基于产业视角的合成生物学发展态势研究

近年来,受技术突破、政策支持、产业和资本跟进等因素驱动,合成生物学迅速从实验室走向市场,迎来产业化发展的关键时期。本文梳理了2020年以来国内外相关战略规划、政策法规、市场动态、商业合作和金融投资等信息,从产业视角对合成生物学发展态势进行分析。政府方面,合成生物学成为各国生物经济战略中的关键引擎,应用于医药、化工、材料、农业、食品等关联行业的技术路线和规划目标进一步清晰,支持新技术新产品商业化的监管机制不断优化,技术管控和科技安全问题受到关注。市场方面,基于合成生物学的实用成果相继迎来商业化“里程碑”,合成生物企业与传统制造企业“双向奔赴”、协同合作日益紧密,市场投资保持信心并趋于商业理性,有利产业发展的健康生态正加快完善。为加快推动我国合成生物学产业发展,建议进一步研究制定关键领域技术路线,支持底层使能技术、产业核心关键技术与核心装备攻关,推动重点行业应用示范,增强先进生物制造设施、数据资源等能力建设,鼓励各方共建有利合成生物产业化发展的产业生态。

新工科背景下生物学专业创新人才培养模式改革与实践

新工科背景下,生物学专业创新人才培养模式的改革与实践对构建和完善创新引领的教学育人体系、全面保障的质量管理体系具有重要意义。该文以天津大学生物学专业培养方案中的纳米生物学和分子生物学教学改革为例,概括两门重点课程纳米生物学和分子生物学的课程教学经验,分别从课程思政建设、教学模式改革、项目建设过程面临问题与对策三个方面进行探讨和总结,为培养适应新时代需要的高层次拔尖创新人才提供参考和应用实践。

传统学科研究生培养的危机与应对:以古生物学为例

由于受到学科知识体系老化、学科边界固化、育人师资的学缘结构单一、人才培养的支撑体系单调及社会发展新需求等因素的影响,传统学科在研究生培养方面出现了一些危机。以中国地质大学(武汉)古生物学研究生培养为例,通过不断谋划学科新生长点,推出新的课程和教材体系,破解学科知识体系老化、学科边界固化等难题,逐步实现育人体系从古生物学向地球生物学的发展,提升学科解决当今社会面临新挑战的能力。通过强化大师引领、构建多样化的育人师资队伍、发展多样化育人平台体系等途径,逐步实现研究生创新培养的可持续发展。

水稻褐变穗病病原鉴定及其生物学特性分析

对石河子大学农学院试验基地水稻病穗进行分离和纯化,通过形态学、核糖体DNA内转录间隔区(rDNA-ITS)和组蛋白3基因序列对分离病原物进行分析及致病性测定,并研究其生物学特性。结果表明,引起水稻穗部褐色病斑的病原为链格孢菌(Alternaria alternata),通过致病性测定,分离菌株均可导致水稻穗部出现与采样稻穗类似的症状,且从发病的水稻穗部分离出同样的链格孢菌。该病原菌最适生长培养基是以蔗糖为碳源的培养基,最适pH 5~7,最适生长温度29~32℃,最适生长光照24 h全光。综上,本试验中水稻褐变穗病是由链格孢菌(A.alternata)引起。

落实新课标·践行新理念·用好新教材——沪教版初中生物学新教材解析

以《义务教育生物学课程标准(2022年版)》为依据,从编写思想、教材结构、编写体例、教材特色等四方面对沪教版初中生物学新教材进行解读,并根据新教材素材选取、呈现方式、教材特点等,从新型课程观、教学观和学习观对教材进行深度剖析,为一线教师把握新教材、用好新教材、提高课堂教学实效提供参考和指导。

PBL结合LBL教学法在临床微生物学检验实验教学中的应用

本文研究了PBL(Problem Based Learning)和LBL(Lecture Based Learning)两种教学模式相结合后再临床微生物学检验实验教学中的应用。传统的LBL教学模式虽然有知识点系统、完整的特点,但缺乏对学生创新能力的培养,会导致学生在实际临床知识点的应用中倍感脱节。针对此问题,本研究尝试将PBL和LBL相结合,通过模拟临床案例、小组讨论等方式,提高学生的综合能力和对知识的实际应用水平。研究结果表明,采用新教学模式的学生在期末能力考核中,新教学模式取得了显著成果,临床指导老师满意度调查也收获好评。学生的综合能力得到提高,学生对课程内容和实习期间的适应度满意度也有所增加。通过PBL结合LBL的新教学模式,教师在教学中不仅传授系统知识,还能引导学生主动学习,最终提高学生综合素质,构建一个积极的课堂氛围。

基于线上线下混合式教学的微生物学与免疫学课程思政探索与实践

课程思政是实现“立德树人”根本任务的重要举措。近年本课程团队基于线上线下混合式教学模式开展了微生物学与免疫学课程思政探索和实践,从课程目标、教师教学能力、线上线下教学各环节全过程全方位将课程思政有机融入其中,旨在培养“德才兼备”的医药人才。

现代食品微生物学课程教学改革初探

现代食品微生物学是食品科学与工程专业的核心必修课程,是食品专业教学体系中的一门重要课程。针对目前课程教学中存在的教学内容陈旧、教学方式单一、教学考核方式不够科学等问题,教学团队开展了教学改革研究。将食品微生物时事热点案例引入课堂以更新教学内容,鼓励学生在课堂上进行微生物专题研讨展示,在“作业提交-评阅打分”后增加反馈、互动环节,实现教学闭环。经过3轮教学改革实践,学生的教学反馈良好,现代食品微生物学的教学效果得到明显提升。

广东罗非鱼无乳链球菌分离鉴定及生物学特性分析

本研究旨在明确当前罗非鱼无乳链球菌流行状况和生物学特性,为鱼源无乳链球菌病防控提供新的数据。本研究于2019—2020年,从广东罗非鱼主养区茂名、湛江地区采集病样进行无乳链球菌的分离鉴定。用PCR方法对分离株血清型及4个主要毒力基因进行检测,通过纸片法对分离菌株进行31种抗菌药物药敏试验和多重耐药研究,利用斑马鱼模型进行了致病性试验。结果显示:从261份病样中分离到35株无乳链球菌;血清型检测表明无乳链球菌分离株的血清型均为Ia型;主要毒力基因的检测证明,cylE、sodA、gapC基因在所有鱼源分离株及人源、牛源和鱼源参考株中检出率均为100%,而scpB只在人源参考菌株中检出;药敏试验结果发现,无乳链球菌分离株对19种抗菌药敏感率为90%以上,对6种抗菌药耐药率为50%以上,分离株的耐药基因型和表型部分一致,无乳链球菌分离株均多重耐药,其中5重及以上耐药的菌株为27株,占总菌株数的77.1%;斑马鱼致病试验表明,无乳链球菌分离株可导致斑马鱼不同程度的发病死亡。本研究明确了当前罗非鱼源无乳链球菌的血清型、毒力基因、耐药特性和致病性,为广东乃至全国罗非鱼无乳链球菌病的防控提供了参考。

立足学科核心素养提高高中生物学教学有效性研究

高中生物学是学生进入高中阶段学习的重要学科之一。生物学教师要想实现帮助学生快速地理解与掌握知识、促进学生综合能力全面、快速地提升这一目标,需要站在学生的角度制订满足学生实际学习需求的教学策略,并且要围绕生物学核心素养培养进行设计,这是对生物学学科教学提出的要求。生物学教师要先全面地理解与掌握生物学核心素养的含义,再根据其含义、学生的实际学习需求制订教学策略,落实到实际教学中可达成提升学生核心素养水平的目标。

文化自信在近三年广东高中选考生物学试题中的体现

《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》要求弘扬中国特色社会主义文化自信,引导学生形成正确的世界观、人生观、价值观.为此,现从“文化自信”视角对近三年广东高考题进行分析,从中感悟高考对高中生物学教学的导向,以期为备考提供借鉴.一、文化传统的自信文化传统是指现存文化中具有的传统文化特质构成的价值成分.文化传统的自信是指一个国家对自己文化传统的自觉和自信.它是一个国家(民族)的文化根基,也是文化自信的基本内容.

大思政视域下学科育人实践与思考——以高中生物学学科为例

大思政理念下,高中生物学课程教学的重点是培养学生生物学学科核心素养,引导学生掌握生物学知识与实验技能的同时,促进学生思维、价值观、思想及心理的全面发展。为了更好地发挥高中生物学学科的育人功能,本文主要以大思政为指导思想,分析大思政的核心理念,研究了大思政视域下的高中生物学学科育人功能、价值体现,根据生物学学科育人功能,提出了全新的生物学教学策略,促进高中生生物学核心素养与综合素质发展。

中学生物学征订启事

《中学生物学》是由南京师范大学主办、江苏省教育厅主管的一本面向中学生物学教学改革和发展的期刊。期刊秉承为中学生物学教学和改革服务的宗旨,紧跟中学生物学课程和教学改革的方向,为从事中学生物学教学的教师提供高质量的服务。

强化能力培养的微生物学混合式教学实践

微生物学课程强调实践和应用性,在重视以传统教学方式进行知识体系讲授的基础上,需加强并有效考核学生实践创新能力培养,从而服务于本专业人才培养需求。本教学改革从多个方面探索实践:明确课程能力培养目标,树立以学生为中心,全课程贯穿课程思政,重视科教融合的教学理念;充分利用信息化教学手段,系统采用“教师讲授LBL+团队学习TBL+案例教学PBL”多种方式打造高效教学课堂;以项目式综合实验优化实践教学,培养学生实践能力和创新能力;构建多元化考评体系量化学生高阶能力的培养。通过教学实践,显著提高了教学效果,激发了学生的学习兴趣,实践创新能力得到明显提高,在学科竞赛和论文发表中取得了较好成绩,为培养具有专业特色的人才奠定了良好的基础。

CXCR2在食管癌组织中的表达及其对食管癌细胞生物学行为的影响

目的:探讨CXC受体2(CXCR2)在食管鳞癌组织中的表达及其对食管癌细胞生物学行为的影响。方法:收集手术切除的食管鳞癌组织74例作为研究组,其配对的癌旁正常食管组织74例作为对照组,采用免疫组织化学染色检测CXCR2的表达,比较研究组与对照组间CXCR2表达水平的差异,分析CXCR2表达及其与临床病理特征的关系。并采用CCK-8试剂盒、平板集落形成实验、细胞迁移和侵袭实验检测CXCR2拮抗剂SCH527123对食管癌细胞KYSE30生物学行为的影响。结果:与对照组比较,CXCR2在食管鳞癌研究组中的阳性表达率为73.0%(54/74),明显高于对照组13.5%(10/74),差异具有统计学意义(χ^(2)=53.298,P=0.000)。CXCR2的表达与食管鳞癌分化程度和淋巴结转移密切相关(χ^(2)=5.515,P=0.019;χ^(2)=7.320,P=0.007);与患者性别、年龄、肿瘤部位、肿瘤大体分型、肿瘤直径、浸润深度、脉管瘤栓及神经侵犯均无明显相关关系(P>0.05)。在体外细胞实验中,与对照组相比,CXCR2拮抗剂SCH527123显著抑制食管癌细胞KYSE30的增殖、迁移和侵袭(均为P<0.05)。结论:CXCR2在食管鳞癌组织中表达上调且与患者的不良预后相关,CXCR2拮抗剂SCH527123可以抑制食管癌细胞的增殖、迁移和侵袭,推测CXCR2可能是食管癌潜在的预测和靶向治疗的分子标志物。

桃叶珊瑚苷对乳腺癌细胞恶性生物学行为的影响及机制

目的探讨桃叶珊瑚苷(Auc)调节周期蛋白依赖性激酶1(CDK1)/周期蛋白B1(CCNB1)/Polo样激酶1(PLK1)信号通路对乳腺癌细胞恶性生物学行为的影响。方法以人乳腺癌细胞MCF-7为对象,将其分为对照组,Auc低、中、高浓度组(Auc-L、Auc-M、Auc-H组,20、40、80μmol/L的Auc),Auc-H+pcDNA-NC组(80μmol/L的Auc+转染pcDNA-NC质粒),Auc-H+pcDNA-CDK1组(80μmol/L的Auc+转染pcDNA-CDK1质粒),检测各组细胞的增殖、克隆形成、侵袭、迁移能力,凋亡情况及周期分布,凋亡、上皮-间充质转化(EMT)、CDK1/CCNB1/PLK1信号通路相关蛋白的表达情况。以BALB/c裸鼠为对象,通过皮下接种MCF-7细胞悬液建立移植瘤模型,并将其分为对照组和Auc组(每组12只),检测各组裸鼠肿瘤体积、质量及肿瘤组织中CDK1/CCNB1/PLK1信号通路相关蛋白的表达情况。结果与对照组细胞相比,Auc各浓度组的细胞克隆形成数、增殖率、细胞侵袭数、划痕愈合率、G1/G0期和S期细胞占比以及B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)、神经钙黏素、纤维连接蛋白、CDK1、CCNB1、PLK1蛋白的表达水平均显著降低(P<0.05),细胞凋亡率、G2/M期细胞占比以及Bcl-2相关X蛋白、上皮钙黏素蛋白的表达水平均显著增加(P<0.05),呈浓度依赖性(P<0.05);与Auc-H+pcDNA-NC组细胞相比,Auc-H组细胞上述指标的差异均无统计学意义(P>0.05),而Auc-H+pcDNA-CDK1组细胞上述指标则显著逆转(P<0.05)。与对照组裸鼠相比,Auc组裸鼠肿瘤体积、质量以及肿瘤组织中CDK1、CCNB1、PLK1蛋白的表达水平均显著降低(P<0.05)。结论Auc能抑制乳腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移,诱导细胞周期阻滞,抑制EMT进程,该作用可能与抑制CDK1/CCNB1/PLK1信号通路激活有关。

新农科背景下分子生物学实验教学改革探索

以分子生物学为主要内容的现代生物技术已被纳入到新农科的知识范畴。简单借鉴综合性大学的分子生物学实验课教学方案,已不能完全符合新农科建设的需求。该文详细分析影响涉农专业分子生物学实验课程教学效果的主要问题,并提出切合新农科建设思路,融合翻转课堂、PBL(Problem-based Learning)、OBE(Outcomes-based Education)等教学模式的多元教学解决方案。针对传统农科人才培养中重视实际操作,但总结和表述能力培养相对不足的实际,设立以“做得好、写得好、讲得好”为评价教学效果的新标准。初步实践表明,该方案的实施能提高学生参与实验课程的主动性,在教授学生实验操作技能的同时,培养学生的创新精神和团结协作精神。在全面培养新农科学生综合实验能力和科学素质方向上,做出有益的探索。

基于HSA与GP60/SPARC相互作用力学生物学机制构建药物靶向递送系统及抗肿瘤应用

目的人血清白蛋白(HSA)能与其受体蛋白(GP60)/结合蛋白(SPARC)相互作用,但其相互作用的分子力学生物学机制目前仍不清楚,这阻碍了以HSA为基础构建药物靶向递送系统。本研究旨在阐明HSA与GP60/SPARC相互作用的分子力学生物学机制,为以HSA而构建的药物靶向递送系统合理设计提供新思路。方法本研究借助分子动力学模拟、分子力学实验技术和分子生物学等实验方法,旨在揭示HSA与GP60/SPARC相互作用的分子力学原理和分子生物学规律等。进而对HSA进行合理改造设计,构建更为精准的药物靶向递送系统。通过荷瘤小鼠实验模型,对构建的药物靶向递送系统进行有效性评估。结果HSA的ⅡAⅡB结构域是其与GP60/SPARC相互作用的主要区域,分子间疏水相互作用是HSA与GP60/SPARC相互作用的主要分子力。通过对ⅡAⅡB结构域进行截短和亲疏水性改造设计,能有效构建药物靶向递送系统,该药物靶向递送系统展现了精准的肿瘤靶向性和良好的肿瘤治疗效果。结论HSA与GP60/SPARC之间的相互作用不仅受主要作用区域、关键氨基酸等生物学机制调控,还受以疏水相互作用为代表的分子力影响。揭示HSA与GP60/SPARC之间相互作用的分子力学生物学机制,不仅有助于以HSA为基础的药物靶向递送系统合理设计,还为以其他蛋白质为基础构建新型药物靶向递送系统提供了数据支持和理论支撑。

黄芪建中汤干预胃溃疡的药理实验及分子生物学作用机制

目的:基于生物信息学分析黄芪建中汤治疗胃溃疡(GU)的作用机制,并结合动物实验进一步验证。方法:在中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、成分靶点预测数据库(Swiss Target Prediction)中收集黄芪建中汤的活性成分和作用靶点;利用基因数据库(GeneCards)、药物数据库(Drug Bank)等提取GU疾病靶点;在Cytoscape 3.7.2软件中获取黄芪建中汤防治GU的“活性成分-潜在治疗靶点”图,借助STRING和DAVID数据库依次获取蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络、基因本体(GO)和基因组百科全书(KEGG)富集分析;并通过分子对接和动物实验验证黄芪建中汤防治GU的可能机制。结果:黄芪建中汤治疗GU有131个潜在靶点,其中核心靶点为磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶催化亚基α(PIK3CA)、蛋白激酶B1(AKT1)等,KEGG分析提示磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)等信号通路发挥着重要作用。分子对接提示核心靶点与核心成分对接良好。动物实验显示,与正常组比较,模型组溃疡指数增高、胃组织出现炎性浸润,白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达显著升高(P<0.01),胃组织PI3K、磷酸化蛋白激酶B(p-AKT)蛋白表达显著降低(P<0.01);与模型组比较,给药组大鼠胃损伤明显减轻,IL-6、IL-β、TNF-α表达显著下调(P<0.01),PI3K、p-AKT蛋白表达显著上调(P<0.01)。结论:黄芪建中汤对GU的干预作用具有多途径、多靶点的特性,可能是通过激活PI3K/AKT信号通路来加速胃黏膜修复,并降低炎症而减轻胃损伤。

马乳源性生物活性肽生物学信息及其抗肺癌作用靶点探索

在前期研究基础上通过在线软件对已知氨基酸组成的马乳源性活性肽生物学信息和关键靶蛋白进行分析并进行分子对接,探索马乳源性活性肽抗肺癌作用靶点。结果表明马乳源的活性肽为不稳定、带正电荷的亲水性多肽,是没有跨膜区和信号肽,也没有糖基化和磷酸化位点的细胞膜外多肽,二级结构主要以无规则卷曲为主,与肺癌相关的核心靶点即CTNNB1、FGFR2、FOXF1、KRAS、NKX2-1、TGFBR2具有很好的结合亲和力,为深入研究马乳源活性肽的生物学功能奠定了基础。