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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)

佚名 2024-06-05 14:22:02

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(shí)H3K9甲基化促進(jìn)了哺乳動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(gè)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(diǎn)研究胚胎干細(xì)胞發(fā)育分化過程中染色質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)動(dòng)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(jí)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)調(diào)控在細(xì)胞命運(yùn)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(dòng)物中
，DNA甲基化主要發(fā)生在CG二核苷酸上，對(duì)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(gè)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(dòng)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(shí)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(shí)了在哺乳動(dòng)物中DNA維持性甲基化很大程度上獨(dú)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(hào)，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(gè)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(diǎn)，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(shí)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(shí)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(duì)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(shí)，蟑螂也在不斷地繁殖

，所以就會(huì)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(shí)候，它可以吃報(bào)紙
，可以啃書
，還有，在沒有紙和書可以吃的時(shí)候
，它可以吃賽璐璐
，就是過去那個(gè)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(duì)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(diǎn)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(huì)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(diǎn)

，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?yàn)轶胂矚g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(huì)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(yùn)系統(tǒng)

。夜晚時(shí)
，排水溝的蟑螂會(huì)成群結(jié)隊(duì)，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(duì)外的排水孔等蓋起
，避免蟑螂進(jìn)入。 把外墻
、地板及平臺(tái)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(diǎn)
，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(yàn)，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(shí)
，不僅對(duì)病變定位精度要求高
，同時(shí)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(yàn)
，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(shí)際上，這個(gè)學(xué)習(xí)過程是非常漫長的
，需要大量長期的經(jīng)驗(yàn)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(shí)際問題?div id="jfovm50" class="index-wrap">！?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?yàn)椋簜鹘y(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(dòng)輒數(shù)百萬的費(fèi)用很難讓這項(xiàng)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(shí)較長
，很難真正在急診等實(shí)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(duì)歷時(shí)三年
，對(duì)手術(shù)導(dǎo)航進(jìn)行了顛覆性的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
，不僅大幅降低了成本，更節(jié)約了準(zhǔn)備時(shí)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(shí)驗(yàn)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(gè)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?div id="m50uktp" class="box-center"> 、CT等影像自動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(jì)劃
，向病人和家屬講解手術(shù)方案
。

整個(gè)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(shí)時(shí)跟蹤手術(shù)器械
；通過實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航
。以一位膠質(zhì)瘤患者為例，醫(yī)生移動(dòng)攝像頭
，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)展示病人顱內(nèi)的三維結(jié)構(gòu)相對(duì)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(shí)現(xiàn)虛擬空間和現(xiàn)實(shí)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(shí)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(jí)。算法能力的提升
，可將傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航的配準(zhǔn)時(shí)間由傳統(tǒng)的近半個(gè)小時(shí)
，縮短至幾秒鐘，為病人搶占寶貴的治療時(shí)機(jī)
。

在實(shí)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(duì)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(xiàng)布局
。2020年疫情暴發(fā)時(shí)，騰訊AI Lab曾與鐘南山院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合發(fā)布了一項(xiàng)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(jì)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
。

本文地址:http://www.mcys1996.com/jiankang/302292.html.

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