表观遗传学的特点精选(九篇)

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第1篇：表观遗传学的特点范文

关键词 骨髓增生异常综合征 表观遗传学 DNA甲基化 组蛋白去乙酰化

中图分类号：R979.19 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2013）03-0013-04

Current status of epigenetic targeting treatment of myelodysplastic syndrome

DING Qianqian*， CHEN Qinfen**

（Department of Hematology， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）

ABSTRACT DNA methylation and histone deacetylation are the important part of epigenetics abnormalities of myelodysplastic syndrome （MDS）. Currently epigenetically active drugs， including DNA methyltransferase inhibitors and histone deacetylase inhibitors， have become a novel targeting epigenetic modifiers therapy in MDS field. This review summarizes the current status of epigenetic treatment of MDS in order to provide reference information for clinical practice.

KEY WORDS myelodysplastic syndrome； epigenetics； DNA methylation； histone deacetylation

表观遗传学（epigenetics）是研究基因的核苷酸序列不发生改变、但基因的表达发生了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。“epigenetics”一词最早由Waddington于1942年提出[1]，是一种与遗传学（genetics）相对应的概念，主要研究基因型和表型的关系。Holiday[1]在1987年对表观遗传学作出了更为系统的论述，即指“没有DNA序列变化、但可遗传的基因表达改变”。表观遗传学的分子机制包括DNA甲基化（DNA methylation）、组蛋白修饰（histone modification）、染色质重塑（chromatin remodeling）和RNA干扰（RNA interference）4种。骨髓增生异常综合征（myelodysplastic syndrome， MDS）是一组起源于造血干细胞的异质性髓系克隆性疾病，其特点是髓系细胞分化及发育异常，表现为无效造血、难治性血细胞减少和造血功能衰竭，可高风险向急性髓系白血病（acute myeloid leukemia， AML）转化。MDS的发生是一个多因素、多步骤的过程，除有一系列的细胞遗传学改变外，表观遗传学的异常在MDS的发病机制中也起着非常重要的作用。由于表观遗传改变具有可逆性，故能逆转表观遗传异常的药物成为近年MDS治疗的新策略[2]。

MDS的表观遗传异常主要涉及DNA甲基化和组蛋白去乙酰化（histone deacetylation）等。DNA甲基化由DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase， DNMT）催化；组蛋白乙酰化则受两种作用相反的酶即组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferase， HAT）和组蛋白去乙酰酶（histone deacetylase， HDAC）的调控[3]。抑癌基因的DNA甲基化或组蛋白去乙酰化会导致抑癌基因的静默，与MDS的发生、发展和预后密切相关。DNMT抑制剂和HDAC抑制剂的临床应用不仅为MDS治疗提供了新的手段，而且也为其他肿瘤的治疗提供了借鉴，因为表观遗传异常也普遍存在于其他实体或非实体肿瘤中[4]。

1 DNMT抑制剂治疗MDS

甲基化异常是最常见、也是目前研究得最多的肿瘤表观遗传改变。肿瘤细胞DNA在基因启动子区域的CpG岛的高度甲基化会改变染色质的构象、抑制基因的转录，从而使基因表达静默。迄今为止，美国FDA共批准过两个具有表观遗传疗效的药物用于MDS的治疗，它们分别是阿扎胞苷（azacytidine， 即5-氮杂胞苷， 5-AZA）和地西他滨（decitabine， 即5-氮杂-2’-脱氧胞苷， DAC）[5]。这两个药物均为核苷类DNMT抑制剂，可通过磷酸化后掺合到基因组DNA中与DNMT形成共价复合物、抑制DNMT与DNA结合而发挥转甲基活性、最终诱导DNA去甲基化[3，6]。

1.1 5-AZA

5-AZA于1963年被合成，此后曾进行用于治疗AML的临床研究并被证明有效[7]，2004年5月被美国FDA批准用于MDS治疗[8]，是第一个靶向表观遗传的DNMT抑制剂，批准依据是一项代号为“美国癌症与白血病研究组B（Cancer and Leukemia Group B， CALGB）9221”的随机、对照临床研究数据[8-10]。该研究纳入191例《国际预后评分系统（International Prognostic Scoring System， IPSS）》评分为高危、中危-2和中危-1并伴进行性血细胞减少的MDS患者，比较了5-AZA与最佳支持治疗（best supportive care， BSC）的疗效。结果显示，接受5-AZA皮下注射75 mg/（m2·d）共7 d、每4周重复1个疗程治疗患者的生活质量明显改善、输血需求明显减少且高危MDS患者向AML转化或死亡的时间明显延迟。在另一项代号为“AZA-001”的国际多中心、平行、开放试验中，358例高危MDS患者被随机分成5-AZA治疗组和传统治疗（BSC、小剂量阿糖胞苷、强诱导化疗）组。结果显示，5-AZA组患者的总生存期明显改善：5-AZA组和传统治疗组的中位生存期分别为24.5和15个月（p＝0.000 1），2年生存率分别为51%（42.1%～58.8%）和26%（18.7%～34.3%）。5-AZA组的完全缓解率达17%、总有效率为49%，均优于传统治疗组[11]。这些数据表明，5-AZA治疗可有效延长高危MDS患者的总生存期及进展至AML或死亡的时间。5-AZA治疗也可有效延长老年高危MDS患者的总生存期及进展至AML或死亡的时间[12]。Musto等[13]回顾性分析了74例接受5-AZA治疗的低危或中危-1 MDS患者的情况，发现总反应率为45.9%，其中64例患者经4个疗程治疗后的总反应率为51.6%、中位反应时间为6个月、中位随访15个月时的生存率为71.0%，证明5-AZA治疗不仅可以延缓高危MDS进展、而且对低危MDS患者也有一定的疗效。

美国FDA批准的5-AZA治疗方案原为皮下注射75 mg/（m2·d）共7 d、每4周重复1个疗程，至少连续用4个疗程；2007年1月，美国FDA又批准了5-AZA的经静脉内给药方案[14]。5-AZA已于2010年被美国国家癌症综合网络发表的《临床实践指南》列为对中危-2和高危MDS患者有Ⅰ类证据的优选治疗药物[15]，是中危和高危MDS、尤其是不能耐受化疗的老年MDS患者的重要治疗选择。

1.2 DAC

5-AZA是DAC的一种前体药物。DAC于1964年被合成，在体外的去甲基化作用较5-AZA高30倍以上，最初亦用于AML治疗研究[7]。对DAC的研究几乎与5-AZA同时进行[4]。DAC在高剂量时有细胞毒作用、在低剂量时有去甲基化作用，治疗MDS有剂量低和毒性低的优势[16]。DAC于2006年5月被美国FDA批准用于中危-2和高危MDS治疗，是第2个靶向表观遗传的DNMT抑制剂，批准依据是一项代号为“NCT 00071799”的在美国和加拿大共22家医院的临床中心进行的国际多中心、随机、对照试验数据。该试验纳入358例高危MDS患者，结果显示与BSC组相比，DAC治疗组的总缓解率和总改善率明显更高，且有8%患者的细胞遗传学改善，说明DAC可以改变MDS的病程[11，17]。2008年9月，中国国家食品与药品监督管理局也批准DAC用于中危-2和高危MDS治疗[18]。

DAC的治疗方案有3 d和5 d方案两种，分别是每8小时经静脉内输注（＞3 h）1次15 mg/m2连用3 d、每6周为1个疗程和每天经静脉内输注（＞1 h）20 mg/m2连用5 d、每4周为1个疗程。5 d方案的耐受性和治疗反应率均更好，常见不良反应是骨髓抑制、恶心和皮疹等（存在个体差异）。低危MDS患者接受DAC每天皮下注射20 mg/m2连用3 d或每周3次治疗也可获得良好的疗效[19]。

2 HDAC抑制剂治疗MDS

组蛋白修饰比DNA甲基化复杂得多，包括组蛋白的乙酰化、磷酸化、甲基化、泛素化、糖基化、二磷酸腺苷核糖基化和羰基化等，其中研究得最多的是乙酰化。染色质转录状态依赖于组蛋白编码，HDAC在染色质构象改变中也起部分作用。组蛋白尾部赖氨酸残基的局部修饰会影响染色质的构象和转录。通常，组蛋白赖氨酸残基的乙酰化与转录激活状态的染色质（常染色质）相关，而组蛋白的去乙酰化与转录失活状态的染色质（异染色质）相关[20]。组蛋白的磷酸化主要影响信号传导通路中相关基因的转录。组蛋白的乙酰化和磷酸化都是可逆的，但组蛋白的甲基化一直被认为是不可逆的过程。组蛋白甲基化和DNA甲基化会联合作用和共同参与基因静默，并通过DNA复制而传递下去[21]。鉴于组蛋白乙酰化具有可逆性的特征，目前MDS的表观遗传药物除DNMT抑制剂外还有HDAC抑制剂。

HDAC抑制剂是通过促进肿瘤细胞分化、抑制肿瘤细胞增殖和（或）凋亡、调控细胞周期而使静默的抑癌基因重新表达的[22-23]。HDAC抑制剂可依化学结构分为4类：①短链脂肪酸类物质，如丙戊酸（valproic acid）、丁酸酯类物质；②异羟肟酸（氧肟酸）类物质，如曲古抑菌素A、伏立诺他（vorinostat）、LBH589/LAQ824、PXD101；③环肽类物质，如FK228、缩酚酸肽；④苯甲酰胺类物质，如地那林（tacedinaline）、MS-275[23-25]。20世纪90年代以来，越来越多的HDAC抑制剂被发现及用于血液系统肿瘤和实体瘤的治疗研究。新型HDAC抑制剂可在小剂量、低浓度下诱导肿瘤细胞分化和选择性凋亡，抗肿瘤谱广且对正常细胞无毒性。其中，丁酸酯类物质是第一类得到验证的HDAC抑制剂；vorinostat于2006年10月被美国FDA批准用于皮肤T细胞淋巴瘤治疗，是第一个被美国FDA批准的HDAC抑制剂[25]。

2001年起，HDAC抑制剂开始被用于MDS治疗研究。Kuendgen等[26]用丙戊酸联合全反式维甲酸治疗MDS，低危、中危-1、中危-2和高危MDS组的总反应率分别为8%、11%、22%和50%，治疗反应主要见于低危核型组。其他HDAC抑制剂苯丁酸酯（phenylbutyrate）、缩酚酸肽、LBH589、vorinostat和MS-275也在进行治疗MDS的Ⅰ或Ⅱ期临床试验，尽管反应率较DNMT抑制剂低，但显示有良好的安全性[26]。丙戊酸是一种抗癫痫药，在抗癫痫有效治疗浓度时表现出很强的HDAC抑制活性，国内研究也显示其治疗MDS有效[27-28]。

3 表观遗传药物的联合治疗

基于DNA甲基化和组蛋白修饰对抑癌基因静默的共同作用，推测DNMT抑制剂和HDAC抑制剂联合应用应有良好的协同作用。近年来进行的DNMT抑制剂5-AZA或DAC联合HDAC抑制剂丙戊酸或苯丁酸酯治疗MDS的Ⅰ、Ⅱ期临床试验显示，总反应率为54%、完全反应率为22%[25]。Gore等[29]发现，在治疗的第1个疗程就有与治疗相关的DNA甲基化逆转。但也有研究指出，合用丙戊酸并未提高疗效。Issa等[30]用DAC联合或不联合丙戊酸治疗67例MDS和AML患者，发现是否合用丙戊酸对疗效没有显著影响，推测这可能与DNA高甲基化水平仅部分通过组蛋白去乙酰化而致基因静默有关。当然，这些临床试验的病例数还偏少，最终结论仍待进一步的更大规模的临床随机试验的揭示。

4 结语

作为一种靶向治疗手段，表观遗传药物治疗MDS这种难治性恶性克隆性疾病有一定的疗效和优势，今后的研究将着重于表观遗传药物的理想剂量及治疗方案、表观遗传药物的精确作用机制、是否有可用于预测疗效或耐药的生物标记以及新药开发等方面。5-AZA的口服前体药物2’，3’，5’-三乙酰基-5-阿扎胞苷（2’，3’，5’-triacetyl-5-azacitidine， TAC）目前已经完成动物试验，即将进入临床试验。作为5-AZA的前体药物，持续口服TAC可使患者持续暴露于小剂量、低毒性的5-AZA治疗中，有利于延缓DNA低甲基化作用并减缓MDS向AML的进展[31]。

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第2篇：表观遗传学的特点范文

[关键词]表观遗传修饰；DNA甲基化；牙周病；炎症；细胞因子

[中图分类号]R 781.4[文献标志码]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.02.034

Association between epigenetic modification and periodontal diseasesLei Dan, Jiang Su, Wu Yafei, Zhao Lei.（Dept. of Periodontics, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, China）

[Abstract]Periodontitis is a multifactorial infection characterized by inflammation and destruction of tooth supporting tissues, the main cause of tooth lost. The pathogenesis is complex. Not only the periodontal pathogens and its metabolites damage the tooth supporting tissues directly, but also trigger immune response. Cytokines are pro－ducted during the immune response. In recent years, some researches demonstrated that the expressing of cytokines gene was regulated by epigenetic modification. Owing to cytokines, epigenetic modification has something to do with the periodontitis. In this review, the epigenetic modification involved in periodontitis and research progress were discussed.

[Key words]epigenetic modification；DNA methylation；periodontitis；inflammation；cytokine

表观遗传学的概念与遗传学相对，1942年，沃丁顿最早提出了“epigenetics”一词，主要指研究基因型和表型之间的关系。1987年，霍利迪针对“epigenetics”给出更进一步的定义[1]，即现在比较统一的认识，他认为其是一门主要研究没有DNA序列改变并且可以遗传的基因功能变化的学科。表观遗传机制主要是通过调控基因转录来调节基因的表达，表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化、DNA乙酰化、基因印记、基因沉默等[2]。本文就DNA甲基化和组蛋白乙酰化与牙周病的相关性作一综述。

1表观遗传学及相关概念

1.1DNA甲基化

DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶（DNA methyltransferases，DNMT）的作用下，催化S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，将一个甲基基团添加到DNA分子中的碱基上。这种甲基基团的添加主要发生在DNA的转录启动因子CpG岛（基因组中富含CpG二核苷酸的一些区域）内的胞嘧啶C5上的碳原子，形成5-甲基胞嘧啶[3]。DNA甲基化后，能直接干扰特异转录因子，如核因子-κB与启动子的识别位置结合，甲基CpG结合蛋白与转录因子竞争性结合甲基化DNA位点，均可使转录因子与DNA分子的结合减少，因此DNA甲基化会抑制特定基因的转录过程。如果DNA未发生甲基化或者去甲基化后，特定转录因子与DNA分子的结合会恢复正常或者增多，因此DNA去甲基化能够促进特定基因的转录过程[4]。

1.2染色体组蛋白修饰

组蛋白是染色质基本结构单位核小体的核心部分，外周被DNA缠绕。当组蛋白发生结构改变，即发生组蛋白修饰时，常常会影响基因的转录和表达。目前，有关组蛋白修饰的研究多集中在组蛋白乙酰化方面。组蛋白乙酰化是组蛋白乙酰基转移酶（histone acetyltransferase，HAT）将乙酰辅酶A的乙酰基部分转移至组蛋白氨基末端上特定赖氨酸残基的ε-氨基基团上。带负电的乙酰基消除了氨基基团的正电荷，此时DNA分子本身的负电荷使得DNA构象展开、核小体结构松弛。松弛的核小体结构可促进转录因子与DNA分子的接触，因此组蛋白乙酰化激活了特定基因的转录过程；当组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）移去组蛋白赖氨酸残基上的乙酰基时，组蛋白恢复正电性，增加了与DNA之间的吸引力，使启动子不易接近转录调控元件，从而反向抑制特定基因的转录[5]。

近年来，许多学者进行了表观遗传修饰的相关研究，大多涉及的均是肿瘤、癌症、自身免疫性疾病等，对炎症性疾病的研究较少。

2炎症发生的分子机制

炎症反应以免疫细胞的渗出为其重要特征，渗出的免疫细胞分泌的细胞因子与炎症的发生发展紧密相关。免疫细胞主要包括T细胞、B细胞、单核吞噬细胞和树突细胞等。T细胞是参与炎症反应的重要免疫细胞，慢性炎症炎灶部位出现大量激活的CD4+T辅助细胞（T helper，Th），识别并帮助CD8+Th细胞杀死外源病原菌。CD4+Th细胞还能分化为多种效应T细胞：Th1、Th2、Th17。

3表观遗传修饰对炎症反应的调控

3.1Th1/Th2细胞的分化及其细胞因子

天然CD4+T细胞在抗原呈递细胞信号作用下，分化为Th1或者Th2细胞，发挥不同的免疫功能。Th1细胞能够调节细胞免疫，分泌干扰素（interferon，IFN）-γ、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、白细胞介素（interleukin，IL）-2等细胞因子抵抗细胞内的细菌或病毒。Th2细胞介导体液免疫，分泌IL-4、IL-5、IL-13等细胞因子，抵抗胞外病原体[6]。

天然CD4+T分化为Th1和Th2细胞依赖于表观遗传修饰。包括各自特异性细胞因子基因的组蛋白乙酰化和DNA甲基化等。Th1细胞的分化受ifn-γ基因DNA低甲基化及组蛋白3高乙酰化和Th2的特征细胞因子———il-4、il-5、il-13基因的表观遗传沉默的调控，而Th2细胞分化则受il-4、il-13基因的组蛋白3快速乙酰化和Th1特征细胞因子———ifn-γ基因的表观遗传沉默的调控[7]。

3.2Th17细胞分化及细胞因子

CD4+T除分化为Th1和Th2外，近年来发现了一种新的Th细胞亚群，即Th17细胞。Th17细胞分泌IL-17和IL-17F，具有较强的促炎性，在炎症疾病中具有重要作用。与Th1、Th2的分化一样，Th17的分化也受表观遗传修饰的调控，其特点为il-17基因启动子区存在组蛋白乙酰化和甲基化现象[8]。

3.3CD8记忆性T细胞的分化及其细胞因子

CD4+T细胞与CD8+T细胞的激活密切相关。天然CD8+T细胞激活分化为CD8记忆性T细胞（CD8 memory T cells，CD8Tm）。CD8Tm能分泌促炎细胞因子，如IL-2、IFN-γ，参与炎症反应。CD8+T分化为CD8Tm的过程中受表观遗传修饰的调控，其特点是细胞因子il-2和ifn-γ基因启动子区DNA低甲基化和ifn-γ基因启动和增强区的组蛋白乙酰化[9]。

综上可知，炎症反应中的免疫细胞在发挥定向分化功能的过程中，存在表观遗传修饰，与炎症性疾病的发展密切相关[10]。

4表观遗传修饰与牙周病的调控

4.1对基因的调控

现在人们普遍认为，研究表观遗传现象的一个经典模式就是双胞胎。同卵双生的2个人具有完全相同的基因组，在同样的环境中长大后，他们在性格、健康方面仍会有较大的差异[11]。

在对双胞胎牙周疾病的研究中，学者们发现其牙周病的表型往往有所不同。Torres de Heens等[12]在排除了教育程度、吸烟、病原菌等的影响，对同卵双胞胎的牙周病表型进行研究后发现，同卵双胞胎之间的附着丧失、牙槽骨吸收程度均不一致，且双胞胎年龄越大，牙周病表型的差异性也越大。由此提示，表观遗传修饰可能参与了牙周病相关基因表达的调控。

X染色体上的基质金属蛋白酶组织抑制因子（tissue inhibitor of metallo proteinase，timp）-1基因表达产物TIMP-1是基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）的抑制因子，其可通过酪氨酸蛋白激酶和丝裂素活化蛋白激酶途径促进破骨细胞的骨吸收作用；在高浓度时抑制MMP活化，在低浓度时反而促进MMP的活化。正常状态下，女性2条X染色体中的一条处于甲基化修饰状态时，此X染色体上的基因不表达[13]。国内外学者均在女袭性牙周炎患者中发现，2条X染色体上的timp-1基因都处于去甲基化状态时，才有活性表达，由此会引起TIMP-1生成增多，促进牙槽骨吸收。男性只有一条X染色体，由此提示，女袭性牙周炎的发病率高于男性可能与timp-1基因的表达有关[14]。

4.2牙周致病菌

牙龈卟啉单胞菌、伴放线放线杆菌是常见的牙周致病菌，检出率高，致病作用确定。

牙龈卟啉单胞菌是检出率最高的牙周致病菌，与牙周病密切相关。伴放线放线杆菌的致病性与其毒力因子密切相关，如菌毛和囊泡可介导其对宿主上皮细胞的黏附、侵入，毒素分泌等[15]。DNA腺嘌呤甲基转移酶是DNA甲基化的关键酶，与革兰阴性菌的生物功能相关，可调节毒力相关基因的表达。Wu等[16]在研究伴放线放线杆菌时发现，敲除dam基因的菌株和标准菌株与人口腔上皮癌细胞黏附后，缺乏株分泌的白细胞毒素是标准株的24倍。这可能是因为敲除dam基因后，伴放线放线杆菌白细胞毒素基因的DNA甲基化减少，呈低甲基化状态，dam基因的表达增强导致的。但具体作用机制不明确，需进一步研究证明。

4.3调控牙周炎症反应

4.3.1发病机制牙周病的始动因子是牙菌斑。菌斑微生物及其毒性产物引发并驱动炎症反应，同时激活宿主的免疫细胞，产生并释放多种细胞因子。IL、IFN、转化生长因子-β、TNF、前列腺素E2等，能调节破骨细胞的分化，导致牙槽骨吸收。MMP可以直接破坏和降解胶原，还可以通过分泌细胞因子，降解结缔组织，并使其降解持续和延长，是牙周组织破坏的最主要侵袭者。牙周炎发病过程中，涉及的细胞因子主要有IL-6、IL-8、IFN-γ、TNF-α、MMP等。

4.3.2调控牙周病相关细胞因子表观遗传修饰调控细胞因子基因的表达，DNA高甲基化和组蛋白去乙酰化可抑制细胞因子的表达，而DNA低甲基化和组蛋白乙酰化则能促进基因的表达。在牙周炎患者中，常常有多种细胞因子的表达增高。有研究[17-19]发现，细胞因子的分泌增多与其基因的表观遗传修饰存在相关性。慢性牙周炎患者的口腔上皮细胞中，ifn-γ、il-6、tnf-α基因启动子区DNA常常处于低甲基化状态，促进了相应的mRNA表达增多，分泌了IFN-γ、IL-6、TNF-α蛋白[20]。牙周炎活动期ptgs2基因启动子DNA甲基化仅为静止期的1/5，因此活动期PTGS2的表达较静止期明显增多。在侵袭性牙周炎和慢性牙周炎患者的口腔上皮细胞中，il-8基因启动子区的低甲基化均明显高于健康对照组。由此可见，表观遗传修饰的DNA甲基化能够调控ifn-γ、il-6、tnf-α、ptgs2、il-8基因的转录，在牙周炎症的发生发展中起一定的作用。

5小结和展望

表观遗传修饰的DNA高甲基化能抑制细胞因子基因的表达，反之则可促进其表达，此过程的调控依赖于DNA甲基转移酶和组蛋白去乙酰化酶，以及它们的促进剂或抑制剂[21]。表观遗传修饰与牙周病的相关性尚处于探索阶段，学者们在牙周炎症组织中发现存在表观遗传修饰的改变，但其具体机制尚不明确，需进一步研究。

6参考文献

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第3篇：表观遗传学的特点范文

关键词：生命科学概论;遗传学;专题讨论;教学模式

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）43-0176-02

21世纪的生命科学与其他学科的相互渗透和相互促进，对社会和经济的发展以及人类的前途和命运产生深刻的影响[1]。目前，在高等学校非生物类专业中开设生命科学概论课程，已经取得越来越多的共识。由于受课时的限制，各个学校在具体教学内容、课程安排、教学方式上存在较大的差异[2，3]。遗传学是生命科学的重要组成部分，涉及动物、植物、微生物、细胞、生物化学、人类遗传、数量遗传、表观遗传、遗传病等方面的内容。如何在有限的学时内，取得较好的教学效果，是生命科学概论教学需要探讨的问题[4]。“专题讨论”是以专题为内容，以讨论为形式的一种教学方式，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题以及沟通与交流的能力，是传统讲授式教学的良好补充[5]。近年来，我们采用专题讨论的方式，围绕遗传学的基础知识、相关的最新研究进展和社会热点等问题开展教学，取得一定的成效，受到学生的欢迎。

一、专题讨论的组织和实施

（一）专题选题的筛选与确定

在生命科学概论的遗传学教学中，以前期的基本知识为基础，了解学生在中学阶段文理科的基本情况以及对生命科学的感兴趣话题，收集社会和网络上与遗传学相关的热点问题，确定专题讨论的题目。专题题目需要符合以下几个要求：首先，紧扣教材，不能脱离遗传学的范畴。其次，结合实际，与时俱进，具有一定的新颖性。另外，专题难度要适中，不超出学生的学习范围，以免影响学习兴趣。每个学生都可以根据自己的兴趣和爱好，向教师提出专题选题。

例如，学生可以在这一课程教学中筛选出多个能进行讨论的专题题目：衰老与遗传、医学与遗传、转基因与食品安全、不孕不育与优生优育、性别决定与同性恋、罕见遗传病探讨、转基因食品的理性思考、人类常见遗传病知识、遗传与优生、遗传与环境――谁决定性格、遗传病的认识与防治、红绿色盲的遗传、人类左右撇子性状及其遗传机制分析、人类性别决定和性别鉴定研究进展、先天性唇裂的原因与预防等。从这些题目可以看出，学生比较关注自身、社会和网络热点问题。因此，教师在实际教学中，可根据学生选题的实际情况，挑选感兴趣的内容，拟定5～6个题目，进行准备和讨论。

（二）讨论形式与过程

讨论可分小组和班级讨论两种方式。一般8～10名学生组成一个小组，每组学生可自行选择专题，推举一名小组长，对组员进行分工合作，如在收集资料、分类与整理资料、PPT制作等方面进行详细分工，并在组内通过邮件、QQ等方式进行内部讨论交流，推举一名同学进行全班讨论与交流，时间控制在10分钟之内。为了体现探究式学习模式，提高学生的科学思维，专题应按照文献综述“前言―正文―总结―参考文献”的格式撰写，强调参考文献特别是英文文献的阅读和使用。

全班专题讨论时间一般安排在课程结束前的2～3周，成绩作为学生的平时成绩，计入期末总成绩中，用3个课时实施专题讨论。讨论开始前，拟定1名学生作为主持人，告知大家本次讨论的题目、顺序、汇报人。在学生进行交流汇报时，应首先介绍本组成员，以及每位成员在本次交流的贡献。汇报结束后，展开讨论答辩，依据讨论的热烈程度，可适当延长时间。讨论后，教师要对汇报人的汇报内容、讨论内容等做点评。

总之，在交流讨论的过程中，汇报演讲人要控制好时间，而讨论时间则可适当延长。教师应尽可能地不打断学生的热烈讨论，当时间较长时提醒课后再接着讨论。

（三）专题讨论总结

每位学生汇报与讨论结束后，教师应对汇报人的题目新颖性、PPT制作、文献查阅、语言表达能力等多方面及学生讨论问题进行点评。由于每组学生在讨论题目、PPT制作、语言表达等方面存在差异，导致汇报讨论后的反应大不一样，教师要指出其优缺点，增强较弱小组学生的自信心，不吝惜鼓励，也要委婉地指出问题。例如，在“人类常见遗传病的知识”的汇报中，演讲人对常见遗传病的分类、名称进行介绍，但没有对一些常见遗传病的定义进行详细解释，PPT的制作更像课件而非专题汇报形式。汇报结束后，教师应委婉地指出存在的问题，如应就实际问题以及更能引起大家兴趣的方面做更多的努力，这既指出缺点，也会照顾学生的情绪。在每位学生的专题汇报讨论结束后，班上其他同学要依据合适的评分标准进行打分，最后由专人进行统分、公示，将其作为平时成绩。讨论结束后，按照讨论的意见和建议，对专题电子文稿和PPT文稿进行修改，提供给每位学生，让所有的学生能主动地参与教学，获得更多的知识，比单纯教师讲授的效果要好。

专题讨论式教学能充分发挥学生的主体作用，值得注意的是，也不可忽视教师的引导作用。专题讨论式教学虽然把课堂交给学生，但教师不能对学生放任，而是全程对学生负责，不可掉以轻心，否则很难达到初衷。不过，这对教师的学术水平、教学能力、组织能力、工作责任心等提出更高的要求。

二、专题讨论的优势和特点

作为非生物类专业的大学生，学习生命科学的目的是拓展知识面，加强学科交叉，促进不同学科之间的融合，培养正确的生命观，珍惜生命和热爱生命[1，2]。有学者认为，自主讨论式的学习模式，有助于培养学生的学习兴趣及独立思考能力和创新思维能力[3，5]。张羽在遗传学的教学中，认为差异自主式、探究式、合作式的方法可取得较好的效果[6]。专题讨论式的教学方法会使学生变被动学习为主动学习，体现自主式、探究式和合作式的特点。学生在准备专题内容时，能够分工合作又相互合作，不仅大大拓展教材内容，增加知识面，还可培养独立思考、探究和创新能力。

有调查研究表明，现在大学生毕业后，所从事的职业与大学所学专业的关系有逐年下降的趋势，而生命科学与人类和社会的关系越来越密切。因此，非生物类大学生在学习生命科学知识的他同时，应学会独立思考，掌握不断学习的能力，紧跟科技发展步伐。而专题讨论式的教学方法，对培养大学生的自学能力、独立思考能力、信息获取能力、信息分析判断能力、外文应用能力等，有很大的帮助。

在生命科学概论的遗传学教学中，采用专题讨论式教学方法，会给学生提供展示自己的机会，让其语言表达能力、临场发挥能力、应变能力等得到锻炼。而且，很多学生也很喜欢这种教学方式，期望能够多开展一些这样的教学活动。

三、专题讨论的不足和解决思路

（一）存在的不足

生命科学概论作为非生物类专业学生的课程，根据学生对象，在该教学方式实施过程中也存在一些问题，特别是不同专业和年级的教学班，在专题讨论组织方面比较困难。例如，有学生说需要花费较多的时间和精力去完成专题，而小组式分工协作容易使积极性不高的学生偷懒，个别学生参与度不高，最后专题形成与讨论仅仅依靠小组内几位学习认真、有兴趣的学生来完成。一些学生在引用文献时过多引用英文二次或三次文献，没有较好地阅读原文献，容易造成引用偏差。还有，其评价方式有待细化和科学化等。

（二）解决思路

了解学生的兴趣与态度，拟定的专题讨论应贴近需要、实用，增加讨论热情等。在兴趣的指引下，学生才不会觉得这是一种学习压力，而会主动积极去获取相关专题知识。

针对学生英文文献阅读能力较弱现象，教师在平时上课过程中可根据授课内容，用较短的时间增加英文文献的阅读与讲解，并让学生试着翻译文献，布置英文文献阅读任务，以读书笔记的形式间接提高学生英文文献的阅读时间和能力。

针对评价方式与标准，征求其他学科教师和学生的意见，以提高学生的知识面和师范技能，设置更为合理的标准。

参考文献：

[1]曹阳，张霞，高捷，等.通识教育中生命科学素养教育初探[J].高校生物学教学研究（电子版），2011，1（1）：30-31.

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[4]邢万金，莫日根，苏慧敏.遗传学教学内容中与其他课程重叠部分的处理[J].高校生物学教学研究（电子版），2011，1（2）：10-13.

第4篇：表观遗传学的特点范文

[关键词] 精准医学；基因组学；医学研究生；培养

[中图分类号] R394；G642 [文献标识码] A [文章号] 1673-7210（2017）01（a）-0113-04

[Abstract] Precision medicine is the development trend of medical science. The ability to practice precision medicine is dependent on genomics. The genomics research of common diseases and rare diseases， as well as the pharmacogenomics have been widely used in the era of precision medicine. To help the postgraduate students master the basic knowledge of genomics and understanding the latest genomics development and application， it is necessary to keep pace with the development of discipline. By learning genomics， the medical postgraduates can improve the ability and level of scientific research， and lay a good found a tion for their clinical work in future. To adapt to the requirements of the rapid development of genomics， some elements of teaching mode should bead just to meet the requirements of rapid development of genomics in the era of precision medicine， which can expand the basic knowledge of medical postgraduates and train medical talents with interdisciplinary background.

[Key words] Precision medicine； Genomics； Medical postgraduates； Cultivation

精准医学是以个体化医疗为基础、随着基因组测序技术快速进步以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。2015年1月20日，美国总统奥巴马发表讲话，呼吁美国要增加医学研究经费，推动个体化基因组学研究，依据个人基因信息为癌症及其他疾病患者制订个体医疗方案，拉开了精准医学的大幕。精准医学体现了医学科学发展趋势，也代表了临床实践发展的方向，必将在不远的将来惠及国民健康及疾病防治。基因组学研究是实现精准医学的重要手段。本文就精准医学时代培养医学研究生利用基因组学进行科研工作和疾病诊疗的重要性以及基因组学教学模式的调整进行初步探讨。

1 精准医学的本质

精准医学是通过基因组、蛋白质组等组学技术和其他前沿科技，依据患者内在生物学信息及临床特点，在分子学水平为疾病提供更加精细的分类及诊断，从而对患者进行个性化精准治疗，以期达到治疗效果最大化和副作用最小化的一门订制医疗模式[1]。精确、准时、共享、个体化是精准医学的四要素。

精准医学研究的主要目的是通过标准化的各种大型的队列研究和多种组学研究，寻找疾病的新的生物标志物以完善疾病分类；完善后的新疾病分型通过药物基因组学等手段进行临床转化，达到个体化的精准医疗[2]。如何将精准医学基础研究成果转化，服务于临床实践，将是精准医学模式下需要着重思考的问题。

第5篇：表观遗传学的特点范文

【摘要】

目的 建立一种可靠的Grb10印迹基因实时荧光定量PCR方法，检测传代培养鼠尾成纤维样细胞中Grb10表达的差异。 方法 通过实时荧光PCR，选择合适的“相对标准品”绘制相对标准曲线，检测传代培养细胞中印迹基因Grb10的表达水平。结果 相对标准曲线有较好的线性（r=0.999及0.984）；实时荧光定量PCR方法检测出随着细胞培养代数的增加印迹基因Grb10表达水平上升。 结论 双标准曲线的实时荧光定量PCR法用于检测Grb10的表达准确可靠；传代培养可能影响鼠尾成纤维样细胞中印迹基因Grb10的表达水平。

【关键词】 聚合酶链反应； 等位基因； 基因表达； 蛋白质类； 细胞，培养的； Grb10

Grb10是母本等位基因特异表达的印迹基因，通过编码特殊的衔接蛋白结合酪氨酸激酶受体，调节特定的信号传递过程。印迹基因表达的一个特点是依赖等位基因的亲本来源，即优先表达来自父本或母本的等位基因[1]。某一亲本等位基因的沉默是通过染色体的表观遗传修饰来完成的，染色体的修饰对基因转录密不可分，主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰。因此，检测小鼠印迹基因Grb10在经体外培养后表达水平的差异，是研究培养过程中表观遗传修饰影响印迹基因Grb10表达水平的重要基础。

实时荧光定量PCR是近年来使用的一种核酸检测技术，因高精确度、高灵敏性、污染少等优点已在生物医学、基础科研及医学临床中得到广泛应用。它是利用每一模板的CT值与该模板的起始拷贝数的对数存着的线性关系，来定量模板初始拷贝数，从而实现极为精确的核酸定量检测。综合比较实时荧光PCR绝对定量和相对定量的各种方法，同时结合试验目的，笔者采用一种新的实时荧光定量PCR的方法来检测印迹基因Grb10的表达，即通过合适的相对标准品、系列稀释后构建相对标准曲线，获得与绝对定量标准曲线一致的斜率。因为定量结果只与曲线的斜率相关[2]，因此，可以实现比传统的相对定量法（2- C T法）更为准确的定量结果，并且避免了绝对定量的复杂度和难度。

1 材料和方法

1.1 材料 杂交鼠B6D2F1(C57BL/6 x DBA2，6～8周龄)，购自国家啮齿类实验动物种子中心上海分中心[合格证号：SCXK（沪）20030003]。细胞培养用试剂购自上海水源生物技术服务公司。逆转录试剂盒购自东洋纺生物科技有限公司（ReverTra AceαTM， TOYOBO）。SYBR Green I荧光定量试剂盒购自大连TaKaRa公司(SYBR Premix Ex TaqTM TaKaRa)。其余试剂无特别说明均购自美国Sigma公司。

定量PCR的Grb10、Gapdh引物均由上海生工生物工程技术服务公司合成。RNA定量采用紫外分光光度计（ND100，美国Thermo公司），实时定量采用实时荧光定量 PCR仪（7500，美国ABI公司）。

1.2 鼠尾成纤维样细胞培养 参照文献[3]。剪约1 cm鼠尾组织，消毒后用培养液反复冲洗，转移至新培养皿，剪切至约1 mm×1 mm×1 mm组织块，移入湿润过的培养瓶，均匀摆布至瓶底，相互距离约0.5 cm。轻轻翻转培养瓶，瓶底向上，加入1 mL培养液（DMEM/F12，添加10%FBS和0.1～0.25%双抗），轻晃动使之分布均匀，置36.5 ℃温箱倒置培养约4～8 h，待其组织块贴壁，再缓缓把培养瓶翻转过来，让培养液慢慢覆盖已贴附瓶底的组织块。培养约1周后，可见成纤维样细胞从组织块游离长出，适当添加培养液，获得原代成纤维样细胞。待其长满至约80%瓶底，连续传代过程中收集P1及P5细胞。

1.3 总RNA的提取与cDNA的合成

1.3.1 总RNA的提取与定量 收集P1及P5细胞，重悬、计数、离心（1 200 r/min，5 min），沉淀中加入Trizol，吹打后加入三氯甲烷，离心（1 200 r/min，5 min），沉淀加入丙醇；离心（1 200 r/min，5 min），乙醇洗涤，得到的RNA用焦碳酸二乙酯（DEPC）水溶解，用紫外分光光度计定量，-80 ℃保存。

1.3.2 cDNA合成 选择完整性良好的RNA样本，按逆转录试剂盒说明书合成cDNA。20 μL体系中含总RNA 100 ng，5×缓冲液 4 μL，dNTP mix（10 mmol/L）2 μL，抑制剂(10 mol/μL) 1 μL，逆转录酶 1 μL，Oligo(dT) 1 μL，最后无RNA酶H2O至20 μL。逆转录程序为：42 ℃ 20 min99 ℃ 5 min4 ℃ 5 min，cDNA放-20 ℃待测。

1.4 实时荧光定量RTPCR

1.4.1 相对标准品构建 取2 μg待测样本RNA逆转录成cDNA，5倍系列稀释后，得到标准品梯度浓度设为1，0.2，0.04，0.008，0.0016，相对标准品用于制作双标准曲线的模板。

1.4.2 实时荧光定量 PCR 使用扩增仪，按照试剂盒说明书进行，在20 μL反应体系中含2×SYBR Premix Ex Taq 10 μL（内含TaKaRa Ex TaqTM HS，dNTP mix，Mg2+和SYBR Green I），50×ROX Reference Dye Ⅱ 0.4 μL，上下游引物（10 μmol/L）各0.2 μmol/L，待测样本的cDNA或梯度浓度的定量模板。引物大小及其序列（5’3’）：

Grb10（315 bp）

上游：CACGAAGTTTCCGCGCA

下游：AGTATCAGTATCAGACTGCATGTTG

Gapdh（150 bp）

上游：TGTGTCCGTCGTGGATCTGA

下游：TTGCTGTTGAAGTCGCAGGAG

1.4.3 PCR反应条件 95 ℃ 10 s95 ℃ 5 s60 ℃ 34 s，40个循环；95 ℃ 15 s60 ℃ 1 min95 ℃ 15 s。各待测样本及各梯度浓度的相对标准品均做2个平行管，荧光定量分析软件自动绘制扩增动力曲线溶解曲线。通过溶解曲线分析实时荧光定量 PCR反应产物的纯度以判断实验的特异性。PCR反应结束后根据荧光定量分析软件，算出各待测样品的相对初始拷贝数。

1.4.4 验证PCR扩增产物 采用琼脂糖凝胶电泳法，并于紫外灯下观察扩增片段大小及特异性。

1.5 统计学处理 数据以(x±s)表示，采用SPSS Ver 13.0软件。配对样本t检验。

2 结果

2.1 电泳鉴定总RNA的完整性 RNA电泳可见3条rRNA条带，分别为28，18，5.8 S(5 S)，在紫外灯下亮度依次为28 S>18 S>5.8 S(5 S)，且28 S的亮度大致是18 S的2倍，5.8 S条带弱（图1）。可以认为所提取的RNA质量好，未被降解，可用于实时荧光定量PCR分析。

图1 RNA的电泳结果（略）

Fig 1 The results of RNA electrophoresis

2.2 实时荧光定量PCR反应 （1）实时扩增曲线（图2）。S型的扩增动力曲线，有明显的指数扩增期、有平台期，并且曲线起峰约在CT值为21，整条曲线走行光滑，显示扩增结果理想。（2）溶解曲线（图3）。分别显示目的基因Grb10和内参基因Gapdh PCR扩增后的溶解曲线，其熔点峰分别位于88.6 ℃和85.9 ℃，峰形窄而尖，无杂峰，扩增产物特异性良好。（3）标准曲线（图4）。显示5倍梯度稀释的相对标准品进行PCR扩增后，各自得到目的基因Grb10和内参基因Gapdh标准曲线，直线拟合度良好，斜率(slope)分别为-3.2062和-3.4673，其直线相关系数（r）分别为0.9838和0.9987，直线相关性好，可在较宽广的范围内进行定量分析。

横坐标为循环数，纵坐标为荧光强度.

图2 实时荧光定量PCR扩增曲线（略）

Fig 2 Application curve in Realtime PCR

2.3 确认PCR产物 于315 bp和150 bp处可见2条清晰电泳条带，与理论值大小一致，其分别为目的基因Grb10和内参基因Gapdh，此外未见其他杂带（图5）。

2.4 定量分析结果 通过内参基因Gapdh定量结果对目的基因Grb10定量值进行归一化处理后，以Grb10/Gapdh比值（K）表示基因Grb10表达水平，得到各样本K值见表2。体外传代培养过程中的鼠尾成纤维样细胞（P1和P5），其Grb10 表达水平分别为（1.5101±0.1074）和（1.7326±0.0735），二者比较有统计学意义（P=0.042）。

a：Grb10；b：Gapdh. 横坐标为温度（℃），纵坐标为荧光变化速度

图3 目的基因Grb10和内参基因Gapdh溶解曲线（略）

Fig 3 Dissociation curve for Grb10 and Gapdh

a：Grb10; b：Gapdh. 横坐标为相对表达量（对数显示），纵坐标为Ct值.

图4 目的基因Grb10和内参基因Gapdh标准曲线（略）

Fig 4 Standard curve for Grb10 and Gapdh

图5 电泳示PCR产物（略）

Fig 5 PCR products showed by DNA electrophoresis

表 2 Grb10 相对表达水平（略）

Tab 2 Relative expression of Grb10

A，B，C：来源于3只不同个体小鼠的鼠尾组织植块培养法得到的成纤维样细胞.

3 讨论

传统的相对定量法是用2- C T来计算实验组相对于对照组目的基因表达的变化倍数，其前提条件是各反应管扩增效率一致且PCR扩增效率接近100%，但在实际中，目的基因和内参基因的扩增效率不可能完全相同，对定量结果的分析产生影响；同时，扩增效率往往随着循环数的增加、引物和底物浓度的降低而下降；反复热变性使DNA酶活性降低，也会导致扩增效率下降，诸多存在因素决定实际PCR扩增效率不可能达到100%，并且会低于0.6[45]。因此，为克服2 C T的定量结果与实际结果之间的差距，在实验中笔者应用一种新的实时荧光定量PCR法，分析传代培养细胞印迹基因Grb10相对表达水平。与传统PCR相比，实时荧光定量PCR可以通过荧光强度变化监测产物量的变化，更快速、灵敏地对待测样本mRNA进行定量或半定量分析。

新的实时荧光定量PCR法是通过双标准曲线法进行半定量分析，以“相对标准品”代替绝对定量中的“绝对标准品”，设定各梯度浓度的相对标准品拷贝数为n、5n、25n、125n、625n (n>0)。同时，为避免同一管扩增中目的基因和内参基因扩增是对模板和原料的竞争性，笔者于不同PCR反应管中分别扩增目的基因和内参基因，分别得到其标准曲线，通过曲线的斜率可以计算待测样本相对初始拷贝数，获得的相对定量再通过内参基因进行均一化处理（K值表示）。该方法既简化了绝对定量试验的繁琐过程，又准确可靠的分析不同样本之间目标基因表达的差异[2，6]。为证明标准品的稳定性和克服加样误差，笔者进行了重复性试验，试验中2平行管扩增曲线图，表现了良好的重复性。此外，扩增产物定量的准确性有赖于得到良好的标准曲线，直线拟合度越高，即斜率(slope) 在-2.99和-3.99，相关系数（r）越接近1（r>0.98），可信度越高。实验得到Grb10和Gapdh双标准曲线的相关系数（r）分别达到98.38％和99.87%，有很好的线性关系，故可以在宽广的范围内对目的基因进行准确检测，可以用于mRNA定量分析。

本实验采用SYBR GreenⅠ染料法进行mRNA表达相对定量分析，简便又快速地实时监测整个PCR反应过程，同时还可以通过溶解曲线分析以识别扩增产物，排除非特异性扩增。实验中，目的基因Grb10和内参基因可见窄而尖的溶点峰，表明实验中无出现污染、引物二聚体和非特异性扩增，产物纯度高。在PCR结束后通过凝胶电泳成像分析进一步明确了扩增产物的特异性。可见，该反应体系完好，PCR扩增特异性高，可信度高，可用于统计学分析。实验结果显示，鼠尾成纤维样细胞在传代培养过程中印迹基因Grb10 表达水平上调。印迹基因是表观遗传学的重要组分之一，组织培养容易诱导基因表达发生改变，这与生物体在接受各种内在或外在应激时，为更好适应生存环境而发生某些特定基因表达的改变是相类似的[7]。体外培养因脱离体内调节的调节机制，往往导致一些环境变异因素，如激素、生长因子、毒素、饮食性甲基团供给不足等，从而可能发生基因组整体甲基化水平的降低[810]。哺乳动物印迹基因表达水平的改变与表观遗传修饰的改变密切相关。

在对胚胎干细胞的体外培养中，Sanjeev等发现，培养液中的血清可以使多个生长相关性的印迹基因的表达发生改变；同样植入前胚胎进行一段时间的体外培养后，发生印迹基因表达脱调节，从而导致胎儿生长和发育的异常改变[11]。母本等位基因表达的Grb10印迹基因编码的衔接蛋白——生长因子10作用于IGF/INS轴，经由SH2区域与IGF1受体和胰岛素受体结合，阻断细胞内信号传导途径，对细胞增殖起负性调节作用。因鼠尾成纤维样细胞是小鼠克隆的重要供核细胞，作为供核细胞已成功克隆出小鼠[3]，故本实验选择鼠尾成纤维样细胞，对其进行体外传代培养研究，检测到印迹基因Grb10表达水平发生了改变，在一定程度上补充了印迹基因Grb10相关方面的研究；同时为探讨小鼠克隆中基因印迹的表观遗传重编程机制提供实验依据。欲进一步阐释传代培养中发生Grb10表达水平改变的具体机制，下一步将对其相关的表观遗传修饰进行研究。

参考文献

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第6篇：表观遗传学的特点范文

关键词：生物信息学 实践能力 课程体系 培养模式

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）07（a）-0047-02

1 生物信息学概述

伴随现代高通量分子生物学技术的快速发展，生物信息学在生物医药领域的应用日益深入[1]。作为数学理论、计算机技术和生物医药研究的整合学科，生物信息学在生物进化、生理功能、疾病治疗、药物开发、农林产业等众多领域均具有重要的应用价值，是研究生命科学、医药科学内在定量规律的重大交叉前沿学科。鉴于生物信息学的重要研究价值和广阔的产业化前景，发展生物信息学专业教育，有计划的建设生物信息学专业课程体系，开展面向实践能力的生物信息学人才培养对促进现代生物医学发展有重要的意义[2]。

2 生物信息学教育发展现状

生物信息学发展起步于20世纪末，在短短的十几年中，生物信息学已经发展成为了横跨多个研究领域的朝阳专业，国内众多高等学府、科研院所相继开设了生物信息本科和研究生专业[3]。但是，在实际的教学和研究过程中，绝大数单位依托于单一的数学、计算机或生物学专业开展，人才培养模式尚处于探索阶段，在培养过程存在生物信学理论基础薄弱、课程体系不健全、课程内容不完善、专业教材匮乏、专业师资队伍缺乏等问题。

哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院是全国领先创办生物信息学专业的单位之一，多年来致力于生物信息学的科学研究和本、硕、博各类人才培养，坚持以学生为本，以培养高素质生物信息学专门人才为目标，深化教学改革，以满足日益发展的生物信息学高端人才需要[4]。为解决生物信息学的教育教学问题，培养高水平的现代生物信息学人才，我们提出立足国内高等生命科学与医学教育，建立面向实践能力培养的生物信息学专业课程体系，以实现高质量培养具有理工科创新思维能力的生物医学人才，为我国生命科学―医药学科教育教学、科学研究和产业化输送大批专门人才。

3 生物信息课程体系建设

3.1 课程建设目标和指导方针

结合生物信息学才培养目标，经过数十名骨干教师十余年生物信息学教学实践及人才培养成果经验反馈，我们适时调整本科生课程及教学内容，逐步建立起面向实践能力培养的生物信息学专业课程体系。奠定了本科生的人文素养与科学素养并重，公共基础理论及专业理论相辅相乘，重视学生理工生物医学全方面素质提高，重点突出学生实践能力的人才培养方针，并在实践中培养了大批具有创新思维能力的优秀高端生物信息学专业人才。

3.2 生物信息学课程体系建设方案

考虑到生物信息学多学科交叉特点和国家大学生培养要求，及学生未来就业深造所必需的基础和专业能力，我们在国内率先开创了生物信息学专业人才培养课程体系，并在医学院校独立开展近40余门数理基础课程和生物信息学专业课程。主要的课程建设情况如下：

（1）公共基础课程（国家限修课）：政治理论课程、公共外语、体育。

（2）生物医学基础课程：解剖生理学、发育生物学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、生物技术实验、分子药理学等。

（3）计算机基础课程：计算机基础、高级语言程序设计（C++&JAVA）、数据结构、Perl语言程序设计、数据库系统原理、Linux操作系统与程序设计等（上述课程均含上机实践）。

（4）数学基础课程：数学分析、高等代数、概率论与数理统计、数理逻辑、组合数学与图论、微分动力学方程、运筹学等（上述课程均含上机实践）。

（5）专业基础课程：信息论基础、生物统计学、生物医学图像处理、模式识别、优化算法、随机过程、生物信息学概论、生物信息数据挖掘、生物信息软件设计与开发、分子生物软件工程、生物信息学数据可视化、专业外语等（上述课程均含实验）。

（6）专业课程：生物芯片技术、结构生物学、分子进化、分子生物网络、基因组信息学、蛋白质组信息学、药物基因组信息学、统计遗传学、计算表观遗传学、计算机辅助药物设计等（上述课程均含实验）。

（7）综合实践课程：课题标书设计、科研论文写作、生物信息学进展等。

我们在实践基础上开创的面向实践能力培养的生物信息学专业课程体系不同于其他院校，具有明显的跨专业交叉性教学计划特色。该课程体系着眼于基础理论与实践应用相结合、素质培养与专业培养相结合、扎实稳妥与创新思维相结合。注重学生在医学、生物学、数学、计算机科学方面的基础性教育，同时，强调了创新型人才培养、高精尖人才培养、特色化人才培养。厚基础、宽口径，使学生在本科阶段不但打好将来从事生物信息学、系统生物学、生物医药等相关领域创新性研究工作基础，更重要的是该专业课程体系与实践密切联系，切合相关研究开发与产业实际，能够培养学生从事原始创新研究与产业开发的能力。

4 生物信息学本科生培养模式建设

4.1 五年制分段培养与多学科教育体系

目前，我们根据生物信息学交叉学科人才培养特点，考虑到基础课程多，实践能力要求高等因素，采取“2+2+1”的五年制本科人才培养模式，包括两年理论基础课程、两年专业课程与一年实践应用课程培养（含科研训练+毕业设计）。此模式在学生就业和用人单位反馈中证实具有显著的人才培养效果。

课程体系建设依托于生物医学综合优势及深厚的数学、计算机科学功底，通过理论教学与实践训练中的知识技能交叉、渗透，培养适应21世纪生命学科与转化医学领域急需的生物信息学复合型人才。在此基础上，从学科的交叉性出发，进一步加强不同类别课程之间的有机融合，加大相关领域知识的整合力度，建立更为紧密、完善，符合生物信息学学科特点的课程体系，将进一步推动学科的发展和系统性教育理论体系的建立。

4.2 面向实践能力培养的本科生教育模式

在本科学生的培养过程中，我们特别重视学生实践能力的培养，通过教研一体化、学业导师制、报告研讨制等先进的教学方法，引导学生早期接触生物信息学应用领域和科学研究，在巩固学习知识的同时，加强对学科的认识和对未来的把握。

“教研一体化”的实践教学模式：面向实践能力培养的课程体系建设，要求教学模式上的改革，使得人才培养模式由注重多数学生基础理论知识培养的大众教育，向注重少数高精尖创新能力培养的精英式教育转变。充分利用骨干教师在生物信息学领域的研究经验，将科学研究成果快速转化成优秀的教学素材，培养学生动手、实践、创新能力，注重培养学生实际产业化的认知水平和实践能力。

本科生学业导师制：本科生进入专业课教学阶段，实行学业导师制。采取学生与一线骨干教师双向选择方式，使每名学生拥有自己的学业指导教师。导师为学生提供思想教育和专业辅导，并通过指导大学生数学建模竞赛、创新创业科研训练、早期科学研究等方法促进学生的学习尽头和对专业的深入认识。

专题报告与研讨制度：本科生毕业设计阶段，强调学生的“主体”学习地位，使学生选择感兴趣的学科方向，在导师指导下进行科研训练与实践。要求学生自主利用网络等各方面资源，获取学科前沿信息，并以专题报告形式展示学习成果，通过提问、研讨、总结，提升自身专业素养及专业技能，独立完成达到核心期刊发表水平的生物信息这科研课题。

5 生物信息学课程体系建设的意义

在全体师生的努力下，经过多年的实践探索，我们对生物信息学课程体系从基础到实践的不同阶段进行分段式、推进式的改革与建设。在政策措施、人员配备、经费匹配等各方面给予鼎力支持。优先保证面向实践能力培养的生物信息学课程体系快速、有效的建设，已经形成国内顶尖的生物信息学本科教育理论和实践团队，并为国家输送着大批高水平生物信息学人才。

面向实践能力培养的生物信息学课程体系建设，一方面能够完善生物医学本科生、研究生的知识结构，提高运用理工科思维和技能解决复杂生命科学问题的综合科研能力，更为有效的实现生命科学攻关和创新研究理论形成；另一方面，生物医药是我国科技研发的薄弱环节，在课程体系建设基础上，培养适用于现代高通量分子生物学技术的创新型生物信息学人才，将为我国的医药物研发提供强有力的推动作用，并有利于创新临床诊断技术开发和个性化医疗的实现，促进科技转化，产生潜在的、不可估量的经济价值。

6 致谢

本文研究内容是在黑龙江省高等教育教学改革专项项目，黑龙江省高教学会重点课题创新型生物医学信息学人才培养模式研究，黑龙省创新创业人才培养项目面向生物信息产业开发的创新型专业人才培养模式研究与实践，哈尔滨医科大学医学教育研究课题面向实践能力培养的生物信息学专业课程整合设计研究资助下完成的，课程体系的建设得到哈尔滨医科大学学校领导的支持，并得到兄弟院校相关领域专家、学者的帮助，在此一并感谢。

参考文献

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第7篇：表观遗传学的特点范文

关键词: 高中生物自主学习能力提高

有些乡镇学校在高考验收成绩的时候考得比城市学校好, 并不是因为它们的教师学历高或能力强,这些学校的教师的各方面综合素质恐怕离许多的城市学校教师相差甚远,办学条件也有限,但这些教师重视了学生自主学习能力的培养,促进了学生主体意识的觉醒,使得教学质量明显改善。由此可见,提高学生的自主学习能力显得非常重要。自主学习,就是人有一定的自习能力和学习的意识,摆脱对他人的依赖。笔者结合高中生物教学经验,谈谈教师提高学生自主学习能力的几种方法。

一、体现教师的魅力

1.唤醒灵性。

每个学生的成长历程中知识的积累是需要一个过程的。初中生物让学生感受到生命的精彩,高中生物让学生从表观现象的感知延伸到对系统、细胞与分子的角度去分析。教师应唤醒学生对大自然的热爱,并为他们插上翱翔的翅膀,引导他们探索大自然的奥妙,放飞梦想。

2.创造快乐。

教学的过程应该是快乐的,启发式的教学让学生认识自身蕴藏的巨大潜力。教师应具备一双慧眼,发现快乐的源泉,与学生分享大自然带给我们的礼物,让学生感觉到学习的过程其实也是一种快乐的体验,使被动式的学习变为主动式的学习。

3.协调关系。

教师与学生的关系应该怎样确立?在课堂上教师的角色是一位学者。“人无完人,学无止境”,“三人行,必有我师”。在对学术的追求上,师生的关系是互助的。教师应该带着一颗谦虚的、不断进取学习的心与学生共同去探导科学,让学生认识到自己能超越教师,在发现新的问题时,也能很好地解决问题;课后与学生的关系是益友,了解学生学习的动态,在生活上更要给予一定的关怀,人文的关怀会让人备感心暖。

4.用心倾听。

倾听是尊重的一种最佳表示,表示你看重他们。倾听等于教师是在对学生说:“你的想法、行为与信念对于我都很重要。”如果教师想引导学生靠近正确的思维,最好的办法是听听他的意见。教师知道学生想法的出发点,分析问题时就能找到问题存在的关键,从而更好地解决问题。

5.内心微笑。

人是一种有感情的动物,动之以情、攻心为上是教师调动学生积极性的重要法宝。教师在整个教学过程都充满激情与热情,能够使学生感受到教师对生命科学的热爱,对教育事业的热爱和对生活的热爱。教师乐观、积极和进取的人生态度,会在学生中产生一种强烈的感染力和震撼力。

6.眼神恰当。

眼睛是反映人的内心活动的一扇窗子,它具有反映深层心理的功能。眼睛的动作一向被认为是最明确的情感表现。有些学生较内向,但对生物学深感兴趣,教师对此类学生提供、营造机会让他能充分地展现自己,给他一个肯定的眼神,这是对他最大的鼓舞。

二、实现适当的放手

高中阶段学生的特点是:思维的独立性、批叛性快速发展,不盲从他人意见,自我评价日趋成熟,自尊心增强,自我教育学习能力也有一定的提高。结合上述学生的心理特点,教师可开展丰富多彩的课外活动和新课程的教学工作,充分利用生物学自身特点开展生物学的课外科技活动和研究性学习,以快速提高学生的自学能力。例如搜集恶性肿肿瘤防治方面的资料;搜集有关试管婴儿的资料;调查学生之间的性状差异;开展关于转基因食品的辩论赛,调查场植物激素应用;用动物激素饲喂小动物的实验;调查昆虫外激素的应用,制作昆虫诱捕器;调查当地农业生态系统,设计良性循环的农业生态系统;尝试制作酸奶,等等。

课外活动对学生学习潜力会产生巨大的影响,学生成绩之所以不好,是因为他们信心不足,意志薄弱、智力较差、综合能力不强。有趣的、能给学生带来乐趣和成功的课外活动,能使他们在最大范围活动中感受到自己的能力。后进生在吸引人的、有趣的领域内掌握的知识和技能使他们在同学、家长面前“炫耀”,这是他们提升自信心的力量源泉。

教师要充分尊重每一个学生的兴趣,无论他的学习成绩如何,学习能力如何。在活动过程中教师要提醒学生注意活动内容与课堂知识学习的联系,或许在活动中要用到课内学到的知识,或许在活动过程中学到的方法可以应用于课堂学科学习。建立了这样的意识,学生不仅能快乐地作研究或者活动,而且学习成绩会很快地提高。

三、进行多样的引导

1.思维导图教学,处理好想象与联想的关系。

学生为了考试,被动地学习那些抽象、无趣的知识,健忘是很正常的事。教师在备课时,首先要想一想本节课有哪些知识跟实际有联系,在实际生活或生产中有应用,哪些方面有什么样的事例能让学生感兴趣。兴趣是课堂教学的生命线,教师只有抓住兴趣,才能提高教学效率。学生在生活中能够遇到但不能用已有的知识去解答的问题,最能吸引学生的注意力,使学生产生立刻要想知道的欲望,教师引导他们应用高中生物学的知识去解答可得到事半功倍的效果。例如笔者在教学中曾对溶酶体细胞器的作用与现实生活的一个现象紧密联系起来:以“鱼死后在什么时候清蒸味道最鲜美”的悬念设置导入,激发学生求知的欲望,收到了很好的教学教果。教师在教学中不断设置问题,引导学生学以致用,慢慢去体会生物体结构与功能相适应、生物体形态结构和功能与环境相适应的规律,生物体的组成物质和结构由简单到复杂的进化规律,生物体整体性、层次性规律,遗传部分的知识规律,等等。学生便会在不知不觉中自主地学习,不断探究并掌握学好这门学科的方法。

2.比较教学。

心理学的研究表明,意义记忆比机械记忆有更多的优越性,能识记得更快些,保持时间长久些。教师用比较法教学可以把复杂的知识简单化,把难以理解的材料容易化,使学生懂得知识的区别和联系,了解知识的本质特征,从而达到意义记忆,帮助学生巩固知识。例如对生物学概念的讲解,教师要加强对学生应用生物学专业术语简明扼要地概括生物学知识能力的训练,而且要坚持下去,这样学生的思维能力和解题能力就会不断提高。比较是一种复杂的脑力活动,教师运用比较法教学不仅可以使学生对所学的知识理解透彻,掌握牢固,而且能使学生逐渐学会总结出比较的一般方法。

四、提升业务素质

精湛的生物专业知识是生物教师科学素质的重要组成部分,也是生物教师与其他学科教师的本质区别。21世纪的中学生物教师应扎实地掌握好生态学、细胞生物学、微生物学、动物学、植物学、遗传学、分子生物学、生理学等专业基础理论和基础知识,了解本学科的基本结构、发展、现状及趋势,密切关注本学科的发展、关注社会热点问题,在内容把握上要与社会实践活动密切联系,发挥生物学的科技功能,促进科技的进步。生物学是一门以实验为基础的科学,生物史上每一次重大突破的取得,都和实验密不可分。高中生物教师应具备良好的实验研究能力和实验技能,例如研究课题的申请,实验设备的准备,仪器的操作、调试技能,生物标本的采集和制作技能,动植物的解剖和观察技能,显微标本的制作和观察技能,生物的养殖、栽培技术,生物简图的绘制技能,等等。面对新课程改革,教师应参与其中,正确引导学生学习探究、实践探究,使学生获得成功的体验,不断提高其自主学习的能力。

每一位教师应该不断激发学生的潜能,灌输自信给学生,不断激励学生,促进学生的成长,让学生喜欢挑战并勇于创新,并要求学生具有善于应变和开拓局面的本领,让学生最终能造福社会。

参考文献:

[1]刘恩山,汪忠.《生物课程标准(实验)》解读[M].南京:江苏教育出版社,2003.

第8篇：表观遗传学的特点范文

关键词 试验研究与统计分析；教学改革；教学效果

中图分类号 G642.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）06-0291-01

试验研究与统计分析是农业资源与环境专业的专业基础必修课程，是一门理论性和实践性并重的专业基础课，也是培养学生科学研究素养的一个重要环节。然而，该门课程理论性强，数学概念抽象，数学符号和统计学公式多而繁杂，学生必须具备一定的概率论与数理统计的基础理论知识以及综合运用基础知识和理论联系实际的能力才能很好地掌握该课程，才能达到较好的教学效果[1-3]。然而，部分学生特别是数理统计基础知识较差的学生对该门课程具有畏惧心理，如果教师未进行正确、及时的引导，并激发学生的学习兴趣，将达不到应有的教学效果。因此，根据该课程的特点，调整教学重点，改变教学方法，让学生自主参与到教学和实践活动中是提高教学效果、达到全面提高学生综合素质的培养目标的重要手段。笔者在10多年的教学过程中对该课程教学进行了有益的改革探索与实践，现将一些效果良好的教学方法总结如下。

1 优化课程内容设计，突出专业性和应用性

对于将来从事农业资源与环境行业的学生来说，试验研究与统计分析既是一个重要的科学分析工具，更是具有实用价值的一门课程。与纯粹的数理统计学不同的是该课程更侧重于应用，讲授过程中一定要结合实例让学生明白如何做到灵活运用。因此，要在有限的教学时数内让学生掌握基本的、与专业密切相关的教学内容就必须优化课程教学内容，突出专业性和应用性，适应新时期农业资源与环境专业的人才培养需要。

实践中首先对教学大纲进行了修订，突出本学科前沿知识，强调试验设计和统计分析方法的具体应用，同时介绍本领域前沿信息与新的统计方法研究进展。例如，在教学内容选取方面，在原有培养试验法的讲解基础上，重点突出了培养试验研究法中的根际营养研究法的教学内容和土壤微生物研究法的教学内容，以满足土壤学和植物营养学相关研究的需要，这是与大农类专业的生物统计或统计分析方法课程教学中不同的一个重要方面；又如让学生调查获取区内当地的大中小型各类企业生产中向环境排放污染物方面的资料，并进行整理分析，选用正确的统计分析方法作出正确的判断，这种系统的调查方案的拟定―资料的获取―统计方法的应用―结果的分析与讨论的研究手段的训练，既让学生了解到科学研究的思路，又让学生学会独立运用统计学知识去解决和分析实际问题。在介绍统计学软件教学内容时，不仅介绍简单的Excel的统计功能，同时也介绍目前国际上主要应用的功能强大的SAS和SPSS统计学软件的使用方法，从而使学生对统计原理的理解更深入。在选取教学案例时，紧密结合农业资源与环境专业的特点精选教学案例进行教学。例如，结合土壤学有关课程，选取针对土壤中有机质含量或重金属分布状况的案例讲解配对法设计的t检验，作出准确的统计分析和结果判断；选取植物营养学中离子间的相互作用、不同肥料施用效果的比较试验等案例进行方差分析。在教学过程中，恰当运用案例教学是一种能激发学生的学习兴趣，使其熟练掌握所学基本知识并能运用到科学研究中的行之有效的教学方法。

2 将参与式教学方法引入课堂，激发学生学习兴趣

以教师为中心、发挥学生主动性的参与式教学模式已经在经济学、社会学、管理学和信息学等许多专业课程教学中得到应用。参与式教学法的核心是师生互动，教师既是主讲人又是组织者与引导者，也是平等的讨论参与者；学生既是听众又是主讲人与参与者[4-5]。与传统教学方法相比，这使得学生从被动接受知识转变为主动发表观点。

例如，在开始讲授试验研究的一般过程、田间试验和培养试验方法这些章节的内容前，即将学生分成几个小组，每组4～5人，每组安排1个有关土壤学、植物营养学或环境生态学方面的研究热点问题。小组成员合作完成相应的试验研究设计，这其中包含了资料查阅，研究内容、研究思路和技术路线的确定，试验方案的设计和试验研究手段的选择等多项内容。当教师讲述完这些章节的内容后即安排和组织课堂讨论，每组成员将自己的研究计划向全班展示，阐明本小组课题的科学研究思路、试验研究方法、研究方案和研究手段，然后展开讨论，回答其他同学的提问和质疑并接受同学好的建议进行修改。然后任课教师对研究计划的不足和优点加以点评，并进行最后的总结。通过这样的参与式教学方式，使学生从单纯接受者转变成学习的主体，从接受式学习转变为发现和探究式学习，使学生的学习兴趣更浓厚，激发学生的创新观念和探究欲望，使学生很好地掌握科学研究的一般程序和研究计划的撰写，同时巩固相关的专业知识，为日后毕业论文的撰写和科学研究的开展打下坚实的基础[6-9]。

3 将科研融入课程实践教学中，提升学生的科研素养

该课程的教学目的在于使学生能够根据科学研究的需要来设计试验，选用正确的统计方法来分析和解决科学试验中的问题。因此，教学上安排了试验研究方法和生物统计2个部分的内容，这是2个有机的组成部分，统计分析是在试验设计的基A上运用统计方法进行科学研究真伪的判断，而统计分析的结果又是对试验设计合理性的反馈，从而帮助改进试验设计和提高试验效率。该课程安排有2周的课程实习，在实习周中将科研与生产实际相结合进行实习，且分散在整个授课学期进行。将学生在学习试验设计章节时所设计的试验方案改进后进行田间试验，要求学生按照试验条件，根据自己所设计的试验，正确地划分区组和小区，选择合适的重复数，布置田间试验，并全程对试验进行管理，根据试验目的选取和获得相应的试验指标。试验研究实施完毕之后，对所获得的数据严格按照理论课教学上的统计原则来选取正确合适的统计方法进行统计分析，并撰写成科技小论文。在此过程中，学生能够加深理解田间试验的特点和设计方法，提高了学生独立开展科学试验的具体操作能力和动手能力，培养了学生科研工作中必备的操作仔细、一丝不苟、连续工作的作风和严谨的科研态度，自身的科研素质和水平得以明显提高，从而为今后毕业论文的撰写乃至参加工作后的科学研究工作的开展打下了坚实基础。

4 创新考核评价方式，加大参与课堂教学和实践教学在考核评价中的比重

科学合理的课程教学评价对激发学生的学习主动性有积极的作用。因此，在实施试验研究与统计分析课程教学方法改革的同时，对课程教学评价方式进行了改革，由单纯的期末考试成绩作为评价指标转变为多种考核形式相结合的方式进行综合评价。该课程的教学评价由3个部分组成：一是以期末考试成绩评价学生对基础知识的掌握情况，这部分占学生课程成绩的50%，且采取“一纸开卷考试”的考试方式，即学生可带一张书写由本人总结的各种统计公式的A4纸进入考场（纸张考试前由教师统一提供），同时考试试题侧重于对实际问题的解决；二是根据学生的课后作业及课堂参与讨论情况来评定学生的课堂成绩，这部分占学生总成绩的25%；三是根据课程实习时学生的表现来评定实习成绩，这部分也占学生总成绩的25%。这种教学评价方法不仅能引导学生加强对知识的积累与实际运用，同时也可以让学生认识到课程的重要性，对提高学生的综合素质具有积极、重要的作用[10]。

5 结语

试验研究与统计分析是农业资源与环境专业的一门重要的专业基础理论课程，在教学活动中通过加强教学内容之间的联系、优化课程设置、引入参与式教学法、加强实践教学以及建立合理的考核评价机制等全方位的教学改革而激发学生的学习热情，以提高教学效果，让学生掌握学科发展的前沿方向和应用技术的前景，同时培养学生独立和严谨的科研精神和素养。

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[5] 许云贺，张莉力，史东辉，等.参与式教学模式在《饲料生产学》课程中的应用[J].畜牧与饲料科学，2016，37（2）：88-90.

[6] 翟怡，胡涛.MOOC与我国高校化学类课程教学改革[J].中国大学教学，2015（6）：44-47.

[7] 刘义民.核心素养课程教学改革新探[J].河北师范大学学报（教育科学版），2016（5）：108-113.

[8] 丽杰，孙晓梅，江红霞，等.浅谈高校《遗传学》课程教学改革与实践[J].中国科技信息，2010（11）：287-288.

第9篇：表观遗传学的特点范文

 

 

一、科学研究的两个关键因素

 

1、科研思维：我老板一直跟研究生说“一定要做scientist，而不能做technician”，然而这一点往往在研究生教育阶段最容易被忽视。一般都是老板提出新idea，然后分工，每个研究生可能仅做其中某个环节或者是按照到导师的思路逐步去做，再加上研究生本身在实验操作上可能一开始就要花大量的时间去适用新环境和永远做不完的事情，可想而知，最终仅仅培养出一位“优秀技术员”，这在硕士研究生阶段尤为突出。但是，科研思维就像人体中的包含大脑的躯干，更加像是大海航行中的指南针，离开了他，最终科学研究将会停滞不前。

 

2、实验技术：有很好的idea，没有很好的实验条件和技能强的技术人员，科研思维也会变成“空想”。也许我们均没有国外实验室那样高顶尖的实验仪器，有的实验室还可能没有专门技能的技术人员，全靠研究生一届一届地带着的干，时常会出现技术脱节。但是我们可以不断创造条件进行实验；若实在实验条件不够的话，我们还可以搞合作；当然，我们也可以充分利用当前的条件，通过科学思维来达到最终的实验目的，即发高影响因子的文章。

 

二、如何在研究生阶段学得更多

 

1、多付出。“不付出，你就很难获得更多”。在我接触的研究生同学中，许多学生“以自我为中心的弊病”十分突出，不知是当前独生子女带来的、还是深受家庭学校社会教育的不足所引起的。实践中这些人表现为“先收获再付出，甚至寻求不付出而有所收获的捷径”。然而，另一些人在表现“先付出再收获，甚至不求收获的付出”，与人相处融洽，虽然每天处于繁忙中，但最终的收获是很大的，甚至终生受益。——学会了许多实验技能。“在帮助别人实验的同时也为自己后面实验奠定了良好的基础”

 

2、多交流。“不交流，你就很难飞得更高”。研究生阶段中，许多研究生惧怕自己的导师，不敢主动与老板进行交流，这将会导致这部分研究生最终可能连自己实验的目的和意义可能都不知道，这会在研究生论文答辩中时常发生。如果在不与身边的同学交流，仍然保持本科生的自学精神状态，那将会导致许多实验挫折的重蹈，更不要学他人的其他优点了，永远站在理论、书本的层面上，没能充分结合实践，最终是难以超过他人、难以成功的。——掌握了科研思维和许多实验原理。

 

3、多谦虚。“不谦虚，你就很难交到朋友”。在日常交往中，我深深体会到“谦虚使人进步，骄傲使人落后”，为什么？对方谦虚，我可能会毫不吝啬地把自己所知道的知识道出来与他进行分享和交流，他也可能从中学到他还没掌握或没理解的问题；但相反，我可能就不会说的太多，而且他也不会让你说的多，否则他就不叫“骄傲”。一次，我的一位师兄的论文答辩PPT，老板要他给我看看，帮忙修改一下，我是十分认真地通读了几遍，提出了我认为十个非常中肯的建议，没想到他找了十个相应的理由把我的建议一一否决(因为我自己还没答辩，也可以理解。但我参加过国家级PPT大赛和给大学生多媒体上课)，我只好忍痛点头说他说的有道理。后来，论文答辩的当天，导师把他PPT看了一下，提了许多和我一致的意见，唉!——做人也是一门学问，许多人这方面很欠缺。

 

4、自我加压。“不加压，你就很难取得成功”。这样的事例我见得太多了，从书本上的“伤仲永”到我亲眼所见的小学生、初中生、高中生和大学生等等，无论在人生哪一阶段，只要你松懈下来，你的同学、同事，甚至后来人都会把你丢得很远。这些例子告诫我们只有不断地自我加压，全面提高自我的综合素质，才能取得最终的成功。同样，研究生不是终点，而是我们进行科学探索的起始，所以我们更要加快步伐去学习、探索未知。——压力变动力，动力变能力，能力变效力。

 

三、科研实践中技巧汇总——详见下文

 

1、如何为申报基金奠定基础？

 

1)科学研究离不开各种基金资助。科研工作者可能会经历校/院/所基金、省/市教育厅基金、省/市自然科学基金、国家自然科学基金、国家重大支撑计划、国家863和973、国际合作项目等等申报，这些基金/项目的成功申报可能都需要拥有良好的基础。

 

2)在学生时代，我们只要把学习成绩弄好了，只要发表几篇论文足以毕业了，“我行我素”不一定会影响到你什么，更加感受不到周围的巨大压力；但进入社会后，如果你仍然以自我为中心地埋头苦干，可能很难快速地实现你的终极目标。人在不能改变环境的前提下，只能不断地学会适应环境；对人的成功来说，情商和智商都十分重要，需要双重发展。

 

3)结合以上几点，打好基础的方法：一方面在努力提高自己的能力的同时，也要增加与你本专业同仁的交流，如通过你以前的老板、同学或现在的同事、领导等等，通过交流，你可以从他们那里学到新的知识，甚至是前沿领域，同时也可让人家留下你的好印象(人是有情感的高级动物，同等情况下，可能会优先资助你)。当然，选择考博或出外进修可能更加方便与牛人的交流，可以考虑。

 

2、如何顺利开展长期实验(慢性毒性实验)？

 

1)长期实验的特点是：实验周期长、投入的人力/物力/财力较大。一旦实验成功，受益很大，发表文章也颇受欢迎；当然，也有很大的风险，有许多不确定因素的影响。

 

2)为何开展长期实验？首先，许多慢性疾病的病因研究离不开长期实验的开展，如肿瘤、高血压、成年疾病胎生起源学说验证等。其次，许多新化学品的慢性毒性评价需要开展长期实验，如一般毒性中的慢性毒性和致癌作用评价等。最后，急性毒性实验仅仅代表某一化学物的急性毒性，不能代表该化学品的其它毒性。

 

3)要顺利开展长期实验，必须做到：首先，研究设计全面，包括研究目的确立、研究对象的选择、实验过程的质控、实验指标的确立、实验中可能遇到的重大难题等。其次，做到各方面充分准备。课题负责人和成员要多请教相关熟悉专家和老师，让他们传授经验和教训，同时人员的岗前培训和合理安排、动物和试剂的预先订购、实验过程的盲法进行、定期对前面实验的总结和下一步实验的计划等也要准备。最后，慢性实验中收集的生物材料十分珍贵，在进行分子生物学实验或其它生化实验之前，若方法不成熟，可以用急性染毒处理收集的材料先进行实验，当方法成熟之后，再对珍贵的慢性实验材料进行检测分析。另外，一定要密切观察实验中研究对象的反应，尽量避免实验中不良因素的影响，灵活应对实验中的不良意外发生。

 

3、如何为课题组开辟新方向？

1)尽管我年资不大，但是我研究生阶段经历了三次研究方向的改变：肝脏毒性研究——生殖与发育毒性研究——神经发育毒性研究。前两个方向分别均发表了2篇SCI论文和好几篇中文论著，每一次的更换方向，我都从中学到了许多科学研究相关的精华。所以，我还是有许多经历与大家进行分享。

 

2)研究生为导师开辟新方向的难点所在：导师本人可能也对这个新方向不熟悉、研究生本身对科学研究把握能力有限、研究生实验时间较短(一般1-3年)、许多新的实验平台需要建立、对本方向的研究动态尚需要时间来不断学习等等。

 

3)研究生想为课题组顺利开辟新方向，必须做到：首先，大量阅读与新方向相关的中外文文献，以便了解该领域的研究动态和急需解决的难题，这一点十分重要。其次，逐步建立新的实验平台，由易到难、由宏观到微观，甚至可以先重复别人的研究，以验证你所建立的方法的正确性。最后，研究设计前和实验期间要多与该领域的专家、老师、同学请教，同时经常与导师探讨该课题的研究进展和下一步的研究计划。或许过来人的一句话会让你豁然开朗，少走许多弯路。另外，开辟新方向的研究生最好先发表1-几篇论文垫底，以防影响顺利毕业。因为开辟新方向是有风险的，倒不是一定失败，而是因为时间的原因，很难说一定在短时间能。

 

4、如何培养创新思维？

1)实例：本人几年前刚进入研究生学习阶段时，对科学研究和科学实验一窍不通，完全从0开始，更不要谈有创新思想。但是付出、交流、努力、再学习的全过程，让我初步认识到科学研究的真谛。例如，几年前我给大学生上课，只能是理论加理论，学生很乏味，但我尽力了，学生也可谅解。现在给学生上课，我经常结合科研实践，大谈专业前沿知识，能全程把握课堂的学习气氛。当然，更主要我也发表几篇SCI论文、获得过国家级奖励，让我很自信，也鞭策了我不断地努力学习、再学习。

 

2)我从过去对本专业知识的理解不足到现在基本掌握了本专业的前沿领域和热点研究内容，如成年疾病的胎生起源学说的进一步验证、纳米毒理学、组学研究、毒物的兴奋效应、环境内分泌干扰化学物对生殖发育的影响、表观遗传学的研究等等。总结几点如下：自我上进的心、多与自己导师和其他有影响的老师交流学习、多参加国内/国际大会进行交流、大量阅读本专业和跨专业的外文文献、定期阅读高影响因子的文献(如nature、science、cell、Plos等，他们中许多文章可能是未来几年的研究内容的导向)等。

 

3)宏观上，一味重视研究基础，那无科研基础、但有创新性和可行性的课题研究者永无出头之日。我曾看到一普通学校的老师的早期标书及其后来标书的申请过程，第一份标书他一点基础没有，但标书很好，评审专家给了他小额资助，正因为这一资助，后来他连续获得两项面上项目的资助，现已经发表几十篇SCI论文。若开始扼杀了他的第一份标书，我想他后来很难建立很好的科研基础。我认为每个人的研究基础都是从0开始的，而不是像海归或大老板那样有基础。国人为什么一直拿不到诺贝尔医学奖？我想这可能是主要原因，太看重以前的工作基础，扼杀了许多人的创新思维。

 

5、如何提高实验技能？

1)勤动手。这一点刚从本科阶段过渡到研究生阶段的学生可能不好适应，因为本科生实验多是老师准备好，学生只要做一下就行了。而研究生阶段从实验准备、实验过程、实验结束整理收拾等均需要自己动手。研究生阶段有许多方法值得学习，如生化实验、分子生物学方法、常规的试剂配制、动物的选择和染毒处理、生物材料的收集等，这些都离不开不断地动手锻炼。

 

2)多思考。光会动手，不会用脑的研究生永远是一名技术员。而且实践离不开许多理论知识的指导，要多考虑实验中每一步为什么这样做，不这样做会出现什么样的结果，最终，实验原理搞懂了，即使实验结果出现了问题，也可通过大胆改进方法而达到预想的结果。理论指挥实践，而理论又离不开实践，否则是空谈、空想。

 

3)广交流。一项实验，对于新手来说每一步都是重要的。如果不进行交流，你只能按照操作指南一步一步地做，不敢变通实验步骤，更不敢改变方法，往往重蹈前人所犯的低级错误。但是，通过向老手或做过的老手进行交流，学习了其中的关键步骤和他人失败的教训，避免重犯错误，往往起到事半功倍的效果。