盘点中国学者Nature Methods杂志文章

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2013年03月04日 来源:生物通

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  从总体上而言,中科院系统的研究成果最多,研究方向涉及基因表达调控,干细胞技术,蛋白分析技术,以及超高分辨显微成像等多个方面,这些技术成果意味着国内生命科学研究正在走出自己的路。

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生物通报道:Nature Methods杂志是Nature出版社旗下的著名期刊之一,也是方法学领域的权威刊物,在2011年之前,大陆学者在此刊物上未发表过一篇文章,而在近两三年时间内,大陆学者相继在这一权威刊物上发表了五篇方法学成果,这也从一方面反映出了国内生命科学研究领域创新力的逐步提升。

Spatiotemporal control of gene expression by a light-switchable transgene system.
Wang X, Chen X, Yang Y.
Nat Methods. 2012 Feb 12;9(3):266-9. doi: 10.1038/nmeth.1892.

这项成果由华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室、药学院杨弋课题组独立完成,研究人员利用合成生物学的方法,成功开发出一种简单、稳定、容易使用的光调控基因表达系统。该系统称为LightOn系统,由一个光调控的转录因子和含有目的基因的转录单元构成。在蓝光存在的情况下,转录因子能够迅速被激活,从而启动目的基因的转录与表达。

这一系统不仅具有诱导表达效率高、背景低、激活快、表达量可调节等普通诱导表达系统也有的优点,还能够在时间和空间上精确、可逆地控制目标基因的表达水平。研究人员利用这一系统在小鼠活体内进行实验,实现了红色荧光蛋白在小鼠肝脏的指定区域的光控表达。

有关专家认为:“这一系统使人们以前所未有的精度来控制基因的表达,不仅可以广泛应用于生命科学领域研究,还将为糖尿病等人类疾病提供一种在时间和剂量上精确控制的基因治疗新途径。”

Rational design of true monomeric and bright photoactivatable fluorescent proteins.
Zhang M, Chang H, Zhang Y, Yu J, Wu L, Ji W, Chen J, Liu B, Lu J, Liu Y, Zhang J, Xu P, Xu T.
Nat Methods. 2012 May 13;9(7):727-9. doi: 10.1038/nmeth.2021.

第二篇文章由中科院生物物理学发表,研究人员为了解决膜蛋白的标记问题,同时发展综合性质更佳的荧光蛋白探针,首先解析了mEos2的晶体结构,找到了引起mEos2在高浓度下寡聚的关键性氨基酸位点,然后对mEos2进行定点突变筛选,最终获得了两个真正单体荧光蛋白:mEos3.1和mEos3.2。

进一步的研究显示,mEos3具有成熟时间短、亮度高的特性。用于单分子定位时具有很高的标记密度和光子产出,在超高分辨成像中比当前所有PAFPs都表现出色。

这项研究可以说代表了国内在超高分辨显微成像领域中荧光蛋白研究方面的最高水平。

Identification of cross-linked peptides from complex samples
Yang B, Wu YJ, Zhu M, Fan SB, Lin J, Zhang K, Li S, Chi H, Li YX, Chen HF, Luo SK, Ding YH, Wang LH, Hao Z, Xiu LY, Chen S, Ye K, He SM, Dong MQ.
Nat Methods. 2012 Sep;9(9):904-6. doi: 10.1038/nmeth.2099. Epub 2012 Jul 8.

这项成果是由北京生命科学研究所董梦秋(专访董梦秋:学科交融,思想交融的结晶)实验室,就与中科院计算技术研究所贺思敏教授研究组合作完成,其关键点在于研发出了一套完整的基于高精度质谱鉴定化学交联肽段的新技术方法:蛋白质化学交联结合质谱鉴定技术(chemical cross-linking of proteins coupled with mass spectrometry analysis,CXMS)。

这是一种能够提供丰富的蛋白质折叠与蛋白质相互作用的信息的新技术。这种技术能够帮助测定蛋白质的结构以及蛋白质复合物亚基之间相互作用的界面。

这种技术的优势在于不需要蛋白质晶体,也不需要大量的高度纯化的蛋白,除了对蛋白样品的量与纯度要求较低,CXMS技术的实验周期也短,因而具备广泛的适用性。

Generation of integration-free neural progenitor cells from cells in human urine.
Wang L, Wang L, Huang W, Su H, Xue Y, Su Z, Liao B, Wang H, Bao X, Qin D, He J, Wu W, So KF, Pan G, Pei D.
Nat Methods. 2012 Dec 9;10(1):84-89. doi: 10.1038/nmeth.2283. Epub 2012 Dec 9.

这篇文章同样由中科院的研究人员完成,广州生物医药与健康研究院的干细胞生物学家裴端卿研究组利用了不会整合到细胞基因组中的载体来导入基因。研究人员仅在12天时间就生成了与多能干细胞相似的,来自尿液的重编程细胞圆形克隆,将通常生成iPS细胞所需的时间缩短至一半。

TALEN-mediated precise genome modification by homologous recombination in zebrafish.
Zu Y, Tong X, Wang Z, Liu D, Pan R, Li Z, Hu Y, Luo Z, Huang P, Wu Q, Zhu Z, Zhang B, Lin S.
Nat Methods. 2013 Feb 24. doi: 10.1038/nmeth.2374.

北京大学的张博教授与加州大学洛杉矶分校的林硕教授合作,提出了TALENs在斑马鱼同源重组的靶向基因敲除能实现精密基因组改造。这不仅提出了一种基因工程的新方法,而且带有dsDNA供体的斑马鱼同源重组,也拓展了这种模式动物的应用前景。

 

从总体上而言,中科院系统的研究成果最多,研究方向涉及基因表达调控,干细胞技术,蛋白分析技术,以及超高分辨显微成像等多个方面,这些技术成果意味着国内生命科学研究正在走出自己的路。

(生物通:张迪)

 

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