PCR技术应用于动物医学论文

2022-04-10

本文一共涵盖3篇精选的论文范文,关于《PCR技术应用于动物医学论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!摘要CRISPR/Cas9是一种高效率、简单操作、低成本的基因编辑工具,近年来广泛应用于动物、植物和微生物基因敲除研究,为深层次地应用于医学研究奠定了基础。概述CRISPR/Cas9技术在动物、植物和微生物的基因敲除中的研究进展,并对其深入研究进行展望。

PCR技术应用于动物医学论文 篇1:

动物医学专业分子生物学教学改革的初步探讨

DOI:10.3969/j.issn.2096-3637.2017.10.015

摘要:分子生物学是研究核酸,蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质,蛋白质与核酸之间的相互作用及其基因表达调控机理的学科。筆者结合近年来的分子生物学教学经验,就如何让动物医学专业本科生更好的理解和掌握分子生物学知识进行了简单探索。

关键词:分子生物学;多媒体教学;新兴疫苗技术

1由浅入深,充分利用学生已知信息引入分子生物学概念

对于绝大多数动物医学专业学生而言,分子生物学仍停留在“传说阶段”,听说过也大概了解,但其中具体涉及哪些内容仍不得而知,仍是一些“高大上”的理论内容。因此,如果将学生由门外汉引入分子生物学的世界至关重要,也是学好这门课的首要前提。由于专业限制,动物医学专业的学生视线多集中在各种动物疫病的诊断、防控等领域,因此对这方面的内容比较熟悉,比如疾病诊断中常用的ELISA检测及动物免疫疫苗等。以禽流感病毒为例,大家肯定都知道最近国内留下的H5N1及H7N9禽流感病毒,也知道养殖户需要打疫苗进行防范,那么这些疫苗是如何生产的呢?传统的疫苗生产基本围绕鸡胚扩繁病毒并灭活,而一些新兴的疫苗技术,如DNA疫苗、亚单位疫苗及反向遗传疫苗等势必引起学生的兴趣,这些都是我们分子生物学领域研究的内容,让学生认识到分子生物学知识的重要性。

2发挥多媒体教学优势

分子生物学课程中涉及大量的动物医学专业学生前所未闻的新鲜概念,如果单纯的依靠传统板书进行讲解很难取得满意的效果,因此多媒体教学势必发挥着重要作用。将一些看不见摸不着的晦涩理论知识,以生动形象的多媒体形式展示出来,使学生一目了然的明白我们究竟讲的是什么内容,具体的原理是什么,真正掌握分子生物学的精髓,才能将分子生物学知识应用于实际。如分子生物学中最常见的“PCR技术”,如果我们说这是“聚合酶链式反应”,学生必然一头雾水,其设计到引物、目的基因、扩增温度等等因素,单纯的讲解很难理解,这时我们可以通过视频的形式,将PCR反应的各种组分及反应步骤一一分解,势必起到事半功倍的效果。

3以最新科研进展充分调动学生积极性

我们知道分子生物学知识发展非常迅速,每天都有新的研究进展,因此课本上的知识永远无法跟踪到最新的科研进展。那么我们就可以通过多媒体形式将最新相关领域的研究进展引入教学,既能让学生了解研究前沿知识,深入理解掌握所学分子生物学知识的含义,更能激发学生的学习热情。比如前面讲到的“反向遗传疫苗”,这是几年来研究比较火热的一个方向,“反向”是相对于“正向”而言,“正向”指的是生物学的初始阶段是由表型到内部,即由蛋白到核酸的过程,而“反向”则是由核酸到蛋白质的研究过程,即通过改变核酸从而改变蛋白质表型,生产新型疫苗,比如中国农业科学院哈尔滨兽医研究所近年来做了大量研究,开发了一系列新型的反向遗传疫苗并应用于实际生产,这样会迅速抓住学生的学习兴奋点。

4比喻教学法,以通俗易懂的语言解答晦涩难懂的理论

利用恰当的比喻教学方法在解释一些晦涩难懂的理论知识时效果很好,能生动形象的让学生明白我们讲授的内容。比如在讲授蛋白质翻译过程时,从DNA转录为RNA并翻译为蛋白质,其中信使RNA(mRNA)、转移RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)是细胞质中参与蛋白质合成的三类主要的RNA,如何更好的理解这部分内容呢?我们可以将mRNA比喻为上司下达的一道命令,具体的碱基就是命令的具体内容;rRNA则是能帮助读懂这些命令的秘书,随后秘书将信息传代给具体执行操作的信号兵,也就是tRNA,这样三者配合完成从RNA到蛋白质的翻译过程。

5理论联系实际,调动学生主动学习、思考的能力

在学生掌握了一定的分子生物学理论基础上,恰当的做到理论联系实际,发挥学生主动思考能力,将有助于学生更好的理解理论知识。比如我们学习了PCR技术,知道这是一种针对遗传物质DNA的特异性扩增技术,那么具体有什么应用价值呢?这时我们可以引入病原检测方面的例子,让学生分析一下目前进出口检验检疫方面常见的手段有哪些?除了传统的ELISA检测,很多时候PCR技术都发挥了重要的作用,能针对某种特定病原菌的特征性基因设计引物,只要PCR技术检测出阳性结果就说明有这种病原菌,快速灵敏。这样能让学生更容易意识到分子生物学知识在实际中是如何应用的。

分子生物学技术在当代动物医学领域发挥着越来越重要的作用,如何让非生物专业的动物医学学生更有效的掌握这门重要的基础知识仍存在许多难点,需不断总结实践提高,真正达到我们的教学目的。

参考文献

[1]赵佳福,段志强,阮勇,倪萌萌.影响动物科学专业实践教学效果的原因分析及改革建议[J]教育教学论坛.2016(50).

[2]邹文辉,戴洪伟,李建江,刘慧霞,王康英.动物科学专业实践教学体系与运行保障[J]甘肃畜牧兽医.2017(05).

[3]杨海明,王志跃,陈燕凌.浅谈动物科学专业大学生创新能力的培养[J]教育教学论坛.2015(21).

作者:姜延龙 王春凤 杨桂莲

PCR技术应用于动物医学论文 篇2:

CRISPR/Cas9技术及其应用于基因敲除研究进展

摘要 CRISPR/Cas9是一种高效率、简单操作、低成本的基因编辑工具,近年来广泛应用于动物、植物和微生物基因敲除研究,为深层次地应用于医学研究奠定了基础。概述CRISPR/Cas9技术在动物、植物和微生物的基因敲除中的研究进展,并对其深入研究进行展望。

关键词 CRISPR/Cas9;基因敲除;基因编辑;应用

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.004

CRISPR/Cas9 Technology and Research Progress in Gene Knockout

ZHANG Jia-xiang1,HAN Dian-gang2,YANG Yun-qing2 et al

(1.College of Veterinary Medicine,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201;2.Technology Center of Kunming Customs,Kunming,Yunnan 650200)

Key words CRISPR/Cas9;Gene knockout;Gene editing;Application

基金项目 国家自然科学基金项目(31960658,31360532);云南省科技计划项目(2013FB041);国家质检总局科技计划项目(2012IK025)。

作者简介 张家翔(1996—),男,重庆人,硕士研究生,研究方向:兽医公共卫生。通信作者,副教授,博士,从事兽医公共卫生学研究。

收稿日期 2021-04-21

近年来,CRISPR/Cas9(成簇有规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9)技术因在生物技术领域的主要应用而被广泛认可。CRISPR/Cas9是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御,可用来对抗入侵的病毒及外源DNA[1]。CRISPR的序列最早是由日本分子生物学家石野良纯(Yoshizumi Ishino)于1987年在大肠杆菌中偶然发現的,2003年西班牙微生物学家弗朗西斯科·莫伊卡(Francisco Mojica)进一步发现CRISPR中独特的非重复的序列与各种病毒的遗传密码相匹配。随着研究的不断深入,研究人员确定了CRISPR是一种源自细菌的适应性免疫系统[2-3]。

CRISPR/Cas9技术被认为是第三代基因编辑技术[4],其是一种非常有目标性的工具,几乎可以靶向任何基因,且操作较为简便、敲除效率较高[5-7]。CRISPR/Cas技术改变了基因组学、基因编辑、基因治疗和基因组成像等领域,同时这一技术的广泛应用为理解和操纵遗传或表观遗传元素拓展了巨大的范围。该技术在体系完成对靶标基因的遗传编辑后,可在后代配子形成过程中随着染色体的分离而去除,在编辑后代中无转基因的痕迹,无需引用外源基因,因此生物安全性高[8]。CRISPR/Cas9技术是一种流行的工具,目前已经广泛用于动物、植物以及微生物基因组编辑[9]。

1 原理

CRISPR/Cas9系统的工作原理是以crRNA(CRISPR-derived RNA)通过碱基的互补配对,与tracrRNA(trans-activating RNA)结合形成tracrRNA/crRNA复合物,然后通过这个过程所形成的复合物来引导核酸酶Cas9蛋白,再与crRNA 配对的序列靶位点剪切双链DNA。通过人为设计这2种RNA,可以改造形成具有引导作用的sgRNA(single-guide RNA),引导Cas9对DNA的定点切割[10],工作原理[11]见图1。

2 应用

2.1 在动物上的应用

CRISPR/Cas9基因组编辑技术目前正在改变广泛动物模型中的遗传学研究。CRISPR/Cas9技术在动物上的应用主要是利用基因敲除技术和胚胎干细胞技术制备的某一特定位点基因缺失的动物,从而得到一些动物模型,能够更好地获得一些信息以及得到实际生产应用[12]。

现已经利用CRISPR/Cas9技术诱导猪胎儿成纤维细胞 (pig fetal fibroblasts,PFF)发生非同源性末端接合(non-homologous end joining,NHEJ),通过体细胞核移植 (somatic cell nuclear transfer,SCNT) 技术和胚胎移植 (embryo transfer,ET)技术获得了MSTN双等位基因敲除猪(knockout,KO)[13]。张婷婷等[14]利用电转染法把CRISPR/Cas9、sgRNA和目的载体共同转入巴马猪PFF,筛选单细胞克隆,合成了hHBB突变体,共制备出15株有hHBB突变体定点敲入细胞系。许金蔓等[15]根据猪的PFKM基因序列结构特点,设计出了sgRNA序列,同时构建CRISPR/Cas9基因敲除质粒,试验结果表明,在已经转染了的CRISPR/Cas9基因敲除质粒筛选到的单细胞克隆中,有2株细胞PFKM基因序列发生了基因突变,其中1个克隆为碱基插入,另1个为碱基插入、替换及缺失,再通过qRT-PCR定量检测后,筛选到1株细胞PFKM mRNA表达量下降89.41%,差异极显著。曹兴林等[16]利用CRISPR/Cas9系统成功构建敲除了IFN-β1编码序列的MDCK单细胞克隆。该克隆生长旺盛、病毒增殖能力维持较高水平,为禽流感病毒抗原的规模增殖及相关机理研究奠定了试验基础。李忠慧[17]运用CRISPR/Cas9对羊毛生长性状相关的功能基因进行修饰,以获得基因编辑绵羊。

作者:张家翔 韩佃刚 杨云庆 周思佳 杨妮 信吉阁

PCR技术应用于动物医学论文 篇3:

本文来自 99学术网(www.99xueshu.com),转载请保留网址和出处

上一篇:Web医学教学资源库设计论文下一篇:CBS教学模式下临床医学论文