一种改良的人DNA微量快速检验技术

目的探索一种以口腔粘膜脱落细胞为材料的安全、高效、低成本、敏感性高的人DNA微量快速检测方法。方法采用从漱口液或棉签擦拭口腔粘膜获取脱落细胞,应用混合树脂(Chelex100)煮沸沉淀法提取DNA;用PCR分别对线粒体特异性DNA片断和基因组中的特定基因进行扩增检测。结果通过对线粒体DNA中440 bp的非编码片段和染色体基因组中220 bp的乙醛脱氢酶DNA片段进行扩增,结果显示,从漱口液脱落细胞提取的DNA中可以稳定地扩增出上述两种DNA片断。结论建立了一种改良的人口腔粘膜脱落细胞DNA微量快速检验技术。该法取样方便,DNA样品获取量较大,一次取样可同时进行多项线粒体和基因组标志DNA片段的快速PCR检测。

基于原生质体的谷子CRISPR/Cas9基因编辑系统优化

为了优化和筛选谷子中高效的CRISPR/Cas9(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISRP-associated nuclease 9)基因编辑系统,针对谷子八氢番茄红素脱氢酶基因(SiPDS)设计6种gRNA(gRNA1—gRNA2针对外显子1,gRNA3—gRNA6针对外显子12),构建多种CRISPR/Cas9基因编辑系统,通过聚乙二醇(PEG)介导的方法转入谷子原生质体中,然后利用开发的大规模平行测序技术快速检测它们对SiPDS的突变效率。结果表明,采用7 d谷子黄化苗幼茎建立的原生质体转化系统的转化效率较高,为50.44%~57.36%。将Super启动子(SP)、谷子内源的泛素启动子(Ubi)分别驱动Cas9基因的基因编辑系统转入谷子原生质体中,发现两者对SiPDS基因的突变效率分别为0.5%、5.5%。随后采用Ubi启动子驱动Cas9基因,比较单一gRNA、双gRNA和tRNA结构的基因编辑系统对SiPDS基因的突变效率,发现双gRNA基因编辑系统Ubi-dgRNAE1和Ubi-dgRNAE12的突变效率分别较单一gRNA基因编辑系统提高了1.66倍和1.11倍;tRNA基因编辑系统Ubi-tRNA的突变效率较单一gRNA基因编辑系统提高了5.87倍,为51.24%,且Ubi-tRNA可同时针对多个位点进行编辑,其多位点突变频率为3.23%。比较gRNA3、gRNA4、gRNA5体外转录产物分别与Cas9蛋白混合制成的核糖核蛋白(RNP)复合物的体外切割活性,发现RNP-gRNA5复合物体外切割活性最高,其对SiPDS基因的突变效率是2.0%,并且引起的突变类型主要为小于3 bp的缺失。

DNA测序技术发展及其展望

DNA测序技术是现代生物学研究中重要的手段之一。自从1977年第一代测序技术问世以来,经过三十几年的努力,DNA测序技术已经取得了很大的发展,在第一代和第二代测序技术的基础上,以单分子测序为特点的第三代测序技术已经诞生。本文回顾了每一代测序技术的原理和特点,并对测序技术的发展趋势和它在生物学研究中的应用做了展望,以期更好地帮助人们理解测序技术在生命科学研究中的重要作用。

具有风险和不确定性的建模

在工业、环境、经济、生物医学或土木工程等领域，建模是解决问题的一般方法。然而，在采用任何建模的手段中，同时会提出专门的性能鉴定、标定和有关的误差控制，并产生对实际情况的不确定性和偏差估计等课题。

生物分子的核磁共振技术

核磁共振技术（NMR，Nuclear Magnetic Resonance）是研究生物分子的结构学、动力学和相互作用的有效方法之一。本书由Wiley出版社出版，主要介绍了如何使用NMR技术研究生物分子的结构。这本书提供了一个全面的介绍，

植物基因组多样性

基因组是指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子，包含细胞中全部遗传信息，它调节着每个细胞的生长、分化、衰老等生物过程。本书从基本的遗传学和分子生物学角度，介绍了植物基因组的进化及其多样性，内容涵盖了植物基因组中的转座子、着丝粒、小分子RNA、编码基因和非编码基因等方面。此外，本书也讨论了可独立进化的线粒体和叶绿体的基因组及其对植物基因组的影响。

调节性小分子RNAs

近些年兴起的高通量测序技术和转录组测序技术在基因组中发现了大量的非编码小分子RNAs（ncRNAs）。与传统的中心法则不同，这些非编码RNAs大多数作为调节子参与到基因的转录或转录后水平的修饰，并积极参与到如细胞增殖、分化、衰老等重要的生物学过程的调控过程中，因此对生物体的生存至关重要。

植物中植物激素与非生物胁迫的耐受

植物在生长发育过程中会面临环境变化带来的多重影响。植物体对抗环境胁迫的策略之一是通过植物激素传递的信号来调节自身的生长来适应不断变化的外界环境。本书总结了近期有关环境胁迫和植物激素相互关系的研究，提供了最新的相关证据，并进一步讨论了如何确认空值植物激素的水平从而影响植物的生长发育。

蛋白-蛋白复合物结构分析、建模及其在药物设计中的应用

本书主要介绍了近些年在蛋白-蛋白复合物领域的研究进展。 研究蛋白-蛋白复合物的结构首先有助于我们理解蛋白与蛋白之间的相互作用。在获得了大量的蛋白相互作用的信息后，研究人员可以在这些信息的基础上，根据已有的数据建立模型，并最终运用这些模型解决实际问题，例如进行药物设计。

统计生物信息学

生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法，以计算机为工具对生物信息进行获取、处理、存储、分配、分析和解释的一门学科，它是生物学、医药学、计算机科学、物理学和数学等学科的有机结合。本书由浅入深地讲述了在生物信息学数据分析中所使用的统计学理论，形象地向读者展示了在处理生物芯片、高通量测序等大规模数据时所采用的统计学方法。

进化基因组学与系统生物学

随着基因组学科的发展和基因组数据的积累，如何从大量的数据中挖掘单个基因以及多基因调控网络的生物学功能已成为后基因组时代面临的重要任务。进化基因组学是以基因组数据为基础，应用进化生物学手段在基因组水平上研究基因功能，寻找基因起源、发展和进化规律的一门学科。本书系统地介绍了进化基因组学的相关概念，涵盖了进化基因组学研究的大部分问题。

生物信息学中的机器学习

机器学习技术例如Markov模型、支持向量机、神经网络、图形模型等，已经在生命科学数据的分析研究中广泛应用。本书收录了一些近期的机器学习方法，涵盖了生物信息学研究中的大部分问题。

癌症和癌症治疗中的生物信息学方法

生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法，以计算机为工具对生物信息进行获取、处理、存储、分配、分析和解释的一门学科，它是生物学、医药学、计算机科学、物理学和数学等学科的有机结合。本书讲述了在癌症研究中所使用的生物信息学分析技术、方法和实验平台等，向读者展示了如何使用生物信息学方法进行癌症相关的研究，以及作为一个连接基础科学与临床应用的桥梁，生物信息学方法是如何积极地影响癌症患者的治疗的。