学生理解。例如:在讲到 “核酸与染色体”时,可以通过相关视频,让学生回忆和学习在生物化学和遗传学中涉及的内容,既省时又生动地完成这部分内容;讲到“RNA的转录、蛋白质的翻译”时,可以通过Flas将转录和翻译过程完整地展示给学生,然后采用启发式教学方法去详细讲。另外,在讲课中适时、适量地列举反映分子生物学基础知识的生活、生产实例,对学生联系实际,横向思维,开拓思路有很好的帮助,同时激发了学生的学习兴趣[6]。课余时间我们通过英文版配套光盘学习、参观分子生物学实验室及本科生参与青年教师科研课题等多种方式来加强课堂学习内容。

4. 课程教学考核

考核属于教学内容的一部分,通过考核可以提高学生学习热情,巩固学习内容,对学生的学习方式也有一定影响,不同的考核方式,导致学生以不同的态度面对课程的学习。传统的考核方法着眼于结果,对学习过程考虑较少,致使学生为应付考试而学习,最终丧失了求知兴趣[7]。因此我们尝试采用多元化的考核方式,用启发性和总结性的考试题目来激励学生,使学生在双语教学过程中所付出的努力和成果得到公正、客观的体现。基于这一教学理念,我们采用综合考核方法,平时成绩占30%,主要考核学生的听课和回答问题情况,调动学生学习的积极性和主动性;课外作业占10%,考核学生课外作业的完成质量,目的是督促学生高质量完成课外作业,强化课堂讲授内容;期末考试占60%,采用全英文试卷,学生可用英文或中文答题,也可二者结合答题,用英文答题酌情额外加分,目的是鼓励学生尽可能使用英文思考并回答问题,激发和挖掘学生的学习潜能。

分子生物学是生物类相关专业课程体系中重要的专业基础课之一,其原理和方法已广泛渗透到众多生物类相关学科,并推进它们的进一步发展和进步。采用双语教学,使学生充分了解分子生物学日新月异的发展,促进本科教学与国际接轨,推动高等教育的国际交流和留学生教育。通过我们的努力,将摸索出提高双语教学质量的好方法,提高我校整体的教学水平。

参考文献:

[1] 王玲,秦永燕. 分子生物学课程教学改革探索[J]. 当代教育论坛,2008(4):12-13..

[2] 李淑锋,刘萧,谢维. 分子生物学双语教学探索[J]. 医学教育,2004(3):25-26.

[3] 董登峰.《分子生物学》课程双语教学实践与评价[J]. 广西大学学报(哲学社会科学版),2007,29(5):38-39.

[4]罗敏华,姚孟晖,文 质,舒明星. 医学双语教学的初探[J]. 中国现代医学杂志,2003,13(24):156-157.

[5] 熊德慧,胡维新. 开放式教学法在分子生物学教学中的实践. 湘南学院学报(医学版),2006(3):24-25.

[6] 杨涛. 关于开展生物化学双语教学的几点建议. 山西医科大学学报(基础医学教育版),2005,7(6):584-585.

[7] 宋哨兵,来娜. 双语教学的探索与研究[J]. 杭州师范学院学报(医学版),2005(3):226-228.

资助项目:

浙江省新世纪高等教育教学改革项目(ZC2010040);浙江海洋学院第11批校级高等教育教学改革研究项目

分子生物学的含义范文第2篇

关键词:实验教学;教学模式;师资队伍

中图分类号:G451.2 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0129-02

一、引言

近年来,随着医学和生命科学领域不断取得突破与发展,其衍生出的生物技术也不断发展,本科教学中的实验教学也面临越来越大的挑战。高校的生命科学院广泛采取了研究团队课题组制,即所谓的PI制,承担着生命科学各领域的前沿研究工作,这些课题组中的基层实验技术人员有着基本的实验技能和良好的学习能力,如何让这些实验技术人员参与到基本的实验教学中去,发挥更大的作用,我院实验教学中心在教学中进行了这方面的探索与实践。近年来,我院开展了分子生物学实验,生物化学、基因工程实验,模式生物实验等教学与科研结合的精品实验课程和教改项目,本文以本院实验课程《分子生物学实验》为例,对这种探索与实践作了一些交流与总结。

二、科研型技术人员参与本科实验教学的实践

(一)实验教学的课程前准备期

以实验教学为基础的生物医学类课程是培养学生技能、科研思维、创新能力的基础性课程。实验教学的准备工作是实验教学工作的重要组成部分,实验教学准备工作的充分与否,直接影响实验教学的质量。

实验教学有别于传统的实验室科研实验,牵扯到教与学、理论知识与实际操作的有效结合,在充分学习教学相关理论知识的基础上,思想上需要作好服务于教学实验,肯付出、肯吃苦的准备,这是科研型技术人员参与实验教学所面临的一大挑战。此外实验教学前的准备工作需要与任课老师积极沟通,包括前期的实验材料,技术要点,整个实验流程步骤能基本理解掌握,以便在随后的实验材料准备、实验课课中的指导、与学生的讨论和交流等环节充分发挥作用,完成角色的转换,充分协助主任课老师完成实验教学任务。本院实验课程《分子生物学实验》的实验准备工作有试剂品种烦琐、试剂质量要求高、仪器数量多等特点。作为实验室的科研人员,长期接触这类实验,对于切入实验课程前的准备工作可能会更加快速、准确。

实验室科研技术人员前期的实验教学准备,也需要与一些有经验的老教辅教师积极沟通、学习,请教一些实验教学准备期的常见问题、注意事项等,避免犯错和进行更好的改进。除了细致、认真的工作态度以外,也需要做到科学、合理的安排。

(二)积极参与课中实验指导,发挥自身特点

实验教学的课中指导,能够充分激发学生的学习兴趣,使学生的观察能力、操作能力得到很好的培养。教辅人员不应该局限于实验课程的准备,尤其是在实验室内工作过的技术人员参与实验教学,应该在和主任课老师沟通后,积极参与到实验课的课中指导工作中去。任课老师侧重于教授实验原理与设计、实验流程、实验关键技术要点、实验演示等环节,学生多,任务重,有时难以做到面面俱到。此时,有一定实验室实验经验的技术员参与实验教学后,就能发挥自身特点,在实验观察、规范操作、仪器设备使用、课中讨论等环节予以协助,发挥相当重要和积极的作用,并且在过程中也充分与任课教师沟通,提出合理化的建议,更好地完善了课程建设。(见下页图1)

1.指导学生正确的实验观察方法。分子生物学实验课程中涉及的PCR之后的电泳观察、样品浓度的检测、细胞培养过程中细胞状态的观察、细胞转染后的荧光观察等都直接关系到实验的成功与否,在这些方面谨慎、细心、负责的实验教学指导与态度尤为重要,这类指导可发挥实验室教辅的特长。

2.指导或纠正学生在实验过程中的操作手法。实验过程中操作的规范性在很大程度上影响着实验的成败,因此实验技术人员应该积极配合任课老师参与实验操作的指导,及时纠正学生在一些实验过程中的不良习惯。

3.多种检测、仪器设备等硬件的使用。当今的生命科学领域,特别是实验方面已经离不开各种各样相关分析仪器的协助,然而对于生物学仪器的使用,主任课老师在课堂上可能没有太多的时间讲解仪器的具体操作细节。

(三)课后的交流与总结得失,进一步完善教学质量

实验教学不同于理论课程的教学,它在教学过程中由于学生的实验技能的偏差、实验过程的复杂性、操作的失误等,可能会出现各种各样的问题,那么及时地总结与讨论实验成功的经验与失败的原因就变得十分重要,我们可以作为类似延伸课堂的形式展开具体而丰富的讨论,对于激发学生的学习兴趣,保持对于实验学习的热情以及以后深入开展相关实验是非常有价值的。这些讨论信息我们也可以反映给任课老师进行整理总结,以便一起完善整个实验教学的教学过程,提高教学品质。

作为充实实验教学过程的科研实验教辅人员,我们也积极地进行探索,从教学实践出发,多层面、多方位地展开讨论、总结得失,并且积极参与校级教改项目的申请。比如在我们的分子生物学实验教学中,我们越来越发现原有的教学时间对于掌握完整的分子生物学实验技能是远远不够的,而开展延伸课堂的实验学习与操作是很有必要的,从前期最基础的培养基的配置、试剂耗材的选择,到后期复杂的各种数据的分析等原先不太接触的知识都可以在延伸课堂中学习,这样更有助于学生全面、深入地体会实验教学的内容。

三、科研人员参与实验教学的优势

实验教学教师队伍的建设对于实验课程的开展十分重要,实验室内的科研技术人员参与实验教学是一个很好的完善实验教学队伍建设的途径,技术上能够满足任课教师和学生的要求,能够有力地充实实验教学教师队伍,使队伍知识结构、学历结构和年龄结构更趋优化,整体上完善本院实验教学中心的师资团队建设,使实验教学更能适应学科发展的需要。我们学院在开展教学与科研结合方面,做了很多尝试,如:开放PI实验室,实验室内科研条件与人员为科研教学服务,模拟科研情境教学等教学改革。而这些科研一线的技术员直接参与教学准备,进行实验指导,能发挥自身的技术优势,更有利于教学与科研的结合。

四、科研人员参与实验教学所面临的挑战。

实验室内的科研技术人员有一定的科研任务,在完成科研任务与实验教学两方面的时间安排上可能面临一定的压力,两项任务之间可能会存在一定的干扰与冲突。因此,合理地安排科研实验与实验教学工作,早计划,早预案,制定合理的时间表十分重要,合理、有时效性的安排能达到相辅相成的结果。高校内普遍存在教学辅助人员不直接参与教学,只要做好实验准备工作就行的陈旧观念。在这种观念下,实验技术人员得不到学校重视,也不被提倡参与过多的教学与科研,工作地位和待遇不能与教师等同,如何在政策导向上扶持教辅教师的各方面待遇,有利于更好地开展实验教学。此外,实验教学中心与实验室PI的充分沟通与协调也是必不可少的工作,这样有助于双方理解各自的工作,也能保障充实到实验教学教师队伍的科研技术员更好地协调两方面的工作。

五、结语

为适应生命科学领域快速发展的趋势,改革传统的实验课的教学方法与模式,提高教育质量是势在必行的工作。因此,科研与教学结合下的开放式、研究性的教学模式值得探讨。我们认为把在实验室内的科研技术人员引入、充实到实验教学教师队伍中来,既优化了师资队伍,也是科研与教学相结合的有效途径之一。积极发挥这类技术人员的技术特长,服务于实验教学,合理安排相辅相成,在完成实验教学,提高学生学习兴趣,培养学生自主学习能力和开拓创新能力,提高其综合素质等方面取得了良好的教学效果。更好地完善科研技术队伍与本科实验教学的结合,需要我们从实践出发展开更多的探索与讨论。

参考文献:

[1]孙锐.生物技术专业的发展现状与趋势[J].教育教学论坛,2014,9(37):99-101.

分子生物学的含义范文第3篇

Jurgen Roth

Functional Ultrastructure:

Atlas of Tissue Biology and Pathology

2005,326pp.

Hardcover EUR128.00

ISBN 3-211-83564-4

图谱当然以图为主,图的选择要精良,不但要显示出正常组织和病理改变的特征,而且最好还能提示这种改变的发生机制。此外,若尚有“余地” 的话,除了显示常见的典型结构(无论正常的或是病理的) 之外,最好同时展现一点“罕见” 的变异之处。若能做到上述要求,则这种图谱是一种“活图谱” 而非“死图谱”了。

图谱要“活”,可能除了尽是以图来显示之外,文字描述也是需要的。然而,文字切不可太多,以笔者看来,不能“图文并茂”。图一定要“茂” 于文,不然便成了教科书。为此,方案的描述要简约,切不可冗长,或许短短几笔便能让要说明的事件“跃然纸上”。

能符合上述“苛刻” 要求的图谱是一本好图谱。本书正是这样的一本图谱。

让我们顺手试举一例。细胞凋亡(Apoptosis)是近年来始终为组织生物学和病理学研究热点之一。虽然本图谱并未着重渲染,但它描述极为精当。例如,不少书籍对诱导凋亡的一种特殊的水解酶Caspases解释得不是十分清楚,本图谱则单刀直入,不费过多笔墨,只是指出Caspases乃Cysteineasparticacidspecificproteases之缩合而成的新合成词。由于是复数结尾,应是一类酶。于是读者便不难明了Caspases的真正含义了。顺便指出的是如果直译,该词应是半胱氨酸天冬氨酸的酸性-特异性蛋白水解酶。可惜至今也未定出中文的最恰当的译名。当然本书是图谱,因此图片更是重要,本图谱只给出一张照片,但它几乎概括出细胞凋亡的最主要的细胞形态特征,如染色质的高度浓缩、染色质的边集、凋亡小体的形成等。

本图谱分两大部分,第一部分显示细胞及其不同的组成成分的结构,其中还包括细胞与细胞的接触以及细胞与周围基质的相互作用;第二部分包括不同组织的超微结构的特征并且有选择地给出病理学的超微结构改变。本图谱共有图157幅。由于上述的特色,本图谱不仅是初涉足的科研与教学工作者的良师益友,对高级科研人员也不无参考价值。另外,不仅对从事生物学与医学的研究人员有用,对于从事分子生物学和生物化学的专家读之也大有裨益。

本书主编之一是jürgenroth,MD,phd,是德国耶拿FriedrichSchiller大学的病理学家。主编之二是奥地利维也纳大学超微结构组织学家与细胞学家。更多的信息可查询Pubmed(http: //Ncbi.Nlm. Nih. Gov/entrez/query. Fcgi?Db)。

章静波,研究员

(中国医学科学院基础医学研究所)

分子生物学的含义范文第4篇

【关键词】 宫颈癌 微转移检测 研究进展

宫颈癌是全球妇女中仅次于乳腺癌的第二种最常见的恶性肿瘤。肿瘤的浸润和转移是恶性肿瘤的重要特征,也是肿瘤患者死亡的主要原因。宫颈癌盆腔淋巴结转移是影响患者预后的重要因素。研究表明,I B-11A期的宫颈癌患者若无盆腔淋巴结转移,其5年生存率可达85 %~90 %,而一旦有区域淋巴结转移,其5年生存率则降为30 %~60 %。即使常规病理检查无淋巴结癌转移等高危因素的患者,仍有10 %的患者出现复发和转移。目前对子宫颈癌复发和转移的诊断技术仍然停留在传统病理组织学水平,但是常规HE染色病理检查对于淋巴结微小的转移病灶(

近年来,随着免疫学及分子生物学的发展,使宫颈癌的微转移检测成为可能[1]。临床上提出了“肿瘤分子分期”的观点,即将分子生物学的理论和技术与肿瘤的临床分期有机地结合起来,来诊断那些常规检查方法不能诊断的存在于全身各系统中的亚临床转移,使肿瘤的分期更加准确,以指导临床治疗方案的确定。宫颈癌微转移检测的价值就在于有助于准确的分期,从而更加有针对性的制定个体化的治疗方案,减少复发和远处转移,改善患者的预后。通过逆转录聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)和荧光定量PCR(fluorescence quantitative-polymerase chain reaction,FQ-PCR)技术检测CK-19和CK-20 mRNA表达来诊断宫颈癌转移成为目前研究热点之一。

1 微转移概述

自1869年Asworth首次在外周血中发现癌细胞以来,肿瘤微转移逐步引起人们的重视。微转移(micrometastases,MM)又称隐性转移(occult metastasis),一般指非血液系统的恶性肿瘤在发展过程中,播散并存活于淋巴系统、血循环、骨髓、肝、肺等组织器官中的微小肿瘤细胞灶。它可以是单个瘤细胞或独立的瘤细胞灶,无特殊血供,直径小于2 mm,常无任何临床表现,能够逃脱免疫监视、侵犯血管和发展成为肉眼可见的病变。常规检查方法如CT、MRI、单抗放射显影技术、普通病理检查都很难发现。文献中对MM也有下列不同的称谓,如循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTC)、潜伏肿瘤细胞(occult tumor cell,OTC)、微小残存灶(minimal residual disease,MRD)、播散肿瘤细胞(disseminated tumor cell,DTC)、游离肿瘤细胞(isolated tumor cell,ITC)等。在不同的组织中这一概念又有具体的含义,如淋巴结MM指常规组织学水平淋巴结切片未能检出的转移;在血液中,常规方法不能检测出肿瘤细胞,故任何能检出的血循环中的瘤细胞均属MM;骨髓的MM则指在骨髓抽吸和活检标本中检出了瘤细胞,而患者无任何临床上和放射影像上远处或骨髓转移的证据[2]。研究认为,临床转移一般由MM发展而来,但仅少数MM最终能发展为临床转移。MM的瘤细胞灶常以单个细胞或微小细胞团形式存在,通过淋巴系统、血液循环转移至其它组织器官。也可以直接侵袭周围组织或种植于体腔。MM发展成为临床转移至少经过4个阶段:(1)微量肿瘤细胞自原发灶脱离;(2)适应新宿主代谢环境,逃避宿主机体免疫监控;(3)侵袭正常组织,在新宿主组织中存活并增殖;(4)在新宿主中新血管形成,肿瘤生长。MM的转归取决于癌细胞的细胞生物学特性、机体的免疫状态及宿主器官的微环境。动物实验表明血循环中至少有10 000个肿瘤细胞才可以显性转移,多数发生凋亡,少数进入休眠期,极少数发生增殖。MM灶可长期处于G0期,其增殖与死亡处于平衡状态,只有当机体遭受种种打击或免疫力下降时,休眠中的肿瘤细胞摆脱抑制状态而持续增殖并发展为临床显性转移。

2 MM检测研究现状

2.1 MM检测方法

2.1.1 连续切片 连续切片是最早用于检测淋巴结转移的一种粗略方法,主要是针对手术切除的淋巴结,可使阳性率增加20 %,但缺点是敏感性差且工作量大、粗糙,不适用于血循环、骨髓的MM检测,难以推广。还有应用淋巴结廓清术(clearance technique)(二甲苯-乙醇清除术)和组织培养法、组织微阵列(tissue microarray,TMA)等技术进行MM检测的报道[3]。

2.1.2 免疫学技术 免疫学技术大约有免疫组织化学技术(immunohistochemical technique,IHC)、免疫荧光法(immunofluorescence assay,IFA)、放射免疫导向法(radioimmunoguided surgery,RIGS)、流式细胞分析法(flow cytometry,FCM),这些都具有重要应用价值,但是由于抗体的标化和选择、单抗的质量、交叉反应、机体产生自身抗体、结果判断缺乏客观统一标准等因素影响其敏感性和特异性。

2.1.3 免疫磁珠分离技术(Immunomagnetic separation,IMS) IMS是新近建立的方法,用以改进血循环中单个瘤细胞的检测。经此方法得到的细胞再进行mRNA分离。富集的样本可以准备作IHC、FCM、IFA、RT-PCR检测,比传统的采用全血直接用于RT-PCR的方法敏感性提高约10倍,可有效检出107个全细胞中的一个肿瘤细胞。另外,通过IMS分离得到的细胞进行PT-PCR研究,可以有效避免由血液不正常转录而导致的假阳性的产生,提高RT-PCR检测方法的特异性。

2.1.4 分子生物学方法 检测MM的分子生物学方法有核酸杂交法(如Southern、Northern印迹杂交法)、突变等位基因特异性扩增法(mutant allele-specific amplification,MASA)、聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)、逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)及近年出现的荧光定量PCR技术(fluorescence quantitative- polymerase chain reaction,FQ-PCR)。PCR技术又称体外基因扩增方法,由美国的Kary Mullis博士在1983年发明,并于1985年公开报道,1993年荣获诺贝尔奖。1991年Smith等首次应用PCR技术检测到血循环中存在转移的肿瘤细胞。之后PCR技术被广泛应用于MM的研究。PCR、RT-PCR检测具有高度敏感性、特异性,可准确检测1 g组织或1 mL液体中的1个癌细胞[4],被认为是目前检测MM的最有效的方法。RT-PCR具有较高的敏感性和特异性,检测时间相对较短,能在24~48 h内得出结果,同时可检测多个标本;免疫组化法仅能反映标本的局部,而RT-PCR能反映整个标本的情况;RT-PCR操作方法固定,相对易标准化和易控制,人为干扰因素少,且判断结果较形态学方法客观且准确。其缺点是技术要求较高,严格要求新鲜标本及其迅速处理,易受污染。还有PCR结合单链DNA构型多肽分析(PCR-SSCP)、异源双链分析法(HA)、等位基因特异性寡核苷酸杂交法(PCR-ASO)、PCR产物的限制性片段长度多肽分析法(PCR-restriction-fragment-length-polymorphism assay,PCR-RFLP)、DNA直接测序技术(DS)。FQ-PCR技术是由美国Applied Biosystems公司在1996年率先研制成功的荧光定量技术。该技术是根据荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)原理,设计相应的荧光标记核酸探针,通过PCR反应对相应靶DNA进行均相定性定量测定的技术[5],具有操作简便、快速、结果判断客观、重复性能好、定量范围宽(可包括0~1 014个拷贝/L)、无需样品梯度稀释、高灵敏性、高特异性、高精确性的特点,采用完全封闭式的操作系统,不需PCR后处理,克服了传统的PCR技术易受污染、造成假阳性等诸多缺点。配以相应的荧光PCR仪,整个PCR过程可实现自动化,且耗时短、操作方便,较之传统的定量方法劳动强度小,易于标准化和推广应用。因此,FQ-PCR技术是基因诊断、疗效评价、技术创新和临床研究的高新技术手段,具有广泛的开发应用前景。

2.2 MM检测的标志物 当今,分子生物学研究发现肿瘤标志物种类众多,MM检测的特异性取决于检测的标志物。标志物主要包括以下几类:(1)特异性基因:包括染色体异常、基因点突变、基因缺失等。正常组织一般不伴有这些改变,检测相关特异性基因可诊断MM,如p53、ras、DCC、erbB-2等。(2)肿瘤特异性标志物:指在肿瘤细胞中存在而在正常细胞中不存在,如癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)、人绒毛膜促性腺激素(β-HCG)、酪氨酸酶、前列腺特异抗原(PSA)、人瘤病毒(HPV)、易位融合基因EWS-FLI1等。RT-PCR或者FQ-PCR法检测CEA mRNA常用来检测各种消化道肿瘤和乳腺癌的MM。酪氨酸酶是黑色素细胞和黑色素瘤细胞合成黑色素的关键酶,此酶基因转录物的检出可提示转移性黑色素瘤的存在。(3)组织特异性标志物:指在肿瘤起源组织中存在,而在其他组织中不存在,特别是在淋巴细胞和血细胞中不存在,如粘蛋白(mucin)、细胞角化蛋白(cytokeratin,CK)、雌激素受体(ER)及肿瘤抑制基因maspin等。组织特异性标志物及其基因只在特定的组织中表达,如CK仅在上皮组织中表达,正常情况下不存在于间质组织中。如果在间质组织中扩增出CK的表达,则表明有上皮源性肿瘤细胞播散到间质组织中。文献报道,CK19、CK20、多形上皮粘蛋白的核心蛋白(MUC1)这几种标志物都在上皮组织以及上皮来源的肿瘤中高度表达,在正常淋巴结和外周血中均无表达,显示了较好的特异性,因此可作为乳腺癌、胃癌、肺癌、结直肠癌及官颈癌等起源于上皮组织肿瘤的组织特异性标志物[5]。(4)转移特异性基因。(5)肿瘤伴随的病毒。利用任何一种标志物虽然都可能建立一种检测MM的方法,但理想的标志物应同时具备敏感性和特异性。

3 宫颈癌MM的研究

MM的检测在多种肿瘤的研究中显示出较好的临床应用价值。在乳腺癌、肺癌、胃肠癌、肝癌、胰腺癌、食管癌等实体瘤的研究中,人们已发现MM的阳性检出率与患者的预后有密切关系,并可早期诊断肿瘤的复发和远处转移[6]。研究表明由于90 %以上的宫颈癌患者可检测到人瘤病毒(HPV) DNA,HPV DNA的E6/E7基因整合到宿主基因并稳定表达与宫颈癌发生、发展关系密切,因此对宫颈癌MM的研究,多年来人们主要将焦点放在盆腔淋巴结及外周血中HPV基因的检测上。

研究报道宫颈癌淋巴结HPV检出率为14 %~71 %,宫颈鳞癌转移灶HPV16的阳性率为71 %(5/7)。Burnett采用PCR技术检测了21例IB期宫颈癌患者盆腔淋巴结HPV的表达,常规组织病理学证实阴性的74个淋巴结中,复发患者的HPV DNA检出率71 %,显著高于未复发患者35 %,提示该指标是复发的高危因素。Ikenberg等[7]检测了21例IB~IIB期HPV16阳性宫颈癌患者的淋巴结,常规病理组织学证实淋巴结均无癌转移,随访后发现淋巴结显示HPV强阳性的12例患者中,8例患者于3年内死亡,而无HPV强阳性的患者均长期存活。从而提示HPV DNA有助于早期判断高危患者,指导术后辅助治疗。但也有不同的研究结果报道,Czegledy等[8]检测了31例宫颈癌患者的157枚淋巴结HPV16 DNA的表达,阳性率为71 %(22/31),其中复发组的检出率为75 %(6/8),而无复发组为70 %(16/23),研究者认为HPV16 DNA的表达尚不能用于判断预后。

研究报道宫颈癌外周血HPV的检出率为20.0 %~92.3 %。Liu等[9]检测了60例宫颈癌患者治疗前的外周血HPV DNA,阳性率为20 %(12/60)。Pao等[10]应用巢式RT-PCR技术检测15例Ⅳ期宫颈癌患者外周血的MM,结果显示15例患者的癌组织中HPV16阳性率为86.7 %(13/15),这13例癌组织HPV16阳性患者外周血的HPV16检出率为92.3 %(12/13),而HPV阴性患者和正常对照组均未检测到HPV16,从而提示宫颈癌患者外周血中HPV16 mRNA的存在可作为循环肿瘤细胞的一个敏感指标。Tseng等[11]检测了35例局部晚期宫颈癌患者的外周血HPV16、HPV18 mRNA的表达,阳性率为51.4 %(18/35),随访22个月,18例阳性者中10例复发,而17例阴性者中仅3例复发,结果提示外周血HPV E6可用于预测远处转移。但由于并非所有的宫颈癌患者均有HPV16、HPV18感染,而且其他肿瘤如鼻咽癌、乳腺癌也发现与HPV感染有关,因此将HPV作为MM的检测尚有一定的局限性。

近年来研究者开始将目光转向了组织特异性标志物。Czegledy等[12]报道宫颈癌淋巴结CK mRNA的阳性率为27.5 %(16/69)。Van Trappen等[13]采用实时定量RT-PCR技术检测了宫颈癌患者的CK19 mRNA的表达。研究发现常规组织病理方法显示无癌转移的淋巴结中44 %(66/150)检测到了CK19表达,而良性病变对照组32枚淋巴结中只有1枚呈现CK19低水平表达。研究提示早期宫颈癌中约有50 %盆腔淋巴结存在MM,远高于常规病理诊断阳性率16 %~33 %。Juretzka等[14]采用免疫组化法检测了49例IA2~IB2宫颈癌患者的976枚盆腔淋巴结标本,这些患者的淋巴结经常规病理检测均为阴性,研究结果显示8.1 %(4/49)的淋巴结病理阴性患者免疫组化法显示有MM,淋巴结阳性率为0.41 %(4/976)。随访结果显示50 %MM的患者出现复发,而无MM的患者中复发率为6.7 %。Yuan等[15]则采用RT-PCR技术检测了84例I B~II B期宫颈癌患者的外周血中的MM,在排除假基因的干扰后,分析结果显示21.4 %的患者外周血中CK19 mRNA呈现阳性,而良性病变患者的阳性率为5.7 %,正常对照者为0。但分析结果并未显示检出率与分期、盆腔淋巴结转移等预后因子之间的相关性。陈雅卿等[16]采用RT-PCR法术前检测250例Ⅰ A~Ⅱ A期宫颈癌患者和50例妇科良性肿瘤患者及18名健康自愿者外周血中CK19、CK20 mRNA的表达,250例早期宫颈癌患者外周血中CK19、CK20 mRNA的阳性表达率分别为36 %和24 %,而在妇科良性肿瘤中分别为3.0 %和0 %,18例健康自愿者无1例表达CK19、CK20 mRNA阳性;CK19、CK20 mRNA的单独阳性表达率除与脉管瘤栓显著相关外,与宫颈癌的预后因素如分期、分化、组织类型、淋巴结转移、肿瘤大小均无关,而CK19、CK20 mRNA双阳性表达与淋巴结转移和脉管浸润及近期盆腔外的转移显著相关,表明外周血中CK19、CK20 mRNA的表达可以作为检测早期宫颈癌MM的生物学指标,但对预后的意义有待于进一步研究。程玺等[17]采用RT-PCR技术检测Ⅰ~Ⅱ期宫颈癌患者盆腔淋巴结CK19 mRNA的转录,对32例宫颈癌患者共检测淋巴结标本206枚,经常规病理组织学方法检测到24枚淋巴结有癌转移,阳性率为12 %(24/206);经RT-PCR法检测到44枚淋巴结表达CK19 mRNA,检出率为21 %(44/206),RT—PCR法与常规病理组织学方法比较,差异有统计学意义。常规HE染色阴性的182枚淋巴结中,29枚检测到CK19 mRNA的特异性条带,MM的检出率为15.9 %(29/182);低分化患者的淋巴结CK19检出率为87.5 %(7/8)显著高于中、高分化患者的检出率33.3 %(8/24);而淋巴结CK19的检出率与年龄、临床分期、组织学类型、宫颈肿瘤大小、肌层浸润深度、宫旁浸润、脉管癌栓均无明显关系。淋巴结CK19 mRNA阳性患者的4年无瘤生存率为58 %;而淋巴结CK19 mRNA阴性患者的4年无瘤生存率为76.5 %,差异无统计学意义。与传统的病理组织学比较,采用RT-PCR技术检测CK19 mRNA转录能显著提高淋巴结MM的检出率,预后判断有待增大病例数进一步研究。

Wang等[18]利用RT-PCR和IHC检测早期宫颈癌前哨淋巴结(SLN)的MM比常规的病理学方法敏感,RT-PCR检测CK19的阳性率是42.85 %,IHC检测是20 %,RT-PCR检测早期宫颈癌前哨淋巴结(SLN)比IHC敏感,因此SLN分子评价是补充常规组织学检查一个有价值的工具。Bats等[19]认为前哨淋巴结(SLN)活检可以提高早期宫颈癌的分期,但需大量人口研究来评价SLN活检的临床意义。

也有研究者以鳞状细胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen,SCCAg)为标志物检测宫颈癌患者外周血。Duk等[20]采用酶联免疫检测法的研究结果显示,患者的血清SCCAg阳性率为55.7 %(295/529),多因素分析结果显示,SCCAg可作为宫颈癌的独立预后指标。Stenman等[21]采用RT-PCT技术检测15例患者的外周血SCCAg的阳性率为40 %(6/15),随访2年,6例SCCAg阳性者中3例复发,而9例阴性者1例复发,1例病情进展,结果显示该指标有助于宫颈癌的分期和预后判断。

4 结语

宫颈癌治疗失败往往与一些临床病理因素有关,其中淋巴结转移被公认为是影响预后的重要因素。但我们对淋巴结转移的诊断技术仍然停留在传统的病理组织学水平,如果能够尽早地诊断淋巴结和脉管中的MM,就能够更有针对性地制定个体化的术后辅助治疗,减少复发和转移,提高患者的生存率和生活质量。基因标志物的选择是MM得以准确检出的关键。细胞角蛋白家族中的CK20和CK19作为上皮组织来源的组织特异性标志,是文献报道中检测MM应用最多的基因标志。但研究报道结果不同,甚至相反,这是由于CK19基因表达时存在假基因的干扰。进行引物重新设计和检测后,解决了假基因干扰这一研究中的关键问题。

由于肿瘤转移过程机制复杂,影响因素众多,不少地方尚存在争议,MM的临床意义也有待进一步研究,检测的方法有待统一,检测结果有待标准化。MM的转归取决于癌细胞的生物学特性、机体的免疫状态及宿主器官微环境,即MM不是必然发生肿瘤的复发和转移,但它提示发生复发和转移的可能性大。普通PCR技术本身存在一定的缺点,如:(1)因未直接见到癌细胞,既使存在突变型基因或基因产物,也不一定存在活的肿瘤细胞;(2)PCR技术极为敏感,需要有经验的技术操作;(3)污染基因物质可产生假阳性结果;(4)扩增mRNA常需新鲜标本,库存的石蜡包埋块有时不适用于RT-PCR测定;(5)激素干扰可下调标记基因的表达,因之产生假阴性结果。另外,PCR检测费用昂贵,限制了其广泛的临床研究,对早期的诊断意义也不大。肿瘤的复发、转移是多阶段过程,故肿瘤MM的确切意义和临床价值尚待进一步商讨,与预后的确切关系有待进一步观察。宫颈癌MM的检测有待于大规模的前瞻性随机研究证实。这些都是宫颈癌MM检测有待解决的问题。相信随着分子生物学技术的不断发展以及对宫颈癌癌基因和肿瘤相关抗原研究的深入,对MM检测的不断认识和研究,将建立更科学的检测方法,揭示MM的机制,会逐步确定CK20、CK19在宫颈癌中的临床应用价值,明确MM与临床转移、复发、生存期的关系,为临床恶性肿瘤的病情判断、治疗以及预后评估提供更好的依据。

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分子生物学的含义范文第5篇

关键词 海洋生物技术

发展展望

近10年来,由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出,以及人类对海洋环境特殊性和海洋生物多样性特征的认识不断深入,海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会(以下简称MPS大会)在日本召开时仅有几十人参加,而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志,出现了火红的局面。《IMBC 2000》在澳大利亚刚刚开过,《IMBC 2003》的筹备工作在日本已经开始,以色列为了举办们《IMBC 2006》早早作了宣传,并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示与交流研究成果,探讨新的研究发展方向,同时也极大地推动了区域海洋生物技术研究的发展进程。在各大洲,先后成立了区域性学术交流组织,如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心,其中比较著名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心,康州大学海洋生物技术中心,挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下,原《海洋生物技术杂志》与《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报(以下简称MB T),现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。

为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。

1.发展特点

表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。

1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石

海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC 2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。

1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面

目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。转贴于

表1 近期IMBC大会研讨的主要内容

表2 近期IMBC大会和《Marine Biotechnology》学报论文统计表

1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面

利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。

1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题

其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。

2. 重点发展领域

当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:

2.1发育与生殖生物学基础

弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。

2.2基因组学与基因转移

随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。

2.3病原生物学与免疫

随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。

2.4生物活性及其产物转贴于

海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。

2.5海洋环境生物技术

该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。

3.前沿领域的最新研究进展

3.1发育与生殖调控

应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1],研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1],对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1],建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2],进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2],应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2],建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2],建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2],通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3],研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4]。

3.2功能基因克隆

建立了牙鲆肝脏和脾脏mRN A的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1];将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用[2];构建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501A cD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞 EST中分离出596个 cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的ß一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4];鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。

3.3基因转移

分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1],建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2];研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3];应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3];在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2];在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。

3.4分子标记技术与遗传多样性

研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1];利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8 S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2];研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3];弄清了一种深水鱼类(Gonostoma gracile)线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类 tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3];用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。

3.5 DNA疫苗及疾病防治

构建了抗鱼类坏死病毒的 DNA疫苗[1];开展了虹鳟IHNV DNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2];建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。

3.6生物活性物质

从海藻中分离出新的抗氧化剂[1],建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1];从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zostera marina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2];发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3];从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4];从一种海洋细菌中分离纯化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。

3.7生物修复、极端微生物及防附着

研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1],研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1];研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1];用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2];从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2];建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用[3];分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。

4.展望与建议