最近的研究强调了基因组研究缺乏多样性。然而,人们对表观基因组学的关注较少。在本文中,我们表明表观基因组学研究缺乏多样性,并提出了解决这一问题的几种解决方案。在不同人群中进行研究对于了解疾病病因和风险至关重要。最近的一些出版物强调了遗传研究缺乏种族或民族多样性,并呼吁在不同人群中进行更多研究 1,2 。然而,人们对表观基因组学的关注较少。在过去十年中,通过国际人类表观基因组联盟 (IHEC) 的努力,在对调控元件的理解方面取得了巨大进展,该联盟绘制了各种组织和细胞类型中的调控元件,并向科学界免费开放了许多这些数据集 3 。这个全面的顺式调控元件和染色质数据集目录已被证明可用于不同领域,例如基因组变异注释 4 、基因位点的精细定位 5 、基因组编辑方法 5 和单细胞测序分析流程的设计 6 。目前关于 IHEC 样本的种族或民族的信息很少。我们在公开的 IHEC 数据集中查询了与种族/民族和原籍国有关的不同统计指标,发现只有 42.7% 的实验报告了任何种族或民族信息(补充表 1 ,从 https://www.encodeproject.org/ 下载;我们使用了基于美国的 ENCODE 数据,因为它是 IHEC 内唯一公开的数据集)。在 5,048 项具有种族或族裔信息的公开实验中,87.1%(n=4,397)被标记为“欧洲人”,9.3%(n=470)被报告为非洲人、非裔美国人或黑人,1.7%(n=87)有亚洲血统,其余(1.9%,n=94)有其他血统或多种种族/族裔身份的组合,这表明用于分析的样本存在相当大的差异(补充表 1)。从 2009 年到 2021 年,“欧洲人”样本的累计实验数量有所增加,远远超过
课程内容 讲座主题: 农业生物技术(转基因食品、转基因植物、限制转基因传播) 工业和环境生物技术(生物催化、新型化合物、生物修复) 医学生物技术(克隆、干细胞、基因编辑、基因治疗) 学期报告评分(20%) 您需要就与本生物技术课程相关的主题进行非常简明且组织良好的口头报告。根据您最近发表的一篇论文的选择(选择必须由课程主任从提供的列表中批准),就该论文进行 10 分钟的报告,然后有 5 分钟的提问时间。您对课堂问题的回答将用于评估您的背景知识和对该工作的理解(使用的方法、潜在应用、道德问题)。 参与度(10%) 这个成绩将基于您在实验练习和报告中的参与情况。这意味着您必须在两种环境中提问!课程主任将评估您在口头报告中的参与度;即您的出勤率和讨论期间提出的问题。实验室表现成绩取决于您的实验室技术、您对实验室的准备程度、实验室清洁、您在实验室的态度以及您的实验室笔记本(助教会定期审查)。实验室表现成绩由参与管理实验室的所有人决定:课程主任、助教和实验室技术员。实验报告 (40%) 实验室 1,基于植物 - 瞬时转化和 RT-PCR 12% 实验室 3,基于哺乳动物细胞 - 活化 MAP 激酶的免疫沉淀 12% 实验室 4,基于微生物和体外 - 蛋白质表达和纯化,体外转录和翻译 16% 实验室测验 (10%) 实验室 2,基于酵母 - 使用 CRISPR-Cas9 进行基因组编辑 10% 期末考试 (20%) 本次考试将基于讲座材料和同学演示,并将在正常考试期间亲自举行。
过渡金属二盐元化(TMDS)的单层表现出许多具有不同结构,对称性和物理特性1-3的晶体相。在二维4中探索这些不同的结构阶段之间的过渡物理学可能会提供一种切换材料特性的方法,这对潜在的应用有影响。由热或化学方法5,6诱导;最近提出,通过静电掺杂对晶体相纯粹的静电控制是一种理论上的可能性,但尚未实现7,8。在这里,我们报告了单层钼二硫代硫醇的六边形和单斜阶段之间静电掺杂驱动的相变的实验证明(Mote 2)。我们发现相变显示了拉曼光谱中的滞后环,并且可以通过增加或降低栅极电压来逆转。我们还将第二谐波生成光谱与极化分辨的拉曼光谱结合在一起,以表明诱导的单斜相保持原始六边形相的晶体取向。此外,这种结构相变于整个样品同时发生。这种结构相变的静电掺杂控制为基于原子薄膜开发相变设备的新可能性开辟了新的可能性。分层TMD中通常研究的晶体形式是最稳定的六边形(2H)相。在这种情况下,如图有趣的是,实验研究报道了另一种分层晶体结构,即单斜(1T')相。1a,每个单层由一层六角形的过渡金属原子组成,并将其夹在两个层的chalcogen原子1之间。与散装形式不同,单层2H TMD成为直接带隙半导体和断裂反转对称性,在布里远区域9,10的角落形成了不等的山谷。这种山谷的自由度,以及在低维度中的强烈激子效应,使该阶段成为二维谷LeTronics和Optoelectronics 11-13的独特平台。在这里,在每个层中,丘脑原子在过渡金属原子周围形成一个八面体配位,沿y轴14的晶格失真(图1b)。与半导体2H相不同,半金属或金属1T'单层TMDS保留反转对称性,预计将表现出非平凡的拓扑状态2,3。2H和1T'相之间过渡的动态控制可以揭示不同晶体结构的竞争,共存和合作,以及不同的物理特性之间的相互作用15。这种控制还导致广泛的设备应用,例如记忆设备,可重新配置的电路和拓扑晶体管在原子上较薄的限制为2,16,17。到目前为止,通过在500°C下的热合成进行了实验报告TMD中的2H到1T'相变(参考5),通过元素取代18和激光照射19。但是,这些相变仅在几层或
从细胞中提取 DNA 是分子生物学的一个基本过程,为各种科学研究和应用奠定了基础。本实验报告概述了使用常见实验室材料从香蕉细胞中分离 DNA 的分步过程。通过这个实验,我们旨在展示 DNA 提取的实用方面,同时强调这项基本技术所依据的生物学原理。本实验的主要目标是通过从香蕉细胞中分离 DNA 来直观地观察 DNA,从而了解 DNA 提取背后的基本方法。该过程涉及几个关键步骤:细胞裂解、膜破坏和 DNA 沉淀。首先,用刀将新鲜香蕉切成小块。然后将香蕉片放入研钵中用水捣碎,直到形成浆状。通过将 10 毫升 Trix 与 20 毫升水混合,制备洗涤剂溶液 (Trix),确保气泡形成最少。将捣碎的香蕉混合物和洗涤剂溶液混合并充分混合。将所得混合物通过双层粗棉布过滤到试管中,使用漏斗收集滤液。将冰冷的异丙醇(20-25 毫升)小心地加入装有滤液的试管中,保持轻微倾斜以尽量减少混合。将试管静置 3-5 分钟,在此期间沉淀的 DNA 呈现为管中上升的浑浊白色物质。这个实验提供了 DNA 分离的切实演示,展示了香蕉细胞中可见的 DNA 沉淀。使用洗涤剂和盐进行细胞裂解,结合酒精进行 DNA 沉淀,对于各种生物技术和法医应用(如基因工程和 DNA 指纹识别)至关重要。该过程依赖于分离纯 DNA 以进行进一步分析。在高倍显微镜下,DNA 呈现为扭曲的梯子形状。它包含基因,这些基因掌握着我们身体发育和功能的指令。基因产生执行大多数身体任务的蛋白质。基因变异(称为等位基因)影响头发颜色、眼睛颜色和耳垂形状等特征。这些指令被包装在细胞内,使其太小而无法正常看到或触摸。但是,由于 DNA 存在于每个细胞中,因此可以从生物体中提取大量 DNA。 在这种情况下,我们将使用家用产品从香蕉中提取 DNA。 材料: * 1/2 根去皮的熟香蕉 * 1/2 杯热水 * 1 茶匙盐 * 1/2 茶匙洗洁精 * 可重新密封的拉链袋(夸脱大小) * 提前放在冰箱中的极冷外用酒精(异丙醇) * 咖啡过滤器 * 窄玻璃杯 * 木制搅拌器 分步说明: 1. 将可重新密封的袋子中的香蕉捣碎,直到它像布丁一样。 2. 将热水和盐混合,然后将溶液倒入袋中。 3. 轻轻挤压并混合内容物 30-45 秒。 4.加入洗洁精,轻轻搅拌以避免产生过多泡沫。5. 将咖啡滤纸放在透明玻璃杯中,将杯口固定在杯口周围。6. 将混合物倒入滤纸中,静置直至所有液体滴入杯中。7. 取出并丢弃用过的咖啡滤纸。8. 慢慢地将冷酒精倒入杯边,在香蕉混合物顶部形成 2.5-5 厘米厚的一层。9. 等待八分钟,观察酒精层中形成的气泡和浑浊物质。10. 用木制搅拌器收集浑浊的 DNA 碎片,旋转搅拌器使它们聚集在一起。从香蕉搅拌器中取出的看起来像云的东西实际上是 DNA!有教师和学生包。最近的实验可以通过认识到挤压香蕉可以分解细胞并有助于破坏细胞壁来理解,但为什么要添加其他成分?我们是如何进入细胞并让 DNA 粘在一起的?让我们来思考一下与香蕉混合的三种关键物质:盐水——在添加任何其他物质之前,先将香蕉在盐水中捣碎。这一步是为添加洗洁精做准备,洗洁精有助于释放 DNA。一旦 DNA 被释放,这种盐将帮助 DNA 链粘在一起,形成足够大的团块,以便于观察。洗洁精——洗洁精可以分解将细胞结合在一起的膜,这些膜由脂肪和油等脂质组成。它通过将这些油腻的分子彼此分离来“去除油脂”。加入洗洁精后,它会分解细胞膜并释放 DNA。酒精——DNA 团块可溶于某些液体,但不溶于酒精,因此添加酒精有助于 DNA 团块的形成。图片来源:Ralph Daily 通过 Wikimedia Commons 提供的香蕉和草莓图片。这种盐可以帮助DNA链粘在一起,形成足够大的团块,以便于观察。洗洁精——洗洁精可以分解将细胞结合在一起的膜,这些膜由脂肪和油等脂质组成。它通过将这些油腻的分子彼此分离来“去除油脂”。加入洗洁精后,它会分解细胞膜并释放DNA。酒精——DNA团块可溶于某些液体,但不溶于酒精,因此加入酒精有助于DNA团块的形成。图片来源:Ralph Daily,来自 Wikimedia Commons 的香蕉和草莓图片。这种盐可以帮助DNA链粘在一起,形成足够大的团块,以便于观察。洗洁精——洗洁精可以分解将细胞结合在一起的膜,这些膜由脂肪和油等脂质组成。它通过将这些油腻的分子彼此分离来“去除油脂”。加入洗洁精后,它会分解细胞膜并释放DNA。酒精——DNA团块可溶于某些液体,但不溶于酒精,因此加入酒精有助于DNA团块的形成。图片来源:Ralph Daily,来自 Wikimedia Commons 的香蕉和草莓图片。