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关键词： 先天性心脏病   表达谱   遗传学   Alagille综合症   JAGI   常染色体显性遗传病   NMD  

摘要： 先天性心脏病(简称先心病)是最常见的出生缺陷疾病之一,在活产婴儿中发病率接近1%。近几十年虽然先心病的诊断和手术治疗得到了很大提高,但先心病仍然带来了巨大的家庭以及社会负担。目前人们普遍认为遗传和环境因素是先心病的可能致病原因,但近年来多个遗传学证据指明遗传因素是先心病发病的重要原因之一,研究先心病的遗传机制对评估先心病后代及其他近亲先心病再发风险具有重要意义。第一部分云南汉族先天性心脏病群体遗传机制研究[目 的]先心病是最常见的出生缺陷之一,遗传因素在先心病中占主要地位。目前已经鉴定出的部分先心病相关致病基因仍无法解释先心病的复杂致病机制。如何解释基因与先心病之间的联系仍然亟待解决。本研究的目的是分析基因变异与先心病的相关性。[方 法]以云南汉族先心病群体作为研究对象,基于外显子测序结合转录组测序策略和病例对照(case-control)策略两种方案筛选先心病可能易感基因。方案一:利用EB病毒转化技术将34个汉族先心病患者新鲜血液转化为B淋巴细胞,冻存血全外显子测序,转化细胞株转录组测序。R包下载GTEx转录组数据库作为正常对照并使用peer软件去除病例组和对照组之间的批次效应,正态Z分布筛选34个个体转录水平异常基因,同时全外显子筛选3’UTR突变,两者取交集得到候选基因。双荧光素酶报告系统验证候选基因表达水平情况。方案二:根据34个个体全外显子测序结果筛选出10个候选SNP位点,并在489例ASD和420例正常对照样本中验证。通过Snapshot基因分型技术鉴定病例组和对照组的10个SNPs。χ2检验和无条件回归模型用于评估ASD和每个候选SNP之间的关系。利用Haploview软件进行连锁不平衡和单倍型分析。[结 果]方案一:34个个体的血液样本成功转化为B淋巴细胞并完成测序。共筛选出1704个3’UTR突变并表达异常的基因,其中50%与GWAS重合。这些基因包括影响心脏发育的重要基因和新的可疑致病基因。双荧光素酶报告系统显示与野生型(WT)相比,突变型TGFB3、PRKAG2、COL2A1基因表达具有显著差异(P<0.05)。方案二:FLT4 rs383985(P=0.003,OR=1.115～1.773)、HYDIN rs7198975(P=0.04621,OR=1.003～1.4)和 HYDIN rs1774266(P=0.04621,OR=1.003～1.461)等位基因在对照组和病例组之间有显著性差异(P<0.05)。[结 论]***2A1、TGFB3、PRKAG2基因3’UTR突变可能通过影响基因表达水平进一步导致先心病发生。2.结合DNA和RNA测序可能有助于筛选出先心病相关阳性致病基因。***4rs383985、HYDIN rs7198975和HYDIN rs1774266可能与房间隔的易感性相关。第二部分Alagille综合征家系的遗传机制研究[目 的]Alagille综合征(ALGS)主要由JAG1基因突变导致,其中70%形成截短蛋白,单倍剂量不足被认为可能是该疾病的主要致病机制,研究基因突变对蛋白质功能的影响对遗传病的诊断是必要的。本研究的目的是分析突变与疾病的相关性。[方 法]超声心动图检测一肺动脉狭窄家系,4名家系成员外周血部分转化为B淋巴细胞,剩余冻存并全外显子测序。根据美国医学遗传学与基因组学会(ACMG)标准分析全外显子组测序(WES)结果,筛选致病基因。克隆和Sanger测序用于验证突变基因。B淋巴细胞全长转录组测序分析不同长度的RNA表达。WB、RT-qPCR验证JAG1基因蛋白水平和mRNA水平。环己酰亚胺(CHX)用来验证无意义介导的mRNA衰减(NMD)。[结 果]超声心动图显示家系中有3例肺动脉狭窄,并在基因检测发现JAG1 突变(NG07496.1:g.309900991delCA,NM00214.3:c.1623624delCA,***541*),该突变位点尚未报道。ACMG将其归类为“致病性突变”,在同源结构域产生提前终止密码子(PTC)。在患者来源的淋巴细胞中,JAG1蛋白和JAG1 mRNA显著降低。CHX抑制NMD,使JAG1蛋白恢复到野生型的65%-75%。[结 论]1.临床和分子的诊断证明该家系患有ALGS疾病,该疾病由JAG1新的移码突变导致,并且患者均存在NMD机制。2.产前超声结合基因检测有助于ALGS的早期发现。

关键词： 高校教育   思政教育   教学   人才培养  

摘要： 立德树人是高校的根本任务，新形势下，思政教育是高校教育的必然趋势，也是青年学者开阔视野、增长见识、提升基本素养的必要途径。遗传学及其相关课程是生命科学方向本科生的专业基础课，其教学内容多角度、多层次，从分子、细胞、个体和群体的水平讲授生物性状形成及其在代间传递的遗传基础、性状变异的原因及在自然/人工选择下的变化规律。遗传学的丰富理论也蕴涵了丰富的思政教育素材。本研究立足遗传学理论的教学，多方位、多角度挖掘其中的思政要点，找准学生的兴趣点，提升课堂吸引力与关注度，施行教学改革实践，旨在凝练遗传学文化和遗传学思想，引领思政内涵，让思政教育能“润物细无声”地融入遗传学专业教学的改革实践中，提升高校教育质量，为实现中华民族伟大复兴输送有思想、高素质的人才。

关键词： 介入性产前诊断   胎儿遗传学结果   染色体核型   单核苷酸多态性微阵列技术  

摘要： 目的:分析介入性产前诊断指征与胎儿遗传学的相关性,比较SNP array相对于传统染色体核型分析的遗传诊断优势,为优化产前诊断策略及遗传学咨询提供依据。资料与方法:收集2015年1月至2020年12月就诊我院产前诊断中心,知情同意后行介入性产前诊断的18230例单胎妊娠孕妇临床资料和胎儿染色体结果,以及5805例SNP array检测结果。根据第一产前诊断指征(2次及以上介入性产前诊断者以第一次产前诊断指征入组)分为:高龄组、无创产前基因检测技术异常组、血清学筛查高风险组(简称筛查高风险组)、超声异常组、夫妇一方或双方染色体异常组(简称夫妇染色体异常组)、不良孕产史组和其他组。按照不同年龄段分组:16-34岁组、35-37岁组、38-40岁组、41-43岁组以及44-49岁组。采用WPS Office xls.录入数据,SPSS 26.0统计软件分析数据。计数资料用频数n或百分率%表示,率的比较采用卡方检验或Fisher确切概率法,P<0.05认为差异具有统计学意义。结果:1.18230例胎儿样本中培养成功18173例(99.69%,18173/18230)。发现异常核型1344例(不含多态性),检出率7.37%(1344/18230)。其中染色体数目异常共797例,包括21三体386例、18三体104例、13三体26例、45,X64例、47,XXX31例、47,XXY67例、47,XYY38例、47,XN,mar14例、48,XXYY3例、69,XXY3例以及其他染色体目异常61例;染色体结构异常共547例,包括平衡易位151例,非平衡易位8例,倒位326例,缺失29例以及其他染色体结构异常33例。2.高龄组、NIPT异常组、筛查高风险组、超声异常组、夫妇染色体异常组、不良孕产史组及其他组的染色体异常检出率分别为7.33%(519/7078)、40.18%(182/453)、5.44%(260/4783)、5.43%(254/4682)、45.50%(91/200)、3.02%(19/630)、4.70%(19/404)。夫妇染色体异常组异常染色体检出率最高。溯源后发现89例染色体结构异常中85例来自母方或父方,4例属于突变,2例染色体数目异常。3.高龄组、NIPT异常组、筛查高风险组、超声异常组、夫妇染色体异常组、不良孕产史组及其他组非整倍体检出率分别为4.87%(345/7078)、36.64%(166/453)、2.97%(142/4783)、2.63%(123/4682)、1.00%(2/200)、1.11%(7/630)和2.23%(9/404)。NIPT异常组非整倍体检出率最高,与各组比较差异有统计学意义(P<0.001)。其次是高龄组,与筛查高风险组、超声异常组、夫妇染色体异常组、不良孕产史组及其他组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。4.高龄组、NIPT异常组、筛查高风险组、超声异常组、夫妇染色体异常组、不良孕产史组及其他组21三体检出率分别为2.63%(186/7078)、15.23%(69/453)、1.51%(72/4783)、1.11%(52/4682)、0.50%(1/200)、0.32%(2/630)和0.99%(4/404)。NIPT异常组21三体检出率最高,与各组差异具有统计学意义(P<0.001),其次为高龄组,与筛查高风险组、超声异常组、夫妇染色体异常组、不良孕产史组及其他组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。5.5805例样本行SNP array检测,培养成功5776例(99.50%,5776/5805)。SNP array阳性565例(9.73%,565/5805),包括致病CNV 334例(5.75%,334/5805)、可能致病CNV55例(0.95%,55/5805),可能良性CNV55例(0.95%,55/5805)及VOUS 121例(2.08%,121/5805)。其中SNP array阳性合并异常核型450例(不含多态性),检出率7.75%(450/5805)。*** array及染色体核型分析同时检出染色体数目异常177例,染色体结构异常87例。SNP array额外检出CNV 301例(致病CNV85例、可能致病CNV 49例、可能良性CNV 52例及VOUS 115例),额外检出致病或可能致病CNV134例,提高阳性诊断率2.31%(134/5805)。7.高龄组行介入性产前诊断7078例,其中单纯高龄4397例,合并NIPT异常239例,合并筛查高风险630例,合并超声异常1041例,合并夫妇染色体异常47例,合并不良孕史482例以及合并其他指征242例。染色体非整倍体检出率分别为2.16%(95/4397)、51.88%(124/239)、8.25%

关键词： 植物生理学   渗透胁迫   SUMO化修饰   遗传学   蛋白组学  

摘要： 植物作为固着生物，无法像动物一样主动躲避不良环境，在面临高温、干旱、盐碱等非生物胁迫，以及病原菌、虫害等生物胁迫时，需要对环境信号作出快速应答，以维持自身生命活动。植物的响应过程涉及到多种信号转导途径，以及蛋白的稳定性、活性等的改变。在这些过程当中，蛋白质的翻译后修饰发挥着重要作用。SUMO化修饰是一类在真核生物中保守的翻译后修饰，与泛素化修饰类似，SUMO分子以异肽键的形式共价结合到底物蛋白的赖氨酸上，调节蛋白的稳定性、活性以及定位等。SUMO化修饰参与了植物多种生长发育过程以及胁迫应答过程，包括干旱、高温、冷害等。近年来，有关SUMO化修饰的研究日益增加，但目前关于渗透胁迫是否会激活体内SUMO化修饰水平，以及胁迫条件下SUMO化修饰如何激活，SUMO化修饰有哪些底物蛋白等生物学问题尚无答案。　　本文从SUMO E3连接酶SIZ1入手，探究渗透胁迫下SUMO化修饰的调节机制。研究表明SIZ1介导的SUMO化修饰在植物渗透胁迫响应过程中有重要作用，渗透胁迫以SIZ1依赖的方式促进体内SUMO化修饰水平的升高，且SIZ1的缺失突变体对渗透胁迫抑制的种子萌发及根伸长高度敏感。同时，研究发现渗透胁迫和ABA信号通路核心蛋白激酶SnRK2s，主要磷酸化SIZ1的第820位丝氨酸，且该位点的磷酸化受ABA及渗透胁迫诱导。渗透胁迫下，快速激活的蛋白激酶SnRK2s磷酸化SIZ1，磷酸化后的SIZ1具有更高的稳定性，含量上升，从而增强对底物的SUMO化修饰过程。研究中同时也发现SIZ1-S820A蛋白的不稳定性并不是由COP1蛋白介导的蛋白酶体系统导致，因此在植物体内还存在着其他降解SIZ1的机制。我们的研究揭示了SnRK2s介导的SIZ1蛋白的磷酸化以调控SIZ1蛋白的稳定性，从而调节SUMO化修饰的动态平衡。初步解析了渗透胁迫调控SUMO修饰的分子机制。　　渗透胁迫等非生物胁迫均可快速激活体内SUMO化修饰，获得胁迫处理后SUMO化修饰的底物蛋白及修饰位点信息，对于全面解析植物胁迫响应过程中的调控网络具有重要意义。SUMO化修饰蛋白组学的研究已延续许久，但植物中SUMO化修饰组学仍停留在蛋白水平，无法精确到具体的修饰位点。为了研究植物SUMO化修饰蛋白的位点信息，我们使用赖氨酸缺失突变的SUMO1(K0-SUMO)转基因材料，首先进行蛋白水平的SUMO化修饰蛋白的富集，随后对酶解消化后的肽段进行二次富集，最终在拟南芥中鉴定到1059个蛋白的1896个SUMO化修饰位点，首次在组学水平进行了SUMO化修饰位点的鉴定工作，极大的提升了SUMO化修饰位点的鉴定数量。构建了一个目前为止拟南芥中数量最多的SUMO化修饰位点的数据库，为未来SUMO化修饰的研究提供了重要的技术手段和资源。

关键词： 多年生小偃麦   中间偃麦草   抗寒性   再生性   染色体组  

摘要： 本研究以21份多年生小偃麦种质系群体为研究材料,通过分根扩繁,直播选育等方法,扩大研究材料群体,利用形态学分析和分子细胞遗传学等手段,对多年生小偃麦种质系群体和扩繁群体的抗寒性、多年生特性及染色体组构成进行分析和鉴定,旨在明确不同类型多年生小偃麦的染色体组构成及遗传特性,为寒地多年生小偃麦的抗寒性及多年生特性研究提供材料基础和理论依据。形态学调查结果表明,21份多年生小偃麦均具有多年生性、抗寒性、割后再生性,植株生长繁茂,形态性状趋向稳定;研究材料群体株高均大于1m,分蘖数呈逐年增加趋势,最高可达648。结实率除19-51820443外,总体稳定,材料19-425299128结实率最高,超过88%。有6份材料,千粒重超过6g,19-412138的千粒重为8.86g。获得扩繁材料52份,形态特点同原始材料表现一致。细胞学和分子标记检测结果表明,材料19-42529356体细胞染色体数目在47条以上,材料19-51820443体细胞染色体数目为42-44条。其他材料体细胞染色体数均为42条,扩繁材料与原始材料染色体数目一致,也均带有中间偃麦草遗传成分。但部分多年生小偃麦材料和扩繁材料扩增出非特异性条带,表明材料间的遗传成分存在差异。原位杂交结果表明,多数材料基因组构成为St St JJJJ,与中间偃麦草基因组相似,但染色体显示杂交信号的区域略有差异。鉴定材料中,19-42529356和19-51820443分别带有11条和1条普通小麦染色体。这为今后的多年生小偃麦种质系研究提供了新的方向。

关键词： 沉浸式课堂   教学设计   课堂组织   分子生物学   表观遗传学  

摘要： 百年大计,教育为本.课程是高等学校教学建设的基础,加强教育教学改革,提升综合创新能力,实现全方位育人是课程建设的关键目标."沉浸式课堂"旨在建设高度参与的课堂,能够有效提升学生主动性和综合能力,推动大学生全面发展的课堂.教学设计与教学组织是课程建设的重要内容,本文以分子生物学和表观遗传学为例,探讨了沉浸式课堂的内涵和意义,以及建设沉浸式课堂的具体要素和方法,以期为一线教师进行教学设计和课堂组织提供有效的线索和材料,为提升高校课程建设和人才培养质量建言献策.

摘要： 山地生态系统是生物多样性分布与保护的热点。山地景观遗传学（Mountain Landscape Genetics）研究在山地景观尺度上野生生物的种群遗传格局及其驱动机制和影响因素，是景观遗传学（Landscape Genetics）的重要分支。山地景观遗传学研究对于深入理解物种的空间遗传结构、形成过程、物种形成与分化机制具有重要意义与价值，同时可以为珍稀濒危物种和山地生物多样性的有效保护与管理提供科学指导。为了更好地掌握目前山地景观遗传学的发展趋势与重点研究问题，为未来生物多样性与山地生态系统的保护管理提供科学参考，基于对Web of Science核心数据库和中国知网数据库的系统检索，全面汇总分析了1999—2020年山地景观遗传学领域发表的192篇英文文献与31篇中文文献。结果显示，该领域自2008年起迅速发展，截至2020年共有46个国家的研究机构发表了山地景观遗传相关研究，研究热点地区包括北美洲的落基山脉、内华达山脉、阿巴拉契亚山脉，欧洲的阿尔卑斯山脉、比利牛斯山脉，以及亚洲的喜马拉雅-横断山脉。研究对象类群涵盖真菌、植物、节肢动物、脊椎动物，其中脊椎动物是研究发表最多的类群，占发表文献总数的62.0%；脊椎动物中，又以对哺乳类（占脊椎动物发表文献总数的52.9%）与两栖类（23.5%）的研究最多。目前主要的研究方向包括：（1）识别山地景观中的基因流路径或阻碍；（2）量化山地景观特征对种群遗传结构时空变化的影响。中国是发表山地景观遗传学文章数量最多的亚洲国家，近十年来相关研究发展迅速，研究类群以植物（占在中国发表文献总数的62.3%）与脊椎动物（35.8%）为主，对脊椎动物的研究中以两栖动物为最多（占所有脊椎动物发文数量的52.6%），研究区域主要集中在喜马拉雅-横断山脉与秦岭。本文进一步对目前山地景观遗传学研究中存在的空缺及未来重点关注问题提出建议。

关键词： 高校   问题引导教学法   医学遗传学  

摘要： 医学高校对于医学人才的培养,要求其不仅充分了解相关理论知识,而且具备分析和解决实际问题的能力。在“医学遗传学”的教学过程中,由于传统的课堂教学模式单一、枯燥等多方面因素,导致学生的课堂参与度普遍较低。教师在“医学遗传学”教学过程中运用问题引导教学法,在课堂教学中引入遗传病例分析的同时,鼓励学生在课前、课中和课后围绕课堂的教学内容主动提出问题、参与思考和讨论,从而调动学生的学习积极性和课堂参与度,有效提高教学质量和效率。

关键词： 医学遗传学   多元式教学   实践  

摘要： 医学遗传学是一门兼具理论性和实践性的课程,学科内容知识复杂抽象,大多数学生在学习过程中会感到一定的困难。而多元式教学打破了传统单一教学的限制,倡导在多样化的教学方法和教学资源下,更好地挖掘学生的潜能。本文结合实践教学经验,探讨了医学遗传学中多元式教学的应用。