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细胞生物学研究范文1
[关键词]细胞生物学 双语教学 教学改革
[中图分类号]G624.8 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2014）11-0205-02
随着全球经济一体化的迅猛发展，为了适应新形势的需要及掌握国际最新科研动态，教育部在2001―2007年先后提出了在高校开展双语教学的要求，并特别强调生物技术等专业要率先施行。双语教学是我国教育改革的一项全新尝试，是推动我国高等教育国际化的重要举措，是培养具有国际意识及国际竞争力生物学专业人才的战略选择。目前，国内许多高校已开展双语教学工作。本文在总结以往细胞生物学双语教学的实践体会基础上，对高校开展细胞生物学双语教学的必要性、面临的问题及有效解决对策等方面做以讨论。
一、细胞生物学双语教学的必要性
在全球科技领域竞争日趋白热化的形势下，如何在竞争中处于绝对优势，这取决于掌握先进科学技术的水平，这也是国家富强、民族兴旺的根本支撑。在生命科学领域中，细胞生物学是发展最为快速的一门前沿学科，它是人们研究生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键切入点。同时它又是一门重要的基础学科，是生物工程、生命科学、农学、医学等相关专业的一门必修基础课程。而其中的克隆技术、细胞工程、基因表达等技术的发展迅速，使得本门课程教学内容要求不断丰富、不断更新。因此，细胞生物学的教学不仅要求学生掌握基本理论和知识，又要求学生关注最新发展动态与科技发展前沿接轨。可见，采用细胞生物学的双语教学势在必行。同时，加强双语教学研究、提高双语教学质量，是我国推行双语教学改革的迫切需要。
二、细胞生物学双语教学存在问题
现今，我国高校开展的细胞生物学双语教学工作尚处于起步阶段，在教学中仍存在一些不可忽视的问题和困难，主要表现为以下几方面：
（一）师资力量
双语教学对师资素质要求很高，不但要求精通专业内容，还要求具备较高的英语水平。现今我国达到这两种要求师资的并不多，一些教师外语的运用能力不错，但他们专业素质不佳。而一些教师精通专业知识，但外语讲解课程方面却存在困难。因此，双语教学师资匮乏是各高校亟待解决的问题。
（二）学生水平
双语教学的效果受学生整体水平的限制。首先，学生信心不足，认为细胞生物学的内容难度较大，用英文授课接受起来会更加困难;其次，学生掌握的专业词汇不够，还需要一定良好的英语基础。结果造成学生整体英语水平的参差不齐，给教学过程增加了一定的难度。
（三）教材
在双语教学中教材的选择，直接影响学生的学习效果。然而，目前国内可供选择的细胞生物学的外文版教材非常有限，教材主要分三种：一是国外原版教材，二是原版引进后“再加工” 的双语教材，三是在具体教学实践上由教师编写出版的双语教材。英文原版教材与自编英文教材比较，在文字表达上更为严谨，更能反映出学科领域的前沿，有利于培养学生英语表达的语感，逐渐体会和学习细胞生物学科独特的用语习惯。但在选用原版教材进行双语教学时，很可能因为知识结构体系不同而造成脱节。
（四）教学方法
双语教学的教学过程中衔接性很重要，而细胞生物学双语教学也是以其知识的内在联系为顺序，并不是以英文单词、语法的难易程度为顺序，这样便造成不同阶段教学的英文语言衔接效果不佳，同时增加了教学的难度。而由于各学校间师资力量、生源水平等各方面的差异。因此，各高校应根据实际情况，选择合理有效的教学方法。
三、双语教学改革对策
针对上述双语教学过程中普遍存在的一些问题，提出了相应的教学改革对策及建议。
（一）增强师资力量
关于双语教学师资匮乏的问题， 我们可通过挑选专业精深、英语能力强的复合型人才来解决。选择双语教学的教师时，把教学经验和专业知识放在第一位，因为只有充分掌握了本专业的知识体系和重难点，具有丰富的教学经验，才可能把握好双语教学中中英文使用的尺度，保证学生能掌握专业基础。在此基础上再选拔具有较高英语水平的教师，提高师资水平将是一个循序渐进且必不可少的积累过程。
（二）原版教材为主，国内教材为辅
双语教学的有效开展，必须以国外先进的原版教材为基础。但是原版教材价格较高，给学生带来一定经济压力。
因此，目前还只能保证教师备课使用原版教材，学生主要还是使用影印教材，再辅以适量的中文材料或文献的阅读。大多数院校选用的教材是翟中和等人编写的《细胞生物学》中文教材，以Gerald Karp编写的“Cell and Molecular Biology―Concepts and Experiments”为英文教材。总之，在具体教学过程中尽可能的多选择几本原版教材做以参考比对，从中选择适合自己院校和专业的内容，为提高双语教学效果奠定了坚实基础。
（三）双语教学的目标、手段及方法
1.教学目标
明确教学目标是教学体系建构的关键，也是设置课程、选择内容、教学实践等依据和标准。而双语教学具有不仅提高大学生英语水平，还要完成学科教学任务的双重目标。经过实践分析，提出了双语教学以“知识目标为主，语言目标为辅”的拟定目标，保证学生融会贯通地掌握现代细胞生物学的基础知识和基本技能，建立完整的细胞生物学的知识脉络和体系。而语言目标则着重在读和写两方面：一方面让学生掌握一定量专业词汇，熟悉专业英语思维;另一方面，培养他们阅读文献和自主获取、跟踪该领域的发展动态的能力。
2.教学手段
细胞生物学双语教学是以多媒体课件为主，同时结合传统的黑板书写进行授课。多媒体技术能够激发学生学习的兴趣，更有助于学生理解授课内容。另外，利用丰富的网络资源，帮助学生课前预习和课后复习。为了帮助学生课前预习和课后复习，提前将教学大纲、教案、课件挂上网，同时挂网的材料还有教学录像、大量的图片、动画、阅读材料及参考文献、习题和试卷，并对这些教学资源进行定期更新。
3.教学方法
在高校的教学过程中，教学方法的好坏是实现教学目标、完成教学任务的关键。过去的老式教学方法仍占主导，但这已经与飞速发展的经济、科技和社会形势不相匹配，更是影响了人才培养质量的提高。我们可以采取以下教学原则来改进教学方法，达到预期的教学效果。
（1）循序渐进原则。在双语教学的开始阶段，不应该采用整版的英语授课模式，这会使学生产生畏惧的心理。首先，适当减少英语应用比例，授课形式可以采取中英文相结合，以中文教材为主;随着教学实践的进行，学生对于英文逐渐适应，可依据情况增加课件中英文的比例，讲解时也可逐渐增加专业术语的英语表述。[7]让学生由少到多、由简单到复杂地接触并接受双语教学。
（2）做好预习及复习。学生进行课前预习，课前教师把英文课件提供给学生，让他们熟悉专业词汇及专业背景知识，这样能够降低学生课堂上的学习压力。课后应布置适量的作业，不仅有助于学生准确地掌握专业知识，并且能够提高他们的英文阅读和表达能力。
（3）建立考核机制。考核是促进学生学习的一种手段，是了解学生知识掌握程度的重要途径，从中可以发现教学方式及教学模式中存在的问题，并及时解决“教”与“学”中的问题。针对双语教学的课程，考核平时成绩的比重应适度增加，如课堂讨论表现、作业的完成情况等。另外，期末考试可以增加一些英文试题，并鼓励学生用英语答卷，而不过分强调语法的准确性。
双语教学是我国高等教育适应国际形势发展的需要，培养社会高素质复合型人才的有效途径，也是把我国高校素质教育向前推进的一个新举措。虽然现阶段还存在一定的问题和困难，但随着国家对教育事业的不断关注，随着教学经验的逐步积累、师资队伍的不断建设、学生英语水平的不断提高，双语教学必将实现由量变到质变的跨跃。
【参考文献】
[1]杨谷良.关于高校细胞生物学双语教学的几点思考[J].黄冈师范学院学报，2012（3）.
[2]张晶，华子春.细胞生物学课程体系优化的实践与思考[J].中国细胞生物学学报，Chinese Journal ofCell Biology，2011（6）.
[3]徐皓.“细胞生物学”双语教学的实践与思考[J].科技咨询导报，2007（22）.
[4]王青.王虹浅谈双语教材建设[J].高教探索，2007（S1）.
[5]王崇英，侯岁稳.细胞生物学双语教学的尝试与探讨[J].高等理科教育，2006（1）.
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关键词 细胞生物学 自主学习 合作研究 教学模式
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.10.049
Research and Practice of Autonomous Learning and Cooperative
Research Model in "Cell Biology" Teaching
HOU Lixia， ZHANG Yuxi， YANG Hongbing， LIU Xin
（College of Life Sciences， Qingdao Agricultural University， Qingdao， Shandong 266109）
Abstract Cell biology is one of the four basic disciplines in the life sciences， but also a frontier-based experiments. "Autonomous learning， cooperative research" mode is especially important for students in the habit of lifelong learning， this paper discusses the teaching mode in cell biology course in practice.
Key words cell biology; autonomous learning; cooperative research; teaching mode
细胞生物学是生命科学领域的四大基础学科之一，在生命科学中占有举足轻重的位置，细胞生物学课程是生物科学和生物技术专业的必修课。其教学质量的好坏直接影响到生命科学学院学生的基本素质和质量。“自主学习、合作探究”的学习模式是“终身学习”的基础，可以使学生终身受益，正所谓“授之以鱼”不如“授之以渔”，也是培养应用型人才、创新型人才的手段之一。结合笔者的教学经验，对该模式进行了探索与实践。
1 “自主学习、合作研究”教学模式的涵义
自主学习、合作探究的教学模式重视学生学习和探索的过程，注意学生在学习中的体验。自主学习的特点主要表现在：自主性、独立性、自控性、过程性。①自主性是指学生处于主体地位，积极参与较教学过程，也就是有学习的内在需要;独立性是指学生能够总结出适合自己的学习方法，从而独立解决学习中遇到的问题;自控性是指学生对学习的过程能够按照自己遇到的问题总结经验并且进行修正;过程性是经过学生分析、比较、判断等过程进行总结，并最终得出结论，强调的是在过程中学习。
合作探究的特点主要表现在互动性，交往性，问题性和开放性。②互动性是指老师与学生的互动以及学生之间的互动，尤其是后者容易被忽略。合作学习的倡导者们认为：在课堂上，学生之间的互动关系对于其学习成绩、社会化和发展的影响力至关重要;交往性主要是指在学习过程中，除了对知识的掌握和理解，也是一种人与人之间的交往过程;问题性是指整个学习的过程就是发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。开放性是指给学生一个自由发展的空间，有利于学生思维的活跃。
2 “自主学习、合作研究”教学模式的必要性
传统的教学中，教师往往着重知识传授而轻视了思维的训练，着重知识的单点深入而轻视了纵横联系;着重理论知识的记忆而轻视实践操作。这种模式不利于学生思维的发展，而且抑制了学生的个性。③为了学生充分理解和掌握细胞生物学的基本内容和研究方法，同时，在遇到最新的研究课题时能够独立思考，找到解决问题的思路和方法，“自主学习、合作探究”的教学模式是很有必要的。此外，“终身学习”一直以来都是教育工作者们所倡导的一种学习方式，可以使学生终身受益，正所谓“授之以鱼”不如“授之以渔”，学生在“自主学习、合作探究”的氛围中愿学、乐学、会学、善学，养成终身学习的习惯，④锻炼学生的思维能力，提高学生解决问题的能力和创新能力。
3 “自主学习、合作研究”教学模式的实施
3.1 激发学习动机，使学生的学习具有持久的动力
3.1.1 讲好第一节绪论课，激发学生的好奇心
绪论课是一门课程的开始，这节课的效果直接影响学生对细胞生物学的学习兴趣，甚至影响学生对这门课的学习效果。在绪论中要强调细胞生物学领域的一些新发现、新技术、新兴的研究领域、著名科学家的事迹等来激发学生潜在的主动学习兴趣。此外还要注意理论联系实际，介绍日程生活中应用到的细胞生物学的知识和技术，激发学生的好奇心。
3.1.2 成立兴趣小组，关注细胞生物学领域的某方面的研究进展
老师设计题目，如：细胞信号转导与癌症的关系;植物细胞凋亡研究进展;细胞器与遗传病等内容，或者选择自己感兴趣的领域，让学生们自己结成5人左右的小组，负责关注本领域的新闻，新的科学发现，新的成果应用等信息，并阶段性总结汇报。
3.2 以思维训练为中心，使学生学会思考问题
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关键词：糖基转移酶 探针 肿瘤 耐药
Annual Report-Effect and Mechanism of Sugar Chains on the Biological Behavior
of Tumor Cells
Zhang Jianing1 Zhang Yan2 Yan Qiu1 Jia Li1 Wang Shujing1
（1.Dalian Medical University；2.Shanghai Jiao Tong University）
Abstract：This study suggests that the new Y subfamily of ppGalNAc-Ts plays an important role in protein glycosylation； characterizing their functions will provide new insight into the role of ppGalNAc-Ts. Disulfide- and terminal alkyne-modified magnetic silica particles （DA-MSPs） were synthesized and used to covalently capture and reductively release azido glycopeptides via click chemistry and dithiothreitol treatment. Using DA-MSPs， an efficient and specific enrichment method for separating azido glycopeptides has been developed. The alterations of integrin glycosylation play a crucial role in tumor metastasis. Our previous studies indicated that caveolin-1 promoted the expression of the key a2，6-sialytransferase ST6Gal-I and fibronectin-mediated adhesion of mouse hepatocarcinoma cell. Herein， we investigated the role of a2，6-sialylated a5-integrin in the adhesion of mouse hepatocarcinoma H22 cell. We demonstrated that caveolin-1 up-regulated cell surface a2，6-linked sialic acid via stimulating ST6Gal-I transcription. Cell surface a2，6-sialylation was required for integrin a5b1-dependent cell adhesion to fibronectin， and an increase in a2，6-linked sialic acid on a5-subunit facilitated fibronectin-mediated focal adhesion kinase phosphorylations， suggesting that a2，6-sialylated a5-subunit promoted integrin a5b1-dependent cell adhesion. B4GALT family consists of seven members， which encode corresponding enzymes known as type II membrane-bound glycoproteins. These enzymes catalyze the biosynthesis of different glycoconjugates and saccharide structures， and have been recognized to be involved in various diseases. In this study， we sought to determine the expressional profiles of B4GALT family in four pairs of parental and chemoresistant human leukemia cell lines and in bone marrow mononuclear cells （BMMC） of leukemia patients with multidrug resistance （MDR）. The results revealed that B4GALT1 and B4GALT5 were highly expressed in four MDR cells and patients， altered levels of B4GALT1 and B4GALT5 were responsible for changed drug-resistant phenotype of HL60 and HL60/adriamycin-resistant cells. Thus， we propose that B4GALT1 and B4GALT5， two members of B4GALT gene family， are involved in the development of MDR of human leukemia cells， probably by regulating the activity of Hh signaling and the expression of P-gp and MRP1.
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通过教师教学效果反馈分析，虽然初一初二生物成绩理想，但是学生对知识掌握和灵活运用方面还稍有欠缺，就这个问题我于2010年4月份，对我校的学生就生物课学习方法的状况进行了调查。通过调查研究，对初中生的学习生物的学习发发有了一个初步的了解，为了准确把握初中生对生物这一非主课的课程的一般学习方法，就初中学生学习方法的情况，对课堂教育作出改善，深化教学改革，加强教学的针对性，提高生物教学的实效性，同时也为今后的教学工作的改进需要提供了客观依据。
二、调查的具体目标和方法
(一)具体目标
1、学生在课前与课后预习复习情况；
2、学生上课情况；
调查问卷的方式，对初一、初二共6个班进行调查共有310名学生进行了这次调查，接近理想的随机样本数量，使调查结果符合实际情况，更加可靠。调查内容覆盖了课前、课上、课后这三个时候学生所采取的学习方法，并包括学生对现今生物课的看法和建议等几方面内容。
三、调查结果
对学生问卷调查结果分析，部分学生在生物的学习方法上依然存在着问题。
(一)课前预习情况
1、上课的预习情况
调查显示，大部分学生多能在课前自觉预习，但是19％的学生则是在课前翻一下书，对这节课老师所讲的内容有个大体的印象；而13%的学生是想起来就预习，12%的学生则是把预习当成是一种任务，老师要求就预习，若老师不要求就不预习；最后剩下4%的学生上课前不预习。
2、预习方法
调查结果表明，33%的学生会找疑难点进行复习，而25%的学生则是选择找侧重点；18%的学生会先发现问题，然后就根据问题来预习课本内容找出解决的答案；8%的学生会对照参考资料进行预习；最后16%的学生看一遍书。
通过这些数据，侧面反映了学生不知道预习的目的，这就导致学生不知道本节课的重点难点，这种情况使学生分不清这节课的重点是什么，难点是什么，进一步使课堂效果黯然失色，教学效果不明显。甚至会出现一个概念老师要重复几次讲解学生才能理解接受。
(二)上课情况
调查显示，少部分学生觉得生物并不是主科就忽略，甚至在课堂上采取放任的态度。
1、上课听课情况
大部分学生都是认为上课认真听课是获得知识的最重要的途径，所以90%的学生都认真听课；但是也有5%的学生是喜欢生物就听；而还有4.5%的学生则是听一下就不听，剩下0.5%的学生则是从来不听。
2、上课做笔记情况
根据调查结果表明了一半的学生不会做笔记和不知道如何做笔记。其中46%的学生是老师所写的全部记下来，笔记没有分重点和非重点，如果课后没有及时复习，笔记过了一段时间，就会忘记学习过程中老师所讲的难点和考点，复习时就会感觉比较吃力且学习效果不好；而3.5%的学生则是不记讲的和书上一样的内容，在教学过程中，教师一再强调书上的重点内容，但是学生听老师讲的内容跟书上讲的一样就没有抄下笔记，甚至没有将书上相关的内容划下来，有时老师会对课本上的内容进行总结性归纳（如列表等方式）使学生复习起来更明了，可是学生就觉得跟书上一样没必要记，导致时间一久学生就把知识遗忘掉，使教学效果达不到预期的效果。剩下的0.5%学生则以怕影响听课为由，不记笔记。正所谓磨刀不误砍柴工，这部分学生往往学习效果不如其他同学，就是他们不了解好记忆不如烂笔头的道理，他们往往会认为自己大脑能记住这节课老师讲的内容，但是下课后就很容易忘掉，这也是教学效果达不到预期目标的原因之一。
3、课堂小结
对学生的问卷调查表明，35%的学生会听老师的小结，由此看来，在教学过程中，最后的课堂小结是必不可少的，在教学任务完成后，教师应就本节课的思路对学生进行简单的系统地梳理，同时教师可以小结过程补充讲课过程遗漏的地方，也相对学生做了一个小复习，让学生有了知识的巩固，教师适当指出重点和难点，学生复习的时候就有轻重之分。
(三)课后复习情况
1、作业情况
94%的学生都能按时完成作业，但是有4%的学生会视作业的难度、多少来完成作业，还有2%的学生不能按时完成作业。虽然只有6%的学生不能按时完成作业但是这种情况依然是不可忽视的，教师在布置作业的过程要适当的注意具体的班的总情况来布置相应的作业，并可针对个别学生进行课外辅导。
2、做作业的方式
据统计22%的学生边温习边做；22%的学生先做再看书；30%的学生先看书后做；20%的学生在遇到问题请同学帮忙解决；6%抄别人的作业。从结果看大部分同学在作业完成方面都有着各自一套的学习方法，但是仍存在作业抄袭的情况。
3、课后复习情况
结果表明61%的学生经常复习；13%的学生平时不复习，考前复习；9%的学生是老师要求就复习；15%的学生在老师的指导下复习；2%的学生都不复习。
复习方法方面：看一遍课本的学生占6%，按老师要求复习的学生占13%，复习有关内容后做习题的占31%，看主要内容，抓疑难点的占50%。
复习过程参考课外资料的情况：不看参考书的学生占25%，而参考教学参考书的占30%，参考生物期刊的占14%，参考生物习题集的占31%。
从复习方面综合调查结果可以看出大部分学生都没有自觉复习的习惯，而他们大部分不知道如何复习，教师应该如上述所提的要在本节课教学任务结束后做一个小结，小结既起到梳理学生学习的思路的作用，而且还起到复习知识巩固的作用。而且教师可以不定时地对学生进行小测，随时检查学生知识掌握程度。另一方面，由于学生在复习过程都比较少看课外资料，教师可以上课穿插一些课外小知识，既可以扩展学生的眼界和知识面，又可以激起学生对生物的学习兴趣，兴趣是学习上最好的导师。
(四)学生对生物的看法及建议
在调查中，68%的学生认为只要认真听讲、讨论及时复习就能学好；19%的学生认为只要感兴趣就能学好；9%的学生认为多做一些习题就能学好；2%的学生认为只要死记硬背就能学好；剩下的2%学生认为生物比较难学，他们认为生物比较难学所以他们都不喜欢生物。大部分学生认为生物比较有趣，内容新颖，而且学了生物之后可以更加了解自己。学生建议多用多媒体教学，通过多媒体教学内容显得更具体，抽象的概念都相对容易了解，而且播放相关视频可以加深印象。而且学生认为生物教学可以让学生自己多动手。通过学生的意见和建议，教师在生物教学过程中要注重学生的学习的主体地位，发挥学生的主观能动性，而且在教学过程中要贯穿新课改的目标。教师在教学过程中要多穿插些有趣的生物知识，刺激学生求知的欲望，在有可能的情况下可以安排学生进行一些野外调查，让学生能将在课堂上学会的探究性实验的过程运用到生活中，一方面加强了对探究性实验的理解，另一方面培养了学生的动手能力，真正让学生成为学习的主人。
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在1956年美国召开的首次“生物学中的信息理论研讨会”上人们提出了生物信息学的概念[1]。近几年，随着人类基因组计划(HGP)的迅猛发展，各种数学软件以及生物分析软件的出现，将之前积累的大量不同生物基因序列、蛋白质氨基酸残基序列、不同生物种属之间基因序列、蛋白质以及结构序列的保守结构位点进行整合，并据此建立了庞大的数据库系统。而对于这些数据的分析，必须依靠计算机分析技术的不断发展，所以就形成了一门由生物科学、计算机科学、信息科学、应用数学、统计学等多门学科相互交叉的学科——生物信息学技术[2-4]。
生物信息学的基础是各种数据库的建立和分析工具的发展。迄今为止，生物学数据库总数已达500个以上。归纳起来可分为4大类：即基因组数据库、核酸和蛋白质一级结构数据库、生物大分子三维空间结构数据库，以及以上述3类数据库和文献资料为基础构建的二级数据库[7]。常用生物信息学数据库[8-10]：
European Molecular Biology Laboratory(EMBL)——欧洲分子生物学实验室http：//ebi.ac.uk/ebi_docs/embl_db/ebi/topembl.html
UK Human Genome Mapping Project-Resource Center(HGMP-RC)——英国医学研究委员会所属人类基因组图谱资源中心 http：//hgmp.mrc.ac.uk/default.htm
SeqNet：UK Node of European Molecular Biology Network(EMBNet)——欧洲分子生物学信息网http：//seqnet.dl.ac.uk/default.htm
GenBank——美国国家生物技术信息中心(NCBI)所维护的供公众自由读取的、带注释的DNA序列的总数据库http：//ncbi.nlm.nih.gov/Web/Search/index.html
National Center for Biotechnology Information(NCBI)——美国国家生物技术信息中心http：//ncbi.nlm.nih.gov/
DNA Databank of Japan(DDBJ)——日本核酸数据库http：//ddbj.nig.ac.jp/default.htm
Genome Sequence DataBase(GSD)——美国国家基因组资源中心维护的DNA序列关系数据库http：//seqsim.ncgr.org/default.htm
Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM)——在线人类孟德尔遗传数据库http：//www3.ncbi.nlm.nih.gov/Omim/searchomim.html
European Drosophila Genome Project http：//edgp.ebi.ac.uk/default.htm
The Institute for Genomic Research(TIGR)——美国基因组研究所http：//tigr.org/default.htm
The Sanger Centre http：//sanger.ac.uk/default.htm
Swiss Institute of Bioinformatics(Expasy)http：//expasy.ch/default.htm
GenomeNet(Japan)http：//genome.ad.jp/default.htm
Australian National Genomic Information Service(ANGIS)http：//morgan.angis.su.oz.au/default.htm
Bioinformatics and Biology Resources on the Internet http：//aeiveos.wa.com/biology/index.html
List of other Genome Sites http：//hgmp.mrc.ac.uk/GenomeWeb/default.htm
Brunel University Online Teaching Programme http：//brunel.ac.uk/depts/bl/project/front.htm
Whitehead Institute for Biomedical Research(WI)http：//wi.mit.edu/
WICGR(WI/MIT Center for Genome Research)http：//www-genome.wi.mit.edu/
Cold Spring Harbor Laboratory(CSHL)——冷泉港实验室http：//clio.cshl.org/
SMI(Stanford Medical Informatics)http：//www-smi.stanford.edu/projects/helix/
BNL(Brookhaven National Laboratory)——美国布鲁克海文国家实验室http：//genome1.bio.bnl.gov/
Weizmann Institute of Science——以色列魏兹曼科学研究所 http：//bioinformatics.weizmann.ac.il/
中国科学院上海生命科学院生物信息中心(BioSino)http：//biosino.org.cn/
北京大学生物信息中心(CBI或PKUCBI)http：//cbi.pku.edu.cn/
中国军事医学科学院情报研究所 http：//bmi.ac.cn/bio/
1 生物信息学在寄生虫基础研究中的现状
随着HGP的开展[11-12]，人体寄生虫基因组研究也受到了广泛的重视。1993年美国人类基因组研究中心对HGP 作了修订，修订后的HGP 将模式生物基因组列入了HGP的内容[13]，认为通过对较为简单的模式生物基因组的研究，可为人类基因的功能鉴定提供线索，并可从简单的基因组分析入手建立技术积累经验。人体寄生虫是一类结构较简单的单细胞生物如原虫或多细胞生物如蠕虫[14]，是研究模式生物较理想的材料。因此，人体寄生虫基因组计划也已成为人类基因组计划中模式生物基因组研究重要内容之一[15-16]。其中，基因序列测定和新基因的发现是人体寄生虫基因组计划的首要任务。目前应用生物信息学对下列人体寄生虫基因组进行了研究[17-18]：
1.1 恶性疟原虫 基因组计划开展较早，研究表明恶性疟原虫的基因组大小约30Mb，含15000～17000个基因。在GenBank 中已记载的恶性原虫5031个基因顺序资料中，有3755个为抗原/蛋白质的编基因序列。
1.2 利什曼原虫 基因组大小约为35Mb，通过构建利什曼原虫不同时期特异性cDNA文库和长片段基因组文库，已经获得了2000多个EST 序列。
1.3 美洲锥虫 基因组大小为55 Kb，已建立了标化cDNA 文库，BAC 文库和YAC 文库。现已完成了7000个EST序列的测定，3号和4号染色体序列已测定。
1.4 丝虫 基因组大小为100Mb(以马来丝虫代表)，至目前为止，在GenBank 中EST 序列已达到16500个，鉴定出新基因6000个，占预测基因总数的1/3。
1.5 硕大利什曼原虫 已有约500个EST 序列进入数据库，均是从含有引导序列的全长cDNA的5端测出的序列，对利什曼原虫的目标是测出至少1500个新序列。
1.6 血吸虫 基因组大小为270 Mb，估计基因数为20000个。血吸虫基因组计划始于1995年，早期研究工作主要是新基因的发现和绘制低分辨率的物理图谱。目前在GenBank中已有的血吸虫基因EST序列超过45900条，3500 个新基因已被鉴定，占基因总数的15%。
2 生物信息学在包虫基础研究中的应用前景
包虫病是一个世界性的流行病，其防治工作倍受各国研究者重视。包虫生活史复杂，同一包虫的不同种株，以及在同一种株的不同发育阶段，不同组织，甚至随着环境的改变，其基因表达变化很大。目前有关包虫的研究还不是很多，研究资源主要集中于研究包虫单个基因的序列及其功能，随着后基因组时代的发展，以及生物信息学的兴起，包虫的研究将从单个基因和功能向全基因组和功能研究转变，从局部向整体转变，从而使有目的地大规模研究疫苗和药物相关基因成为可能。
目前，应用生物信息学在对血吸虫的基础研究中取得了很大的进展。这便给了我们一个提示，可以应用生物信息学对包虫进行基础研究。首先，可以通过生物信息学的相关网站得到目前已知的包虫的基因或蛋白序列。目前报道包虫的核酸序列共11106条[美国国立生物技术信息中心(NCBI)数据库]，见下表：
核酸序列线粒体
内核酸线粒体
外核酸总核酸
序列数Nucleotide5625321097相关EST01000210002GSS077 之后可以通过生物信息学相关工具做以下工作[19]：
2.1 基因功能预测 一个新基因得到后，接下来的工作就是寻找该基因的功能。序列同源比较是预测基因功能的第一步。利用同源比较算法，将待检测的新基因序列从DNA和蛋白质序列数据库中进行同源检索后，就可以得到一系列与新基因同源性较高的基因或片段。这些基因和片段的已知功能信息就为进一步分析新基因功能提供了具有相当参考价值的导向。最主要的生物学数据库是核酸、蛋白质序列数据库及其三维结构数据库[20]。
2.2 寻找蛋白质家族保守序列 通过同源检索，寻找新基因中包含的该蛋白质家族的保守序列，为进一步深入研究其功能作好准备。多重序列同源比较，被用来寻找基因家族或蛋白质家族中的保守部分[21-22]。由于保守部分常常与家族成员的功能密切相关，蛋白质家族数据库能够帮助科学家更好地认识基因的功能。最具代表性的蛋白质家族保守序列的数据库有PRINTS、BLOCKS、Sbase 和Prosite等。这些数据库可以帮助我们把新基因所属的蛋白质家族及其保守部分找出来，并提供该家族其他成员的结构和功能信息[23]。
2.3 蛋白质结构的预测 如果一个可能的新基因通过同源检索后没有同源性，就成为孤独基因了。孤独基因可以通过结构同源比较，寻找结构同源的基因或直接预测其高级结构来推测其可能的功能。有很多蛋白质高级结构数据库提供结构同源比较的检索[20]。
目前，在后基因组时代，研究者们面对的不仅是序列和基因，也有越来越多的完整基因组。对不同种株包虫基因组之间的比较性研究很可能会得到大量有用信息，而对同一种包虫生活史不同阶段基因组的比较性研究可能会使人们对于该物种的认识更加深入。因此，随着生物信息学的迅速发展和后基因组计划的深入，包虫的基础研究必将得到极大地发展。人们能够期望从对基因和基因的生物学功能研究着手，发现更有效的抗包虫的药物靶位或疫苗[24-25]，并为彻底揭开包虫的奥秘以及有效的治疗与预防包虫病打下基础。
参考文献
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细胞生物学研究范文6
[关键词] 核酸适体；纳米材料；CML K562；电化学生物传感器
[中图分类号] R557 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2012）08（b）-0014-03
Study of electrochemical biosensor for diagnosis chronic myeloid leukemia
LIU Wenwei ZHANG Xueyan XI Jing HAN Yuewu
Research Institute of Biochemistry, School of Basic Medical Science, Lanzhou University, Gansu Province, Lanzhou 730000, China
[Abstract] Objective To creat a method of detection for chronic myelocytic leukemia. Methods A method of detection had been built, based on an experiment in lab, during which, 5 highly-combined aptamers of CML K562 cells had been selected. Five aptamers were marked with two kinds of nanoparticles separately. The ten marked aptamers were divided into 20 pairs by every two combination. In every pair, the aptamers, one as the capture molecules, the other the determination molecules, were combined with CML K562 cells. Then the Au atoms were transformed into the state of Au-ion by REDOX reactions and electric current was sensed by electrochemical detection. Results The best pair of aptamers was selected to detecte CML K562, the fitted curve equation to test cells number and DPV of current value was obtained. Conclusion Get a electrochemical biosensor which can be used to diagnose CML K562 cells, with a detection limit up to 50 cells.
[Key words] Aptamers; Nanoparticles; CML K562; Electrochemical biosensor
目前以适体作为识别元件的生物传感器有光学适体生物传感器、电化学生物传感器、压电石英晶体生物传感器[1-4]。SELEX技术自问世已有20多年的发展历程，光学适体生物传感器和压电石英晶体生物传感器已相继有商品，但适体电化学传感器的研究还处于起步阶段，其中早期诊断慢性粒细胞白血病（CML）的电化学生物传感器也是一个空缺。笔者采用两种纳米材料分别标记5个适体，两两组合，一个作为捕获分子，一个作为测定分子与CML K562结合后，经氧化还原反应将测定分子上的金属转化成离子状态，利用电化学工作站检测电流[5-10]，筛选出最佳组合，结合适体与CML K562的结合率，可以判断结合的CML K562的数量，得到一种操作简单、灵敏度高、快速的早期诊断慢性粒细胞白血病的方法。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
CHI1210A电化学分析仪（CHI公司，美国）、原子吸收分光光度计、德国耶拿原子吸收光谱仪，型号ZEEnit700。
质粒抽提、PCR等试剂盒、100 bp DNA marker、胎牛血清（上海生工生物技术有限公司）生物素-链霉亲合素磁珠及磁力架、8种引物（上海生工生物技术有限公司）分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8：带羧基磁性纳米颗粒（平均粒径为30 nm）（巴溪仪器有限公司）；四氯金酸溶液（HAuCl4，上海中秦化学试剂有限公司）等。
1.2 方法
1.2.1 用氨基标记核酸适体S1、S2、S3、S4、S5
