華東師范大學(xué)Nature子刊發(fā)布表觀遺傳重要成果(為什么打蟑螂越滅越多)

華東師范大學(xué)Nature子刊發(fā)布表觀遺傳重要成果

2016年08月27日訊 來自華東師范大學(xué)、中科院生物物理研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員，提供了令人信服的證據(jù)證實H3K9甲基化促進(jìn)了哺乳動物中的DNA維持性甲基化，但并非是其必要條件。

華東師范大學(xué)的翁杰敏（Jiemin Wong）教授，與中科院生物物理研究所的李國紅（Guohong Li）研究員是這篇論文的共同通訊作者。

翁杰敏教授長期從事細(xì)胞核激素受體調(diào)控基因表達(dá)的分子機(jī)制以及表觀遺傳分子機(jī)制方面的研究，其領(lǐng)導(dǎo)的實驗室研究細(xì)胞核激素受體共調(diào)控因子并獲得許多突破性成果。2013年，其證實ABH2借助它的DNA烷基化修復(fù)活性，參與維持了核糖體DNA（Ribosomal DNA ，rDNA）基因完整性和轉(zhuǎn)錄。研究論文發(fā)表在8月22日的《Cell Reports》雜志上（華東師范大學(xué)Cell子刊新文章）。2016年8月，與華東師范大學(xué)的李紀(jì)文副教授合作，將UHRF1確定為熱休克蛋白Hsp90一個新的客戶蛋白，并闡明了UHRF1穩(wěn)定性和功能的調(diào)控作用。

李國紅研究組則主要從事染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和表觀遺傳調(diào)控的研究，重點研究胚胎干細(xì)胞發(fā)育分化過程中染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)動態(tài)變化及其表觀遺傳調(diào)控的分子機(jī)理，闡明染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)動態(tài)調(diào)控在細(xì)胞命運決定中的生物學(xué)功能和分子機(jī)理。2014年，李國紅研究員和朱平研究員領(lǐng)導(dǎo)中科院生物物理所的研究人員利用低溫電子顯微鏡技術(shù)，首次解析了30nm的高分辨率三維結(jié)構(gòu)并提出了一種全新的染色質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)模型。

在這篇Nature Communications新文章中，作者們指出胞嘧啶DNA甲基化是一種保守的表觀遺傳修飾，在轉(zhuǎn)錄調(diào)控和基因組穩(wěn)定性中起最重要作用。在哺乳動物中，DNA甲基化主要發(fā)生在CG二核苷酸上，對于胚胎發(fā)育、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、異染色質(zhì)形成、X染色體失活、印記和基因組穩(wěn)定性至關(guān)重要。DNA甲基化模式建立和維持的機(jī)制一直是表觀遺傳研究的核心問題。

組蛋白修飾在調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能中起重要作用。作為表觀遺傳調(diào)控的兩種重要機(jī)制，DNA甲基化和組蛋白修飾必須協(xié)調(diào)發(fā)揮作用，越來越多的證據(jù)表明這兩種修飾之間存在串?dāng)_。一些來自模式生物的研究提出了一個有趣的問題：H3K9甲基化依賴性的DNA甲基化途徑是否也存在于哺乳動物中。

在這里研究人員構(gòu)建出了特異性破壞Uhrf1的H3K9me2/3結(jié)合活性的一種Uhrf1基因敲入（KI）小鼠模型。他們發(fā)現(xiàn)純合子Uhrf1 KI小鼠能存活且具有生育力，在各種組織中DNA甲基化減少了大約10%。這種DNA甲基化減少廣泛發(fā)生于基因組中，并不只局限于H3K9me2/3富集的重復(fù)序列。在體外，相比具有H3K9me2/3的重建核小體，UHRF1以更高的親和力結(jié)合了具有半甲基化CpGs的核小體。他們還證實核小體定位影響了UHRF1結(jié)合甲基化DNA。

因此，盡管新研究支持H3K9甲基化促進(jìn)了DNA甲基化，但它也第一次證實了在哺乳動物中DNA維持性甲基化很大程度上獨立于H3K9甲基化。

為什么打蟑螂越滅越多

1、蟑螂超強(qiáng)生存能力

蟑螂能得小強(qiáng)的稱號，其具有超強(qiáng)的生存能力。

一般的蟑螂可以抵抗29.4牛的壓力，也就是3公斤物體的重力，可以在18莫爾的燒堿溶液和12莫爾的鹽酸中存活30秒，還能在真空中(非太空)存或10分鐘，在水下存活30分鐘，沒有食物.蟑螂可以存活一個月.沒有水蟑螂只能存活一星期。即使在它被斬首以后，也還能夠存活九天。所以蟑螂的生存能力是很強(qiáng)的。

2、蟑螂具有抗藥性

之前用噴霧劑滅過一次蟑螂，剛開始死了幾只大的蟑螂，似乎蟑螂少了一點，但是沒兩天蟑螂又出現(xiàn)了，而且這次好像比之前還要多了一些，于是又拿來噴霧劑，繼續(xù)殺，可是這次向那些小蟑螂身上噴的時候，蟑螂不但沒有死，而且還生龍活虎地跑來跑去。

之后的幾天里，蟑螂是一天比一天多，噴霧劑好像失靈了一般。原來噴霧劑是一種成分為化學(xué)物質(zhì)的殺蟲劑，人類已經(jīng)使用它來滅蟑螂有幾十年的時間，而蟑螂的種類在不斷進(jìn)化，由于長期的使用，新生的蟑螂對噴霧劑使用的藥物產(chǎn)生了抗藥性。

另外在使用噴霧劑的同時，蟑螂也在不斷地繁殖，所以就會出現(xiàn)蟑螂沒有減少反而越來越多的情況了。

3、蟑螂從來不挑食

它什么都吃，它是雜食性的，它甚至饑餓的時候，它可以吃報紙，可以啃書，還有，在沒有紙和書可以吃的時候，它可以吃賽璐璐，就是過去那個唱片，它都可以吃的，它吃了以后都可以充饑的，所以它的奇怪就在這里，生命力特別強(qiáng)，你餓不死它的。

4、蟑螂的“斷肢再生”能力

華師一教授團(tuán)隊養(yǎng)十萬只“小強(qiáng)”：用于研究蟑螂斷肢再生能力，并在Nature子刊Nature Communications上發(fā)表重要研究成果，并被作為同期Research Highlight重點推出。

在這篇論文中，他們解釋了有著超強(qiáng)適應(yīng)和生存能力的蟑螂為何會被稱為“小強(qiáng)”，他們還確認(rèn)了蟑螂的“斷肢再生”能力，認(rèn)為這與生物的損傷機(jī)理有共生性，如果能通過合成等方式，很可能用于人類創(chuàng)傷修復(fù)。

【處理方法】

1、保持住所干爽清潔

這是最重要的一點，干凈到蟑螂來了都流淚。劃定嚴(yán)格的進(jìn)食區(qū)域，除餐廳和廚房外，嚴(yán)禁食物入內(nèi)。要注意廚房和衛(wèi)生間的清潔，嚴(yán)禁積水。因為蟑螂喜歡潮濕臟亂的環(huán)境。如何室內(nèi)環(huán)境蟑螂不喜歡，自然不會在此停留和繁衍。

2、防止蟑螂進(jìn)來

四通八達(dá)的管線，是蟑螂暢行無阻的捷運系統(tǒng)。夜晚時，排水溝的蟑螂會成群結(jié)隊，沿著排水管，從排水孔、墻壁、門窗裂隙爬到室內(nèi)。晚上應(yīng)將家里對外的排水孔等蓋起，避免蟑螂進(jìn)入。 把外墻、地板及平臺上供分體式空調(diào)系統(tǒng)管道及電線穿過或安裝系統(tǒng)后留下的孔洞密封。

在干爽排水孔周圍涂上一層最少10厘米寬的凡士林，以防止蟑螂越過孔口； 在排水孔上安裝網(wǎng)眼寬2毫米的鐵絲網(wǎng)。

給手術(shù)配上GPS！北京協(xié)和與騰訊發(fā)布國產(chǎn)自主手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)

該系統(tǒng)由導(dǎo)航平板電腦、導(dǎo)航棒、深度相機(jī)等設(shè)備組成，小巧便攜，不占據(jù)手術(shù)室空間，是一款可位于頭架上的神經(jīng)外科導(dǎo)航系統(tǒng)。它具有高精度、便攜式、低成本等特點，就像給臨床醫(yī)生的手術(shù)配上了GPS，輔助醫(yī)生精準(zhǔn)定位隱藏在腦組織中的病變。

目前，該產(chǎn)品已在北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科開展了三十余例臨床試驗，涉及腦出血、垂體腺瘤、膠質(zhì)瘤、腦膜瘤、顱咽管瘤等多種疾病。

北京協(xié)和神經(jīng)外科教研室主任、博士生導(dǎo)師王任直教授稱：“神經(jīng)外科醫(yī)生在手術(shù)時，不僅對病變定位精度要求高，同時還需要了解病變與周圍血管和神經(jīng)的關(guān)系，避免手術(shù)當(dāng)中損傷這些重要的組織。過去我們只是憑著經(jīng)驗，將病人的CT或磁共振二維影像片子重新整合在大腦中形成三維圖像。實際上，這個學(xué)習(xí)過程是非常漫長的，需要大量長期的經(jīng)驗積累。我們和騰訊共同研發(fā)的手術(shù)導(dǎo)航簡單、方便、易用，可以幫助臨床醫(yī)生解決許多實際問題?！?br>
據(jù)了解，在我國傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航的使用率很低，這是因為：傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的核心技術(shù)、組件都依賴進(jìn)口，動輒數(shù)百萬的費用很難讓這項技術(shù)真正惠及基層醫(yī)院；傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備體積龐大，學(xué)習(xí)、操作門檻高，使用起來耗時較長，很難真正在急診等實際場景下應(yīng)用。

為了從根本上解決這些問題，研發(fā)團(tuán)隊歷時三年，對手術(shù)導(dǎo)航進(jìn)行了顛覆性的創(chuàng)新設(shè)計，不僅大幅降低了成本，更節(jié)約了準(zhǔn)備時間，與國外產(chǎn)品相比具有同樣的精準(zhǔn)程度，完成了手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的國產(chǎn)化替代。新型導(dǎo)航在具有較高精度的前提下，將其成本壓縮到傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航產(chǎn)品的十分之一，填補(bǔ)了國內(nèi)市場的空白。

基于騰訊AI Lab（人工智能實驗室）的前沿算法能力和北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科多年的臨床積累，國產(chǎn)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)能在術(shù)前、術(shù)中等多個環(huán)節(jié)，輔助醫(yī)生提升診療效率。

術(shù)前，基于人工智能和影像技術(shù)，該手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)能夠?qū)⒋殴舱?、CT等影像自動進(jìn)行分割重建及三維可視化處理，通過騰訊AI Lab（人工智能實驗室）的算法能力，一鍵生成定制化的三維“透明腦”，方便醫(yī)生制定手術(shù)計劃，向病人和家屬講解手術(shù)方案。

整個系統(tǒng)集光學(xué)定位和SLAM跟蹤于一體，通過光學(xué)定位，該手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)能實時跟蹤手術(shù)器械；通過實時定位技術(shù)（SLAM），系統(tǒng)可在無需頭架和參考架的情況下，多角度觀察病灶位置。

術(shù)中，通過SLAM跟蹤可在無需頭架和參考架情況下，實現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實導(dǎo)航。以一位膠質(zhì)瘤患者為例，醫(yī)生移動攝像頭，系統(tǒng)可實時展示病人顱內(nèi)的三維結(jié)構(gòu)相對頭皮的位置關(guān)系，輔助醫(yī)生快速制定切口。

借助深度相機(jī)，綜合深度學(xué)習(xí)和視覺算法，該系統(tǒng)能實現(xiàn)虛擬空間和現(xiàn)實空間的高精度一鍵配準(zhǔn)，將生成的3D“透明腦”1:1與病人實際情況進(jìn)行匹配, 進(jìn)行術(shù)中導(dǎo)航。

數(shù)據(jù)顯示，其配準(zhǔn)精度可達(dá)亞毫米級。算法能力的提升，可將傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航的配準(zhǔn)時間由傳統(tǒng)的近半個小時，縮短至幾秒鐘，為病人搶占寶貴的治療時機(jī)。

在實際應(yīng)用場景中，該系統(tǒng)還可根據(jù)醫(yī)生需求，通過與AR眼鏡配適，對大腦進(jìn)行多視角觀察，掃除視野盲區(qū)。

未來，除了神經(jīng)外科，五官科、急診科，都可以使用手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)還能用于課堂教學(xué)，提升基層醫(yī)療服務(wù)能力。

騰訊在醫(yī)療及生命科學(xué)領(lǐng)域已有多項布局。2020年疫情暴發(fā)時，騰訊AI Lab曾與鐘南山院士團(tuán)隊聯(lián)合發(fā)布了一項利用AI預(yù)測COVID-19患者病情發(fā)展至危重概率的研究成果，并發(fā)表于Nature子刊。目前，騰訊正在將計算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)與醫(yī)學(xué)跨界融合，輔助醫(yī)生進(jìn)行疾病篩查、診斷和治療，提高臨床醫(yī)生的診斷準(zhǔn)確率，挽救更多患者的生命。

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