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。

新农科背景下生物化学与分子生物学“根植三农聚焦融合”的课程思政教学实践

“根植三农聚焦融合”是河南牧业经济学院服务区域农牧产业发展,实现高水平应用型大学发展的重要抓手。生物化学与分子生物学课程是我校涉农专业的学科基础课程,新农科建设过程中学科融合的重要载体。为了新农课背景下课程思政目标的实现,课程组在思政案例凝练上,从学科发展史、三农实践应用、校友优秀案例、生态文明、职业道德与生物伦理等方面,搭建学生“三农”情怀的培养平台;在课程思政案例和实践项目安排上,对接行业发展、三农实践、教师科研、校企合作项目和学生自主创新项目等,建立学生知识应用的“融合”平台,从而实现对学生“根植三农”的情怀培养和“聚焦融合”的能力提升。授课过程中以线上线下混合式教学为主线,将单一的课堂讲授改造为人才培养全周期的参与。在课前的线上布置任务、课中的“六环节”教学和课后的第二课堂等环节中融入思政元素,通过具有一定挑战度、高阶性和创新性的知识应用达到思政目标。通过课程改革,学生在三农行业一线的就业率明显提升,利用学科融合解决三农问题的能力得到有效提升,增强了学生服务“三农”的意识,强化了学生的专业思想,激发了学生利用课程知识服务“三农”实践的内生动力。

医学院校生物化学与分子生物学教学中形成性评价的应用与思考

探讨基于雨课堂的形成性评价在医学院校生物化学与分子生物学教学实践中的应用效果。通过采用基于雨课堂的平时成绩评价体系,改革实验成绩评价体系,提高了学生的学习成绩,激发了学生的学习兴趣,培养了学生分析问题和解决问题的能力,提高了生物化学与分子生物学教学质量。

辣椒类胡萝卜素生物合成的分子遗传学研究进展

辣椒(Capsicumspp.)属于茄科辣椒属,作为一种蔬菜和香料作物在世界各地得到广泛栽培。除作为烹饪食材和香料应用外,辣椒在制药和化妆品领域也有广泛的用途。类胡萝卜素是一类天然色素的总称,参与植物许多重要的代谢过程,如光合作用、光保护、光形态建成和生长发育等。类胡萝卜素具有多种生物活性,是辣椒果实主要的营养物质之一,培育类胡萝卜素含量更高的辣椒品种需要全面深入了解其生物合成及其调控的分子机制。分子生物学和生物技术的发展促进了类胡萝卜素生物合成基因的鉴定,为培育类胡萝卜素含量更高的辣椒新品种提供了机会。该文描述了类胡萝卜素的生理作用、类胡萝卜素与辣椒果实颜色、类胡萝卜素生物合成途径、辣椒类胡萝卜素生物合成途径的结构基因及调控因子、辣椒果实颜色的分子遗传学及与辣椒果实颜色有关的QTL位点等方面的研究进展。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)、八氢番茄红素合成酶(PSY)、八氢番茄红素脱氢酶(PDS)、ζ-胡萝卜素去饱和酶(ZDS)、番茄红素环化酶(LCY)、辣椒红素-辣椒玉红素合成酶(CCS)等是辣椒类胡萝卜素生物合成通路的端口酶和限速酶,其表达丰度和活性高低直接调控辣椒体内类胡萝卜素的含量。MYB306、DIVARICATA1、BBX20等转录因子参与辣椒类胡萝卜素生物合成的调控。类胡萝卜素生物合成和调控基因的多样性决定类胡萝卜素单体的数量和含量,影响辣椒果实呈现的颜色。基于目前研究进展,该文对未来辣椒类胡萝卜素代谢研究进行了展望,以期为今后培育富含类胡萝卜素的生物强化型辣椒新品种提供新思路。

基于网络药理学和生物信息学探讨满药复方木鸡颗粒治疗肝癌的分子机制

利用网络药理学和生物信息学方法揭示复方木鸡颗粒治疗肝癌的作用机制。通过TCMSP、Swiss Target Prediction数据库分别获取复方木鸡颗粒的活性成分以及相关靶点;在GEO数据库筛选肝癌的相关靶点;利用Venny 2.1在线平台获取药物与疾病的共同靶点;由Cytoscape 3.8.2绘制药物–成分–靶点–疾病网络;用STRING数据库构建PPI网络;通过DAVID数据库进行GO功能富集和KEGG通路富集分析;利用Kaplan Meier-Plotter数据库对关键基因的表达量及预后关联性进行分析;运用AutoDock软件对关键成分和靶点进行分子对接验证。复方木鸡颗粒中共获得37个活性成分,筛选出57个共有靶点,涉及生物过程98条、细胞成分17条、分子功能37条,介导15条信号通路。生存期分析结果显示,ESR1、CYP3A4、G6PD基因的表达量与肝癌患者的生存期具有相关性。分子对接表明筛选的6个活性成分与6个关键靶点蛋白之间具有较好的结合能力。复方木鸡颗粒中的大豆皂苷C、柚皮素、β-谷固醇、汉黄芩素等活性成分可以作用于ESR1、CYP3A4、G6PD等靶点,可能通过P53、戊糖磷酸途径、MAPK等信号通路发挥治疗肝癌的作用。

郑州地区RhD变异型献血者分子生物学分析

目的研究郑州地区RhD变异型献血者血清学特征及基因突变机制。方法选择2023年1月—2023年12月送至本实验室的1619名RhD阴性献血者为研究对象,应用试管法和微柱凝胶间接抗球蛋白试验方法进行RhD阴性确认试验及RhCE表型检测。采用RHD基因扩增和Sanger测序检测RhD变异型标本基因型。结果RhD阴性确认试验共检出RhD变异型69例,比例为4.26%(69/1619)。RhCE表型分别为ccEe、Ccee、CcEe、CCee。包含17种基因型,15种D变异型表型。RHD^(*)weak partial 15等位基因最多(33例),频率为47.83%(33/69),主要表型为ccEe;其次是RHD^(*)DVI.3等位基因20例,频率为28.99%(20/69),主要表型为Ccee。RHD^(*)weak partial 15/RHD^(*)01EL.01杂合子3例,频率为4.35%(3/69),皆为CcEe表型。其他罕见基因型共13例,频率为18.84%(13/69)。抗筛阳性3例,比例为4.35%(3/69)。女性献血者2名,皆有孕产史,经抗体鉴定为抗-D;男性献血者1名,为抗-M。结论郑州地区RhD变异型献血者中RHD^(*)weak partial 15基因型最常见,其次为RHD^(*)DVI.3基因型。对保障安全供血,指导临床精准输血具有重要作用。

新型查尔酮衍生物抗乳腺癌活性的3D-QSAR模型构建及分子设计

为了获得较高抗乳腺癌活性的新型化合物,对18个新型查尔酮衍生物抗乳腺癌活性(pIC_(50))进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)研究。其中14个化合物作为训练集用于构建3D-QSAR模型,其余化合物(含模板分子)作为测试集对所建模型进行验证。所建3D-QSAR模型的交叉验证系数R^(2)_(CV)为0.569,非交叉验证系数R^(2)为0.974,说明所建模型具有良好的稳定性和预测能力。该模型中立体场、静电场对pIC_(50)的贡献分别为58.8%和41.2%,表明影响该类化合物抗肿瘤活性的主要因素是取代基的疏水性、空间位阻和电荷分布。通过对模型的分析,设计了5个具有较高pIC_(50)的新化合物,有待通过后续医学实验加以验证。

PBL-Sandwich混合教学模式在临床分子生物学检验技术实习教学中的应用

目的 探讨以问题为基础的教学法(PBL)-Sandwich混合教学模式在临床分子生物学检验技术实习教学中的应用效果。方法 选取2018-2019年进入该院分子生物学实验室实习的82例实习生作为研究对象。以2018年的42例实习生作为对照组,采用传统教学模式;以2019年的40例实习生作为试验组,采用PBL-Sandwich混合教学模式。实习结束后,采用理论考试、操作考核和问卷调查等形式评价实习生的教学效果。结果 试验组的理论考试成绩与操作考核成绩均明显高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。共发放调查问卷82份,回收有效问卷80份,其中试验组39份,对照组41份,有效回收率为97.56%(80/82)。试验组在提高学习主动性、激发学习兴趣、增强师生间的交流和互动、提升分析解决临床实际问题能力和教学方法实施满意度方面均优于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 PBL-Sandwich混合教学模式能有效激发实习生学习兴趣,培养实习生自主学习的主观能动性,提高分析、解决临床实际问题能力,教学质量得到提升。

人工智能工具促进分子生物学与中药专业有效融合的探索

分子生物学已成为中医药研究的重要方法,它与中药研究的有机结合是推动中药事业创新发展的关键。如何帮助学生更好地掌握分子生物学知识和技能,并与中药学科进行更有效的融合,文章提出可借助人工智能工具,辅助中药专业学生深入学习分子生物学知识。

医学生物化学与分子生物学思政教改探索

高校教师不但承担着教授文化知识的职责,还要注重引导学生树立正确的价值观及人生观。课程思政是当今教育改革发展的重要举措之一,它的教育理念是将思政内容融入非思政课程的设计与教学中,课程思政强化强调思政教育,是为了实现全方位育人的教学改革。本文阐述了生物化学与分子生物学中开展思政融入的重要性及生物化学与分子生物学中开展思政融入的应用实例,介绍通过课程思政培养学生正确价值观,增强学生民族自信心;培养医学生强烈的社会责任;加强培养学生的科学逻辑思维能力,培养学生严谨求实的科学态度,提高学生科研思维能力。同时结合启发式教学模式,线上线下结合式教学方式等多种教学模式,进行课程思政改革,旨在为高校思政教学改革提供思路。

分子生物学公共仪器平台管理问题研究

为了提高仪器利用率、保证大型仪器开放共享,分子生物学公共仪器平台根据仪器原值和操作难度对平台仪器实施差异管理、分类共享,实践证明该管理模式可有效保障仪器运行、降低仪器故障率。此外,结合全国重点实验室交叉研究的特点,分子生物学平台突出其分子相互作用技术服务特色,改进与开发样品前处理方法,不仅降低分析测试成本,同时辅助大型仪器功能开发,进一步提高了科研大型仪器的使用效益。

“思政+”六融入:高校分子生物学课程思政教学实践策略

分子生物学课程是生物类专业本科生的核心课程,文章围绕立德树人根本任务,深入探讨了该课程的思政教学实践策略。首先,深入挖掘分子生物学专业知识点与社会主义核心价值观的内在关联,将课程思政融入教学实验;其次,实施“思政+”六融入策略,即将课程思政融入教学目标、教学内容、教学过程、教学方法、实践课堂、第二课堂;最后,建立多元化、全过程的课程评价体系。通过实施上述策略,能够有效强化学生能力和价值观的培养和引领,促进专业知识学习与思想政治学习同向同行,有助于学生更深入地了解核酸和生命的奥秘,提升他们对社会的认知,实现学生知识水平、职业素养和思想境界的同步提升。

生物化学与分子生物学教学实验室精细化管理的探索与实践

生物化学与分子生物学教学实验室是培养学生基本实验技能和科研实践能力的重要场所,其管理水平直接影响着实验教学的教学质量和教学效率。浙江大学基础医学教学实验中心充分利用网络优势,以人为核心,建立多个线上教学管理平台,同时利用二维码对学科细节进行优化管理,为实验教学线下资源转化为数字化、信息化、精细化管理提供了新途径;另外,对实验耗材、生化固废、玻璃容器等的常规管理进行了细节优化,也为实验室优化管理和创新教学积累了宝贵经验。

异伍兹烷衍生物高温热分解规律分子动力学模拟

异伍兹烷衍生物是当前最具潜力的笼形含能化合物之一,为了系统研究异伍兹烷衍生物的高温热分解规律,明确其爆轰机理,研究采用ReaxFF-lg反应性力场和分子动力学方法,对3种典型异伍兹烷衍生物ε-六硝基六氮杂异伍兹烷(ε-CL-20)、4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环十二烷(TEX)和4,10-二叠氮甲基-2,6,8,12-四硝基六氮杂异伍兹烷(BATNIW)进行高温(1500~3500 K)热分解研究。结果表明,脱硝基和开环是3种衍生物的主要初始反应,其中开环反应集中在五元环C—N键或C—O键。不同温度下热分解终产物中CO_(2)和H_(2)含量差异较大,3000 K以上N_(2)含量接近。3种衍生物中,BATNIW热分解生成N_(2)速度最快、产量最高;TEX热分解易生成团簇,生成特征产物乙二醛。3种衍生物热分解活化能排序为TEX>BATNIW>ε-CL-20,说明TEX稳定性最好。研究初步揭示了3种异伍兹烷衍生物分子结构与热分解规律的内在联系。

辣椒果实辣椒素类物质生物合成分子遗传学研究进展

辣椒是我国栽培面积最大的蔬菜作物,辣椒果实因为富含辣椒素类物质而呈现辣味,而辣椒素类物质在制药、化妆品和农用工业等领域具有多种用途。辣椒素类物质是通过香草醛胺(衍生自苯丙氨酸)与支链脂肪酸(缬氨酸或亮氨酸前体)缩合而成的,它们通常积聚在辣椒果实的胎座组织中。辛辣度取决于辣椒的基因型,但也受外部条件的影响。近年来,分子生物学和生物技术的发展促进了辣椒素类物质生物合成基因的鉴定,为培育辣椒素类物质含量更高的辣椒新品种提供了机会。本文综述了辣椒素类物质生物合成的部位、合成途径、关键结构基因、QTL位点、关键转录因子,以及外源辣椒素和胁迫反应对辣椒素生物合成的影响等方面的研究进展,并对该领域的研究现状和前景进行了展望,以期为辣椒果实辣椒素类物质的生物合成与调控研究提供指导。

生物化学与分子生物学实验混合式教学中课程思政设计与实践

在生物化学与分子生物学实验混合式教学中融入思政元素,运用德育的科学思维将线下面对面实验教学与线上优质网络实验教学资源有机融合,在“润物细无声”的专业知识的学习中融入精神层面的正确指引,实现以学生为中心,有利于学生实验技能和创新精神的培养。

以创新为导向的分子生物学课程研究性教学改革

作为生物类专业的核心课程,分子生物学课程发展迅速,几乎渗透到生物学领域所有学科。在当今“大众创业、万众创新”的背景下,分子生物学课程教学以创新为导向,进行教学内容、教学模式、教学方法和考核方式方面的研究性教学改革,使学生充分理解与掌握分子生物学知识,从而提高课程的教育教学质量。通过研究性教学改革,以期提高学生的学习积极性,培养学生的创新能力,实现“三全育人”的培养目标。

关于北京医院老年类风湿关节炎生物分子靶向治疗的调查研究

目的:调查近3年就诊于北京医院的老年类风湿关节炎患者生物靶向制剂使用情况、使用及未使用生物靶向制剂治疗联用激素情况,疾病缓解程度、药物使用依从性,以及药物停用情况。方法:选取2019年6月至2022年6月就诊于北京医院的180例老年类风湿关节炎患者为研究对象,利用院内电子病历系统提取患者的就医信息,包括性别、年龄、病程、实验室检查、药物使用情况,及停药原因,采用SPSS 25.0软件进行统计分析。结果:①180例老年类风湿关节炎患者中,选择使用生物分子靶向治疗患者51例,药物选择按比例由高到低依次为:肿瘤坏死因子拮抗剂、Janus激酶抑制剂、白细胞介素-6受体拮抗剂。②追踪规律使用生物靶向制剂者25例,统计患者初诊、用药3个月、6个月肿胀及压痛关节数量、C反应蛋白检测结果等,依据SDAI评分计算公式对患者疾病活动程度进行判断,规律使用生物制剂治疗半年后均可达到疾病缓解。③追踪统计未遵医嘱规律进行药物治疗的26例患者停药原因,其中以感染、肿瘤较为多见。④180例患者中,规律生物分子靶向治疗患者中激素使用率较传统改善病情抗风湿药治疗患者明显减低。结论:目前就诊于北京医院的老年类风湿关节炎患者,生物制剂或分子靶向治疗的药物选择主要为肿瘤坏死因子受体拮抗剂;规律使用生物制剂或分子靶向药物可以有效控制疾病,减轻关节肿痛症状,降低疾病活动度;老年类风湿关节炎治疗过程中应注意监测感染及肿瘤风险,并做好患者随访,与患者家属合作积极促进患者规律用药,减少因依从性差所致停药情况。

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。

基于CNKI期刊的分子生物学教学研究文献计量与可视化分析

采用CiteSpace文献计量软件对2003—2022年中国知网(CNKI)收录的分子生物学教学研究文献1683篇进行可视化知识图谱分析,探究国内分子生物学教学研究的发展现状、研究热点及未来趋势。研究结果表明,分子生物教学研究整体呈上升趋势;研究者和机构已初具规模,有核心作者群出现,但相互之间合作仍需加强;研究热点主题主要集中在教学改革、实验教学和教学质量等方面;翻转课堂、虚拟仿真、雨课堂、课程思政是近年来研究的重要热点,并有望成为近期持续关注的热点。研究结果有助于了解此领域的研究现状和未来趋势,对我国分子生物学教学研究与实践探索具有借鉴意义。