高校辅导员在“创新班”学生管理中的作用——以华南理工大学生命科学创新学院“基因组科学创新班”为例

华南理工大学和深圳华大基因研究院共建的"基因组科学创新班"自成立以来取得了巨大的成就,引起了社会各界的广泛关注和谈论。"基因组科学创新班"既是一种培养模式的创新,也是学生管理模式的创新,倾注了学校各级领导和老师们的大量心血。在创新班学生的管理中,作为一线管理者的辅导员发挥了重要的作用。

面向生物科学专业的文献检索与实践课程教学改革探索

在新工科背景下,高校对文献检索与实践课程的教学内容和考核方式提出了更高要求。分析了文献检索与实践课程教学现状:教学内容单一且与生物科学专业关联度不高;考核方式较为简单,不利于知识点的掌握和最终成绩的评价。提出了文献检索与实践课程改革策略:丰富教学内容,提高知识性和专业性;重视实践活动,以科研项目和毕业论文为导向;完善考核方式,切实增强学生对知识点的掌握,以期提高学生的专业认同感,提升学生获取信息的能力和素养,为今后的学习和职业发展提供帮助。

生物工程学科复合型人才科学素养培养与规范

针对目前生物工程学科人才的培养现状和发展需求,提出基本科学素养的规范与养成关乎该学科人才培养的效果优劣。探讨了适合该学科复合型研究人才培养过程中,基本科学素养规范的范畴,并对基于案例分析的科学素养的培养提高授课方法进行了深入讨论。

急性肾损伤向慢性肾脏疾病转变的潜在生物标志物Ankrd1

目的缺血-再灌注损伤(IRI)是急性肾损伤(AKI)的一个主要诱因,由于损伤后肾小管的不适应性再生导致修复不良,使患者易发展为肾纤维化和慢性肾病(CKD)。然而,从AKI到CKD的转变机制及相关生物标志物尚未完全明确。因此,研究AKI后与成纤维细胞相互作用的细胞群体,并挖掘其中影响肾小管细胞修复失败的分子机制十分关键。方法从GEO数据库中获取了IRI后不同时间点的肾脏单细胞数据集GSE139107。通过细胞聚类注释和细胞间通讯分析,确定了与成纤维细胞相互作用的细胞群体,命名为新近端小管细胞簇2(New PT2)。通过拟时序轨迹分析、差异表达分析和5种机器学习算法进行分析。结果筛选出New PT2中与修复失败相关的关键基因Ankrd1,Ankrd1在修复不良分支上表达并持续上调,可能与AKI转变为CKD的进展相关。通过小鼠模型的RT-q PCR验证,观察到Ankrd1的表达在IRI后0.5天开始增加,在第1天达到峰值,并持续显著升高。免疫组织化学分析进一步证实,与假手术组相比,IRI后肾组织中Ankrd1的表达水平显著增加。结论Ankrd1的上调与IRI诱导的AKI-CKD进展密切相关,具有作为从AKI向CKD转变的潜在生物标志物的潜力。

新型神经胶质瘤生物标志物NDUFA6-DT的发现及调控机制的研究

目的胶质瘤是脑部常见的原发性恶性肿瘤,其治疗和诊断一直是临床难题。长链非编码RNA在癌症发生发展过程中起着重要作用,但在胶质瘤中的研究尚不充分。因此,本研究旨在确定适用于不同等级胶质瘤的lnc RNA特征,并探索其临床意义和潜在机制。方法利用多个公共数据库,通过差异分析、生存分析和机器学习算法等确定了胶质瘤中关键的lnc RNA特征。同时,探索了这些特征与临床特征、基因突变、诊断和预后的关系。通过功能富集分析揭示了这些lnc RNA特征的潜在生物学机制,并研究了相关的竞争性内源RNA调控网络。结果确认了NDUFA6-DT作为胶质瘤中一个重要的lnc RNA特征,其表达水平与胶质瘤患者的预后密切相关,且在诊断和预后中具有较好的预测性能。功能注释表明,NDUFA6-DT可能影响免疫反应和突触传递,进而影响胶质瘤的发生和发展。ce RNA网络显示NDUFA6-DT-mi R-455-3p-YWHAH/YWHAG轴可能存在于低级别胶质瘤和多形性胶质母细胞瘤中,并通过调节PI3K-AKT信号通路影响胶质瘤细胞的存活和凋亡。结论NDUFA6-DT是一个与胶质瘤诊断和预后相关的新型lnc RNA,有望成为胶质瘤的生物标志物。

基于多种机器学习方法识别扩张性心肌病的新型生物标志物

目的扩张型心肌病(DCM)是一种具有高死亡率的进行性心脏病,其特征为心室扩张和心肌收缩力受损。因DCM的分子特征尚未明了,寻找DCM的新型潜在生物标志物对于相关治疗方案的制定具有重要的参考价值。另外,目前常用的诊断预测模型局限于使用单一算法,本研究尝试引入了多种机器学习方法,以提高了预测模型的准确性。方法和结果本研究从GEO数据库中收集了6个DCM数据集,分别在组织水平和单细胞水平上识别出116个共有的差异基因,通过与加权基因共表达网络分析(WGCNA)识别的1217个免疫治疗有关的重要模块基因,取交集获得19个候选基因。随后,采用12种机器学习算法构建了107个DCM的预测模型,根据AUC平均值来确定出glm Boost+pls Rglm(平均AUC为0.975)为最佳模型,该模型不仅能够有效从正常对照中区分出DCM患者,并且能区分DCM患者是否对免疫治疗有响应。所建立的预测模型中含有8个特征基因,其中上调基因FMO4、MFAP4和TSPAN9与左心室射血分数(LVEF)呈显著负相关,其余5个下调的基因与LVEF呈正相关。结论本研究所建立的结合多种生物标志物的新型诊断模型,能提高对扩张性心肌病诊断的效率,为DCM的精准治疗提供了新的临床视角。

组织工程血管构建过程中平滑肌细胞增殖变化及代谢模式

背景:将种子细胞接种于三维支架材料上然后在生物反应器中进行三维培养是一种常见的体外组织工程培养手段,但是生物工程血管构建过程中的细胞增殖变化及代谢模式尚不清楚。目的:探究利用体外生物反应器进行生物血管组织构建过程中细胞耗氧等代谢变化及其原因。方法:以自主搭建的血管生物反应器系统为平台,牛血管壁平滑肌细胞为种子细胞,常规CO_(2)培养箱提供培养过程的外部气体环境。将种子细胞接种于管状多孔隙的聚乙醇酸支架材料上进行三维培养,全过程包括1周的静置期和7周脉动张应力刺激加载期。搭建一套非侵入式监测体系,采用光学溶解氧贴片法监测反应器中培养液溶解氧变化,并通过定期取样测定葡萄糖消耗量及乳酸生成量。采用CCK-8检测平滑肌细胞在聚乙醇酸三维支架材料上增殖情况,通过烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的氧化态与还原态比值(NAD^(+)/NADH)了解培养早期阶段细胞增殖与代谢状况,采用RT-qPCR、Western blot方法检测增殖相关基因(Ki67)及糖酵解相关基因(GLUT-1、LDHA)的表达。结果与结论:(1)从细胞加注到静置期结束(第1周)培养液的溶解氧水平为(4.314±0.380)mg/L,张应力刺激加载后(后7周)溶解氧水平逐步稳定在(1.960±0.866)mg/L,两者有明显变化(P<0.05);(2)细胞培养液中乳酸生成量与葡萄糖消耗量的比值Y_(L/G)在加注细胞后快速升高,第5天最高值高于1,随后缓慢下降至0.5(静置期Y_(L/G)均值为0.89,加压期均值为0.57,P<0.05);(3)CCK-8检测显示A_(450)值在细胞加注之后逐渐增大,第5天达到最高值3.17,之后缓慢下降;同时发现Ki67 mRNA在培养第3天上调最显著,之后下降,Ki67蛋白在第3-5天的相对表达量较高;(4)细胞加注后第5-7天NAD~+/NADH明显升高,糖酵解相关基因(GLUT-1、LDHA)表达上调同步改变,前5 d相对表达量较高;(5)结果提示:利用血管生物反应器构建组织工程血管早期,平滑肌细胞以增殖为主并呈现一种低耗氧的代谢特征,在脉动张应力刺激阶段呈现耗氧较高的代谢特征。

《包装工程前沿技术》全英文课程建设改革与思考

《包装工程前沿技术》是包装工程专业的一门采用全英文授课的选修课,在拓展学生国际视野和培养学生创新能力方面发挥着重要作用。如何在有限的课时内利用英语进行专业课程内容的有效传授,同时激发学生的学习兴趣并提升学生的实践能力和专业素质,是当前亟待解决的重要问题。从《包装工程前沿技术》课程的特点出发,针对教学过程中存在的主要问题,结合国内外先进教学经验,对教学内容和教学方式进行积极的改革和探索,以期为包装工程专业学科发展和高素质人才培养提供一些思考。

超声波在生物工程中的应用

研究发现在酶和细胞催化的生物反应过程中，较低强度的超声作用可提高酶的催化活性或加速细胞的代谢过程。本文主要简述超声波作用的物理机制并对其在生物工程中的应用前景进行讨论。

微生物对偶氮染料的脱色及其基因工程研究进展

偶氮染料广泛应用在纺织印染、造纸印刷等行业中。染料废水的排放将会导致严重的环境污染,使用微生物处理染料废水是解决此问题的有效方法。该文概述了微生物对偶氮染料的脱色的研究,包括细菌对偶氮染料的脱色,真菌对偶氮染料的脱色,脱色产生的芳香胺并进一步被降解,以及基因工程技术在微生物对偶氮染料脱色的研究进展。

理工院校生物医学工程专业基础医学知识的教学模式探讨

理工院校生物医学工程专业基础医学知识的教学应结合自身专业的培养方向,突出自己的特色,为所培养的生物医学工程专业人才打下坚实的医学基础。探讨了理工院校生物医学工程专业基础医学知识教学的特点、目标及其实现方法。

加强双语教学，培养国际化的高素质生物工程专业拔尖人才

进入21世纪以来,生物经济正成为新的时代特征,"国际化"拔尖人才的需求日益增加.为了使培养的专业技术人才跟上学科发展的轰新进展,使其具有原始创新能力、国际合作意识、国际交流与竞争能力,有必要实施双语教学,以适应我国高等教育国际化发展趋势以及整体经济、科技发展的需求.

生物医学工程专业创新性人才培养的探索与实践

介绍了我国生物医学工程教育的现状,分析了创新性人才培养的必要性,从人才培养的模式、试验基地的建设、教学与教材的改革、师资培训及参加科研项目等方面,阐述人才培养模式的探索及实践。

药用植物生物工程技术研究进展

人类对野生药用植物资源不加限制地开采使得其遗传多样性受到了严重的破坏,药用植物的大规模规范化种植不仅可有效缓解这一矛盾,同时还能解决中药材产品加工过程中与质量不稳定因素有关的诸多问题。传统的育种方法结合分子标记辅助育种技术已培育出了许多优质的中草药品种,在药用植物组织培养和利用遗传转化等生物工程技术改造其活性成分的代谢途径等方面也取得了很大的进展。为了进一步推广药用植物的规范化种植,还亟需对中草药市场需求进行合理地预测以及正确引导人们对草药制品的消费观念。

生物工程学科教材建设的实践与成效

华南理工大学生物工程学科的教师,在进行学科建设和教学改革的过程中,充分认识到教材建设的必要性与重要性,十分注重本学科的教材建设。本学科编写的教材数量大,涉及的课程范围广,教材内容新颖、科学性强、系统性好、先进性突出,出版的教材颇具特色。本学科教材建设对促进专业课程改革和学科发展,对推动教学改革,提高教学质量和学生素质等方面,发挥了积极作用并取得显著的成效。目前,本学科教材建设正向更高水平和更广范围开展。

亚硝酸盐对厌氧氨氧化耦合系统的脱氮效能及微生物群落的影响

在连续流反应器中,逐步增加NO_(2)^(−)的浓度,构造阶梯积累比例,对过程调控与稳态运行具有积极意义。考察了耦合系统的脱氮性能和微生物群落的响应特征,探究NO_(2)^(−)对厌氧氨氧化(Anammox)耦合自养反硝化(AuDen)系统中厌氧氨氧化菌(AnAOB)和硫自养反硝化菌(SOB)相互作用的长期影响及反应机制。有效容积为2.50 L的厌氧生物流化床(AFBR)连续140 d的运行结果表明,与对照组(NO_(2)^(−)=0)相比,随着所积累NO_(2)^(−)浓度的增加,耦合系统的脱氮效率(NRE)及Anammox对总氮(TN)去除的贡献百分比显著提高,SO_(4)^(2-)的实际产生值/理论值明显减小,这说明了所积累的NO_(2)^(−)能够促进AnAOB与SOB之间的协同,提高了耦合系统TN的去除能力。在氮含量相同的情形下,存在NO_(2)^(−)积累的环境能够使系统脱氮效率从80.3%±3.2%提高至88.1%±3.4%,Anammox对TN去除的贡献从81.7%±2.4%提高至92.5%±2.3%。上述过程的高通量测序结果显示,随着NO_(2)^(−)浓度的增加,主要功能微生物(Thiobacillus、Candidatus kuenenia及Desulfurivibrio等)的相对丰度维持稳定或上升,水解菌(SM1A02、1013-28-CG33、SC-I-84等)的相对丰度也上升,而其他功能微生物的相对丰度下降,证明了存在NO_(2)^(−)积累的水质环境能够优化耦合群落的结构和功能。典型相关性分析(CCA)表明,NO_(2)^(−)浓度与Ca.kuenenia的丰度(P=0.539)呈负相关,而与Thiobacillus的丰度(P=0.00533)呈正相关,所积累的NO_(2)^(−)与Anammox、AuDen对总氮去除的贡献均为正相关关系(P=0.00767)。总体而言,所发现的NO_(2)^(−)在Anammox+AuDen耦合反应体系中的浓度-诱导-适应机制,演绎了如下规律:环境决定了微生物种群的结构与功能,相反,微生物种群也会通过结构调整来适应及影响它们的环境。

萜类香料生物合成的研究进展

萜类化合物在自然界存在广泛,许多已被用于香料工业,萜类香料也是芳香产业关注的热点之一。生物合成可以利用廉价和可再生资源合成萜类化合物,提供一种独立于天然来源的可持续获取所需产品的替代方法,与植物提取和化学合成相比是一种更有前途的香料生产途径。随着香精香料市场的不断增长,合成生物学指导下的萜类化合物生产在推动未来市场前景方面显示出巨大的潜力。综述了合成生物学在萜类香料生产的应用、萜类化合物的微生物细胞工厂构建及工程菌株技术平台等,同时展望了生物合成萜类香料的应用前景。

核桃粕源抗氧化活性肽的酶解制备及活性分析

目的:深度利用核桃粕蛋白。方法:采用分级分离法从核桃粕中提取蛋白质后,分别用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶和风味蛋白酶5种蛋白酶对其进行水解,并比较分析胰蛋白酶酶解物(trypsin hydrolysate,TH)、木瓜蛋白酶酶解物(papain hydrolysate,PH)、中性蛋白酶酶解物(dispase hydrolysate,DH)、碱性蛋白酶酶解物(alcalase hydrolysate,AH)和风味蛋白酶酶解物(flavourzyme hydrolysate,FPH)的抗氧化活性;以DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率和羟自由基清除率为检测指标分析不同浓度AH的体外抗氧化性;采用LC-MS/MS技术鉴定AH中所有肽的序列,并利用PeptideRanker、BIOPEP-UWM数据库和分子对接工具AutoDock1.5.6筛选潜在的核桃抗氧化活性肽;将上述两条肽分别与Keap1蛋白进行计算机模拟分子对接,并利用斑马鱼胚胎氧化损伤模型,对人工合成的两条抗氧化活性肽的抗氧化活性进行分析。结果:5种酶解物中抗氧化活性较好的AH对DPPH自由基、ABTS自由基和羟自由基的最佳清除率分别为(71.56±0.75)%,(60.63±0.45)%,(98.63±0.06)%。LC-MS/MS鉴定并通过计算机分析预测得到两条活性最优的肽,即:ALWPF和PLRWPF;两条抗氧化活性肽均能与Keap1蛋白的活性部位结合,其结合能分别为-9.2,-9.6 kJ/mol。ALWPF和PLRWPF肽处理斑马鱼胚胎的安全质量浓度范围分别为0~50,0~30μg/mL。结论:从核桃粕中鉴定出两条抗氧化肽,其对斑马鱼胚胎具有保护作用。

Kindlin与β整合素的相互作用的分子动力学模拟

目的Kindlin是激活整合素的重要胞内适配蛋白,是黏附斑的主要成分。Kindlin-2与β整合素胞质尾部远端的特异性结合通过Kindlin-2的特定口袋与β整合素的TTV基序结合,该口袋的相关突变会引起kindlin-2黏附斑定位的缺失,并影响整合素的激活,因此探索kindlin-2与β整合素突变后的结合机制,可为靶向Kindlin-2蛋白治疗的相关药物设计提供理论基础。方法通过选取kindlin-2与β1整合素的共晶体以及对接结构,借助分子动力学模拟手段,在原子水平上揭示野生型与TTV突变及疾病相关突变对kindlin与β整合素结合机制的影响。结果与野生型体系相比,突变体系存在不稳定性。关键的氢键相互作用减少,使kindlin与β整合素的相互作用减弱,解离概率增加。在受到力的拉伸下,突变体复合物解离的时间变短,解离力变小,复合物机械强度降低。结论Kindlin相关突变后会影响复合物的稳定性,增加复合物的解离概率,影响kindlin与整合素的结合,从而导致整合素激活受损、黏附斑定位缺失以及相关疾病的产生。

整合素α_(4)β_(7)-MAdCAM-1相互作用介导的淋巴细胞黏附

目的由整合素α_(4)β_(7)与MAd CAM-1的相互作用介导的循环淋巴细胞在肠道高内皮静脉上的黏附是炎症性肠病淋巴细胞过渡迁移的关键事件。该事件不仅受到整合素α_(4)β_(7)与配体结合的影响,血流剪切力的作用也不可忽略。揭示其中的力-化学耦合的调控机制,对于深入了解炎症性肠病的病理过程具有重要的价值。方法采用平行平板流动腔技术,重点研究了由趋化因子CCL25诱导整合素α_(4)β_(7)的活化,以结合MAd CAM-1来介导细胞的滚动黏附行为。结果CCL25对整合素α_(4)β_(7)的激活并不改变α_(4)β_(7)-MAd CAM-1相互作用介导的流动增强型黏附现象,但能减慢细胞的滚动速度,并在0.1~0.3 dyn/cm^(2)的较小剪切应力下,显著增加滚动细胞的停留时间;单键生存时间测量的结果显示CCL25的刺激并不增加α_(4)β_(7)-MAd CAM-1的单键生存时间,该结果表明活化整合素α_(4)β_(7)以降低细胞滚动速度需要在胞滚动过程中积累;通过敲低PRMI8226细胞中kindlin-3分子的表达水平,发现由CCL25激活整合素α_(4)β_(7)所降低的细胞滚动速度有所削弱,这表明CCL25激活α_(4)β_(7)的过程需要依赖kindlin-3发挥作用。结论本研究的开展对于加深对炎症性肠病的理解及相应治疗方案的制定,具有重要的参考价值。