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最新Nature:清华大学和同济大学各发文解析表观遗传

中医世家 2024-06-01 21:11:45

最新Nature:清华大学和同济大学各发文解析表观遗传

2016年09月18日讯 表观遗传学研究目前越来越受到重视,Nature杂志发表了两项国内表观遗传新成果,分别由清华大学生命中心颉伟研究组和清华大学医学院那洁研究组,以及同济大学生命科学与技术学院高绍荣研究组完成。

清华大学的研究组首次报道了哺乳动物组蛋白修饰从如何从亲代传递到子代的,以及早期胚胎发育中组蛋白修饰遗传和重编程的模式和分子机制。

组蛋白修饰是表观遗传信息的重要载体和生命活动的重要调控因子。然而,由于实验手段的限制,组蛋白修饰是否能够从亲代传递到子代,以及如何传递是表观遗传学领域长久以来悬而未决的问题。

清华大学颉伟组通过优化传统染色质免疫共沉淀(ChIP)技术,结合新型的建库技术(TELP),开发出了一套适用于极低细胞量的染色质免疫共沉淀--建库技术(STAR ChIP-seq),并成功将其应用在小鼠早期胚胎中组蛋白修饰研究,揭示了组蛋白修饰在受精前后遗传和重编程的模式和分子调控机制。

研究人员主要报道了STAR ChIP-seq技术的开发以及利用STAR ChIP-seq研究组蛋白修饰H3K4me3从亲代到子代的遗传模式。研究者发现,在受精卵中,父本基因组上已经很难检测到明显的H3K4me3富集信号,提示精子来源的绝大部分H3K4me3可能已被擦除。在两细胞晚期阶段合子基因组激活之后,父本基因组重新建立了新的H3K4me3信号。与之相对的是,卵子中的H3K4me3在受精后被暂时保留了下来并一直持续到合子基因组激活之前。

令人惊奇的是,研究人员意外发现在成熟的卵细胞中H3K4me3展现出了一种完全不同于以往任何一种细胞中的富集模式(non-canonical H3K4me3, or ncH3K4me3)。ncH3K4me3以一种broad的形式出现,除了启动子区域还出现在大量的非启动子区包括基因间区(intergenic region) 。与经典H3K4me3不同,ncH3K4me3富集在CpG含量较低区域。在卵细胞中,ncH3K4me3特异性地占据了DNA甲基化偏低的区域。在二细胞晚期合子基因组激活之后,ncH3K4me3 被迅速擦除,并且这种擦除是主动的而不依赖于细胞分裂的被动稀释。

与此同时,胚胎重新建立了经典的H3K4me3信号。最后,由于ncH3K4me3正好出现在基因组沉默的发育时期,研究人员进一步探索了ncH3K4me3对基因组沉默的可能调控功能。通过在卵子中过表达H3K4me3的去甲基化酶KDM5B来去除H3K4me3,研究人员发现与基因激活相关的经典H3K4me3相反,ncH3K4me3可能对卵子的基因组沉默是必需的。

另外一项研究中,同济大学的高绍荣研究团队采用最新研究技术,从全基因组水平上揭示了哺乳动物植入前胚胎发育过程中的组蛋白H3K4me3和HK27me3修饰建立过程,并发现宽的(broad)H3K4me3修饰在植入前胚胎发育过程中对基因表达发挥重要调控作用。

研究人员利用并改进了最新发表的适用于低起始量细胞的新型技术。采用该技术利用极少量的细胞检测了小鼠植入前胚胎发育各个时期的组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰变化情况,这两个修饰分别对应基因的表达和沉默,这是目前已知的第一次系统地对哺乳动物植入前胚胎的组蛋白修饰进行全基因组水平上的检测。

他们通过分析发现这两组组蛋白修饰的建立规律明显不同:H3K4me3修饰的建立更迅速,而H3K27me3修饰的建立比较缓慢,并且两者倾向建立的启动子区域不同。重要的是,在早期胚胎发育过程中,宽的H3K4me3修饰作为一种可调节的表观遗传修饰精确调控了各个时期基因的表达,并且可能在更多的生理过程中发挥重要作用。

该研究第一次建立起了哺乳动物植入前胚胎发育过程中的组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰图谱,并发现了植入前胚胎发育特殊的表观遗传调控机制。将来在辅助生殖技术的运用中,在胚胎植入前,就可先筛查优劣,并有可能优化胚胎质量,从而提高辅助生殖胚胎植入后的成功率,造福更多渴望新生命的不孕家庭。

此外,清华大学的颉伟和那洁研究组同期还在Cell子刊Molecular Cell杂志上发表文章,研究了另外一种重要的组蛋白修饰H3K27me3。研究人员发现与H3K4me3类似,精子上的H3K27me3受精后被全基因组范围内擦除。令人惊讶的是,卵子中的H3K27me3则是有选择性的被保留在了受精卵中。其中,在发育相关基因的启动子区域的H3K27me3被特意擦除,而非启动子区的H3K27me3则被保留了下来。这些发育相关基因的启动子区直到植入后胚胎中才重新建立H3K27me3,成为经典模式。这些研究表明启动子区的H3K27me3作为一种表观遗传记忆分子在受精后被从父母双方基因组上擦除,并一直到晚期(植入后胚胎)才开始重新建立表观遗传标记。这些结果呈现出一种与H3K4me3不完全相同的遗传和重编程模式。

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工科数学分析
课程编码:N1120011-12
课程名称:工科数学分析
课程英文名称:Mathematical Analysis for Technology
总 学 时:180
讲课时数:150
习题课时数:30
学 分:12.5
开课单位:理学院数学系
授课对象:全校工科各专业一年级本科生
先修课程:线性代数(一年级第1学期讲完)
教 材:
1.《工科数学分析》(上、下册),高等教育出版社,2003年,第二版
2.《工科数学分析》(上、下册),科学出版社,2001年
参 考 书:
1.《微积分教程》,韩云瑞,扈志明.北京:清华大学出版社,1999年
2.《工科数学分析基础》,马知恩,王绵森.北京:高等教育出版社,1998年
3.《高等数学》(第四版),同济大学,北京,高等教育出版社
4.《高等数学释疑解难》,高等学校工科课程教学指导委员会本科组,北京 高等教育出版社,1992年
5.Swokowski. Calculus (5TH) Boston. PWS-KENT.
6.《高等数学典型题精讲》韩云瑞.大连:大连理工大学出版社,2001年
7.《数学分析》,陈纪修、於棠华、金路.北京:高等教育出版社,2001年
8.《数学分析简明教程》,邓东臬,尹小玲.北京:高等教育出版社,2001年
内容摘要:
工科数学分析是高等学校工科各专业一门十分重要的自然科学基础课程。其中:函数,极限与连续,导数与微分,微分中值定理,不定积分,定积分,导数与定积分的应用,微分方程,多元函数微分学,多元函数积分学,第二型曲线积分和第二型曲面积分,向量场,无穷级数,以上十二章是必讲内容。选讲内容有:复变函数初步,微分几何基础知识等是本门课程主要内容。

线性代数与空间解析几何
课程编码:N120030
课程名称:线性代数与空间解析几何
课程英文名称:Linear Algebra and Analytic Geometry
总 学 时:60
讲课时数:50
习题课时数:10
学 分:4
开课单位:数学系
授课对象:工科各专业
教 材:《线性代数与空间解析几何》(第二版),郑宝东,邓廷权,高等教育出版社,2003年
参 考 书:
1. 《线性代数》(第三版),同济大学数学教研室,高等教育出版社,1998年
2. 《线性代数与空间解析几何》,俞正光等,清华大学出版社,1998年
3. 《线性代数及其应用》,谢国瑞,高等教育出版社,1999年
4. 《Linear Algebra》,Larry, Smith, Spring-Verlag, 1977
内容摘要:
线性代数与空间解析几何是高等学校工科各专业一门十分重要的自然科学基础课程。其中的线性代数部分主要运用代数方法研究具有线性关系的数学对象,建立相应的理论体系,它具有很强的逻辑性与抽象性;其中的空间解析几何部分主要通过坐标系,建立空间几何图形与方程之间的关系,利用代数理论研究空间几何图形的性质。空间解析几何为线性代数提供背景与示例。线性代数与空间解析几何作为一门课程的两个组成部分,互相渗透,互相支撑。由于线性问题广泛存在于科学与技术的各个领域,并且许多非线性问题在一定条件下可以转化为线性问题,因此本课程所介绍的基本方法广泛应用于科学与技术的各个领域。

概率论与数理统计
课程编码:N1120050
课程名称:概率论与数理统计
课程英文名称:Probability theory and mathematical statistics
总 学 时:50
讲课时数:40
习题课时数:10
学 分:3
开课单位:数学系
授课对象:工科本科生
先修课程:工科数学分析、线性代数与空间解析几何
教 材:《概率论与数理统计》许承德、王勇编,科学出版社,2000年
参 考 书
1.《概率论与数理统计》,许承德、王勇,科学出版社,2001年
2.《概率论与数理论计》,浙江大学数学系,高等教育出版社,1979年
3.《概率统计辅导》,章昕,科学技术文献出版社,2000年
4.《概率论与数理统计习题集》,陈魁,国家行政学院出版社,2001年
内容摘要:
随机事件,事件的关系与运算,古典概率,几何概率,统计概率,概率的公理化定义;条件概率与独立性:重复独立试验、二项概率公式;随机变量的概念,离散型随机变量,随机变量的分布函数,连续型随机变量,正态分布,随机变量函数的分布;多维随机变量及其分布函数、边缘分布函数,二维离散型随机变量,二维连续型随机变量,随机变量的独立性,二维随机变量函数的分布,条件分布;数学期望,方差,协方差和相关系数、矩,二维正态分布,大数定律,中心极限定理;数理统计的基本概念;点估计,区间估计;假设检验的基本概念,单个正态总体参数的显著性检验,两个正态总体参数的显著性检验。

工程图学(CAD)
课程编号:T1080961-2
课程名称:工程图学(CAD)
课程英文名称:ENGINEERING GRAPHICS(CAD)
总学时:90
讲课学时:90
习题课:(48)
上机学时:(12)
学分:5
开课单位:机电工程学院 工程图学教研室
授课对象:土木工程学院、环境与市政工程学院、交通学院、管理学院等。
先修课程:工科数学分析、计算机基础
课程类型:必修课
开课学期:第一学期(30学时),第二学期(60学时)
教材:(1)《画法几何》,贾洪斌、钱晓明主编,哈尔滨地图出版社,1999年
(2)《土木工程制图》,王树安、董保华主编,哈尔滨地图出版社,1999年
(3)《AutoCAD20000计算机绘图教程》,吴佩年、袭建军主编,黑龙江人民出版社
参考书:
(1)《土木工程制图》,顾善德、徐志宏主编,同济大学出版社
(2)《画法几何》,黄水生主编,华南理工大学出版社
(3)《土建工程制图》,李国生主编,华南理工大学出版社
(4)《画法几何与土建制图》,林国华主编,人民交通出版社
(5)《画法几何与土建制图》,曹宝新主编,中国建材工业出版社
(6)《AutoCAD2000建筑绘图与造型技法》, 何方文主编,华南理工大学出版社 (7)《AutoCAD2000工程绘图 》周凌宏主编,华南理工大学出版社
(8)《AutoCAD2000建筑与室内设计应用 》薛希浩主编,清华大学出版社
(9)《AutoCAD2000建筑绘图实例与技巧》李太和主编,航空工业出版社
(10)《AutoCAD2000建筑与土木工程制图习题精解》刘培晨主编,人民邮电出版社
(11)《AutoCAD2000三维建模与深入运用一机实验指导》李启炎主编,同济大学出版社
内容摘要:
投影的基本知识,点的投影、直线的投影、平面的投影,投影变换的实质和方法,换面法,立法的投影,平面与立体相交,两平面立体相交,平面立体与曲面立体相交,两曲面立体相交,轴测投影的基本知识,斜轴测投影,圆的轴测投影。
制图的基本规定,绘图工具和仪器的使用方法,几何作图,制图的一般方法和步骤,基本视图与辅助视图,组合体的视图画法,组合体的尺寸标注,组合体的读图,剖面图,断面图,简化画法和规定画法。
建筑施工图:总平面图、建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图、建筑详图。结构施工图(土木工程学院),室内外给水排水工程图(市政工程与环境学院),公路工程图(交通科学与工程学院)。
计算机绘图基础知识,AutoCAD基础、AutoCAD基本绘图功能、 AutoCAD高级绘图功能,绘图实例。

最新“Nature指数”排名,哪些高校入围了国内前50?

虽说近年来高校圈学术不端事件时有发生,但不得不承认学术是衡量一所大学综合实力的重要参考指标,尤其是在像Nature这样顶尖级别科学杂志上的表现,更能反映出大学的学术水平。

2021年春节期间,“Nature指数”公布了全球大学最新一期的排名数据。从结果来看,国内大学科研实力整体呈上升趋势,其中,物理学和化学领域表现较为出色,环境和生命科学及地球领域比较薄弱。以下是国内前50名机构/大学在“Nature指数”最新榜单中的排位情况:

中科院系统科研优势明显

作为国内科研实力最突出的中科院系统,毫无争议地在最新“Nature指数”排名中表现抢眼。其中,中国科学院以绝对优势排名全球首位,直属高校之一的中国科学技术大学,取得了国内第2、全球第9的好成绩,更为年轻的中国科学院大学位列国内第4、全球第13。

值得一提的是,虽然中科院系统的三个主体都有很不错的排名,但主要是胜在体量,全球顶尖科研成果或重大影响力科研成果产出上,与世界顶尖名校/机构,还有一定的差距。

北大、清华无缘全球前十

综合实力方面,清华大学和北京大学毫无疑问是国内最强的两所高校,但在最新“Nature指数”排名中,清华、北大双双跌出了国内前二,全球排名也无缘前十。其中,北大排名国内第3、全球第12,清华位列国内第5,全球第14。当然,清华、北大培养的毕业生,有相当一部分流向了国外,这些学生有不少在国际名校科研领域表现卓越。

“华东五校”整体稳健

“华东五校”中,除了排名第2的中国科学技术大学外,南京大学、浙江大学、上海交通大学和复旦大学依次排名国内第6至9位,整体表现相当稳健。令人稍显意外的是,南大此次排名力压了浙大、上海交大和复旦三校,一扫2020年多份榜单“华五”垫底的尴尬。

南方科技大学表现亮眼

在排名靠前的高校中,出现了南方科技大学的身影,要知道,这是一所成立仅10年时间的非“双一流”年轻高校。南科大此次能有国内第14名的亮眼表现,反映了该校过去一个周期学术成绩突出。对于即将开始的新一轮“双一流”遴选,南科大有很高的入围呼声,一旦其跻身名校行列,依托深圳市地域和区域经济优势,势必会有更快的发展速度。

除了南科大外,南京医科大学、深圳大学和上海科技大学等非“双一流”高校也进入了榜单前50强。对于上述最新“Nature指数”国内大学排名,你怎么看呢?欢迎留言交流分享

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