表观遗传学的特点

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表观遗传学的特点范文第1篇

基因组印记

基因组印记是一种不遵循传统孟德尔遗传规律的表观遗传现象。这是由于来源于某一亲本的等位基因或其所在的染色体发生了表观遗传修饰，导致不同亲本来源的两个等位基因在子代细胞中表达不同。受印记机制调控而差异表达的基因称之为印记基因（imprintedgene）。目前在植物、昆虫和哺乳动物中均发现了基因组印记现象，而在鸟类、鱼类、爬行类和两栖类动物普遍认为不存在印记现象。1991年Bartolomei等采用基因敲除技术在小鼠中首次确认了类胰岛素生长因子2型受体和非编码RNAH19基因两个母源印记基因及一个类胰岛素生长因子2型父源印记基因。2007年，杜克大学的研究人员用机器学习的人工智能形式发现了156个新的印记基因，并以此为基础创造了第一张人类基因组印记基因图谱。

X染色体失活

X染色体失活是指雌性哺乳类细胞中两条X染色体的其中之一失去活性的现象，X染色体会被包装成异染色质，进而因功能受抑制而沉默化，这种现象也称为X染色体的剂量补偿（dosagecompensation）。X染色体失活的起始和选择发生在胚胎发育的早期，这个过程被X染色体失活中心（X-inactivationcenter，XIC）所控制，是一种反义转录的调控模式。这个失活中心存在着X染色体失活的特异性转录基因，当失活命令下达时，这个基因产生1个17kb不翻译的RNA与X染色体结合，介导DNA甲基化和组蛋白修饰，引发并维持X染色体的失活。X染色体失活中心还有“记数”功能，即保持每个二倍体中仅有1条X染色体有活性，其余全部失活。X染色体的失活状态需要表观遗传修饰来维持，可以通过有丝或减数分裂遗传给后代。

非编码RNA

非编码RNA是指不能翻译为蛋白质的功能性RNA分子，其中包括rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA、microRNA等多种已知功能的RNA以及未知功能的RNA。按照它们的大小可分为长链非编码RNA和短链非编码RNA，前者在基因簇以至于整个染色体水平发挥顺式调节作用，后者在基因组水平调控基因表达并介导mRNA的降解，诱导染色质结构改变，决定细胞的分化命运，还对外源的核酸序列有降解作用以保护本身的基因组。microRNA是一类内源产生的长度约为22个核苷酸的非编码小RNA分子，广泛存在于真核生物甚至病毒中，通过调节编码蛋白的基因的表达或翻译来发挥调控作用。microRNA的功能十分广泛并且渗入到了生理病理学的各种调控途径中，包括发育周期、细胞增殖和分化、细胞凋亡、新陈代谢、神经调控、肿瘤发生以及病毒和宿主的相互作用等。在法医学应用中，由于降解后的片段长度过小，不能进行有效的PCR扩增，然而microRNA就能满足降解检材的PCR扩增，开始成为关注的热点。

表观遗传学在法医学中的应用

1表观遗传学与亲权鉴定

自1985年英国遗传学家AlecJeffreys教授首次报道DNA指纹图技术应用于法医DNA分析以来，DNA分析技术已经在多起重大的刑事犯罪侦破和民事诉讼中发挥重要的作用。目前主要是以荧光标记STR与SNP等传统遗传标记进行个体识别和亲权鉴定。但在法医学亲子鉴定中，尤其是子代为杂合子或者父（母）和子代为相同的杂合子的单亲鉴定中，亲代的必需等位基因可能无法确定，使基因座的鉴别能力下降。但通过使用亲缘特异性甲基化遗传标记可以直接判定等位基因的亲源，从而确定亲代的必需等位基因。Zhao等应用甲基化特异性PCR对被甲基化标记的母系SNP位点rs220028进行检测证明了这一观点。另外，Poon等报道，采用DNA甲基化标记可有效识别孕妇外周血中的胎儿DNA，这也为产前的亲权鉴定提供了一种非侵入性的检测方法。

2表观遗传学与年龄推断鉴定

个体年龄推断一直是法医学研究的重要内容。目前实际工作中，个体年龄推断主要依据人类学方法，通过测量与年龄相关的骨骼、牙齿标志等，根据相关模型进行推算。近年来，许多研究者发现表观遗传学为个体年龄推断的研究提供了一种新的思路。DNA甲基化随年龄变化的特点为利用甲基化标记进行年龄推断提供了可能。陈培利等利用人胚肺二倍体成纤维细胞（humanembryoniclungdiploidfibroblast，2BS）进行体外培养，发现其p16基因启动子区及外显子Ⅰ处的DNA甲基化水平随个体细胞代龄的增加而降低。Tra等用限制性标记基因组扫描（restrictionlandmarkgenomescanning，RLGS）技术对T淋巴细胞2000个基因座的甲基化年龄变化情况进行了调查，发现29个基因座有变化，其中23个增加，6个降低。由于甲基化标记数目众多，从中可以筛选出一组适合于法医学应用的、年龄变化有规律的座位，应用于微量检材的年龄推断。尹慧等用高效液相色谱（HPLC）法对94个健康个体DNA甲基化水平的检测发现，5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，5mC）含量随年龄增加而降低，50岁以上与50岁以下年龄组5mC含量差异具有统计学意义。2010年，Teschendorff等通过对261个绝经后妇女全血样本约14000个基因启动子区超过27000个CpG的甲基化状态进行分析，证实干细胞多梳蛋白家族（polycombgroup，PcG）靶基因比非靶基因更容易随年龄发生甲基化，并且变化不依赖于组织类型、疾病状态和甲基化水平。

Bocklandt等通过分析唾液中的DNA甲基化标记，可以预测一个样本组成员的年龄，结果与实际年龄相差大约在5岁范围内。这项技术如果被确证，可能会成为法医取证方面很有用的一种工具。同时，它还表明了一种可能性：DNA甲基化修饰或许可以提供一种比计算生日更具医学相关性的年龄测定方法。

2010年，NorenHooten等在外周血单核细胞中的800个microRNA标记中筛选出9个与年龄相关的基因，但发现其中5个与疾病有关，该研究表明microRNA可以作为推断年龄以及和年龄相关疾病的诊断指标。

2011年，国内Jin等首次报道了通过体细胞发挥功能的组蛋白修饰基因对衰老这一重要生物学过程的调控作用。这项研究通过生物化学、分子生物学、遗传学和系统生物学相结合的方法，发现组蛋白H3K27me2/3去甲基酶UTX-1/UTX对衰老发挥了重要的调控作用。在秀丽线虫中，该基因的杂合突变体及野生型的RNAi敲降后都能极大地延长线虫寿命，使其抗逆性也大大加强。遗传学分析发现其功能依赖于胰岛素样信号通路。这种通过重新建立组蛋白修饰模式的方式，揭示了细胞的重编程在抑制衰老过程中的重要作用，并提示其作用机制在哺乳动物细胞中同样存在。

3表观遗传学与双生子的鉴别

同卵双生子（monozygotictwins，MZ）是由一个受精卵经过卵裂产生两个单独的细胞，并发育为完全独立的个体，因此同卵双生两个个体的遗传背景完全相同，享有共同的DNA序列。在法医DNA分析领域，现有的DNA分析手段尚不能有效鉴别同卵双生个体。

但是近年来，众多研究都已证实，同卵双生子的表观遗传学水平存在一定的差异。Fraga等对西班牙的40对同卵双生子个体进行研究，发现他们在DNA甲基化、X染色体失活、组蛋白位点特异性乙酰化上存在差异，并且这种差异会随年龄增长而增加。Kaminsky等对114对同卵双生子个体的DNA甲基化的研究显示，血白细胞、口腔黏膜上皮细胞和肠道组织中的甲基化状态均存在差异。

此外，Ollikainen等对新生儿不同组织相关的4个差异甲基化区域的甲基化状态进行了研究，发现甲基化水平存在显著差异。从上述研究成果中可以看出，研究人员已经把目光投入到了法医DNA分析的全新领域，尤其是DNA甲基化在同卵双生子中的研究。这些都为采用DNA甲基化这一表观遗传学标记进行同卵双生子个体甄别的可能性提供了强有力的理论支撑。

4表观遗传学与组织来源鉴定

在常见的法医学案件中，有时需要对生物检材的组织来源进行鉴定。传统的形态和生化方法信息含量少，容易受各种条件的影响，因此常常受到限制。随着分子生物技术的发展，以表观遗传学为基础的组织鉴定方法存在明显优势，越来越为人们所关注。

例如，富含CpG的Alu重复序列，在体细胞中是甲基化的，在生殖细胞中却是低甲基化的，有一个在进化上比较年轻的Alu亚族在中几乎是完全没有甲基化的。通过对这一Alu亚族甲基化的分析，就可以判断检材是否含有。范光耀应用联合亚硫酸氢盐的限制酶法，调查、常见体液、分泌液和组织的DEAD盒多肽4［DEAD（Asp-Glu-Ala-Asp）boxpolypeptide4，DDX4）］基因启动子甲基化水平，发现中的甲基化水平显著高于非组织。因此，选择一个合适的界值，可以根据DDX4甲基化水平有效地鉴别（斑）的种属来源。

Hanson等运用RT-PCR技术，根据microRNA的细胞组织特异性对血液、、唾液、阴道分泌液和经血进行来源鉴别，并通过与21种人体组织比对验证了各种斑痕microRNA表达的特异性，用于检测RNA的模板量最低可达50pg。Zubakov等运用微阵列和Taqman定量PCR技术确证了一些能运用于法医学实践识别血痕和精斑的稳定的microRNA标记。该项研究不仅将灵敏度提高到相当于单细胞水平的0.1pgRNA模板量，而且在新鲜与陈旧样本的比对中发现其microRNA分子绝对含量未发生明显变化。

5其他

近年来，随着学者们对RNA在法庭科学领域的研究逐渐广泛和深入，发现microRNA在法医学领域的应用价值也日益重要。2007年王芬等发现有6个microRNA分子在H2O2诱导PC12细胞凋亡后表达显著下调，这一结果为法医病理学者研究脑缺血再灌注损伤中神经细胞凋亡的机制提供了理论依据。2010年李文灿等在研究大鼠心肌组织microRNA降解与死亡时间的相关性时发现，其含量在机体死后120h内保持相对稳定的水平，可作为内参指标反映其他生物指标的变化水平。

随着分子生物学技术的飞速发展，法医工作者又面临一项新的挑战，即如何在日常的亲缘鉴定和个体识别工作中有效甄别伪造DNA。用于伪造DNA常使用PCR扩增的方法，因此使用亲缘特异性甲基化遗传标记，可以在进行亲子鉴定和个体识别的同时，检测样本的甲基化状态，从而鉴别样本是否为人工伪造DNA。因此DNA甲基化遗传标记在鉴定DNA是否人工伪造中发挥着重要的作用。

表观遗传学的特点范文第2篇

龄成为可能。作为表观遗传学重要组成部分的dna甲基化，在机体生长、发育、衰老的过程中存在着动态变化过程．通过

检测dna甲基化改变，有望构建与之相关的年龄变化模式，用以推断个体年龄。本文着重介绍dna甲基化水平的改变与

个体年龄的相关性及其在判断个体年龄方面的前景。

【关键词】法医物证；dna甲基化；年龄推断；生物体衰老

【中图分类号】d9l9．2

【文献标识码】a

【文章编号】1007—9297(20__)04—0284—05

当前在法医学实践中，对个体年龄的推断主要是

依据人类学方法测量骨骼、牙齿等一些具有年龄相关

性的检材．并根据相关模型进行计算。分子生物学的

飞速发展，开拓了人们的视野。借助于分子生物学理

论和方法．在细胞水平、分子水平发现一些可能与年

龄相关的遗传学改变，如dna损伤修复能力、端粒的

长度、线粒体片段的缺失、dna甲基化水平、b一半乳糖

苷酶活性以及基因表达谱等。lll dna甲基化是表观遗

传学(epigenetics)的重要组成部分，在维持正常细胞

功能、遗传印记、胚胎发育以及人类肿瘤发生中起着重

要作用．在衰老的过程中某些细胞会发生年龄相关的

变化，121例如某个cpg岛的从头甲基化会关闭一个基

因，使这个基因相关的生理功能丧失：同样。甲基化的

丢失也会激活正常情况下沉默的基因．造成不恰当的

异位表达(ectopic expression)。必须指出，表观遗传研

究丝毫没有降低遗传学或基因组学的重要性，恰恰相

反，表观遗传学是在以孟德尔式遗传为理论基石的经

典遗传学和分子遗传学母体中孕育的专门研究基因功

能实现的一种特殊机制的遗传学分支学科。认识到表

观基因组在发育、生长和衰老过程中存在着一个动态

变化的过程，以及体细胞的表观基因组有重新编程的

可能性，有助于我们以新的观点来探索衰老的机制，构

建年龄变化的模式。本文就dna甲基化与个体年龄的

相关性及其在判断个体年龄方面的前景进行探讨。

一

、概述

(一)表观遗传学和dna甲基化

遗传学是与表观遗传学(genetic)相对应的概念。

遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变

化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而

表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表

达水平变化，如dna甲基化和染色质构象变化等：表

观基因组学(epigenomics)~0是在基因组水平上对表观

遗传学改变的研究。甲基化是最重要的表观遗传修饰

形式。dna甲基化是生物体在dna甲基化转移酶

(dnmts)的作用下，以s一腺苷酰一l一甲硫氨酸(sam)

为甲基供体，将甲基转移到特定碱基上去的过程，

dna甲基化多发生在胞嘧啶，大多在一cpg一序列上。

胞嘧啶由此被修饰为5甲基胞嘧啶(5-methylcytosine．

5-mc)。这种dna修饰方式并没有改变基因序列。但

它调控了基因的表达。

哺乳动物中．cpg序列在基因组中出现的频率仅

有l％，远低于基因组中的其他核苷酸序列。但在基因

组的某些区域中，cpg序列密度很高，可以达均值的5

倍以上，成为鸟嘌呤和胞嘧啶的富集区．形成所谓

cpg岛。通常cpg岛大约含有500多个碱基。在哺乳

动物基因组中约有4万个cpg岛，而且只有cpg岛

的胞嘧啶能够被甲基化，cpg岛通常位于基因的启动

子区或是第一个外显子区 。人类基因组中大小为

100～l 000 bp左右且富含cpg二核苷酸的cpg岛总

是处于未甲基化状态．并且与56％的人类基因组编码

基因相关。人类基因组序列草图分析结果表明，人类

基因组cpg岛约为45 000个．大部分染色体每1 mb

就有5—15个cpg岛。平均值为每mb含lo．5个cpg

岛，cpg岛的数目与基因密度有良好的对应关系。健

康人基因组中．cpg岛中的cpg位点通常是处于非甲

基化状态，而在cpg岛外的cpg位点则通常足甲基化的。这种

甲基化的形式在细胞分裂的过程中能够稳定的保留。阁基因

调控元件(如启动子)所含cpg岛中的5-mc会阻碍

[作者简介]李鑫(1974一)，男，山东淄博人，主检法医师，硕士研究生，主要从事法医遗传学研究。

法律与医学杂志20__年第l3卷(第4期)

转录因子复合体与dna的结合，所以dna甲基化一

般与基因沉默(gene silence)相关联；而去甲基化

(demethylation)往往与一个沉默基因的重新激活(re．

activation)相关联。当机体衰老或呈病理状态，特别是

肿瘤发生时，抑癌基因cpg岛以外的cpg序列非甲

基化程度增加，而cpg岛中的cpg则呈高度甲基化，

以至于染色体螺旋程度增加及抑癌基因表达的丢失。

一般说来，dna的甲基化对维持染色体的结构、x染

色体的失活、基因印记和肿瘤的发生发展都起重要的

作用。【6】

(二)dna甲基化的生物作用及特点

1．dna甲基化与基因表达

dna甲基化在维持正常细胞功能、遗传印记、胚

胎发育过程以及衰老过程中起着极其重要的作用。研

究表明胚胎的正常发育得益于基因组dna适当的甲

基化。例如：缺少任何一种甲基转移酶对小鼠胚胎的

发育都是致死性的。[31此外，等位基因的抑制被印记控

制区(icrs)所调控，该区域在双亲中的一个等位基因

是甲基化的。17]印记基因的异常表达可以引发伴有突

变和表型缺陷的多种人类疾病。甲基化抑制基因转录

主要通过以下机制来实现。

(1)直接抑制。cpg岛甲基化真接干扰tf与调控

区dna 的结合． 例如camp反应元件结合蛋白

(creb)，ap一2，e2f，nfkb等tf不能与相应的dna

位点相结合。但有些tf如sp1，ctf与甲基化和非甲

基化位点都能结合，这表明甲基化单独不足以阻止体

内tf与dna相结合。

(2)间接机制。近年来发现一些甲基化dna结合

蛋白如mdbp1，mdb2以及甲基化cpg结合蛋白如

mecp1，mecp2与甲基化dna特异结合，抑制基因转

录。其介导转录抑制的程度取决于甲基化密度和启动

子的强度。如低密度甲基化可完全抑制一些弱的启动

子，但对强的启动子则收效甚微。

(3)dna甲基化还可通过影响染色体结构来抑制

转录。不仅甲基化启动子区形成的核小体抑制体外起

始转录，而且mecp1与甲基化启动子cpg位点结合

后，可引起染色质聚缩成非活性高级结构，以至于转

录因子不能与其相结合，从而抑制转录。

dna甲基化状态并非固定不变．在许多哺乳动物

组织内，基因组甲基脱氧胞嘧啶水平随老化而下降，

在鲑鱼、小鼠、大鼠、牛与人类的脑、肝脏、大肠粘膜、

心脏和脾脏内发现dna脱甲基化作用。相反，大鼠肺

则不发生脱甲基化，大鼠。肾内甲基脱氧胞苷总含量增

加。这说明甲基化状态随老化而变化，即发生甲基化

· 285 ·

和脱甲基化，但总的说来，最常见的变化似乎是进行

性的脱甲基化。这些变化均可导致随老化而发生的基

因表达变化。

2．dna甲基化与肿瘤的关系

研究表明，dna甲基化在肿瘤的发生、发展中起

重要作用。甲基化状态的改变是引起肿瘤的一个重要

因素，这种变化包括dna甲基化总体水平降低和启

动子等基因表达调控元件附近的cpg岛局部甲基化

水平的异常升高，从而导致基因组的不稳定(如染色

体的不稳定、可移动遗传因子的激活、原癌基因的表

达)和抑癌基因的不表达。如果抑癌基因中有活性的

等位基因失活，则发生癌症的几率提高，例如：胰岛素

样生长因子一2(igf一2)基因印记丢失导致多种肿瘤，

如wilm‘s瘤。【8j

3．dna甲基化与基因印记

基因组印记是性细胞系的一种表观遗传修饰，这

种修饰有一整套分布于染色体不同部位的印记中心

来协调。印记中心直接介导了印记标记的建立及其在

发育全过程中的维持和传递，并导致以亲本来源特异

性方式优先表达两个亲本等位基因中的一个．而使另

一个沉默。基因组印记是可遗传的，dna的甲基化在

基因组印记的分子机理中充当重要角色。dna高甲基

化是一个基因印记抑制信号，dna甲基化对控制印记

基因中父子和母子等位基因的不同表达具有重要作

用。[91

4．人类基因组dna甲基化的特点

dna甲基化的基本特征有：1)数量多、信息容量

大；2)可遗传性：有丝分裂时分化细胞可以稳定地将

甲基化模式传递给子代细胞：3)相对稳定性，即在体

内．内外环境短时间变化不会引起细胞基因组甲基化

谱的改变；4)与snp标记毗邻，提供不同层次信息，相

互补充。人类基因组dna甲基化还有自身特点。

(1)时空特异性。dna甲基化是记录细胞分化历

史、维持组织特异性基因表达的主要机制之一。有学

者认为，dna甲基化可能使分化细胞基因组重新编

程，通过dna 甲基化来控制基因的时空表达，调节发

育过程和各种生理反应。在不同组织或同一类型细胞

的不同发育阶段，基因组dna上各cpg位点甲基化

状态的差异构成基因组dna甲基化谱。组织特异的

dna甲基化谱是哺乳动物基因组的一个显著特征。

细胞之间dna甲基化模式的差异是在个体发育

的过程中逐步形成的，并在以后的有丝分裂中保持不

变。在胚胎发育过程中，细胞的甲基化模式按一定方向

发生有规律地变化。成年个体，组织特异性基因形成组

· 286 ·

织特异性的甲基化模式。随着年龄增长，基因组dna甲

基化总体水平不断下降．特定dna片断的甲基化程度

可以增高或降低。取决于组织细胞和基因种类。

(2)亲缘特异性。在某些基因座，所有组织体细胞

都选择性地将亲代一方的等位基因甲基化．呈现亲缘

依赖的等位基因甲基化模式。

(3)病理特异性。在病理状态下，组织细胞的dna

甲基化谱发生特异性的改变。dna甲基化改变在许多

肿瘤的发生发展过程中发挥重要的作用。目前证实，启

动子高甲基化是肿瘤抑制基因第三种常见的失活途径。

二、dna甲基化与年龄相关性

分化细胞的稳定性是高等生物的基本特征之一。

然而，在衰老过程中某些细胞会发生年龄相关的变

化。例如，某种cpg岛的从头甲基化会关闭一个基因，

丧失与这个基因相关的生理功能；同样．甲基化的丧

失也会激活正常情况下沉默的基因，造成不恰当的异

位表达。2o世纪8o年代初，wilson等测定了体外培养

的人、田鼠及小鼠成纤维细胞dna的5 甲基胞嘧啶

含量，发现均随细胞分裂次数的增加而降低．且下降

速度以人、田鼠、小鼠的次序递减．而永生化细胞系的

5 甲基胞嘧啶含量则保持相对稳定。以dna甲基化

酶抑制剂5 氮杂胞苷或5 氮脱氧胞苷处理人二倍

体成纤维细胞或某些肿瘤细胞，可使其增殖能力下

降，体外培养寿限缩短。因此，dna甲基化水平也可以

作为细胞分裂的“计时器”。体内实验同样发现基因组

整体甲基化水平有随龄降低的趋势。

在基因组整体甲基化水平降低的同时，衰老过程

中也伴有个别基因甲基化水平增高的现象。最早证明

与年龄相关启动子cpg岛的甲基化是人结肠组织雌

激素受体(estrogen receptor，er)基因，年轻个体中，几

乎检测不到er基因的甲基化，以后，随龄逐渐升高。

另外。胰岛索样生长因子2(insulinlike growth facror，

igf2)、肌原调节蛋白myod1、体觉诱发电位组分

n33基因启动子cpg岛的甲基化水平在正常的结肠

组织中同样随龄升高。tra等用限制性界标基因组扫

描技术对t淋巴细胞20__个基因座的甲基化年龄变

化情况进行了调查，发现29个基因座有变化，其中23

个增加，6个降低。也许．这些特定基因的甲基化是更

好的衰老生物学标志。

陈培利等_10]利用人胚肺二倍体成纤维细胞(hu

man fetal lung diploid fibroblasts。2bs)进行体外培养。

发现其p16基因启动子区及外显子i处的dna甲基

化水平随个体细胞代龄的增加而降低。他们首先将

2bs细胞在体外作常规传代培养(规定3o代龄以内为

法律与医学杂志20__年第l3卷(第4期)

年轻细胞，55代龄以上为衰老细胞，在31至54代龄

之问位中年细胞)。然后用有机法提取细胞dna，取各

组dna各llxg加入sinai约40u，25~c酶切过夜(smai

不具备甲基化修饰作用)。然后对p16基因外显子i

及13-actin进行pcr扩增。

ll 二| ’。_ lll

l | _ __⋯一_l＼

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年轻细胞中年j田胞老年细胞

围1不同代龄2bs细胞p16外显于pcr扩增条带的吸光度扫描值【’。

寰1 不同代龄2bs细胞pl6外丑于l殛i~-actinpcr扩增条带的吸

光度扫描值

组别 n

沣：#以b—actin的值校正后结果；t检验，与年轻细胞相比， p<o．05

实验结果(参见表1)表明，不同代龄2bs细胞

p16基因外显子i上的扩增产物均低于相对的未酶切

的b—actin对照组，且其dna甲基化水平随代龄的增

加而趋于降低，在年轻细胞中甲基化水平约为64％．

而在衰老细胞中仅为24％，降低约40％。在之后的研

究中，陈培利等在以2bs为模型的衰老研究中发现，

细胞分裂一次端区(即端粒)缩短50bp，抑制dna甲

基化则可导致细胞早衰。⋯】他们测定了去甲基化处理

后的2bs细胞的端区长度．研究表明老年2bs细胞衰

老表型更加明显，端区长度较对照细胞缩短，而年轻

细胞则变化不显著。从而推断甲基化的改变可以影响

染色质的构象，从而可能改变端区结合蛋白与dna

的作用l1 1，后者可以进一步引起端区长度改变。

三、dna 甲基化检测方法

随着对甲基化研究的不断深入，各种各样甲基化

检测方法被开发出来以满足不同类型研究的要求。

dna甲基化可以从甲基化含量、甲基化水平、甲基化

模式和甲基化图谱分析等多种途径进行分析。甲基化

含量分析5mc在基因组中所占的总体比例：甲基化水

2 1 8 6 4 2 0

l n n

璎辍 越

法律与医学杂志20__年第13卷(第4期)

平分析单个cpg胞嘧啶甲基化的发生率，若同时分析

多个cpg位点，则可以制作甲基化水平图谱；甲基化模

式分析一段单链dna上一组cpg的甲基化状态组合。

根据研究目的，甲基化检测方法分为：基因组整体水平

的甲基化检测，特异位点甲基化的检测和寻找新甲基化

位点。从研究所用的处理方法不同分为：基于pcr的甲

基化分析方法；基于限制性内切酶的甲基化分析方法；

基于重亚硫酸盐的分析方法和层析法等。[31以下归纳

总结了主要的甲基化分析方法以及相关特性。

(一)基因组整体水平甲基化分析

高效液相色谱柱(hplc)及相关方法。hplc是一

种比较传统的方法，能够定量测定基因组整体水平

dna甲基化水平。它由kuo等1980年[131首次报道。

过程是将dna样品先经盐酸或氢氟酸水解成碱基，

水解产物通过色谱柱，结果与标准品比较，用紫外光

测定吸收峰值及其量，计算5mc／(5mc+5c)的积分面

积就得到基因组整体的甲基化水平。oefner等1992

年提出变性高效液相色谱法(dhplc)用于分析单核

苷酸和dna分子。邓大君等20__年i141将其改进与

pcr联用建：立了一种检测甲基化程度的dhplc分析

方法。将重亚硫酸盐处理后的产物进行差异性扩增。

由于原甲基化的在重亚硫酸盐处理时仍被保留为胞

嘧啶，因此原甲基化的在pcr扩增时，其变性温度也

相应上升。使pcr产物在色谱柱中保留的时间明显延

长．这样就可以测定出pcr产物中甲基化的情况。

这种方法的最明显优点是：可用于高通量混合样

本检测．能够明确显示目的片段中所有cpg位点甲基

化的情况．但不能对甲基化的cpg位点进行定位。

其他基因组水平甲基化分析还有sssi甲基转移

酶法，免疫化学法，氯乙醛法等。各具优缺点。

(二)特异性位点的dna 甲基化的检测

1．甲基化敏感性限制性内切酶(ms—re—pcr／

southern)法

这种方法利用甲基化敏感性限制性内切酶对甲

基化区的不切割的特性．将dna消化为不同大小的

片段后再进行分析。 这是一种经典的甲基化研究方

法，其优点是：相对简单，成本低廉，甲基化位点明确，

实验结果易解释；

2．甲基化特异性的pcr(ms—pcr)

herman等[161 1996年在使用重亚硫酸盐处理的基

础上新建的一种方法。它将dna先用重亚硫酸盐处

理。这样未甲基化的胞嘧啶转变为尿嘧啶，而甲基化

的不变。随后行引物特异性的pcr。检测msp扩增产

物．如果用针对处理后甲基化dna链的引物能扩增

· 287 ·

出片段，则说明该被检测的位点存在甲基化；若用针对

处理后的非甲基化dna链的引物扩增出片段．则说明

被检测的位点不存在甲基化(见图2)。[15·17]

． ／

5’衄_{2盈__ 平 盈3． 5-啪__曩墨|_唧h _霉叠__甲3·

— __． —

p1．m ri 一 一

图2甲基特异性的pcr扩增(ms—pcr)示意i莩i。dna经重亚硫酸盐处

理后。以处理后的产物作为模板．加入甲基化特异性的引物(primer 1)

或非甲基化的引物(primer¨)．进行特异性的扩增(如图所示)，只有结

合完全的甲基化或非甲基化特异性引物的片段才能扩增出产物。[1s,1

(三)寻找新甲基化位点

1．限制性标记基因组扫描(rlgs)

costello等20__年报道的rlgs[ 81能对整个基因

组的甲基化状态进行分析．发现新甲基化基因的方

法。这种方法联合使用了限制性内切酶及二维电泳。

其过程是：先用甲基化敏感的稀频限制性内切酶not

i消化基因组dna，甲基化位点保留，标记末端、切

割、行一维电泳，随后再用更高频的甲基化不敏感的

内切酶切割。行二维电泳，这样甲基化的部分被切割

开并在电泳时显带，得到rlgs图谱与正常对照得出

缺失条带即为甲基化的可能部位。

2．联合甲基化敏感性限制性内切酶的mb(com．

pare—ms)

srinivasan yegnasubramaniant 91 20__年报道了一

种新方法compare—ms．该法将mbd柱层析法与

ms—re联用。互补了各自单用的弊处，能够快速、敏感

的检测dna甲基化情况(见图3)。[19j

四、甲基化型分析的优势以及存在的问题

(一)甲基化作为检测对象的优势

1．甲基化型既能反映有关基因功能状态及与此相

连的多种疾病相关的丰富信息。叉具有简单的“二元

化”性质，即令甲基化为“0”，非甲基化为“1”，就可以进

行数字化处理，便于开展大规模和自动化监测分析。

2．dna分子十分稳定。有可能将它和dna的snp

分析等置于同一个技术平台。同时它又比rna和蛋白

质更便于保存和运输。并可对已经石蜡、甲醛或乙醇预

· 288 ·

_f 簟

图3 联台甲基化敏豫性限制性内切酶的mbd (compare-ms)示

意围。用甲基化以外的位点的内切酶ia酶)与甲基化敏雅的内切酶(b

酶)联用．则甲基化的dna链不被切开。非甲基化的切开．再行mbd

捕获存在甲基化位点的dna片段。最后行实时pcr扩增并分析。f删

处理的样本进行分析，可以开发历史上储备的病理学资

料。

(二)存在的问题

目前还未找到dna甲基化改变与年龄之间的精

确的量化关系式。虽然人们对个体细胞的衰老及其基

因甲基化水平的改变有了初步的了解．但还在研究探

索二者之问的精确的量化关系。[201对使用dna甲基

化改变来推断个体年龄的大小，仍需要进行大量的研

究和调查。

(三)付诸于实践之前还必须解决的问题

1．确定表观遗传修饰与特定生理指标的相关性：

2证实将这些指标作为鉴别诊断的潜在可能性和

技术可行性：

3．通过一定规模的流行病学调查来验证实验室内

的表观遗传生理及病理发现在人群中的真实性。

五、dna甲基化在法医学中判定个体年龄上的展

望

目前，研究dna甲基化水平改变与个体年龄的

相关性尚处于试验阶段，但已引起许多学者的关注。

人类表观基因组协会(human epigenome con—sortium，

hec)于20__年1o月正式宣布开始投资和实施人类

表观基因组 计划(human epigenome project，hep)。

dna甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的

重要研究内容，hep的最终目标是就要确认这些dna

甲基化位点在人类基因组的分布与频率，以指导和系

统研究dna甲基化在人类表观遗传、胚胎发育、基因

印记等发挥的作用。 借助于该计划的实施和分子生

物学技术的发展，在法医实践中可以通过调查各年龄

段人群基因组dna甲基化分布以及相关频率，建立

相关统计学模型，将来有望成为法医个体年龄判定的

一项重要的生物学指标。(感谢西安交通大学医学院第一附

法律与医学杂志20__年第l3卷(第4期)

属医院妇产科、环境与疾病相关教育部重点实验室郑鹏生教授

和顾婷婷同学的支持和帮助。)

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表观遗传学的特点范文第3篇

【关键词】　微小RNA；　分子生物学特征；　调控作用机制；　治疗

Lee等[1]1993年发现在秀丽隐杆线虫(C，elegans)存在一种非编码的基因。核糖核酸(RNA)lin-4参与调控线虫时序发育。Reinhart等[2]于2000年在线虫中发现另一个类似结构的具有转录后调节功能的小分子RNA(Let-7)。随后，相继在生物界包括动、植物，病毒等142个物种中发现15172个小分子RNA，统称为微小RNA(microRNA、miRNA)，发现并鉴定在人类基因组中可能存在1000个miRNA[3]。研究表明，miRNA参与了细胞分裂，增殖、分化、发育等生物学过程，而且发挥着癌基因和抑癌基因的功能，在肿瘤的发生、发展中发挥着重要的作用[4]。肺癌已成为人类病死率最高的肿瘤类疾病之一，据统计全球每年大约有130万人死于该病[5]。在肺癌患者中，80%以上是非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer， NSCLC)，其发病率呈逐年上升趋势。调查表明，NSCLC在干预后5年存活率仅为15%[6]。因此，肺癌的早诊、早治已成为当前基础和临床研究的热点。本文综述miRNA及其与肺癌治疗的新进展，新认识。

1　MiRNA的分子生物学特征

miRNA分子生物学特征包括[7]：(1)一组内源性非编码单链小分子RNA，广泛存在于生物包括动植物，病毒等真核细胞中，具有高度保守性；(2)长度为18～22 nt；(3)miRNA在3ˊ端有1～2个碱基的长度变化，为单链结构，5ˊ端有一磷酸基团，3ˊ端为羟基，该结构特点是使其与功能mRNA的降解后段和大多数寡核苷酸保持区别；(4)同一基因簇的miRNA具有较强的同源性，不同基因簇的miRNA同源性较弱，其表达具有时序表达特异性和组织表达特异性；(5)据预测，miRNA调控人类约超过1/3的mRNA，单个miRNA能影响数百种蛋白质的表达。

2　肺癌中的miRNA的调控作用机制

miRNA通过靶基因3ˊ端非翻译区序列结合，在转录后水平调控靶基因。肺癌中miRNA的调控作用机制大致可分为3类[8]，即转录后调控，表观遗传学(apigenetics)调控和miRNA的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism， SNP)。

2.1　转录后调控　在细胞质内，成熟的miRNA与AgoⅡ等形成诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex， RISC)。RISC内miRNA通过与靶基因mRNA的3ˊUTR结合来调控基因的表达，其方式主要有两种，即抑制翻译或降解mRNA。此外，miRNA还可能影响mRNA的稳定性。

2.2　表观遗传学调控　表观遗传学是指在基因的核苷酸序列不发生突变的情况下，基因的修饰与DNA甲基化，组蛋白的乙酰化等导致基因活性发生改变，且可遗传数代。miRNA通过甲基化靶基因，即通过表观遗传学的改变来影响肿瘤的发生。miRNA的表达，尤其是靠近CPG岛的基因受甲基化影响较大。研究表明，miRNA-370作用与白介素-6(IL-6)，受DNA甲基化酶Ⅰ及HASI4442的影响，而miR-34b和miR-34c由于甲基化不足影响p53相关基因的功能[9]。miR-29家族作为抑癌基因，作用于DNA甲基转移酶DNMT3A和DNMT3B，诱导抑癌基因EHZT，wwox正常甲基化，从而抑制NSCLC的发展[10]。

2.3　miRNA的SNP　miRNA多态性与肺癌形成密切相关。Sun等[11]分析了多种miRNA的多态性，表明即使在成熟miRNA之外的序列的碱基改变亦能影响miRNA的生成和功能。在pre-miR-146a中。G/C改变导致成熟的miR-146a表达下降。从而对其靶基因的作用显著下降。Hi等[12]研究发现，pre-has-mir-196中的rs 11614913 SNP(C-T)改变了has-mir-196加工的过程，影响了miRNA的成熟和表达，从而影响了NSCLC患者的预后和存活。

3　miRNA与肺癌的治疗

表观遗传学的特点范文第4篇

【关键词】微分方程 生物信息学 案例式教学法 问题式教学法

【中图分类号】O175 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）10-0060-01

生物信息学作为一门交叉学科正在迅猛的发展，通过将数学科学知识和技巧引入生物科学的领域，帮助生物学家解释各种生命现象。同时，生物学又为数学家提供了丰富的研究课题。微分方程是数学专业的核心基础课，也是其他工科专业的必修课程之一，为其解决实际问题提供必要的数学知识。微分方程通过对自然科学和社会科学中的问题进行数值或者定性的描述，帮助人们对事物的发展进行预见。微分方程在众多的领域应用广泛，包括物理学、航天、医药、化学和生物学等领域。随着完成测序的生物数量的迅速增加及更深入广泛的了解基因功能，生物网络的研究在生物信息学中越来越受重视。由于微分方程系统的灵活强大，有利于描述生物网络中的复杂关系。因此，微分方程课程被生物信息学专业作为重要的必修课程之一。由于本课程数学理论丰富应用性较强的特点，在给非数学专业学生授课的过程中往往面临两难的境地：一方面如果按照数学专业授课模式侧重数学理论的介绍就会脱离本专业的特点，应用性欠缺使得学生缺乏兴趣；另一方面，如果大量介绍应用，又会因为学生数学背景知识的缺乏而造成学生比较迷茫。如何在授课过程中将理论和实际内容有机的结合，从而使学生在学习中产生兴趣值得思考。本文结合生物信息学的专业特点，总结了微分方程在教学过程中的一点体会。

1.合理的整合教学内容

关于微分方程的教材很多，但是一些教材偏重于理科注重公式定理的推导证明，没有实际应用的举例，公式抽象语言晦涩学生难于理解。本校生物信息学本科专业采用的教材是周义仓编写的常微分方程及其应用，其内容上在反应数学理论严密性的同时，强调了建模、应用和计算机等特点，每章使用数学软件进行具体实例的解析。

首先，在吃透教材的基础上对教学内容进行合理适当的调整。在了解数学背景知识的同时更注重微分方程理论的应用性而不关注数学公式的推导。

其次，注意不同知识点的归纳总结。在教学过程中注意及时的整理和总结，帮助学生理清它们之间的区别与联系。同时，这些理论知识的落脚点就是众多不同类型微分方程的求解，针对不同求解方法进行归纳，强化训练。

最后，注意学生实际的动手操作能力。结合实验课针对每章的教学内容锻炼学生的实际动手操作能力，结合Maple或Matlab软件判断微分方程的类型并进行求解。除此之外，可以适当增加实际的问题，例如药物代谢、基因调控网络等生物信息学中的经典问题进行数学建模、求解方程、解释实际现象。

2.多样化的教学方法和手段

微分方程涉及很多数学理论的推导，因此在数学专业中往往采用板书的方式。既能帮助学生理解推演过程，又能根据学生理解情况随时调整。但是对于生物信息学专业单纯的板书或者多媒体教学都会导致单调枯燥，影响学生的学习兴趣。将二者有机的结合，通过板书将复杂的理论知识在黑板上演示，同时将微分方程的图形利用多媒体技术展现使得课堂教学更具有直观性，使学生更容易理解教学内容并加深印象。在教学过程中适当引入讨论式教学方法，针对实际问题让学生进行分组讨论有利于培养学生积极探索、勇于创新、敢于质疑的学习态度。

3.理论联系实际

对于微分方程的内容，如果只进行理论的学习而不进行上机的实际操作无异于是纸上谈兵，上机的操作如果仅仅局限于是方程的求解和判断也仅仅是浪费时间。通过上机时间不仅锻炼学生将所学算法程序化和学生的逻辑思维能力，还要提供学生应对问题的解决能力。随着海量基因组数据的出现，如何利用基因组数据分析基因调控网络和代谢途径是生物信息学研究人员亟待解决的问题。利用微分方程演化生物网络中的复杂关系得到了广泛的应用。针对微分方程在基因调控网络中的应用，让学生体会将实际问题数学化，建立模型求解方程，解释实际问题，培养学生解决实际问题、提高算法分析与设计的能力。其次，积极鼓励学生参与数学建模竞赛活动，在活动中让学生体会运用理论知识解决实际问题的乐趣。

4.灵活的评价机制

传统的考核办法采取单一的笔试成绩，但这往往不能评价学生的综合素质以及知识的掌握程度。在考核内容上主要突出三点内容：（一）对基本概念的掌握程度；（二）分析问题与解决问题的综合实力；（三）考查学生对微分方程求解方法和技巧的掌握。

对于生物信息学专业的学生，要求有强大的数学与计算机功底解决生物学问题。因此既要有扎实的理论基础，又要求具有分析和解决实际生物学问题的能力。面对微分方程这门课程，既要重视数学理论的教学，又要注重对学生解决生物学实际问题的引导，结合本专业的特点及培养目标，培养学生分析问题和解决问题的能力。

参考文献：

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作者简介：

王芳（1982- ），吉林人，哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院，讲师，主要研究方向：生物信息学，计算表观遗传学。

表观遗传学的特点范文第5篇

关键词：分子生物学；课程教学；改革研究；创新生物学人才

分子生物学的目标是在分子水平上阐明细胞活动的规律，从而揭示生命的本质[1]。虽然它在生物类专业课程体系中充当着重要角色，对生命科学的发展起着至关重要的作用，但是分子生物学的教学却因为课程内容多，学科交叉广，理解难度高，信息量大，知识更新快而使教学效果差强人意，集中表现为教师授课难和学生学习难。这种现状不但困扰着老师和同学，也与大学培养高素质创新型人才的目标不相适应。如何克服分子生物学课堂教学的“瓶颈”？本人在从事十多年的分子生物学教学过程中，努力研究和探索多种形式的教学改革，力求提升教学效果和教学质量。

一、教学内容的合理组织

分子生物学的教学除了选用好的教材，制定完善的教学大纲，如何组织教学内容是教学的一个非常重要环节[2]。教学内容呈现给学生的应该是完整、清晰的、有层次、条理的知识。我们在组织教学的过程中，首先从提高自身学科素养着手。“一本教材书，数种参考书”，除分子生物学国内、国外各类版本外，与分子生物学相互交叉和渗透的其他学科，如细胞生物学、生物化学、遗传学，我们也都进行了系统的学习和强化，不断夯实专业知识、拓展专业领域，基本构建了分子生物学完整的知识体系，具备了对教材处理的前提。既避免了教学中各学科的重复，也进一步凝练了知识。此外，我们还通过网络教学平台向全国优秀教师学习，在不断的探索中总结出了教学内容合理组织的一些思路。1.思维导学模式。在DNA复制教学环节，知识点多，并且较分散，很容易在教学中造成学习困难和知识混淆的现象，针对这章教学的特点，我们采用了思维导学模式，收到了非常好的教学效果。2.重点、难点解读。本科教学形式多样化，也更提倡学生的自主学习，但并不是淡化了教师的教学，反而对教师提出了更高的要求[3]。教师必须围绕每堂课的教学目的，合理组织和引导学生理解并掌握教学的重点和难点内容。比如在讲解染色体端粒末端修复机制中，教师首先要从教材的知识结构中梳理出重点。染色体端粒末端修复机制的知识点包括：（1）引物切除造成的遗传信息缺失；（2）端粒末端的特点；（3）体细胞和性细胞末端修复机制的不同；（4）DNA结构的变化；（5）端粒酶的修复机制。梳理知识点后，总结教学重点：一是引物切除后损伤修复在体细胞和性细胞中的不同；二是四链DNA结构；三是端粒酶的修复机制。其中端粒酶修复机制的讲授是学生学习的难点。难点集中在端粒酶的性质和修复发生的过程。经过对教学内容中重点和难点的准确把握和合理组织，教师才能在课堂教学中突出重点、突破难点，让学生的课堂学习无障碍。

二、教学方法和手段的改进

教学方法的推陈出新，是教学改革的重要内容[4]。为发挥学生作为教学主体的能动性，我们根据具体的教学内容设置了启发式、联想式、探究式等多种教学方法[5]，让学生参与到教学过程中，不仅活跃了课堂气氛，而且在分享知识的同时，更注重教会学生灵活掌握学习的方法。

1.启发式教学。启发的目的在于举一反三，触类旁通。针对每一次的课堂教学，设计一些抛砖引玉的问题，供学生思考与讨论，这成为了分子生物学理论教学的重要组成部分。如进行到真核生物基因表达调控学习环节，提出甲基化修饰的生物学意义，这个问题覆盖范围广，涉及到了DNA复制的调节、蛋白质和DNA甲基化修饰对基因表达的调控，以及Epigenetic（表观遗传学）方面的知识。通过提出问题—讨论分析—不断启发—再讨论分析—归纳总结—解决问题这一系列的互动教学活动，充分调动了学生课堂学习的主动性和积极性，在不断的讨论分析中通过展示不同的思维、发表各自的观点，不但有利于促进学生在学习中发现问题、解决问题，而且有利于学生通过对基础知识的消化、理解来达到理论的升华、拓展[4]。

2.联想式教学。分子生物学是在生物化学、细胞生物学和遗传学的基础上发展而来[6]，因此知识相互交叉、相互渗透。在授课的过程中，教师一方面要避免重复，一方面要通过联想知识点适时培养学生的发散性思维，提高学生对知识的迁移能力和整合能力。如在讲解化学修饰对基因的表达调控时，将细胞生物学中的信号转导有机结合，使学生了解基因表达调控对细胞信号转导的作用机制。

3.探究式教学。在分子生物学教学中，每一个理论知识的背后都是科学研究的重大突破。如确定遗传物质是DNA的两大经典实验，我们以探究的形式呈现教学内容，从实验设计，到结果显示，再经过讨论分析并得出结论，以课题研究的角度，研究人员的身份引导学生进入学习角色，将学科概念、理论产生的起因和过程展示给学生，启发学生努力探索，走近科学，让学生从中领悟知识形成的探究性和科学性，逐渐培养具有创新意识和能力的高素质研究型人才。4.多媒体多样化教学。分子生物学的教学内容具有微观性、复杂性、抽象性和动态性。传统的教学手段无法满足教学的需求，而多媒体技术则具有声像俱佳、动静皆宜的特点[7]，是传统教学无法比拟的。多年来我们不断补充和完善教学手段，逐渐形成了独具特色的多媒体教学课件。多媒体图像处理清晰直观，文字表述简洁明了、主题突出。课件中的图像来源于国内外的网络数据平台。如讲述DNA半保留复制机理时[8]，首先将DNA可能存在的几种复制方式用图像展现，并利用Meselson和Stahl设计的DNA复制同位素示踪实验和密度梯度离心实验来进行结果验证，引导学生明确掌握DNA半保留复制特点，并结合文字，通过图文并茂的多媒体课件，将教学内容中的背景知识、基本概念、基本理论，以及静态、抽象的微观知识清晰讲解。多媒体课件动静结合、声像互动。对于生命过程中动态的知识点，比如DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的翻译过程，可以将这些复杂的生命过程利用多媒体手段做成动画并配以文字和声像，形象直观地展现给学生，既加深了学生对知识的理解，也提高了其学习效率。

三、知识领域的拓展

分子生物学的教学内容除包含基础理论知识外，还有大量理论应用的研究方法部分。我们在教学中不仅仅将知识局限在教材中，利用课堂教学不断引导学生去了解本学科相关领域内的研究热点、最新进展、发展趋势[8]，以及生物技术在生产实践中的广泛应用。

1.专题讲座与专题讨论。专题讲座是教师根据教学内容，自己组织参考资料对教学内容的延伸与拓展。比如在讲授“SNP技术”时，先从遗传标记分析的发展着手，把一代、二代的标记分析做知识性的回顾，再将纳入教材的第三代标记分析“SNP”做详细的讲解，引导大家理解什么是单核苷酸多态性，核苷酸多态性研究的生物学意义以及在医学、农业、畜牧等多种领域的发展与应用。通过这种方式激发了学生的学习热情和求知欲，也使教师不断地进行知识的更新，及时了解本学科当前发展的趋势、研究的热点以及争论的问题。专题讨论则是以学生为主体，根据课程教学内容，组织学生就某一个专题自行查阅、组织文献资料，并在课堂上展开讨论[9]。比如在讲授基因重组的教学内容时，设计“转基因的利与弊”供学生讨论。引导学生思考基因工程药物和转基因动植物对社会产生的巨大影响，让知识离开课本走进生活，从而唤起学生学习的兴趣和探索未知领域的欲望。这不仅使学生更加深入、系统地理解所学知识，并且培养了学生灵活运用知识的能力[10]。

2.生物信息技术与数据库。生物信息技术已经发展成为分子生物学研究方法中不可分割的一部分，比如在“PCR技术”的专题讲座中，不仅要对实验目的、原理、操作以及应用进行讲解，还要特别对引物设计的生物信息技术进行补充，介绍学生对一些常规的生物信息技术软件Primer6.0、DNAman、Olig6.0、DNAS-tar、Cluster等有一个基本的认知度。在整个分子生物学的教学中，学生需要自行查阅和组织各种文献资料，因此，必须特别强调互联网资源运用的重要性。教师通过介绍中国知网、维普、清华同方、NCBI等几个常用资源库，使学生了解如何利用资源库进行查询，对互联网资源的熟练应用使学生的知识体系得以完善，学生通过自身的努力来提高信息收集和辨别的能力，培养了学生的自学能力。

四、教学改革中应该注意的问题

1.教师的专业修养与教学基本功。教师在教学中具有双重身份，既是一名导演，又是一名演员。作为导演，首先需要有最新的教学理念，整个教学过程中适时设问、适时讨论、适时启发。其次要有较强的课堂组织能力，根据学生的学习情况，把握课堂节奏，调动学生课堂学习激情，使教学有的放矢。否则会在教学中出现“启而不发”和论证条理不清的现象；作为演员，还要有良好的课程驾驭能力，通过教师扎实的专业知识、广泛的认知领域、全面的知识结构，呈现给学生的是一个丰盛的知识大餐，而不是一锅夹生饭。因此作为教师，必须从理论水平、科研水平、思维水平这3个方面提高教师自身的专业素质，此外，还要掌握适合自己的各项教学技能。

2.多媒体教学的合理应用。多媒体教学只是一种提高教学效果的辅助手段，是为教师的教学和学生的学习服务的，只有运用合理才可能达到好的效果。因此尽量避免在多媒体教学课件上出现过多的文字，否则多媒体成了教学活动中的主体，老师由照本宣科转变为扮演放映员和播音员的角色。学生的学习兴趣不高，教学效果也就适得其反。多媒体和传统教学只有合理地结合，取长补短，才能在课堂教学中体现出其真正的价值。总之，教学改革的目标是帮助学生建立学科知识体系，培养学生良好的科学素养，提升学生后继学习的能力。正如叶圣陶先生所说：“教师的教学，不在于给学生搬去可以致富的金子。而在于给学生点金的指头。”目前，我们关于分子生物学课堂教学改革还处于不断探索和实践阶段，除了需要不断地提高教师自身的学科修养和科研素质外，也以“夯实基础、拓展知识、增强能力、提高素质”[8]作为教学的目的和人才培养目标，努力在今后把教学工作开展得更加有生有色，为社会培养更多高素质创新型人才。

作者:武晓英 乔宏萍 张猛 吴丽华 郝雪峰 单位:太原师范学院

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