生物化学,踏歌而来——《生物化学》绪论课的教学设计与授课技巧分享

高等教育各门课程的第一节课通常是绪论,用以介绍本门课程的学习目的、主要内容,授课安排、考核方式等。其讲授效果直接关系到学生对本门课程的兴趣。在所有医学院校以及设有生命科学相关专业的院校,《生物化学》都是非常重要的必修基础课程。由于生命体的组成物质结构复杂,种类繁多,物质代谢途径相互联系,学生在学习《生物化学》课程时普遍感到深奥难懂。良好的开端,是成功的一半,“课程绪论”在整门课程的授课中发挥着举足轻重的作用。本人在北京大学医学部为基础医学、临床医学、药学、护理学等多个专业主讲《生物化学》20余年。在绪论部分,除了介绍教学安排、课堂要求和考核方式等常规内容,还将动听的生化歌曲、丰富的教学资料、以及医学人文相关内容融入课堂。经实践多年,获得了较为满意的授课效果,希望能对同行们的生物化学教学有所启发和帮助。

基于视频的动作智能识别在医学中的应用

基于视频的动作智能识别是计算机视觉领域的一项具有挑战性的研究。本文回顾了基于视频动作智能识别最先进的方法并进行分析、比较和讨论,主要介绍基于手工制作特征的机器学习方法、基于自动特征提取的深度学习方法和基于多信息融合方法。同时介绍近十年来该技术在医学中流行的重要应用及其相关局限性,并分享关于此技术未来应用以改善人类健康的跨学科观点。

甲基转移酶METTL3与疾病关系

N^(6)-甲基腺嘌呤(N^(6)-methyladenosine),即m^(6)A修饰,普遍存在于各种真核生物中,是真核细胞RNA中最常见的甲基化修饰,占所有RNA甲基化修饰的80%以上。METTL3作为m;A甲基转移酶复合体的核心催化亚基,可以修饰多种承担重要功能分子的转录本,并由此参与细胞的分化、增殖和发育等重要生命过程。近年有大量研究发现,METTL3与多种疾病的发生、发展密切相关,如肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病等。本文重点介绍了METTL3与这些疾病发生、发展关系的研究进展。

课程思政在药学专业生物化学课程中的融入式设计与实践

课程思政是我国高校专业课程实践探索和理论研究的热点之一。生物化学作为生命科学和医药学专业的必修课程,对学生的价值塑造、知识建构和能力素质培养具有直接和深远的影响。因此,基于高等学校课程思政建设指导纲要,结合药学专业特点,北京大学基础医学院以学生发展为中心,深度挖掘知识点蕴含的思政元素并撰写课程思政案例,为药学专业学生量身定制了价值塑造、能力培养、知识传授三位一体的生物化学课程,全员全程全方位引导学生树立正确的人生观、价值观和世界观。调查显示,药学专业生物化学课程中自然融入课程思政在整体上取得了良好的教学效果,学生在该课程中受到较大的鼓舞和启示,在爱国意识、如何做事、如何做人方面都有明显提升。

乙酰胆碱受体抗体斑点免疫印迹法的建立与评价

目的重症肌无力(MG)是神经肌肉接头的自身免疫性疾病。乙酰胆碱受体抗体(AChR-Ab)作用于乙酰胆碱受体(AChR),通过一系列不同的致病机制导致组织结构改变,AChR密度或功能降低,神经肌肉传递减少,导致严重肌无力。本文初步建立斑点免疫印迹法(DIB)检测AChR-Ab,并对该方法的分析性能及对MG的诊断价值进行评价。方法通过方阵滴定法选择DIB法检测AChR-Ab的最佳实验条件,并用该法检测2018年至2020年来我院就诊的MG患者102例,其他自身免疫病患者108例,并选择100例同期在我院体检的健康人作为研究对象。其中MG患者设为MG组,其他自身免疫病患者为疾病对照组,健康人为正常对照组。同时用ELISA法测定3组的AChR-Ab水平,比较不同方法的分析性能、相关性及诊断价值。结果对测得的结果进行一致性Kappa检验,结果显示DIB法与ELISA法之间高度一致(Kappa值>0.75)。同时经过配对卡方检验,两组差异无统计学意义(P=1.00)。DIB法灵敏度、特异性均低于ELISA法。结论本研究初步建立AChR-Ab检测的DIB法,该方法需进一步优化改进。

混合式教学模式在药学专业生物化学课程教学中的应用

生物化学与分子生物学(简称生物化学)作为医学生的一门基础必修课程,对其构建知识结构、培养能力素质具有直接的和深远的影响。由于传统的生物化学教学在专业针对性和学生综合能力培养方面的不足,打造一门符合专业需求和时代发展的创新型生物化学特色课程,是医学人才培养的迫切需求。北京大学基础医学院对生物化学课程进行了深度教学改革,2020年率先开设了专门为药学专业个性化定制的生物化学课程,针对专业需求制定教学目标,精准设计教学内容;运用以学生为主体的混合式教学模式,激发学生学习兴趣,加强学生对抽象知识的理解和运用,培养学生解决问题的能力和自主学习的习惯;同时注重思政教育,整体上取得了良好的教学效果。

在生物化学教学中贯彻“以学生为中心”的教学理念

现代医学教育对人才培养提出了更高的要求,"以学生为中心"是组织高效课堂和实现人才培养的有效途径。在教学过程中,学生是学习的主体,教师的任务是帮助学生学习。因而,"以学生为中心"的教学模式能更有效地激发学习主体的积极性、主动性和创造性,使教学更加富有成效。为适应高水平医学人才培养的需要,我们对生物化学教学进行了改革,改变了以教师为中心的传统教学模式,贯彻"以学生为中心"的教学理念,主要采取了如下教学举措:为学生提供展示锻炼的舞台,鼓励学生讲和演;邀请学生参与试题编写和分享学习经验;加强平时考核,注重形成性评价,培养学生良好的学习习惯;尊重学生意愿,积极听取及采纳学生的合理意见和建议;课下与学生谈心交流,进行心理疏导等。经过多年的探索和实践,这些措施在激发学生学习兴趣、培养自主学习意识、提升全面素质等方面取得了良好的效果。

多样化课程评价方式在生物化学课程教学中的应用

课程评价是教学活动中的重要环节之一.采用科学、合理、有效的课程评价方式,既能够提高学生的学习兴趣,又能够促进教师改进教学方法、提高教学质量.北京大学基础医学院从2011年开始,在基础医学、临床医学、口腔医学、预防医学、药学和护理学等多个专业的教学中试行生物化学课程评价方式改革,采用形成性评价和终结性评价相结合的课程评价方式,包括问卷调查、随堂测试、绘制思维导图、学生编写试题、主题报告和分阶段考核等,8年来取得了较为满意的教学效果,得到了绝大多数学生的欢迎和认可,教师的教学积极性和教学质量也有了明显提升.

基于主题报告的互动教学方式在生物化学与分子生物学教学中的应用

生物化学与分子生物学(简称生物化学)是生命科学与医学相关专业学生的核心课程。自2015年起,北京大学基础医学院在药学专业生物化学教学中采用基于主题报告的互动教学方式,即在教师讲授核心知识之后,请学生运用生物化学知识分析生活和临床中的常见现象和问题,将知识输入与运用输出有机结合,使师生、生生之间双向交流互动(“双声道”)。调查问卷结果显示,学生认为基于主题报告的互动教学方式能够激发学习兴趣[90.6%(116/128)],加深对知识的理解[93.8%(120/128)],促进自主学习与思考[96.1%(123/128)],提升知识运用能力[93.0%(119/128)],锻炼查阅资料能力[96.1%(123/128)],并能促进学生间交流协作和相互学习[89.8%(115/128)],75.8%(97/128)的学生愿意将基于主题报告的互动教学方式应用到其他的课程。该教学方式弥补了传统教学的不足,有助于提升生物化学课程教学效果,促进学生整体素质的提高。

组蛋白去甲基化酶LSD1去除亲代组蛋白H3K4me2促进复制偶联的核小体装配

目的探索真核细胞内影响与调控复制偶联的核小体组装及解聚的表观遗传学机制。方法人骨肉瘤细胞系(U2OS)转染对照和组蛋白H3K4去甲基化酶(lysine-specific demethylase 1,LSD1)siRNA,双胸苷阻滞或胸苷-诺考达唑联合阻滞同步化细胞,释放后在不同时间点进行流式细胞术分析,检测LSD1敲低对细胞周期的影响;免疫印迹试验检测LSD1 siRNA敲低效率;U2OS细胞同步化后进行免疫荧光共聚焦显微镜观察,检测LSD1、组蛋白H3K4二甲基化、一甲基化(H3K4me2/1)在细胞周期中的表达水平;U2OS细胞转染对照、LSD1 siRNA后进行微球菌核酸酶(micrococcal nuclease,MNase)消化后检测核小体装配效率;免疫共沉淀实验检测与LSD1存在相互作用的体内蛋白。结果组蛋白H3K4去甲基化酶LSD1能促进复制偶联的核小体装配。结论复制前期LSD1催化亲代组蛋白H3K4me2去甲基化,导致H3K4me2被清除至一定水平,有助于复制偶联的核小体装配。本研究不仅揭示了LSD1之前未被阐明的生物学功能,同时拓宽了对表观遗传生物学功能的认知。

RNA的m^6A修饰与心血管疾病

N^6-甲基腺嘌呤(N^6-methyladenosine,m^6A)是存在于多种RNA中的化学修饰方式,最常见于mRNA。RNA的m 6A含量和效应受到甲基转移酶(Writers)、去甲基酶(Erasers)和甲基化阅读蛋白(Readers)的动态调控。与DNA甲基化修饰和组蛋白修饰相似,它们都参与了多种生物学过程,并与多种疾病的发生发展相关。本文先简要综述m^6A修饰的动态过程及生物学功能,然后重点介绍m^6A修饰与心血管疾病关系的研究进展。

冷冻电镜成像中噪声的滤波方法进展

1冷冻电镜的发展背景在人类基因组测定之后,人们发现仅从基因组序列的角度无法完整、系统地阐明生物体的功能,因此,研究以蛋白质为主体的生物大分子三维结构和功能之间的关系成为现代生命科学的一个重要研究领域,尤其是生物大分子高分辨率三维结构的研究甚至原子水平结构的研究[1-2]。透射电镜本质上有原子尺度分辨率的能力,但由于生物样品易受辐照损伤、图像衬度差、信噪比低的特点,使其对生物大分子的高分辨率结构解析比较困难[3-4]。

去泛素化酶与肿瘤

泛素化修饰(ubiquitination modification)广泛存在于真核生物,通过26S蛋白酶体降解途径或信号传递等,改变蛋白质稳定性、定位和活性等功能,参与细胞的周期、转录、炎症、肿瘤和免疫等各项功能,是一类复杂的动态调控系统。泛素化调节是一个可逆过程,被泛素连接酶(ubiquitin ligase, E3)和去泛素化酶(deubiquitylase, DUB)拮抗调控。去泛素化酶可介导底物蛋白质去泛素化,调节蛋白质功能,参与细胞各项生命活动。去泛素化酶的蛋白质丰度、定位和催化活性等受到严格调控。在肿瘤的发生发展过程中,有许多与肿瘤相关的重要抑癌或者促癌蛋白质被去泛素化酶调控,而且去泛素化酶的表达异常、突变等都会影响细胞的DNA损伤修复、凋亡、自噬、分子信号通路和染色质重塑等,从而调控肿瘤细胞的生长侵袭和转移等过程。因此,去泛素化酶系统是参与肿瘤调控的重要蛋白质,也是肿瘤的重要药物靶标,已有多个小分子抑制剂用于抗肿瘤治疗的研发。本文主要总结介绍了泛素分子、泛素链特异性和去泛素化酶系统在肿瘤中的调节机制,为临床药物靶点的设计以及诊断指标等提供依据。

以课程形式指导低年级医学本科生阅读科研文献的探索与实践

科研文献阅读是医学生需要尽早掌握的一项必备技能,也是培养其科学素养和创新能力的重要途径。以课程形式指导低年级本科生阅读科研文献,有助于学生掌握系统、科学的文献阅读方法,为其日后学习和深造奠定扎实基础。本研究以北京大学基础医学院生物化学教学团队为北京大学医学部各专业二年级和三年级本科生开设的校级通识选修课程“科研文献学习与交流”为例,阐述了课程的设计和实施,并通过课程考核和问卷调查评价教学效果。结果显示,选修过本课程的137名学生中,99.3%(136/137)的学生均能够顺利完成本课程的学习并通过考核。对2020至2021年选修本课程的72名学生的问卷调查显示,以课程形式指导低年级本科生阅读科研文献能够提升学生的文献阅读能力[88.9%(64/72)]和口头报告能力[66.7%(48/72)],激发学生的科研兴趣[51.4%(37/72)],并使学生从同伴学习中获益[63.9%(46/72)]。本课程初步建立了一套以独立课程为形式,以教师为引导,以学生为中心的早期科研训练体系,有利于培养学生的基本科研素养,激发学生的科研兴趣。

核苷酸代谢的教学策略和实用技巧

生物化学课程(简称生化课程)是医学院校所有专业和综合性大学生命科学相关专业的必修基础课程,也是学生反映学习难度较大的课程之一,物质代谢的学习更是难中之难。在我校生化课程中,核苷酸代谢安排在糖代谢、脂质代谢、生物氧化及氨基酸代谢之后讲授。虽然通过前期代谢相关内容的学习,学生已基本掌握了物质代谢的学习方法和要点,但繁杂抽象的代谢反应和代谢调节使本章的教与学仍然存在很大的挑战。我们在讲授这一章时,主要采用广泛联系的授课策略,并且采用比较、类比、记忆口诀等授课技巧,同时结合授课内容融入思政教育,获得了较为满意的教学效果。本章的教学策略与授课技巧也同样适用于生化课程的其他章节,希望能对同行们的教学工作有所启发和帮助。