利用ATAC-seq技术研究Ⅰ型干扰素通路活化后人单核细胞的染色质开放性改变

目的检测人单核细胞经干扰素α(interferon α,IFNα)刺激后在全基因组水平上的染色质开放性变化。方法收集健康人外周血单核细胞,运用基于转座酶和高通量测序的染色质分析(assay for transposase-accessible chromatin using sequencing,ATAC-seq)技术检测染色质开放性。使用生物信息学工具进行富集分析和可视化分析。结果经过 IFNα处理后,染色质开放性发生显著增加的区域有 430 个,显著降低的区域有 442 个;大部分开放结构位于基因的启动子和临近区域,其次是基因间区域以及基因的内含子区域。富集分析显示,染色质开放性明显增加的区域所关联的基因涉及的生物学过程大多是与干扰素相关的信号通路和抗病毒反应。可视化相应的染色质区域,效应性干扰素诱导表达基因(interferon-stimulated gene,ISG)的启动子及转录起始位点区域在 IFNα刺激之后 ATAC-seq 信号强度明显增强;而调节性 ISG 在 IFNα刺激前即已具备一定程度的开放性,刺激之后开放性有所增强。开放性增强区域含有干扰素刺激反应元件以及干扰素调控因子等重要转录因子的识别基序。结论Ⅰ型干扰素刺激后,人单核细胞的染色质开放性发生了特征性改变,为下游的相关基因表达做出准备。

ColorMeter和VISIA-CR图像提取肤色的方法对比

目的:建立基于VISIA-CR图像提取中国人群面部肤色表型的方法,比较VISIA-CR图像提取的肤色参数与ColorMeter肤色仪测量值的一致性,为利用面部图像数据提取肤色表型建立参考方法。方法:基于机器学习模型自建算法自动批量提取VISIA-CR图像的肤色参数,并比较提取面积、位置和光源模式对结果的影响;随后利用256例健康人群面部VISIA-CR图像提取的肤色参数与ColorMeter肤色仪测量值进行了Pearson相关性分析。结果:VISIA-CR标准光和交叉偏振光两种模式下提取的肤色参数强相关(L^(*),R=0.86;a^(*),R=0.90;b^(*),R=0.85;P<0.05),相邻或对称位置下不同面积的肤色参数也强相关(R>0.82,P<0.05),提示光源模式、相邻或对称位置和测量面积对VISIA-CR图像提取结果的影响不大。VISIA-CR图像提取的肤色参数与ColorMeter测量值有相关性(P<0.05),其中交叉偏振光模式下,较大提取面积的肤色参数L^(*)值与仪器测量值强相关(R>0.73)。结论:该方法可从VISIA-CR图像中准确提取肤色参数且能较好解决肤色不均的测量偏差问题,交叉偏振光模式和较大提取面积下的肤色参数L^(*)值更接近ColorMeter仪器测量结果,推荐用于肤色表型的提取。

肝脏CREBZF通过抑制Insig活性促进胰岛素诱导的脂质合成并加重饮食诱导的胰岛素抵抗小鼠的肝脏脂质沉积

尽管以往的研究表明胰岛素对脂肪酸从头合成起重要调控作用,在肝脏中促进葡萄糖转化成脂质,但是以下两个科学问题尚未解决。饥饿再进食条件下,Insig-2a表达如何下调,从而释放SREBP-1c促进脂质合成的机制还不明确;另外,当肝脏发生选择性胰岛素抵抗时,胰岛素促进脂质持续合成的机理有待研究。中国科学院上海生命科学研究院的Zhang等进行的研究发现,一种隶属于ATF/CREB家族的新型bZIP转录因子CREBZF是将胰岛素信号与脂质合成联系起来的关键调控因子。CREBZF感应胰岛素信号其表达显著增加,并与另一转录因子ATF4直接相互作用形成异源二聚体抑制Insig-2a的转录,进而介导了胰岛素诱导的肝脏脂质从头合成过程。

光合作用合成生物学研究现状及未来发展策略

首先介绍光合作用在国际及国内研究现状,进而简介当前光合作用合成生物学作为一个新兴学科其主要研究范围及进展,提出我国光合作用合成生物学研究目前面临提高其研究系统性、与需求更紧密结合及提高支持力度等需求。鉴于光合作用对未来粮食安全、能源安全及可持续性生态环境维持具有重要战略意义,其未来发展需聚焦于已有光合作用系统优化、光合系统与光合同化产物利用途径协同、跨物种间光合系统重构、全新光合途径构建、光合系统与生物材料耦合等研究方向。

干细胞与免疫调节在心肌梗死治疗中的研究进展

缺血性心脏病引发的心肌梗死和继而发生发展的心力衰竭,是疾病致死的重要病因。干细胞疗法、免疫调节疗法作为心肌梗死防治的新策略展现了应用前景。抗体、干细胞等可作为免疫调节剂调节心梗后的炎症反应,起到保护心脏的作用。细胞疗法虽然可以调节心梗后免疫反应,但会激发宿主获得性免疫反应,所以细胞疗法的展开一般也需要配合免疫抑制剂使用。本文介绍了免疫调节疗法与细胞疗法的研究进展,针对梗死心肌的修复提出免疫调节与干细胞治疗结合的共同疗法,探讨缺血性心脏病防治的新思路。

BCLAF1蛋白的功能研究进展

Bcl-2相关转录因子(BCL2-associated transcription factor,BCLAF1)是一种多功能蛋白质,具有富含精氨酸-丝氨酸功能域(RS结构域)和DNA结合功能域,参与调控基因转录和转录后加工过程,是小鼠肺发育和免疫系统功能维持的重要因子。近年来围绕BCLAF1功能的研究层出不穷,发现其广泛影响多种细胞生物学过程如凋亡、增殖等,与人类癌症及其他疾病发生密切相关。本文总结了BCLAF1蛋白的研究进展,以期在全面理解BCLAF1功能的基础上,为克服肿瘤或相关疾病提供新思路。

生物医学大数据发展的新挑战与趋势

生物医学数据从PB量级的组学时代进入到EB量级的多维度大数据时代,引发了生物医学研究向数据密集型的第四科学范式的深刻变革。如何将临床数据与研究数据进行高维度多层次的汇交共享,实现从"组学"到临床与健康人群数据的生物医学大数据的综合管理利用,从而使大数据迅速转化为新知识,成为生物医学大数据所面临的挑战。发展以递交为基础、以整合为导向的数据存储技术,以主题为基础、以交互为导向的数据共享技术,以及以传统信息技术为基础、以前沿信息技术为导向的数据分析挖掘技术,并同时开展标准质控相关研究,是生物医学大数据存储、共享和转化的新思路,也是构建新一代生物医学大数据研究中心的技术关键和未来趋势。

创新政策体系 保障合成生物学科技与产业发展

近年来,合成生物学飞速发展,为生命科学研究带来了新思维、新方法,不仅极大提升了人类对生命本质的理解,由此催生科学与技术、文化与产业的革命,也引发了合成生物学领域在研发投入、产业转化、教育培训、知识产权、公众认知,以及伦理和生物安全监管等方面的讨论。文章梳理了合成生物学科技与产业发展在政策与管理方面的挑战,以及已有的一些策略和实践,提出加强顶层设计、明确监管责任,建立技术标准、规范市场准入,重视教育培训与科普宣传平台建设,构建政府部门、科技界、教育界、产业界、公众共同参与的创新政策体系及综合治理体系等建议。

生物技术时代:新规律、新发展和新路径

生物体是由分子、细胞、组织、器官和个体等"硬件"及与之对应的基因表达、细胞分化、组织调控、器官发育和神经网络等"软件"构成的有机体,这决定了生物技术的非线性、自适应、连续性特点,以及生物经济的规模化、系统化、程序化路径。与此认知相适应,生物技术的发展既需要借鉴信息技术等其他技术的发展经验,又需要认识生物技术自身发展的新特征。当前,我国正处在生物技术大发展的繁荣起点,在此情势下认真审视其新规律、新内涵和新路径,对于人类科学技术的跨越发展、我国社会经济的转型升级,都有很重要的意义。

利用ATAC-seq技术在人免疫细胞中检测染色质开放性的方法建立

基于转座酶和高通量测序的染色质分析技术(assay for transposase-accessible chromatin using sequencing,ATAC-seq)是近年来较为热门的一项用于检测染色质开放性的表观遗传组学技术。为确定适用于人原代免疫细胞的ATAC-seq实验方法,本研究探寻细胞裂解条件,发现0.1%NP-40能温和且较为彻底地裂解细胞。具体方法为使用Tn5转座酶切割染色质并连接测序接头,利用PCR扩增建库;运用2100Bioanalyzer毛细管电泳和统计分析文库中的DNA片段,得到片段呈周期性排布的ATAC-seq文库分布模式。使用一系列生物信息学工具确定文库质量,发现样本总比对率大于94%,线粒体基因组百分率低于38%,所得ATAC-seq信号在转录起始位点附近有明显富集,技术重复间可重复率约为80%。以上从多个维度表明实验及文库制备的整个过程质量良好,是较为理想的用于处理人原代免疫细胞的ATAC-seq实验方法。

首次解析造血干细胞体内归巢全过程

中国科学院上海营养与健康研究院潘巍峻研究员带领其研究团队,在国际上首次高清晰解析了体内造血干细胞归巢的完整动态过程,该研究成果于近日在国际知名学术期刊《自然》在线发表。六年来,潘巍峻研究员带领团队在优化活体成像技术的基础上,进一步整合活体免疫荧光标记、遗传调控和图形重构计算等方法,首创了一套全新的可以完整解析体内造血干细胞归巢全过程的研究体系。这一成果揭示了一种体内微环境依赖的干细胞行为和命运调控方式,是细胞命运可塑性研究在体水平的一项成功尝试,对生命科学研究领域具有广泛的借鉴意义。

演化论:抗癌新思路

今年,至少有31000名美国男性被确诊为前列腺癌,并伴随骨、淋巴结等器官的远端转移。尽管大部分患者都会得到经验丰富、技艺精湛的肿瘤医生的治疗,而且已有多达52种药物可供患者选择,但最终仍会有超过四分之三的患者因肿瘤失去生命。

人造冬眠:挑战体温极限

科幻小说中经常会出现这样的画面:宇航员躺进休眠舱,进入人造冬眠状态来度过漫长的太空旅行。而在现实中,也有许多科学家在破解人造冬眠的秘密,一旦成功,我们可能迎来医学和宇航技术领域中里程碑式的发明。