基因組學(xué)原理范文

時間:2023-12-28 17:49:19

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基因組學(xué)原理

篇1

關(guān)鍵詞:就業(yè)能力

不足

原因

對策

近年來,大學(xué)生就業(yè)難的問題越來越突出。就業(yè)難的原因是多方面的,但越來越多人意識到大學(xué)生就業(yè)能力的欠缺是大學(xué)生就業(yè)難的重要因素之一。有調(diào)查顯示,有接近50%的大學(xué)生對自己的就業(yè)能力評價一般[1]。因此,如何提高大學(xué)生的就業(yè)能力也就成為教育機(jī)構(gòu)及教育工作人員需要進(jìn)一步思考的問題。

1.大學(xué)生就業(yè)能力不足的原因分析

1.1 從政府的管理體制方面看

政府在大學(xué)生就業(yè)市場上起宏觀調(diào)控的作用,但政府介入大學(xué)畢業(yè)生的配置和安排活動中力度仍然不夠。此外,公平公正的就業(yè)環(huán)境、競爭環(huán)境和獎勵措施有待建立,人才信息網(wǎng)絡(luò)需要健全,與就業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)還需進(jìn)一步完善。

1.2 從高校的培養(yǎng)模式方面看

一方面,我國高校教學(xué)模式相對落后,一貫重視理論教育,忽視實(shí)際操作能力的培養(yǎng);一貫重視應(yīng)試能力的鍛煉,忽視對整體素質(zhì)的塑造。另一方面,我國高等教育市場不完善,校企之間缺少合作,無法給學(xué)生提供足夠的實(shí)習(xí)機(jī)會,大學(xué)生實(shí)踐能力培育先天不足[2]。此外,不少專業(yè)的設(shè)置與市場脫節(jié)。

1.3 從高校的職業(yè)指導(dǎo)工作看

職業(yè)指導(dǎo)是為求職者就業(yè)、就業(yè)穩(wěn)定、職業(yè)發(fā)展和用人單位合理用人,提供咨詢、指導(dǎo)和幫助的過程[3]。與國外發(fā)達(dá)國家相比,我國高校畢業(yè)生職業(yè)指導(dǎo)工作存在形式與方法相對單一,內(nèi)容不豐富等問題。

1.4 從大學(xué)生的自身方面看

當(dāng)前大學(xué)生比較缺乏職業(yè)意識,未臨近畢業(yè)都不會考慮太多的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)選擇問題,對自身職業(yè)生涯規(guī)劃也沒有明確的目標(biāo),有的學(xué)生就業(yè)觀念落后,就業(yè)心理準(zhǔn)備不足,在就業(yè)市場競爭力不強(qiáng)。

2.提高大學(xué)生就業(yè)能力的對策

2.1推進(jìn)教育教學(xué)改革,提高學(xué)生專業(yè)能力

2.1.1 轉(zhuǎn)變教育觀念

高校只有轉(zhuǎn)變教育觀念,以市場為導(dǎo)向,面向社會,充分考慮社會發(fā)展變化用人單位的需求,改革落后的課程體系和人才培養(yǎng)方案,不斷提高教材和教學(xué)的適時性和適用性,針對性的培養(yǎng)綜合型人才,才能真正幫助學(xué)生提高專業(yè)能力。

2.1.2改進(jìn)課程設(shè)置

高等教育要貼近就業(yè)市場,其專業(yè)設(shè)置和課程設(shè)置都要隨著社會的進(jìn)步和需求隨時調(diào)整。例如:廣東醫(yī)學(xué)院于前幾年啟動了各本科專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的全面修訂工作,以社會需求為導(dǎo)向,以“以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)”的教育理念,結(jié)合“國際醫(yī)學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)”和國家執(zhí)業(yè)醫(yī)師資質(zhì)的基本要求,并根據(jù)該校一校兩區(qū)的狀況,優(yōu)化本科專業(yè)知識結(jié)構(gòu),加大課程的重組和整合。

2.1.3提高教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)質(zhì)量是高校畢業(yè)生實(shí)現(xiàn)充分就業(yè)的前提和條件,保證了教學(xué)質(zhì)量就是保證了高校生產(chǎn)出來的“產(chǎn)品”的質(zhì)量。不少高校成立本科教學(xué)質(zhì)量改革工程領(lǐng)導(dǎo)小組,頒發(fā)了相關(guān)文件,不斷推進(jìn)教學(xué)改革,提高教育教學(xué)質(zhì)量。

2.2 加強(qiáng)職業(yè)指導(dǎo)工作,提高學(xué)生求職能力

2.2.1重視職業(yè)指導(dǎo)工作

目前大多數(shù)高校還處于“從就業(yè)指導(dǎo)到職業(yè)輔導(dǎo)”的過渡階段,以“職業(yè)發(fā)展”為核心的就業(yè)教育剛剛起步。高校需要高度重視,加強(qiáng)力度,進(jìn)一步做好職業(yè)指導(dǎo)工作。如廣東醫(yī)學(xué)院建立了職業(yè)規(guī)劃教育的專門機(jī)構(gòu),統(tǒng)籌規(guī)劃就業(yè)指導(dǎo)工作;不斷輸送相關(guān)老師參加職業(yè)指導(dǎo)師資格考前培訓(xùn)班;構(gòu)建“全程化、多層次”職業(yè)輔導(dǎo)體系,實(shí)行“全程教育、分段實(shí)施、分類指導(dǎo)”;廣泛聯(lián)系,主動到醫(yī)療衛(wèi)生單位推薦畢業(yè)生等。

2.2.2實(shí)施就業(yè)幫扶制度

為積極做好貧困大學(xué)生的就業(yè)幫扶工作,廣東醫(yī)學(xué)院結(jié)合實(shí)際,在全校組織開展了在職的副科級以上黨政干部和全體輔導(dǎo)員“一對二”貧困畢業(yè)生就業(yè)幫扶計(jì)劃,經(jīng)過兩年多的運(yùn)行,取得了較好的效果,得到學(xué)生和家長的一致好評。

2.2.3建立二級就業(yè)管理機(jī)制

二級學(xué)院是高校人才培養(yǎng)的具體執(zhí)行者,高校對大學(xué)生就業(yè)能力培養(yǎng)的目標(biāo)、政策、措施等很多方面要通過二級學(xué)院來實(shí)現(xiàn)。如,廣東醫(yī)學(xué)院每年召集二級學(xué)院召開畢業(yè)生就業(yè)工作會議,并由學(xué)校主管學(xué)生工作的黨委副書記與二級學(xué)院主要負(fù)責(zé)人簽訂了《普通本專科畢業(yè)生就業(yè)工作目標(biāo)責(zé)任書》,各二級學(xué)院也成立了相關(guān)就業(yè)工作小組,保證了該校畢業(yè)生就業(yè)工作的順利進(jìn)行。

2.2.4提高大學(xué)生求職能力

除通過就業(yè)指導(dǎo)課的課堂授課,學(xué)校還可以通過舉辦簡歷設(shè)計(jì)大賽的形式,讓學(xué)生直接參與,學(xué)以致用,進(jìn)一步掌握簡歷設(shè)計(jì)的方法與要點(diǎn)。此外,廣東醫(yī)學(xué)院每年均舉辦“模擬招聘會”,通過模擬就業(yè)過程的各個環(huán)節(jié),讓學(xué)生體驗(yàn)現(xiàn)場求職的實(shí)況和氣氛,對學(xué)生就業(yè)能力的提高起到很好的促進(jìn)作用。

2.3大力開展素質(zhì)教育,提高學(xué)生通用能力和特殊能力

2.3.1加強(qiáng)學(xué)生基本素質(zhì)培養(yǎng)

學(xué)??梢越Y(jié)合思想政治理論課,大力開展各種思想教育活動,對學(xué)生進(jìn)行思想政治教育;通過開展豐富多彩的校園文化活動和志愿服務(wù)活動,鍛煉提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通協(xié)調(diào)能力等。

2.3.2加強(qiáng)學(xué)生特殊能力培養(yǎng)

學(xué)生特殊能力是學(xué)生就業(yè)強(qiáng)有力的助推器,學(xué)??梢酝ㄟ^建立書畫社、文學(xué)社、舞協(xié)、音協(xié)、棋協(xié)等社團(tuán),以及成立學(xué)校及二級學(xué)院的藝術(shù)團(tuán),鼓勵學(xué)生培養(yǎng)和發(fā)揮特長,并提供各種舞臺,不斷提高學(xué)生的特殊能力。

2.3.3加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)

學(xué)校要立足于對學(xué)生進(jìn)行全面的素質(zhì)教育,根據(jù)未來社會對學(xué)生素質(zhì)的要求與教育現(xiàn)狀,從彌補(bǔ)不足的角度出發(fā),全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。如廣東醫(yī)學(xué)院通過制定《關(guān)于加強(qiáng)學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技活動的意見》、《大學(xué)生課外科研管理辦法》等文件,設(shè)立學(xué)生課外科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi),引導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)生科研,提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì);舉辦中國文化系列講座、名家講壇等提高學(xué)生的人文素質(zhì);舉辦大學(xué)生“健心工程”等提高學(xué)生的心理素質(zhì)等等。

此外,學(xué)生組織和參與到高層次、高品位的校園文化中,對于其綜合能力和綜合素質(zhì)的提高都有較大的幫助。如廣東醫(yī)學(xué)院開展臨床技能操作大賽、護(hù)理技能操作大賽、檢驗(yàn)技術(shù)操作大賽、醫(yī)學(xué)理論知識競賽、開展相關(guān)學(xué)習(xí)講座、組織參加全國英語競賽等,都讓同學(xué)們在豐富多彩的校園文化中能更好的結(jié)合專業(yè)的學(xué)習(xí)。

綜上所述,提高大學(xué)生就業(yè)能力是解決大學(xué)生就業(yè)難的重要途徑之一,相關(guān)政府部門、高校、職業(yè)指導(dǎo)工作者、教育工作者及學(xué)生本人等都需提高認(rèn)識,不斷去提高大學(xué)生的就業(yè)能力。當(dāng)然,就業(yè)能力的提高是一個系統(tǒng)工程,方法和方式也是多樣化的,新的思路、新的觀點(diǎn)都有待我們在實(shí)際的職業(yè)指導(dǎo)工作中不斷探索和總結(jié)。

參考文獻(xiàn):

[1]張玲.從精英到大眾-2008屆大學(xué)生就業(yè)首選調(diào)查報(bào)告解讀[J].中國大學(xué)生就業(yè),2008(4):22-25.

[2]曹小艷,柴九昌.淺析高校課堂教學(xué)對大學(xué)生就業(yè)能力培養(yǎng)的滲透[J].教育與教學(xué)研究,2010,24(2):49.

[3]勞動和社會保障部培訓(xùn)就業(yè)司,中國就業(yè)培訓(xùn)技術(shù)指導(dǎo)中心.《創(chuàng)新職業(yè)指導(dǎo)——新理念》[M].中國勞動社會保障出版社,2005年4月第1版:68.

篇2

【關(guān)鍵詞】兒童白血??;腸梗阻;護(hù)理;原因

【中圖分類號】R574.2【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

腸梗阻是指由于各種原因?qū)е碌哪c內(nèi)容物不能正常運(yùn)行,不能順利通過腸道,屬于外科的常見急腹癥。其典型的臨床表現(xiàn)主要有腹脹、腹痛、嘔吐、停止排便排氣[1]。隨病情不斷進(jìn)展可出現(xiàn)水、電解質(zhì)紊亂,腸道黏膜循環(huán)障礙或壞死,繼發(fā)感染,最后可導(dǎo)致出現(xiàn)敗血癥,休克,甚至死亡[2]。白血病患兒在化療過程中或骨髓抑制期間合并腸梗阻,是嚴(yán)重并發(fā)癥之一。由于患兒處于骨髓抑制狀態(tài),機(jī)體抵抗力低下,身體虛弱,白細(xì)胞及血小板數(shù)量低于正常,凝血功能異常等,有感染的危險及出血傾向等[3],外科治療存在禁忌證,臨床一般需采取保守治療。因此,患兒治療過程中提前給予相關(guān)知識的指導(dǎo),采取合理的護(hù)理措施,降低腸梗阻的發(fā)生率。有效的護(hù)理將減少腸梗阻的發(fā)生或縮短患兒腸梗阻的病程,減輕腸梗阻為白血病患兒帶來的不良后果,為患兒的進(jìn)一步治療提供了重要條件。對我科2014年1~3月發(fā)生的8例化療及抑制期出現(xiàn)腸梗阻患兒的護(hù)理經(jīng)驗(yàn)及原因進(jìn)行分析總結(jié)。

1臨床資料

1.1一般資料

2014年1月~2Ol4年3月我科收治急性白血病患兒治療過程中出現(xiàn)腸梗阻8例,男3例,女5例。年齡1~11歲,平均(5±0.85)歲;其中1例為B淋巴母細(xì)胞性淋巴瘤,2例為急性髓系白血病,4例為急性淋巴細(xì)胞白血病。4例為化療過程中,4例為化療后。均有不同程度的腹痛、腹脹、惡心、嘔吐、停止排氣排便。進(jìn)行X線腹部平片檢查、CT檢查等,確診為腸梗阻。

1.2治療方法

所有患兒均采用內(nèi)科保守治療。給予患兒行局部對癥治療如胃腸減壓、胃管注藥、肛管排氣、中藥外敷等,并輔以全身支持治療,給予患兒禁食,全胃腸外營養(yǎng),補(bǔ)充電解質(zhì)及能量液體,強(qiáng)有力抗感染治療,輸入血制品及注射粒細(xì)胞集落刺激因子等處理。

1.3結(jié)果

經(jīng)治療后,4例患兒2d內(nèi)排氣排便回復(fù)正常,3例為5d,另1例13d回復(fù)正常,腸梗阻均得到治愈,急性白血病行下一步化療。

2腸梗阻原因分析

2.1精神狀態(tài)的改變

患兒在白血病的治療過程中,反復(fù)靜脈穿刺及骨腰穿的治療操作,使其精神處于高度的恐懼、焦慮狀態(tài),胃腸道黏膜的組織灌注和各種消化液分泌受到患兒精神狀態(tài)的影響,導(dǎo)致腸道運(yùn)動功能的減弱,引起便秘,甚至腸梗阻。

2.2環(huán)境的改變

患兒在白血病治療過程中離開家庭,環(huán)境的改變,受藥物的影響,飲食習(xí)慣的改變,患兒排便習(xí)慣的改變,引起便秘,甚至腸梗阻。

2.3化療藥物的神經(jīng)毒性

由于某些化療藥物在周圍神經(jīng)組織血藥濃度較高,引起自主神經(jīng)傳遞障礙,致腸壁肌肉運(yùn)動障礙,腸內(nèi)容物不能正常下行,雖無器質(zhì)性腸腔狹窄,也會引起便秘,逐漸發(fā)展成腸梗阻。在患兒化療中,便秘的發(fā)生率較高,WHO已將便秘歸屬于“神經(jīng)毒性”一類,化療藥物中的長春新堿主要毒性是引起植物神經(jīng)功能損害,其發(fā)生機(jī)制為:長春新堿對神經(jīng)系統(tǒng)有限制性毒性,持續(xù)時間長,也是其不良反應(yīng)之一,可引起腸道植物神經(jīng)功能障礙,影響腸道平滑肌收縮或局部神經(jīng)傳導(dǎo),藥物的刺激使腸內(nèi)容物不能向下運(yùn)行,引起腸蠕動減慢,引起便秘,嚴(yán)重時發(fā)生麻痹性腸梗阻[4]。

2.4抗腫瘤輔助藥的應(yīng)用

患兒化療期間使用抗腫瘤輔助藥如格拉司瓊、雷莫司瓊、阿扎司瓊及帕洛諾司瓊等是一種高選擇性外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)5-羥色胺3(5-HT3)受體拮抗劑,用于抑制抗腫瘤化療藥物引起的惡心和嘔吐,藥物與迷走神經(jīng)中5-羥色胺3相結(jié)合,抑制腸道平滑肌的收縮,腸蠕動減弱。在患兒比較敏感的情況下可導(dǎo)致便秘,進(jìn)而產(chǎn)生麻痹性腸梗阻[5]。

2.5電解質(zhì)紊亂

化療前后各種并發(fā)癥引起患兒電解質(zhì)紊亂,導(dǎo)致低鉀血癥,使胃腸道運(yùn)動減弱的麻痹性腸梗阻。

2.6不合理飲食

受化療藥物的影響,患兒食欲減退。家屬為加強(qiáng)營養(yǎng)及增強(qiáng)抵抗力,化療期間給予高蛋白、高脂飲食,以及高壓低菌飲食,導(dǎo)致膳食纖維攝入不足,導(dǎo)致腸內(nèi)容物不足,排便意識減弱,次數(shù)減少,大便干燥,導(dǎo)致便秘、腸梗阻。

2.7白血病本身對胃腸道的影響

兒童白血病為血液系統(tǒng)惡性腫瘤,腫瘤細(xì)胞可浸潤胃腸道組織,導(dǎo)致腸道黏膜缺血、潰瘍、出血等,化療藥物攻擊浸潤腸壁的腫瘤細(xì)胞時,也會傷害腸道黏膜正常細(xì)胞,引起組織炎癥反應(yīng),導(dǎo)致發(fā)生滲出、增殖、纖維化等,可引起腸壞死或腸粘連,導(dǎo)致腸梗阻。

2.8缺乏活動

兒童白血病患者常表現(xiàn)為乏力、出血等,患兒活動受限使患兒長期臥床引起腸蠕動減少,逐漸出現(xiàn)便秘,導(dǎo)致腸梗阻。

3護(hù)理對策

3.1密切觀察病情

觀察患兒生命體征,神志,面色及精神狀態(tài)等。觀察腹部體征及消化道反應(yīng),如惡心、嘔吐、腹脹腹痛及排便排氣等情況,詳細(xì)準(zhǔn)確記錄出入量,了解患兒營養(yǎng)狀態(tài)及各種化驗(yàn)結(jié)果的回報(bào),及時與醫(yī)生溝通,積極采取有效措施,控制病情發(fā)展。

3.2與活動

腹痛時囑患兒臥床休息,也可取半坐臥位,使膈肌下降,改善呼吸和循環(huán)功能。指導(dǎo)家屬餐后2h為患兒行順時針緩慢按摩,避開膀胱區(qū),力度為下壓腹部患兒一橫指(患兒未感不適為好),促進(jìn)腸蠕動,鼓勵患兒腹痛緩解時多床旁活動[6]。

3.3腹部的護(hù)理

密切觀察患兒腹痛的性質(zhì)、部位、范圍、持續(xù)時間、以伴隨的癥狀,指導(dǎo)并協(xié)助家屬正確使用暖水熱敷腹部,并防止?fàn)C傷或500g芒硝置于紗布袋中均勻置于臍周,2h取下,2次/d[6],及時與患兒交流溝通,消除緊張情緒,給予患兒聽音樂看動畫片及玩玩具等轉(zhuǎn)移注意力。腹痛必要時遵醫(yī)囑給予解痙藥,并注意用藥后的反應(yīng)。嗎啡等止痛藥慎用,以免掩蓋病情。糞塊、食物等長時間滯留于腸腔后發(fā)酵產(chǎn)生氣體,或大量消化液進(jìn)入腸道后,導(dǎo)致患兒腹脹,觀察患兒腹脹的程度,必要時檢測腹圍變化。如果患兒腹痛加劇,呈持續(xù)性陣發(fā)性,或有明顯腹膜刺激征,可能存在絞窄性腸梗阻或腸穿孔的危險,應(yīng)立即通知醫(yī)生。

3.4灌腸肛管排氣

協(xié)助患兒左側(cè)臥位,結(jié)合患兒的年齡及病情,遵醫(yī)囑使用開塞露、石蠟油、大承氣湯或肥皂水灌腸,注意患兒有無心悸、心慌憋氣等不適,囑灌腸后盡量保留10min,促進(jìn)腸內(nèi)容物的排出,有效減輕腹脹,消除腸梗阻。此方法適用于下段梗阻患兒,本組患兒中4例進(jìn)行灌腸治療,均能有效的緩解患兒腹脹、腹痛的癥狀,但是我科曾發(fā)生腸梗阻后灌腸引起腸穿孔的病例,考慮可能和用藥期間腸壁黏膜改變有關(guān),因此長期應(yīng)用激素及化療患者慎用,嚴(yán)格控制灌腸液的用量,避免發(fā)生腸穿孔。

3.5胃腸減壓

給予患兒禁食,必要時留置胃管行胃腸減壓是治療腸梗阻的主要措施之一。向患兒及家屬告知相關(guān)操作必要性及操作流程,消除患兒緊張情緒。由于白血病患兒血小板數(shù)量少,出凝血異常,操作時動作宜輕柔,避免損傷鼻腔及消化道黏膜。胃管插入前,檢查患兒鼻腔是否通暢,必要時先給予石蠟油滴鼻數(shù)次,上呼吸道。選擇合適型號的胃管,細(xì)軟的胃管還可放入冰箱內(nèi)冷凍2h,以增加胃管硬度。插管過程中如出現(xiàn)嗆咳、呼吸困難、發(fā)紺時,應(yīng)立即拔管,休息后重新置管。連接負(fù)壓吸引器時應(yīng)緩慢加壓,以防突然負(fù)壓增大胃管末端吸附黏膜,造成黏膜損傷。妥善固定胃腸減壓管,防止胃管脫落(我科統(tǒng)一使用重力繃帶,采用高舉平臺方法固定均為發(fā)生導(dǎo)管滑脫),定時更換重力繃帶。保持胃腸減壓管通暢,持續(xù)處于負(fù)壓引流狀態(tài),吸引器應(yīng)低于胃的水平位,防止返流,間斷注入液狀石蠟、植物油、甘露醇或大承氣湯等約20~30ml,腸壁,促進(jìn)腸蠕動,應(yīng)在注藥后暫停減壓0.5h。注藥后應(yīng)用溫水沖洗胃管保持通暢,防止胃管堵塞;定時更換負(fù)壓吸引器、及時傾倒引流液,觀察引流液性質(zhì)、顏色和量并詳細(xì)記錄。如引流液中有紅色或褐色液體,提示有消化道出血,及時通知醫(yī)生并留取相應(yīng)標(biāo)本,作近一步處理?;純翰∏榫徑?,腸蠕動恢復(fù)且排氣排便,腹痛腹脹明顯減輕或消失,可遵醫(yī)囑停止胃腸減壓,待繼續(xù)觀察后拔管。拔管時,先分離胃管和吸引器,夾閉胃管末端,當(dāng)末端位于咽喉時迅速拔除,防止患兒誤吸。本組患兒中兩例應(yīng)用胃腸減壓,其中一例為1歲幼兒操作配合程度差,因此胃腸減壓過程中的胃管護(hù)理,及病情觀察同為重要。

3.6口腔護(hù)理

本組患兒均在化療或骨髓抑制期間,抵抗力低下,易引起口腔潰瘍。腸梗阻后伴有惡心、嘔吐,嘔吐時協(xié)助患兒頭偏向一側(cè)或者坐起,嬰幼兒可俯臥位,及時清除口腔嘔吐物,避免吸人性肺炎或窒息的發(fā)生。嘔吐后及時清潔口腔,每日督促患兒漱口,給予患兒口腔護(hù)理2次/d。留置管過程中應(yīng)每日檢查胃管對鼻腔黏膜的壓迫情況,必要時每日鼻腔內(nèi)滴石蠟油,減少胃管對鼻腔黏膜的刺激。檢查口腔黏膜情況,如患兒咽喉不適可給予霧化吸入減輕癥狀。

3.7飲食護(hù)理

患兒拔除胃腸減壓管及病情緩解后可少量飲水或流質(zhì)飲食,少食多餐,以米湯、魚湯、及各種水果蔬果汁為主,避免容易產(chǎn)氣的食物,如豆制品、牛奶、甜品等不好消化的食物攝入。如無不適,第二天進(jìn)半流質(zhì)飲食,循序漸進(jìn)到軟食,2周后逐漸恢復(fù)正常飲食。在以后白血病的治療中也要注意飲食,以低脂肪、清淡、富含維生素和礦物質(zhì)及豐富膳食纖維等易消化為原則。

3.8維持水電解質(zhì)平衡

白血病本身屬惡性消耗性疾病,治療期間受藥物的影響患兒不能正常飲食。并發(fā)腸梗阻后患兒頻繁嘔吐及胃腸減壓,使腸液大量丟失,均可引起水、電解質(zhì)紊亂和酸堿失衡,必需通過靜脈補(bǔ)充水、電解質(zhì)、營養(yǎng)等以滿足機(jī)體需要量。與患兒及家屬及時溝通,積極聯(lián)系營養(yǎng)科醫(yī)師,為醫(yī)師提供相應(yīng)的數(shù)據(jù),如嘔吐情況及量,胃腸減壓引流液的量、尿量及電解質(zhì)等,遵醫(yī)囑行腸外營養(yǎng)。隨時監(jiān)測患兒電解質(zhì)的變化,加強(qiáng)與醫(yī)生溝通,根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果及患兒病情及時調(diào)整治療方案,調(diào)整輸入順序,準(zhǔn)確記錄24h出入量,保證靜脈通道暢通。

3.9心理護(hù)理

急性白血病患兒化療中及骨髓抑制期出現(xiàn)腸梗阻,同時需要面對禁食和胃腸減壓等治療,增加了患兒和家屬在治療過程中的不良心理情緒,如緊張、恐懼、焦慮、煩躁不安等,同時也增加了家庭的經(jīng)濟(jì)支出。應(yīng)加強(qiáng)與患兒及溝通,盡量滿足患兒的合理要求。認(rèn)真傾聽患兒及家屬的主訴,提前告知家屬藥物毒副反應(yīng)及預(yù)防措施,結(jié)合其他患兒成功病例,給予患兒鼓勵,使其消除不良情緒,使其配合治療和護(hù)理,樹立戰(zhàn)勝疾病信心。了解患兒及家庭的社會支持情況,為家屬聯(lián)系社會救助提供便利,為義工服務(wù)創(chuàng)造條件,使家庭得到更多的經(jīng)濟(jì)支持、生活便捷和心靈安撫,樹立戰(zhàn)勝疾病的信心和勇氣。

3.10活動

急性白血病患兒在重度貧血及凝血功能異常時限制其活動,指導(dǎo)家屬餐后2小時按摩腹部,根據(jù)結(jié)腸方向(升結(jié)腸、橫結(jié)腸、降結(jié)腸至乙狀結(jié)腸)環(huán)形按摩,力度為下壓腹部患兒一橫指,順時針方向緩慢揉動30次。血象稍有恢復(fù)后,或腸梗阻病情減輕后應(yīng)鼓勵患兒床上活動,恢復(fù)自理能力,指導(dǎo)患兒經(jīng)常主動更換,促進(jìn)胃腸蠕動,同時避免皮膚局部長期受壓,好轉(zhuǎn)后應(yīng)積極下床活動,在家屬輔助下散步、如廁、進(jìn)食等,促進(jìn)機(jī)體和胃腸功能恢復(fù)。飯后避免進(jìn)行劇烈運(yùn)動。

3.11預(yù)防與評估

兒童的胃腸道系統(tǒng)發(fā)育不完善,腸道正常菌群脆弱,因此化療前首先評估患兒近期有無腹部不適,有無腹部手術(shù)史及有無疝氣?;純号疟懔?xí)慣,特殊排便方式,有無便秘史?;熐罢{(diào)節(jié)好腸道功能,如給予患兒雙歧桿菌等調(diào)節(jié)腸道菌群,有便秘史的患兒,每日觀察患兒是否大便,且大便是否干燥。必要時給予患兒粗纖維飲食,嚴(yán)重者給予乳果糖或小麥纖維素進(jìn)行調(diào)節(jié)。大便干燥者可以使用開塞露,或食用油少量保留灌腸,必要時摳出干燥大便。向家屬強(qiáng)調(diào)排便規(guī)律的是為了防止大便干燥引起便秘后并發(fā)腸梗阻,大便干燥還可能引起肛周的破裂感染。本組患兒均未再次發(fā)生腸梗阻,且在病房內(nèi)對患兒實(shí)行評估并針對性健康宣教后能有效的減少腸梗阻的發(fā)生。

4討論

急性白血病患兒機(jī)體抵抗力低下,身體虛弱,機(jī)體本身易受外界環(huán)境、精神狀態(tài)、藥物、飲食及活動程度的影響并發(fā)腸梗阻,腸梗阻的主要臨床表現(xiàn)有腹脹、腹痛,惡心、嘔吐,停止排便和排氣等.如病情不能得到及時扭轉(zhuǎn),可能會進(jìn)展成水、電解質(zhì)及酸堿失衡,腸道循環(huán)障礙、壞死,繼發(fā)感染等。白血病患兒腸梗阻存在外科治療的禁忌證,因此禁食、禁水、胃腸減壓等是治療腸梗阻的主要手段。本組8例腸梗阻患兒,通過病情密切觀察,及時有效的采取護(hù)理措施、針對性心理支持、合理的飲食輔助與后期康復(fù)訓(xùn)練,腸梗阻得到了緩解,腸道功能得以恢復(fù),有效的護(hù)理將縮短白血病患者腸梗阻的病程,減輕不良后果的發(fā)生,保障白血病下一步治療的順利進(jìn)行。通過對8例患兒發(fā)生腸梗阻的原因分析總結(jié),提高臨床護(hù)士護(hù)理經(jīng)驗(yàn),對患兒進(jìn)行化療前的評估與預(yù)防性的指導(dǎo),與患者及家屬進(jìn)行有效的溝通,減少腸梗阻并發(fā)癥的發(fā)生,保證白血病治療的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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篇3

關(guān)鍵詞:新升本院校;大學(xué)生;自我管理

中圖分類號:G647 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1009-9166(2010)023(C)-0151-01

引言:在二十世紀(jì)末,隨著高等教育的大規(guī)模改革,民族地區(qū)一批高等??圃盒j懤m(xù)升格為本科院校。這類高等院校為國家改善高等教育資源現(xiàn)狀,做出了重要的貢獻(xiàn),但是由于各種原因,這類高校也面臨著巨大變革,如何快速提高辦學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量是這類高校工作的重中之重,其中大學(xué)生自我管理能力是體現(xiàn)大學(xué)教育水平的一個重要方面。本文采用調(diào)查問卷的方式對民族地區(qū)新升本院校大學(xué)生自我管理狀況進(jìn)行了調(diào)查,并對調(diào)查結(jié)果及產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析,以期為民族地區(qū)新生本院校大學(xué)生自我管理能力的培養(yǎng)提供借鑒。

一、問卷調(diào)查實(shí)施的情況

(一)方法

1、被試

筆者選取具有民族地區(qū)新升本院校共性的廣西某大學(xué)中部分在校大學(xué)生做了問卷調(diào)查。此次問卷調(diào)查按照不同性別、不同學(xué)科來發(fā)放問卷,共發(fā)放問卷330份,回收308份,問卷回收率為93.33%,有效問卷295份,問卷有效率為95.78%。

2、材料

該問卷是在賀小格等人編制的大學(xué)生自我管理量表基礎(chǔ)上經(jīng)過部分調(diào)整而編制而成,共66道題。

3、數(shù)據(jù)處理

本研究的所有數(shù)據(jù)均采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析處理。

(二)結(jié)果

1、民族地區(qū)大學(xué)自我管理的基本情況(見表一)

表一顯示,從整體來看,295名民族地區(qū)新升本院校的大學(xué)生中有50.88%的自我管理能力高于平均水平;從對民族地區(qū)新升本院校大學(xué)生進(jìn)行測量的各個維度來看,295名大學(xué)生中有一半以上的大學(xué)生在組織計(jì)劃、研究思考、交流能力、觀念意識、人際關(guān)系、自我效能感六個方面高于平均水平,而在學(xué)習(xí)能力、自我控制能力、工作態(tài)度、趨勢需要動力四方面則低于平均水平。

表一:民族地區(qū)大學(xué)自我管理的基本情況

二、問題分析

(一)社會環(huán)境

由于我國當(dāng)前正處于社會轉(zhuǎn)型時期,社會負(fù)面因素普遍存在,而民族地區(qū)新升本院校大學(xué)生由于大多來自經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū),同時他們也正處于生理和心理發(fā)展成熟的時期,因此更容易受到影響,導(dǎo)致了部分學(xué)生易于盲從,急功近利,從而不能靜心修身,做好規(guī)劃,做好自我管理。

(二)家庭環(huán)境

很多民族地區(qū)農(nóng)村的學(xué)生習(xí)慣于被父母安排,父母往往也忽略了如何培養(yǎng)子女學(xué)會獨(dú)立和自我管理。這使得子女依賴性強(qiáng),缺乏獨(dú)立性,自我意識強(qiáng)烈,缺乏協(xié)作精神,軟弱心態(tài)明顯,缺乏社會責(zé)任感等方面的個性缺陷較突出。

(三)學(xué)校環(huán)境

民族地區(qū)新升本院校大多秉承我國傳統(tǒng)的教育理念,以說服、灌輸教育為主,對學(xué)生采取的是統(tǒng)一的說教方式,較少考慮激發(fā)學(xué)生的自主思維,培養(yǎng)他們?nèi)烁竦莫?dú)立性,缺乏這種獨(dú)立人格教育,學(xué)生自然就缺少自我管理的意識。

(四)學(xué)生自身的原因

與其他高校大學(xué)生一樣,民族地區(qū)新生本院校的學(xué)生們在中學(xué)時代,也是一味被動地接受老師傳授的知識,被動地接受家長的安排,過多地依賴?yán)蠋熀图议L,缺乏自我管理理念。

總之,大學(xué)生自我管理能力是學(xué)生能力要素中的一個重要方面,也是學(xué)校教育教學(xué)效果及管理水平的重要體現(xiàn),了解大學(xué)生的自我管理能力現(xiàn)狀,為制定學(xué)校人才培養(yǎng)方案,學(xué)生管理制度等提供一定的依據(jù),學(xué)校應(yīng)充分整合家長、學(xué)校、學(xué)生自身資源,培養(yǎng)出能夠自我科學(xué)管理、和諧發(fā)展的高素質(zhì)人才。

作者單位:河池學(xué)院

作者簡介:李曉東(1982― ),男,漢族,陜西蒲城人,河池學(xué)院政治與法律系輔導(dǎo)員,講師,碩士,研究方向?yàn)榇髮W(xué)生思想政治教育與就業(yè)指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn):

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篇4

2003~2008年,我們對60例動靜脈內(nèi)瘺血流量不足的透析患者進(jìn)行原因分析,并給予積極護(hù)理,現(xiàn)報(bào)告如下。

1 臨床資料

本組60例患者在透析過程中均發(fā)生動靜脈內(nèi)瘺血流量不足。其中男40例,女20例,年齡36~72歲,平均56.3歲。第1次行內(nèi)瘺手術(shù)48例,第2次12例。慢性腎炎30例,糖尿病15例,高血壓11例,狼瘡腎3例,多囊腎1例。

2 原因分析

2.1 穿刺方法不當(dāng)

長期以區(qū)域穿刺法和紐扣眼穿刺法進(jìn)行穿刺,使血管周圍形成疤痕和動脈瘤,未穿刺的血管和組織易形成塌陷,使內(nèi)瘺出現(xiàn)狹窄,影響血流量。

2.2 高凝狀態(tài)

患者體重增長過多,干體重過低,透析頻繁出現(xiàn)低血壓、腹瀉、脫水及促紅細(xì)胞生成素過量,均可引起血液粘稠度增高,引起內(nèi)瘺阻塞。

2.3 內(nèi)瘺護(hù)理不當(dāng)

透析后止血帶壓迫過緊、時間過長,睡覺時壓迫內(nèi)瘺側(cè)肢體等,均可能造成內(nèi)瘺血流量不足。

2.4 血腫的形成

壓迫止血方法不當(dāng)、血管條件不好和穿刺技術(shù)欠佳是血腫形成的主要因素,局部血腫會引起局部粘連、機(jī)化,造成瘺管狹窄從而影響血流量。

2.5 內(nèi)瘺應(yīng)用過早

一般內(nèi)瘺應(yīng)在術(shù)后3~4周應(yīng)用,如果應(yīng)用時間過早,內(nèi)瘺不夠成熟,便會引起血流量不足。

3 護(hù) 理

3.1 制定正確的穿刺計(jì)劃

責(zé)任護(hù)士對內(nèi)瘺做出評估后,經(jīng)主管護(hù)師確認(rèn)采用紐扣式平行移動穿刺法進(jìn)行穿刺,根據(jù)患者血管條件選擇不同的穿刺針,對小兒及躁動、神智不清者的穿刺肢體給予夾板固定。對于由穿刺不當(dāng)引起內(nèi)瘺側(cè)肢體血腫的情況,應(yīng)選擇其他肢體血管做通路。對血管過細(xì)、吻合口小、成熟不良的內(nèi)瘺應(yīng)由主管護(hù)師或資深護(hù)師進(jìn)行穿刺,避免操作者多次連續(xù)選用同一處易穿刺的血管而造成通路破壞或動脈瘤等不良后果。

3.2 注意穿刺點(diǎn)護(hù)理

血液透析結(jié)束后,用紗布球按壓穿刺點(diǎn),紗球不宜過小,壓力不宜過大,以適度力量按壓穿刺部位。用手按壓止血的效果好于松緊帶止血,其止血快、出血少,但需要人力。

3.3 血管保護(hù)

患者取平臥位,避免吻合部和靜脈近心端受壓,保持靜脈血流通暢,禁止在手術(shù)患肢進(jìn)行靜脈輸液、注射、測血壓等操作,避免吻合部及靜脈側(cè)受壓,以免吻合口裂開。術(shù)后4周內(nèi)盡量避免使用內(nèi)瘺,內(nèi)瘺成熟后即可穿刺使用,穿刺時要有計(jì)劃,自遠(yuǎn)心端向近心端,下一次離上次穿刺點(diǎn)2cm以上。

3.4 加強(qiáng)內(nèi)瘺護(hù)理規(guī)范性

穿刺前正確處理穿刺處皮膚,發(fā)現(xiàn)內(nèi)瘺感染的癥狀及體征或震顫、雜音改變時及時報(bào)告。穿刺時嚴(yán)格無菌操作,減少感染機(jī)會。透析間期指導(dǎo)患者加強(qiáng)內(nèi)瘺穿刺處的局部熱敷,必要時外搽喜療妥。

3.5 嚴(yán)格控制透析間期體重

體重增長控制在干體重的4%以內(nèi),在醫(yī)師指導(dǎo)下定期修正患者的干體重,避免透析中及透析后血壓過低的情況。

篇5

基因工程的發(fā)展促使它成為生命科學(xué)研究的核心學(xué)科。一般高校都將基因工程這門課作為專業(yè)必修課在大三的第二學(xué)期開設(shè),其先修課程為生物化學(xué)、遺傳學(xué)以及分子生物學(xué)等?;蚬こ痰恼n程內(nèi)容具有兩個特點(diǎn):一是教學(xué)內(nèi)容與其他學(xué)科緊密相連?;蚬こ滩粌H與生物化學(xué)等基礎(chǔ)課程的內(nèi)容相互聯(lián)系、交叉重疊,同時又與細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、微生物工程等應(yīng)用性課程相互呼應(yīng)與銜接。二是內(nèi)容涵蓋面廣,更新發(fā)展快。隨著人類基因組計(jì)劃的完成,生命科學(xué)的研究已經(jīng)由基因組時代進(jìn)入到后基因組時代,單純的基因測序以及基因工程技術(shù)已經(jīng)不能滿足人類對生命信息的探索與追求。后基因組時代到來的標(biāo)志就是功能基因組學(xué)研究的興起。功能基因組學(xué)研究涉及轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組以及代謝組等多個方面,多學(xué)科的交叉研究使其發(fā)展迅速。綜上兩個特點(diǎn),為了避免課程知識上的教學(xué)重復(fù),同時又能在有限的教學(xué)課時內(nèi)將基礎(chǔ)知識與最新、最前沿的研究信息最大程度地傳授給學(xué)生,筆者對課程的教學(xué)內(nèi)容及其對應(yīng)的教學(xué)課時進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。以往的基因工程教學(xué)內(nèi)容共有11章32學(xué)時,可歸納為4個部分:第1章,基因工程學(xué)發(fā)展歷史概述、基因工程的基本概念(4課時);第2、3章,基因工程的基本原理及技術(shù),主要圍繞基因工程的基本構(gòu)件載體和工具酶(12課時);第4~10章,基因工程實(shí)施的三大步驟,包括DNA體外重組、重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞后擴(kuò)增和表達(dá)以及基因工程后處理(12課時);第11章,基因工程的應(yīng)用與前景(4課時)。筆者在此基礎(chǔ)上對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)合理的取舍與增加,做到突出重點(diǎn),加強(qiáng)基本概念和原理的理解,通過列舉實(shí)際應(yīng)用研究來介紹相關(guān)的技術(shù)與方法。同時整合課時分布,在原有的32課時中拿出8課時介紹功能基因組學(xué)研究的知識。其內(nèi)容主要圍繞克隆與表達(dá)后的目的產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的提取、分離、純化與鑒定的方法、原理以及技術(shù)。調(diào)整后的課程安排如表1。通過此番改革教學(xué)內(nèi)容,一方面可以開拓學(xué)生的視野,幫助學(xué)生了解基因工程以及功能基因組學(xué)的理論知識和實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域;另一方面也可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)基因工程的積極性與主動性。

2教學(xué)手段與方法的改良

傳統(tǒng)的基因工程教學(xué)方法在水產(chǎn)類高等學(xué)校中多以板書結(jié)合多媒體的方法來講解概念、原理以及性質(zhì)等內(nèi)容,其過程相對機(jī)械、枯燥,使得學(xué)生難以理解所學(xué)內(nèi)容。對此,筆者通過多媒體教學(xué)與自制模型演示相結(jié)合的方法取代原有的傳統(tǒng)教學(xué)。由于基因工程的很多內(nèi)容相對抽象,僅僅通過文字、圖片和語言來表述是難以講解透徹的?,F(xiàn)代的多媒體教學(xué)技術(shù)具有圖文聲像隨意組合、靈活多變的特點(diǎn),為學(xué)生創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)情境。通過功能強(qiáng)大的各種計(jì)算機(jī)軟件把一些很難理解的內(nèi)容做成動畫影片,化難為易、化靜為動、變抽象為形象,使學(xué)生對上課產(chǎn)生興趣,促進(jìn)學(xué)生對知識學(xué)習(xí)的渴望。同時,利用自制的模型講解課程中的重點(diǎn)以及難點(diǎn)。例如:在介紹限制酶的切割位點(diǎn)時,讓學(xué)生手持模型,分別角色扮演限制酶和基因序列,在排列位置的互換中了解3種切口的方式以及位置。這樣的教學(xué)方法不僅形象,也讓學(xué)生在互動中快速、深刻地記憶知識要點(diǎn)。另外,通過當(dāng)下研究的前沿話題為例,先提出一個問題,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用其他課程所學(xué)過的或者自身所積累的知識來聯(lián)想、分析、討論,自己設(shè)計(jì)解答此問題的方法或?qū)嶒?yàn)流程。然后老師再參與其中,在討論和修改方法以及實(shí)驗(yàn)流程的過程中,引出所要講授的新的概念和知識要點(diǎn)。

例如介紹表達(dá)物質(zhì)(蛋白質(zhì))的鑒定時,老師會先提出問題:基因克隆表達(dá)出的物質(zhì)是什么?這些物質(zhì)是由什么組成的?鑒定這些物質(zhì)可以使用什么方法?然后引導(dǎo)學(xué)生回顧生物學(xué)中心法則,得出基因表達(dá)物質(zhì)為蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是由氨基酸組成等所學(xué)過的知識,由此學(xué)生可歸納出氨基酸測序法等鑒定蛋白質(zhì)的方法。最后老師再在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充出WesternBlot法、生物質(zhì)譜技術(shù)等新的鑒定方法。這樣的講課方式讓學(xué)生回到課堂上的主角位置,在復(fù)習(xí)了以往的知識要點(diǎn)的同時也加深了學(xué)生對新知識的理解與記憶,在一定程度上啟發(fā)了學(xué)生如何去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。此外,基因工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,在講授理論課的同時,實(shí)驗(yàn)課的安排也是非常重要的。設(shè)計(jì)好與理論課相配套的實(shí)驗(yàn)課程,可以使學(xué)生加深對基因工程學(xué)理論的學(xué)習(xí)和理解,達(dá)到理論和實(shí)踐相結(jié)合的目的。對此,各大高校均在基因工程實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行了改革創(chuàng)新,但有一點(diǎn)總被忽略,那就是實(shí)驗(yàn)研究對象。目前,國內(nèi)大多數(shù)高?;蚬こ虒?shí)驗(yàn)課所使用的研究對象均為果蠅等無脊椎模式生物。這種情況對于普通高校而言是可行的,但是對于擁有特色學(xué)科的水產(chǎn)類高校而言,研究對象也應(yīng)具有其專業(yè)特點(diǎn)。所以本實(shí)驗(yàn)課所使用的研究對象是斑馬魚這種海洋模式生物。研究對象的改變雖微不足道,但是能讓學(xué)生更好地理解自己所學(xué)專業(yè)的特色,在實(shí)踐操作中加深對所屬專業(yè)的熱愛。

3成績考核

中國傳統(tǒng)的應(yīng)試教育產(chǎn)生了“高分決定一切”的迂腐思想。隨著國家教育體系改革的不斷推進(jìn),學(xué)生對于專業(yè)知識的掌握與否,已經(jīng)不能僅從一張考卷成績的高低來反映,考核成績的結(jié)構(gòu)應(yīng)向多元化的方向發(fā)展。基因工程的最終考核成績主要包括兩部分:平時成績占40%,其中課堂出勤率10%、課堂討論10%、課堂小考10%以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告10%;期末考試成績占60%。這樣的考核體系改變了過去注重結(jié)果忽略過程的做法,讓學(xué)生在平時將知識一點(diǎn)一滴地積累起來。同時,也讓授課教師能夠及時得到教學(xué)效果的反饋信息,進(jìn)一步提高教學(xué)水平。

4結(jié)語

篇6

關(guān)鍵詞:民族地區(qū),高校學(xué)生公寓,現(xiàn)狀,對策

 

學(xué)生公寓是高校學(xué)生進(jìn)行各種交流的重要場所,是培養(yǎng)四有人才的重要陣地。因此,加強(qiáng)高校學(xué)生公寓管理意義重大。但隨著高校招生規(guī)模的擴(kuò)大,高校學(xué)生群體特點(diǎn)變化呈現(xiàn)多元化的現(xiàn)象,民族地區(qū)高校的這一現(xiàn)象更突出。如何做好新形式下的學(xué)生公寓管理工作,已成為民族地區(qū)高校一個重要的課題。本文就此作初步探討。以期對我校學(xué)生公寓管理工作有所幫助。

一、民族地區(qū)高校學(xué)生公寓管理難的原因

在新的時代背景下高校學(xué)生突顯個人化、自由化、復(fù)雜化、思想社會化、多數(shù)吃苦少、生長環(huán)境較好、有的嬌生慣養(yǎng)、心理脆弱、群體意識差、對他人有過高的要求,同時隨著高校的擴(kuò)招、學(xué)生素質(zhì)不斷下降、生源的多民族性等因素影響了民族地區(qū)高校學(xué)生公寓管理工作的難度,溯其最主要原因有:

(一)源于被管理者的原因

1、民族地區(qū)的高校由于生源的多民族性。使學(xué)生在社會經(jīng)驗(yàn)、人生閱歷、生活方式、民族風(fēng)俗、民族信仰等各不相同,且存在著較大差異。

2、學(xué)生知識面廣,接受新生事物快,信息來源廣,人生觀、價值觀正在逐步形成,他們對一些社會現(xiàn)象和社會問題總是有自己的認(rèn)識和見解。

3、學(xué)生多為獨(dú)生子,有些學(xué)生自我成才意識不強(qiáng),爭取進(jìn)步不積極;有些學(xué)生個性強(qiáng),認(rèn)識與行為表現(xiàn)反差較大;有些學(xué)生生性弱,依賴性強(qiáng),逆反心理重。

4、學(xué)生公寓是學(xué)生宣泄情感和發(fā)泄不滿的重要場所,因此出事頻率較高。

(二)源于學(xué)校的原因

1、各種規(guī)章制度的執(zhí)行和完善有待商榷。首先規(guī)章制度流于形式。學(xué)校制定了各種各樣的關(guān)于公寓管理的規(guī)章制度,但真正執(zhí)行了的很少,流于形式的太多,主管學(xué)生工作的相關(guān)人員親自督促實(shí)施的就更很少了,制度制定后一定需要相關(guān)人員認(rèn)真執(zhí)行后才有它的價值和作用。其次是欠缺各種責(zé)任分擔(dān)的規(guī)范性文件。

2、學(xué)生公寓硬件設(shè)施建設(shè)不配套

學(xué)校硬件設(shè)施不完善。首先隨著高校的擴(kuò)招,學(xué)校的建筑設(shè)施等跟不上,十個、八個學(xué)生共居一室與在家中一人一室相差實(shí)在太大,在加上不同素質(zhì)、不同民族、不同信仰、不同風(fēng)俗的學(xué)生雜居一室,使同學(xué)之間的矛盾和糾紛不斷增加,從而使公寓成為矛盾激化帶。其次是高校學(xué)生公寓沒有網(wǎng)絡(luò),而圖書館對學(xué)生的容納量是有限的,學(xué)生在公寓里無事可干的時間增多,同樣矛盾量也會增加。

(三)管理人員管理能力參差不齊。

民族地區(qū)的學(xué)生公寓管理,需要通過高素質(zhì)管理者身體力行,言傳身教,為人師表,來影響和感召學(xué)生,從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。從目前情況看,現(xiàn)有學(xué)生公寓管理人員中,大多數(shù)未從事過公寓管理工作,缺乏工作經(jīng)驗(yàn),沒有受過較正規(guī)的專業(yè)培訓(xùn),不懂得各民族的風(fēng)俗和信仰,很難與多民族多信仰的學(xué)生交流。

二、民族地區(qū)高校學(xué)生公寓管理的措施

(一)從思想上加強(qiáng)對學(xué)生的教育

從一定意義上講,以思想教育為主要內(nèi)容的“軟管理”比以處分為主的“硬管理”有效得多,這種“軟管理”充分體現(xiàn)了教育者對受教育者的關(guān)心、尊重和理解。在公寓管理者的說服教育中,讓學(xué)生改變個性來適應(yīng)共性,并懂得尊重他人;讓學(xué)生自覺的多作換位思考。才能在師生的共同努力下構(gòu)建和諧公寓。

(二)完善學(xué)生公寓的規(guī)章制度,實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理

公寓雖然是學(xué)生的私人生活區(qū),但它與普通居民生活區(qū)不同,它是一個群體區(qū)域。是群體就該有規(guī)范,否則千人千面,各行其道。沒有切實(shí)可行的規(guī)章制度,就無法進(jìn)行有效的管理和服務(wù),也就會造成被管理者無所適從,管理者無章可循的狀況,當(dāng)公寓安全事件發(fā)生后,學(xué)校(具體的公寓管理者)、家長、肇事者之間相互推委。

(三)盡快完善學(xué)生公寓硬件配套設(shè)施

改善公寓硬件配套設(shè)施是實(shí)現(xiàn)公寓安全管理的必要措施。首先應(yīng)在條件允許的情況下,盡可能讓同民族、同信仰、同生活習(xí)慣、同志向的人住同一公寓。其次應(yīng)盡快讓寬帶進(jìn)入公寓。高校不再是封閉的“象牙塔”,網(wǎng)絡(luò)逐漸成為學(xué)生們了解社會,獲取知識、傳遞信息、交流感情的手段,網(wǎng)絡(luò)正在改變著大學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活模式、影響大學(xué)生的人生觀、價值觀。再次是在公寓公共區(qū)域建立安全監(jiān)控。如在公寓大門、樓道等公共區(qū)監(jiān)控違紀(jì)學(xué)生進(jìn)出入的寢室號,當(dāng)違紀(jì)事件發(fā)生后讓相關(guān)的管理者及時做出相應(yīng)的應(yīng)對措施。這些都是搞好公寓管理、服務(wù)于學(xué)生的必備條件。

(四)建立一支高素質(zhì)的公寓管理員隊(duì)伍,提高管理服務(wù)水平

學(xué)生公寓工作人員既是服務(wù)者、管理者,也是教育者,是一支不上講臺的育人隊(duì)伍。他們的思想作風(fēng)和工作態(tài)度對學(xué)生有著直接的影響。因此,要發(fā)揮公寓管理功能,實(shí)現(xiàn)育人目標(biāo),必須大力提升學(xué)生公寓隊(duì)伍素質(zhì),努力建設(shè)一支具備“三種意識”(即育人意識、服務(wù)意識、效率意識)、“三種精神”(即求實(shí)精神、奉獻(xiàn)精神、創(chuàng)新精神)和“四個能力”(即管理能力、創(chuàng)新能力、解決問題能力和應(yīng)變突發(fā)事件能力)的高素質(zhì)學(xué)生公寓隊(duì)伍。

(五)在公寓管理中實(shí)施教育管理學(xué)分制

學(xué)分制對于許多高校來說并不是陌生,但把它引入到公寓管理中也許不多見。教育管理學(xué)分制是對學(xué)生在公寓中的表現(xiàn)以學(xué)分的形式記錄下來,如滿分是20分,每學(xué)期達(dá)到18分為合格,如果連續(xù)有幾學(xué)期都不合格的公寓將不能準(zhǔn)時畢業(yè)。教育管理學(xué)分制主要內(nèi)容表現(xiàn)在:文明禮儀、品德行為、勞動衛(wèi)生、違規(guī)違紀(jì)等。具體細(xì)節(jié)如不按時起床、不按時熄燈、在宿舍內(nèi)吸煙喝酒、在宿舍內(nèi)使用違禁電器、不整理內(nèi)務(wù)等等。也就是把學(xué)生在公寓內(nèi)頻繁出現(xiàn)的問題以管理學(xué)分的形式記錄下來。這項(xiàng)制度的實(shí)施,不僅使公寓管理人員有了一項(xiàng)管理學(xué)生的具體措施,更重要的是在學(xué)生德育方面呈現(xiàn)出良好的效果。

社會在不斷進(jìn)步,高等教育在繼續(xù)改革之中,由于新變化和新問題在學(xué)生公寓管理運(yùn)行機(jī)制的轉(zhuǎn)換過程中會不斷出現(xiàn),民族地區(qū)高校公寓管理工作是一個長期復(fù)雜的工程,它需要社會、學(xué)校、家長和學(xué)生的共同努力。

參考文獻(xiàn):

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4方江華,李勇《新形勢下加強(qiáng)高校學(xué)生管理工作的對策》淮南工業(yè)學(xué)報(bào)2005(3)

篇7

[關(guān)鍵詞] 系統(tǒng)生物學(xué);基因組學(xué);蛋白質(zhì)組學(xué);計(jì)算生物學(xué)

近代生物學(xué)研究主要是以分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止,還原論的研究已經(jīng)取得了大量的成就,在細(xì)胞甚至在分子層次對生物體都有了很具體的了解,但對生物體整體的行為卻很難給出系統(tǒng)、圓滿的解釋。生物科學(xué)還停留在實(shí)驗(yàn)科學(xué)的階段,沒有形成一套完整的理論來描述生物體如何在整體上實(shí)現(xiàn)其功能行為,這實(shí)際上是還停留在牛頓力學(xué)思想體系的簡單系統(tǒng)的研究階段。但是生物體系統(tǒng)具有紛繁的復(fù)雜性[1,2]。盡管對一個復(fù)雜的生物系統(tǒng)來說,研究基因和蛋白質(zhì)是非常重要的,而且它將是我們系統(tǒng)生物學(xué)的基礎(chǔ),但是僅僅這些尚不能充分揭示一個生物系統(tǒng)的全部信息。這種研究結(jié)果只限于解釋生物系統(tǒng)的微觀或局部現(xiàn)象,并不能解釋系統(tǒng)整體整合功能的來源,不能充分揭示一個生物系統(tǒng)的信息,且忽略了系統(tǒng)中各個層面的交互、支持、整合等作用,限制了生物學(xué)研究的發(fā)展。在這種現(xiàn)狀下,20世紀(jì)末人類基因組計(jì)劃完成后,生物學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家都在考慮一個問題:未來生物學(xué)研究的方向在哪里?為此學(xué)術(shù)界也不乏辯論。得出的共識是:生物學(xué)的發(fā)展未來主要面對如下問題:(1)如何弄清楚單一生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò),包括反應(yīng)分子之間的關(guān)系、反應(yīng)方式等;(2)如何研究生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系,包括量化生物學(xué)反應(yīng)及生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò);(3)如何利用計(jì)算機(jī)信息及生物工程技術(shù)進(jìn)行生物反應(yīng),生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò),乃至器官及生物體的重建。

早在1969年,Bertalanfy LV就提出了一般系統(tǒng)理論(general systems theory),他在文章中指出生物體是一個開放系統(tǒng),對其組成及生物學(xué)功能的深入研究最終需要借助于計(jì)算機(jī)和工程學(xué)等其他分支學(xué)科才能完成[3]。1999年,由Leroy Hood創(chuàng)立的系統(tǒng)生物學(xué)(systems biology)則是在以還原論為主流的現(xiàn)代生物學(xué)中反其道而行之,把這種以整體為研究對象的概念重新提出。他給系統(tǒng)生物學(xué)賦予了這樣的定義,系統(tǒng)生物學(xué)(systems biology)是研究一個生物系統(tǒng)中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質(zhì)等)的構(gòu)成,以及在特定條件下這些組分間的相互關(guān)系的學(xué)科。換言之,以往的實(shí)驗(yàn)生物學(xué)僅關(guān)心基因和蛋白質(zhì)的個案,而系統(tǒng)生物學(xué)則要研究所有的基因、所有的蛋白質(zhì)、組分間的所有相互關(guān)系。顯然,系統(tǒng)生物學(xué)是以整體性研究為特征的一種大科學(xué),是生物學(xué)領(lǐng)域革命性的方法論。以胡德的觀點(diǎn),基因、蛋白質(zhì)以及環(huán)境之間不同層次的交互作用共同架構(gòu)了整個系統(tǒng)的完整功能。因此,用系統(tǒng)的方法來理解一個生物系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)成為并正在成為生物學(xué)研究方法的主流。利用系統(tǒng)的方法對其進(jìn)行解析,綜合分析觀察實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行系統(tǒng)分析。具體通過建立一定的數(shù)學(xué)模型,并利用其對真實(shí)生物系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測來驗(yàn)證模型的有效性,從而揭示出生物體系所蘊(yùn)涵的奧秘,這正是生物學(xué)研究方法的關(guān)鍵所在。

1 系統(tǒng)生物學(xué)的主要研究內(nèi)容

系統(tǒng)生物學(xué)主要研究實(shí)體系統(tǒng)(如生物個體、器官、組織和細(xì)胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動態(tài)分析、各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的相互作用、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及疾病機(jī)制等[4,5]。

系統(tǒng)生物學(xué)的首要任務(wù)是對系統(tǒng)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述,即致力于對系統(tǒng)的分析與模式識別,包括對系統(tǒng)的元素與系統(tǒng)所處環(huán)境的定義,以及對系統(tǒng)元素之間的相互作用關(guān)系和環(huán)境與系統(tǒng)之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應(yīng)中反應(yīng)成分之間的量的關(guān)系,空間位置,時間次序,反應(yīng)成分之間的因果關(guān)系,特別是反饋調(diào)節(jié)和變量控制等有關(guān)整個反應(yīng)體系的問題等。其次要對系統(tǒng)的演化進(jìn)行動態(tài)分析,包括對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統(tǒng)的基本演化機(jī)制,使系統(tǒng)具有目標(biāo)性和可操作性,使之按照我們所期望的方向演化,也有助于我們重新構(gòu)建或修復(fù)系統(tǒng),為組織工程學(xué)的組織設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。另外,系統(tǒng)科學(xué)對生物系統(tǒng)狀態(tài)的描述是分層次的,對不同層次進(jìn)行的描述可能是完全不同的;系統(tǒng)科學(xué)對系統(tǒng)演化機(jī)制的分析更強(qiáng)調(diào)整體與局部的關(guān)系,要分析子系統(tǒng)之間的作用如何形成系統(tǒng)整體的表現(xiàn)、功能,而且對系統(tǒng)整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯(lián)系。

系統(tǒng)生物學(xué)的研究包括兩方面的內(nèi)容。首先是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取得,這主要包括提供生物數(shù)據(jù)的各種組學(xué)技術(shù)平臺,其次是利用計(jì)算生物學(xué)建立生物模型。因此科學(xué)家把系統(tǒng)生物學(xué)分為“濕”的實(shí)驗(yàn)部分(實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究)和“干”的實(shí)驗(yàn)部分(計(jì)算機(jī)模擬和理論分析)?!皾瘛薄ⅰ案伞睂?shí)驗(yàn)的完美整合才是真正的系統(tǒng)生物學(xué)。

系統(tǒng)生物學(xué)的技術(shù)平臺主要為各種組學(xué)研究。這些高通量的組學(xué)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成了系統(tǒng)生物學(xué)的技術(shù)平臺。提供建立模型所需的數(shù)據(jù),并辨識出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其中包括基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、相互作用組學(xué)和表型組學(xué)計(jì)算生物學(xué)通過建模和理論探索??梢詾樯锵到y(tǒng)的闡明和定量預(yù)測提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。計(jì)算生物學(xué)包括數(shù)據(jù)開采和模擬分析。數(shù)據(jù)開采是從各實(shí)驗(yàn)平臺產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和信息中抽取隱含其內(nèi)的規(guī)律并形成假說。模擬分析是用計(jì)算機(jī)驗(yàn)證所形成的假說,并對擬進(jìn)行的體內(nèi)、體外生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測,最終形成可用于各種生物學(xué)研究和預(yù)測的虛擬系統(tǒng)。計(jì)算生物學(xué)涉及一些新的數(shù)學(xué)原理和運(yùn)算規(guī)則,需要物理和數(shù)學(xué)來研究生物學(xué)的最基本的原理,也需要計(jì)算科學(xué)、信息學(xué)、工程學(xué)等進(jìn)行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。

2 系統(tǒng)生物學(xué)的研究思路及特點(diǎn)

系統(tǒng)生物學(xué)識別目標(biāo)生物系統(tǒng)中的各種因素,然后構(gòu)架一個系統(tǒng)模型,在其中賦予這個生物系統(tǒng)能動性。在此模型中研究細(xì)胞、組織、器官和生物體整體水平,研究結(jié)構(gòu)和功能各異的各種分子及其相互作用,并通過計(jì)算生物學(xué)來定量描述和預(yù)測生物功能、表型和行為。系統(tǒng)生物學(xué)最大的特點(diǎn)即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先,把系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素(DNA、mRNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等)整合在一起進(jìn)行研究;其次,對于多細(xì)胞生物,系統(tǒng)生物學(xué)要實(shí)現(xiàn)從基因到細(xì)胞、到器官、到組織甚至是個體的各個層次的整合。第三,研究思路和方法的整合。經(jīng)典的分子生物學(xué)研究是一種垂直型的研究,即采用多種手段研究個別的基因和蛋白質(zhì)。而基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和其他各種“組學(xué)”則是水平型研究,即以單一的手段同時研究成千上萬個基因或蛋白質(zhì)。而系統(tǒng)生物學(xué)的特點(diǎn),則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來,成為一種“三維”的研究[6]。

3 系統(tǒng)生物學(xué)的研究方法

系統(tǒng)生物學(xué)最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展正是由于對生物系統(tǒng)的干擾手段不斷進(jìn)步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下,即由外至里,主要指在系統(tǒng)內(nèi)添加新的元素,觀察系統(tǒng)變化。例如,在系統(tǒng)中增加一個新的分子以阻斷某一反應(yīng)通路。而從下到上,即由內(nèi)到外,主要是改變系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的某些特征,從而改變整個系統(tǒng),如利用基因敲除,改變在信號傳導(dǎo)通路中起重要作用的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平[7]。

目前國際上系統(tǒng)生物學(xué)的研究方法根據(jù)所使用研究工具的不同可分為兩類:一類是實(shí)驗(yàn)性方法,一類是數(shù)學(xué)建模方法。實(shí)驗(yàn)性方法主要是通過進(jìn)行控制性的反復(fù)實(shí)驗(yàn)來理解系統(tǒng)[8,9]。首先明確要研究的系統(tǒng)以及所關(guān)注的系統(tǒng)現(xiàn)象或功能,鑒別系統(tǒng)中的所有主要元素,如DNA、mRNA、蛋白質(zhì)等,并收集所有可用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立一個描述性的初級模型(比如圖形的),用以解釋系統(tǒng)是如何通過這些元素及其之間的相互作用實(shí)現(xiàn)自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下,干擾系統(tǒng)中的某個元素,由此得到這種干擾情況下系統(tǒng)各種層次水平的一些數(shù)據(jù),同時收集系統(tǒng)狀態(tài)隨時變化的數(shù)據(jù),整合這些數(shù)據(jù)并與初級模型進(jìn)行比較,對模型與實(shí)際之間的不符之處通過提出各種假設(shè)來進(jìn)行解釋,同時修正模型。再設(shè)計(jì)不同的干擾,重復(fù)上面的步驟,直到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型相一致為止。

數(shù)學(xué)建模[10,11]方法在根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)在機(jī)制對系統(tǒng)建立動力學(xué)模型,來定量描述系統(tǒng)各元素之間的相互作用,進(jìn)而預(yù)測系統(tǒng)的動態(tài)演化結(jié)果。首先選定要研究的系統(tǒng),確定描述系統(tǒng)狀態(tài)的主要變量,以及系統(tǒng)內(nèi)部和外部環(huán)境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態(tài)變量之間的因果關(guān)系,以及變量之間的相互作用方式,建立狀態(tài)變量的動態(tài)演化模型。再利用數(shù)學(xué)工具對模型進(jìn)行求解或者定性定量分析,充分挖掘數(shù)學(xué)模型所反映系統(tǒng)的動態(tài)演化性質(zhì),給出可能的演化結(jié)果,從而對系統(tǒng)行為進(jìn)行預(yù)測。

4 當(dāng)代系統(tǒng)生物學(xué)研究熱點(diǎn)

基因表達(dá)、基因轉(zhuǎn)換開關(guān)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,以及系統(tǒng)出現(xiàn)疾病的機(jī)制分析等四個方面是目前系統(tǒng)生物學(xué)研究的主要陣地。

基因組醫(yī)學(xué)(genomic medicine)是以人類基因組為基礎(chǔ)的生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的革命。生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合,將人類基因組研究成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用到臨床實(shí)踐中,是后基因組時代最重要的研究方向之一。人類基因組計(jì)劃從完成和多種疾病相關(guān)的基因研究發(fā)現(xiàn),迅速進(jìn)入到蛋白質(zhì)組學(xué)、染色體組和人類疾病基因的研究,通過單基因或復(fù)雜多基因疾病的相關(guān)基因研究和疾病易感因素分析,達(dá)到揭示基因與疾病的關(guān)系之目的;遺傳背景與環(huán)境因素綜合作用對疾病發(fā)生發(fā)展的影響;為疾病的診斷、預(yù)防和治療、預(yù)后和風(fēng)險預(yù)測提供依據(jù)?;蚪M醫(yī)學(xué)將大大提高我們對健康和疾病狀態(tài)的分子基礎(chǔ)的認(rèn)識,增強(qiáng)研制有效干預(yù)方法的能力。

后基因組(post-genome)的交叉學(xué)科研究是目前生命科學(xué)研究的前沿。交叉學(xué)科是一個新的研究領(lǐng)域,范圍非常廣闊,如基因組、蛋白質(zhì)組、轉(zhuǎn)錄組等等,從而出現(xiàn)許多新的交叉學(xué)科。

細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(signal transduction)的研究是當(dāng)前細(xì)胞生命活動研究的重要課題。細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白質(zhì)組學(xué)是功能蛋白質(zhì)組學(xué)的重要組成部分。系統(tǒng)地研究多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)間相互關(guān)系及其作用規(guī)律,細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路網(wǎng)絡(luò)化,其作用模式、通路、功能機(jī)制、調(diào)控多樣化,細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數(shù)疾病中起重要作用。對細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的了解,已成為創(chuàng)新藥物、防病治病的關(guān)鍵。細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)不是一門單一學(xué)科,而是多種學(xué)科,如細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)和藥理學(xué)等多學(xué)科的交叉學(xué)科。

5 現(xiàn)階段系統(tǒng)生物學(xué)存在的問題

目前的系統(tǒng)生物學(xué)研究還只是初步使用動力學(xué)建模方法來定量描述系統(tǒng)的動態(tài)演化行為,這種方法對簡單巨系統(tǒng)是適用的,但是在運(yùn)用到復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)時就會表現(xiàn)出很多的局限性,有很多問題就不能解決。生物體系統(tǒng)的復(fù)雜程度超乎我們的想象,現(xiàn)階段不宜研究整個生物體系統(tǒng),可以從研究“小系統(tǒng)”(生物體中具有一定功能、相對獨(dú)立的部分,將其看成一個“系統(tǒng)”)開始,當(dāng)然如何正確地分析這個小系統(tǒng)本身也不是件易事。

5.1現(xiàn)有技術(shù)水平的限制

著眼于整體的系統(tǒng)生物學(xué)對技術(shù)、儀器的依賴性大大超過傳統(tǒng)的分子生物學(xué)。高通量、大規(guī)模的基因組及蛋白質(zhì)組等的發(fā)展都是建立于新技術(shù)、新儀器出現(xiàn)基礎(chǔ)之上。就目前的技術(shù)水平來講,距系統(tǒng)生物學(xué)所要求達(dá)到的理想水平還相差很遠(yuǎn)。由于技術(shù)發(fā)展的不均衡造成了系統(tǒng)中各個水平上的研究不均衡?;蚪M和基因表達(dá)方面的研究已經(jīng)比較成熟,而在其他水平如蛋白質(zhì)、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質(zhì)在數(shù)量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質(zhì)的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調(diào)節(jié)分子,如何加強(qiáng)對低豐度蛋白的高通量研究,將是對蛋白質(zhì)組應(yīng)用前景的重要保障。同樣,如何研究系統(tǒng)內(nèi)存在的非遺傳性分子即細(xì)胞中存在的成百上千的獨(dú)立的代謝底物及其他各種類型的大小分子,它們在基因表達(dá)、酶的構(gòu)象形成等方面有著重要作用。建立適當(dāng)?shù)姆椒▉硐到y(tǒng)檢測這些分子的變化是系統(tǒng)生物學(xué)能否發(fā)展的關(guān)鍵。

5.2分析水平的限制

系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了全面分析的復(fù)雜性。人類基因組計(jì)劃的實(shí)施提供了龐大的信息資源,已讓人眼花繚亂,而對于較核苷酸復(fù)雜得多的蛋白質(zhì)及代謝物等的分析將是更大的挑戰(zhàn)。如何系統(tǒng)而詳盡地為公共數(shù)據(jù)庫中的信息加上注解,對這些復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和分析將成為系統(tǒng)生物學(xué)發(fā)展的瓶頸。

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篇8

然而,生命的機(jī)制像是一種構(gòu)件眾多而構(gòu)造復(fù)雜的偶合反應(yīng)鏈系統(tǒng),如果不能找到對其核心的基因組行之有效的分析技術(shù),科學(xué)家們的諸多探索努力也不過零敲碎打、徒勞無功。

如何取得突破?福州大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院特聘教授蔡偉文創(chuàng)立福州大學(xué)應(yīng)用基因組學(xué)研究所,在攻克世界公認(rèn)的比較基因組雜交芯片技術(shù)后,繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),在基因研究這片神秘的天地努力探索。

求學(xué)

上世紀(jì)80年代,蔡偉文進(jìn)入中山大學(xué)化學(xué)系。在那個以陳景潤為科學(xué)偶像的火熱年代,更多“天之驕子”愿意選擇數(shù)學(xué)、物理專業(yè)。在老師的勸阻中仍然堅(jiān)定地選擇了化學(xué)系,是這個高分考生做出的第一個在人們意料之外的決定?!爱?dāng)時我說不愿意轉(zhuǎn)到物理系,因?yàn)椴幌矚g隨大流,如果千軍萬馬都去做一件事情,那么也不一定有很多機(jī)會?!边@話一出口,周圍人就開始意識到,這個早慧又內(nèi)斂的廣東青年,藏著顆做大事的雄心。

1987年,蔡偉文研究生畢業(yè)后到華南理工大學(xué),擔(dān)任化學(xué)教師。用他的話來說,這是一段相對沉悶的時光,“不知道往哪兒走。一方面我看到的社會還很落后,很多人需要知識與技術(shù)。比如鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)大多是農(nóng)民辦起來的,他們碰到很多技術(shù)問題,知識的匱乏會讓人們面對非常簡單的問題束手無策。另一方面,當(dāng)時的研究體系還沒有深入到為中小企業(yè)服務(wù)的程度?!痹趯W(xué)校里,蔡偉文是沒有條件做科研的,但他又心有不甘,于是他從工資里面拿錢買試劑做試驗(yàn)?!耙粋€月工資加補(bǔ)助100多塊錢,勉強(qiáng)支撐”。

留學(xué)政策稍微松動了一點(diǎn),蔡偉文就在講臺上“出走”了,步履匆忙又曲折,但是難以撼動,也就是在此時,他做出了第二個“出格”的專業(yè)選擇:“要去美國留學(xué),我就在想要做什么呢?比我早出去幾年的同行,都繼續(xù)研究化學(xué)了,這個學(xué)科還是挺成熟的,但我還是想做一些新型研究,希望能有更廣闊的發(fā)展前景,收獲更大?!?/p>

憑著似乎與生俱來的科學(xué)敏感度,蔡偉文看到,生物技術(shù)未來將大有可為。“當(dāng)時我對生物技術(shù)很感興趣,自己也做了一些基礎(chǔ)學(xué)習(xí),感到能有所作為的機(jī)會比較多,但是由于我是化學(xué)背景,申請不到生物系,所以我就選了一所學(xué)校,它的化學(xué)系基本上研究生物相關(guān)方面的化學(xué),比如蛋白質(zhì)、核酸DNA這一類的研究。”

入行

1991年年初,蔡偉文獲得獎學(xué)金進(jìn)入美國紐約大學(xué),師從國際知名的基因組分析技術(shù)專家David Schwartz教授攻讀博士學(xué)位?!皩?dǎo)師是專搞DNA研究的,當(dāng)時就是核酸分析技術(shù),這是分子生物學(xué)的一個核心的東西。我選擇他的實(shí)驗(yàn)室時,很多人都勸我說專業(yè)不對口,但我還是去了,而且非常興奮,因?yàn)樗愕臇|西和別的化學(xué)研究是不一樣的?!边@個在當(dāng)時看來過于冒險的決定,讓他驚喜萬分?!跋褚晃恢Z貝爾獎獲得者說的那樣,誰接觸到DNA研究都會發(fā)狂,因?yàn)樘嗟目蒲蟹较蛑档蒙钊胙芯苛??!?/p>

蔡偉文果然“發(fā)狂”了,僅僅半年時間,他就完成了博士階段的課題研究,此后不久,又創(chuàng)立了大分子DNA單分子限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)表面固定直接定位方法。這種方法的成功展示確立了DNA單分子物理定位方法的可行性,他的研究成果很快為紐約大學(xué)帶來了校史上最大一筆工業(yè)界研究資助――約1500萬美元。

“我的導(dǎo)師原來是搞電泳研究的,他發(fā)明了一種技術(shù),就是脈沖電泳。以前電泳里是通過穩(wěn)壓電壓直流跑,但他改用交替脈沖電流來跑膠,可讓以前無法分離的大片段的DNA分離開。說得形象一點(diǎn),DNA分子就像劉翔跨欄一樣,凝膠就像是欄,大的跳得慢,小的跳得快,這樣就能夠分開。但是其中有一個問題懸而未決,就是我們的技術(shù)不能分離很大的東西,比如很大的核酸,這好比都在高速路上,沒什么欄桿要跨,小車跟大卡車速度其實(shí)都差不多。所以,我的導(dǎo)師發(fā)明了一個技術(shù),把它脈沖一下,我讓它跑停、跑停再加速,大的肯定加速就慢,小的就加速快,將分子拉開?!辈虃ノ奶岬?,這項(xiàng)技術(shù)非常有用,解決了傳統(tǒng)技術(shù)不能解決的很多問題,但是DNA分子為什么能夠分開呢?導(dǎo)師給他布置了“作業(yè)”,成了他的博士論文題目。為了完成研究,蔡偉文決定模仿導(dǎo)師的做法,把整個過程錄下來,把機(jī)理展示給人看。當(dāng)時覺得很難,但事實(shí)上,他只用了半年時間,就基本上把過程拍得一清二楚了。

攻克了博士課題,蔡文偉有了更多的空閑時間,實(shí)驗(yàn)室里的其他同事正糾結(jié)于大分子DNA內(nèi)切酶切點(diǎn)定位研究。自從1959年美國物理學(xué)家費(fèi)曼在演說中提到,“倘若我們能按意愿操縱一個個原子,將會出現(xiàn)什么奇跡?”操縱單個分子、單個原子就一直是科學(xué)家們追求的目標(biāo),導(dǎo)師的整個實(shí)驗(yàn)室也都圍繞著相關(guān)課題進(jìn)行研究,眼看著不少同事耗費(fèi)了大量時間一無所獲,蔡偉文決定另辟蹊徑,“想把內(nèi)切酶定位放置在DNA分子鏈上后做物理圖譜,是比較理想化了,一個小時才盯住看一個分子,基因組大概有兩三萬個片斷,什么時候能把圖譜都做出來。我們不過是要那個信息,完全可以切完以后再去看,不需要將整個酶切過程錄像”。

“我也花了些時間研究DNA怎么粘,不粘DNA怎么把它固定,這個環(huán)節(jié)還不算難,難點(diǎn)在于,你要把DNA分子拉直并固定在表面上,同時酶還能把它切開。沒人這樣做過,我也不知道這樣行不行。”

又是半年廢寢忘食的反復(fù)試驗(yàn),內(nèi)切酶弄不開,切不掉,跟死在上面一樣。蔡偉文耗盡了心力,終于發(fā)現(xiàn),如果有足夠的時間,這種思路是完全可行的。大分子DNA單分子限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)表面固定直接定位方法一旦取得突破,整個實(shí)驗(yàn)室就活起來了,論文迅速發(fā)表,資金投入進(jìn)來,目前這項(xiàng)研究成果已經(jīng)應(yīng)用到儀器上,邁入了商業(yè)化軌道。

立業(yè)

杰出的科研成績,讓蔡偉文順利拿到了博士學(xué)位。他又一次走到了專業(yè)選擇的十字路口。

現(xiàn)實(shí)又堅(jiān)硬的社會生態(tài),讓他更清晰地看到了美國城市的叢林法則,“工作崗位并不是一成不變的,競爭性很強(qiáng),流動性很大,整個社會都在一個不斷優(yōu)化組合的狀態(tài)中。所以我就想,做什么才是最有發(fā)展前景的”。

基因芯片很快吸引了他的注意力。此時,隨著分子生物學(xué)相關(guān)學(xué)科的迅猛發(fā)展,越來越多的動植物、微生物基因組序列得以測定,基因序列數(shù)據(jù)正在以前所未有的速度迅速增長。建立新型雜交和測序方法以對大量的遺傳信息進(jìn)行高效、快速的檢測、分析就顯得越來越重要。

而基因芯片的檢測原理是核酸雜交方法的微型化,通過與一組已知序列的核酸探針雜交進(jìn)行核酸序列檢定的方法,在一塊基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探針。當(dāng)溶液中帶有熒光標(biāo)記的核酸序列,與基因芯片上對應(yīng)位置的核酸探針產(chǎn)生互補(bǔ)匹配時,通過確定熒光強(qiáng)度,獲得樣本中待檢序列完全互補(bǔ)的探針序列的數(shù)量。蔡偉文介紹說,“我感到它特別適合我的研究背景,因?yàn)閹啄陙?,我就是在看DNA怎么固定在表面上,而做基因芯片的核心技術(shù)就是這樣的。比對了一些已經(jīng)發(fā)表的論文,我感到他們的的核心技術(shù)和我們的設(shè)想相比,有很大差距,所以就更加有信心了”。

1996年年底,蔡偉文獲得耶魯大學(xué)管理的Jane Coffin Childs紀(jì)念基金資助,并進(jìn)入美國貝勒醫(yī)學(xué)院分子與人類遺傳系,師從國際知名的轉(zhuǎn)基因技術(shù)專家Allan Bradley教授從事博士后研究。博士后研究期間,他順利開發(fā)出了獨(dú)特的生物芯片制備方法并獲得專利,徹底解決了當(dāng)時基因芯片技術(shù)應(yīng)用中困擾學(xué)術(shù)界的非特異性表面熒光背景問題。不久之后,在關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,蔡偉文成功開發(fā)出實(shí)用的比較基因組雜交芯片技術(shù),成為世界上第一個“吃螃蟹”的人。與此同時,他提出一種了創(chuàng)新的大基因組高效測序策略,并在貝勒醫(yī)學(xué)院的人類基因組測序中心得到實(shí)施,用于多個基因組的測序項(xiàng)目中。

提及技術(shù)突破,蔡偉文中肯地說:“專門想搞技術(shù)為生的人非常少,原因有兩個:第一,技術(shù)研究難度大;第二,發(fā)表東西十分緩慢,放在當(dāng)下功利化的評價系統(tǒng)里面,它產(chǎn)出不是很高。我們做技術(shù)又經(jīng)常遇到細(xì)節(jié)問題,卡在一個環(huán)節(jié)上,就很難推進(jìn),但是,如果想做前沿研究就意味著很多東西得從頭做起。咱們中國古話說,工欲善其事,必先利其器。傳統(tǒng)技術(shù)3年才能做到的事情,利用新技術(shù)可能我們幾個星期就可以完成了,甚至能突破以前沒法做到的事?!?/p>

同樣是在2000年,蔡偉文被貝勒醫(yī)學(xué)院分子與人類遺傳系破格提升為終身教職線助理教授并兼任貝勒醫(yī)學(xué)院的人類基因組測序中心助理教授,開始主持獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室,圍繞獨(dú)創(chuàng)的比較基因組雜交芯片技術(shù)平臺進(jìn)行規(guī)?;夹g(shù)開發(fā)和應(yīng)用研究。這個實(shí)驗(yàn)室是全球唯一同時擁有覆蓋人和小鼠的全基因組BAC克隆芯片的實(shí)驗(yàn)室。源于同一技術(shù)優(yōu)勢,蔡偉文的實(shí)驗(yàn)室最先觀察到人類和小鼠的基因組中普遍存在的大片段DNA拷貝數(shù)變化的現(xiàn)象。目前對這一現(xiàn)象的研究已成為基因組學(xué)研究的一大熱門方向。

豐碩的研究成果,讓蔡偉文成為是國際公認(rèn)的比較基因組雜交芯片技術(shù)的先驅(qū)者之一;兩度任加拿大重大基因組項(xiàng)目評審專家;曾主持和參與近十項(xiàng)由美國NIH、NCI、能源部和宇航局資助的研究項(xiàng)目;在權(quán)威國際學(xué)術(shù)雜志發(fā)表48篇具有重要創(chuàng)見的學(xué)術(shù)論文,已獲得6項(xiàng)美國授權(quán)專利,待授權(quán)專利多項(xiàng)。

拓路

2011年,蔡偉文受聘為福州大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院特聘教授,創(chuàng)立福州大學(xué)應(yīng)用基因組學(xué)研究所,主要研究方向是將新一代DNA芯片技術(shù)和新的DNA測序技術(shù)相結(jié)合,對臨床重大難題,如多種癌癥和出生缺陷的基因缺陷特征進(jìn)行廣泛和深入研究,并致力于將現(xiàn)在國際上的前沿研究成果推向臨床應(yīng)用。為了加速度搭建國內(nèi)的科研平臺,他又做了一件史無前例的事情,花了數(shù)量可觀的美金將美國實(shí)驗(yàn)室的整套設(shè)備自費(fèi)買出來,以整體平移的方式置入福州大學(xué)。

提及這個細(xì)節(jié),他說:“我回國的想法很簡單,首先,我的技術(shù)在出生缺陷的產(chǎn)前篩查方面有比較好的應(yīng)用前景。優(yōu)生優(yōu)育是我們國家的一個政策,但說實(shí)話,現(xiàn)在并沒有什么特別好的技術(shù)。我在研究技術(shù)應(yīng)用的時候,所有的環(huán)節(jié)都是考慮中國如何使用而設(shè)定的,如果技術(shù)推出去,首先希望造福自己的同胞。”除此之外,蔡偉文還對出生缺陷的相關(guān)基因研究十分感興趣。在這一方面,國內(nèi)也可以找到不少罕見的病例。

篇9

在疾病基因組的研究中,為了尋找差異表達(dá)的疾病相關(guān)基因或蛋白質(zhì),除了采用傳統(tǒng)的分子生物學(xué)方法,如差減雜交[1]、抑制性差減雜交[2]、差異顯示PCR法[3]及基因表達(dá)串聯(lián)分析技術(shù)(serialanalysisofgeneexpression,SAGE)[4]外,還可采用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法,即從蛋白質(zhì)入手尋找新的或疾病相關(guān)基因或蛋白質(zhì)。基因和蛋白質(zhì)間并沒有一一對應(yīng)的關(guān)系,有mRNA,不一定能表達(dá)為有功能的蛋白質(zhì)。但是,基因要表現(xiàn)其功能,一定要通過相應(yīng)的蛋白質(zhì)。所以,研究基因,特別是疾病相關(guān)基因,可從研究其表達(dá)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)或功能入手。常見的幾種研究差異表達(dá)蛋白的蛋白質(zhì)組學(xué)方法包括蛋白芯片技術(shù)、雙向電泳技術(shù)、多維液相色譜技術(shù)以及它們和質(zhì)譜鑒定的有機(jī)結(jié)合。

1•1蛋白質(zhì)芯片技術(shù)

繼基因芯片以后,蛋白質(zhì)芯片技術(shù)逐漸發(fā)展起來?;蛐酒纸蠨NA芯片,是以DN段為材料的,而蛋白質(zhì)芯片以蛋白質(zhì)或多肽為材料。利用蛋白芯片技術(shù)能同時從微量的樣品中檢測成千上萬個蛋白質(zhì)或多肽,用于分析差異表達(dá)的蛋白質(zhì)及藥物靶標(biāo)的鑒定,所以,蛋白質(zhì)芯片在藥物基因組學(xué)的研究中發(fā)揮著極為重要的作用。眾所周知,蛋白質(zhì)不如核酸穩(wěn)定,在蛋白質(zhì)樣品的處理中將會遇到很多困難,對蛋白質(zhì)芯片的操作將比對基因芯片的操作要求更為嚴(yán)格。從基因組測序知道,僅有約30000~35000個基因維持人體正常的生理作用[5],由于RNA編輯及翻譯后修飾等因素,使得人體細(xì)胞的總蛋白質(zhì)數(shù)目(蛋白質(zhì)組)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有活性的基因數(shù)目。因此,能同時檢測成千上萬蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)芯片技術(shù),是唯一可用來有效研究人體蛋白質(zhì)組的方法。目前,主要將蛋白芯片和表面增強(qiáng)的激光解吸離子化質(zhì)譜技術(shù)(SELDI-MS)相結(jié)合尋找差異表達(dá)的蛋白質(zhì)。其原理是將不同生理狀態(tài)的樣品(培養(yǎng)的細(xì)胞或組織樣品)和同一蛋白芯片結(jié)合,洗去未結(jié)合的蛋白質(zhì),然后用SELDI-MS分析結(jié)合的蛋白質(zhì)。一般來說,每種芯片可特異地結(jié)合某一細(xì)胞特定的蛋白質(zhì)。具體的操作方法隨不同廠家生產(chǎn)的蛋白芯片不同而異。LiX及其同事[6]將小鼠MRL的耳朵穿刺,觀察耳朵上傷口愈合過程中蛋白質(zhì)表達(dá)的變化情況,用蛋白芯片分析的結(jié)果表明,分子量為23•56ku的蛋白在傷口愈合過程中表達(dá)量大幅度增加,加速了傷口的愈合。盡管蛋白質(zhì)芯片技術(shù)正逐漸得到廣泛應(yīng)用,但在應(yīng)用于尋找差異表達(dá)蛋白時也有局限性:1)待檢的低豐度蛋白往往被高豐度蛋白所掩蓋而不能檢測出來,2)蛋白質(zhì)芯片系統(tǒng)對檢測小分子量的蛋白有效,檢測范圍為10~30ku,但是10~30ku的蛋白只是占總蛋白的一小部分。

1•2多維分離技術(shù)

對于復(fù)雜的蛋白質(zhì)樣品,比如特定組織或細(xì)胞中的所有蛋白質(zhì)(蛋白質(zhì)組),僅靠某一分離原理將它們分開是不可能的,而要利用蛋白質(zhì)的不同性質(zhì)將它們分離開,由此而發(fā)展起來的分離技術(shù)叫多維分離技術(shù)(multidimensionalseparation)。目前主要采用的是二維分離技術(shù),因?yàn)閷τ诖蠖鄶?shù)蛋白質(zhì)的分離,采用蛋白質(zhì)間某兩個性質(zhì)的不同,利用二維分離技術(shù)已足夠了。其中,雙向電泳技術(shù)和二維液相色譜以及它們和質(zhì)譜的聯(lián)用,已成為當(dāng)今蛋白質(zhì)組學(xué)研究的有力工具。

1•2•1雙向電泳技術(shù):雙向電泳(two-dimensionalgelelectrophoresis,2-DE)技術(shù)是80年展起來的一種有效的二維分離技術(shù)。其原理是基于不同蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)和分子量不同的特性,第一相是等電聚焦電泳,第二相是SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)。很多實(shí)驗(yàn)室利用不同的雙向電泳技術(shù)建立了特定組織或細(xì)胞的雙向電泳數(shù)據(jù)庫(2DPAGE),以供不同的實(shí)驗(yàn)室檢索和比較雙向電泳圖譜。SWISS-2DPAGE是一個經(jīng)注釋過的雙向電泳公共檢索數(shù)據(jù)庫,其格式和SWISS-PROT蛋白序列數(shù)據(jù)庫類似。在SWISS-2DPAGE數(shù)據(jù)庫中包括蛋白質(zhì)的雙向電泳圖譜(其中標(biāo)明了蛋白質(zhì)的具置)、建立圖譜的具體方法和程序、以及相關(guān)的病理和生理數(shù)據(jù)。關(guān)于蛋白質(zhì)的雙向電泳數(shù)據(jù)可通過如下服務(wù)器進(jìn)行檢索:expasy•hcuge•ch/。在功能基因組時代,雙向電泳技術(shù)除了用于分離復(fù)雜的蛋白樣品,建立雙向電泳數(shù)據(jù)庫外,主要用于尋找不同組織或細(xì)胞中差異表達(dá)的蛋白質(zhì),以進(jìn)行疾病相關(guān)蛋白或基因的研究。先用pH3-10的IPG膠條,對疾病組織和正常組織進(jìn)行雙向電泳分離,然后利用計(jì)算機(jī)軟件對所產(chǎn)生的2-DE圖譜進(jìn)行分析,找出差異表達(dá)的蛋白。

如果想得到更為詳細(xì)的2-DE圖譜,可用pH4-7或pH6-9的膠條,甚至只有一個pH單位的窄pH范圍的膠條,從而使分辨率大大提高。將找到的差異表達(dá)蛋白斑點(diǎn)從膠上切下來,經(jīng)酶消化(常用胰蛋白酶),通過質(zhì)譜(MS)或串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)測定和數(shù)據(jù)庫搜索,鑒定出所差異表達(dá)蛋白。然而,雙向電泳技術(shù)有許多局限性,由于樣品處理的差別、翻譯后修飾、人為修飾等導(dǎo)致同一基因表達(dá)的蛋白質(zhì)遷移到不同的位置;另外,不同的蛋白也會遷移到同一斑點(diǎn),出現(xiàn)共遷移現(xiàn)象,從而使得用2-DE進(jìn)行定性和定量分析變得相當(dāng)復(fù)雜。而且,對于低豐度和低拷貝數(shù)蛋白的檢測也相當(dāng)困難。雙向電泳要求操作者熟練掌握電泳、染色及軟件分析技術(shù),整個實(shí)驗(yàn)過程中要穿實(shí)驗(yàn)服,戴手套,盡量避免角蛋白等污染,才能得到較好的重復(fù)性。為了改進(jìn)雙向電泳的重復(fù)性和靈敏度,最近發(fā)展了一種熒光染料標(biāo)記的雙向電泳技術(shù)即凝膠內(nèi)差別電泳(differentialin-gelelec-trophoresis,DIGE)[7]。將樣品和對照品分別用1-(5-羧戊基)-1′-丙基靛碳氰鹵化物(Cy3)N-羥基琥珀酸酯[1-(5-carboxypentyl)-1′-propylindocarbocyaninehalinge(Cy3)N-hydroxy-succinimidylester]和1-(5-羧戊基)-1′-甲基靛碳氰鹵化物(Cy5)N-羥基琥珀酸酯[1-(5-carboxypentyl)-1′-methylindocarbocyaninehalinge(Cy5)N-hydroxy-succinimidylester]標(biāo)記。在DIGE時,由于樣品和對照在同一膠內(nèi)分離,使用相同的內(nèi)標(biāo),避免了使用不同凝膠時在操作上的偶然性和不平行性,可以準(zhǔn)確檢測出兩個不同樣品蛋白表達(dá)上的差別,消除膠與膠之間的差異,保證統(tǒng)計(jì)上的可靠性及操作上的重復(fù)性。熒光標(biāo)記較其他染色方法靈敏度更高。與常規(guī)的雙向電泳技術(shù)比較,DIGE更加簡單,勞動強(qiáng)度大大降低,效率大大提高。

1•2•2多維液相色譜-質(zhì)譜技術(shù):液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜儀用于小分子和大分子的分離和鑒定是一項(xiàng)常規(guī)而重要的技術(shù),將液相色譜和質(zhì)譜用于蛋白質(zhì)組的研究,尤其是差異表達(dá)蛋白質(zhì)組的研究,是最近才發(fā)展起來的。目前,利用多維液相色譜-質(zhì)譜進(jìn)行差異表達(dá)蛋白的研究,通常要借助于同位素標(biāo)記技術(shù),也即是下面所述的ICAT技術(shù)。ICAT技術(shù)是指采用同位素標(biāo)記多肽或蛋白質(zhì)的親和標(biāo)簽技術(shù)(isotopecoded-affinitytags,ICAT),可以較準(zhǔn)確的鑒定出不同狀態(tài)細(xì)胞或組織中差異表達(dá)的蛋白質(zhì)。目前的ICAT試劑,大多是用來標(biāo)記磷酸化蛋白的[8]。對于酵母和細(xì)菌細(xì)胞,可在培養(yǎng)基中加入同位素進(jìn)行標(biāo)記。另外,在蛋白酶解的過程中,可采用18O對蛋白樣品的片段進(jìn)行標(biāo)記,而對照品不用同位素標(biāo)記。當(dāng)使用胰酶、Glu-C或Lys-C等蛋白酶時,可分別引入2個18O到正在被酶解的肽中?,F(xiàn)在流行的市售ICAT試劑由美國華盛頓大學(xué)GygiSP教授[9]等人首先報(bào)道。此ICAT試劑的結(jié)構(gòu)包括三個部分:生物素親和標(biāo)簽,用于分離ICAT標(biāo)記的多肽;中部的連接子,使引入的同位素更穩(wěn)定;反應(yīng)活性基團(tuán),可和半胱氨酸的巰基發(fā)生特異性反應(yīng)。此試劑以兩種形式存在,重試劑(含同位素氘)和輕試劑(不含同位素),前者的質(zhì)量數(shù)比后者多8。利用ICAT試劑標(biāo)記蛋白,尋找差異表達(dá)蛋白質(zhì)的原理是:當(dāng)樣品和對照分別用重試劑和輕試劑標(biāo)記后,將兩樣品混合,酶解,過鏈親和素柱,使ICAT標(biāo)記的肽片段吸附在鏈親和素柱上。將ICAT標(biāo)記的肽洗脫下來,經(jīng)液相色譜-質(zhì)譜分析。樣品和其對照表達(dá)量的差別可用質(zhì)譜峰的強(qiáng)度(面積)進(jìn)行定量。將所得的差別峰經(jīng)進(jìn)一步的串聯(lián)質(zhì)譜分析,數(shù)據(jù)庫搜索,從而鑒定出相應(yīng)的差異表達(dá)蛋白質(zhì),并進(jìn)行進(jìn)一步的功能鑒定,如Westernblot等。用這種ICAT試劑尋找差異表達(dá)蛋白的缺點(diǎn)是只對含半胱氨酸殘基的蛋白質(zhì)有效,而不能測定其它的蛋白質(zhì)和多肽。

2疾病診斷與藥物開發(fā)

蛋白質(zhì)組學(xué)方法除了在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中用于尋找差異表達(dá)蛋白質(zhì),進(jìn)而找出疾病相關(guān)蛋白質(zhì)外,在疾病基因組學(xué)與藥物基因組學(xué)的研究中還具有以下幾個方面的作用。

2•1鑒定和疾病相關(guān)的生物標(biāo)記分子

蛋白質(zhì)組學(xué)方法在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中的優(yōu)點(diǎn)在于,可以高通量的方式篩選和鑒定和疾病相關(guān)的生物標(biāo)記分子,用于臨床診斷。HeineG[10]等人利用腦脊液作材料,經(jīng)過雙向電泳分離后的蛋白斑點(diǎn),用液相色譜-質(zhì)譜分離鑒定,得到了腦脊液的高分辨率肽譜。因腦脊液的肽中包括許多激素、細(xì)胞因子和生長因子,在生物體中起著關(guān)鍵作用,它們以多種方式反映機(jī)體體內(nèi)平衡中和疾病相關(guān)的變化,如果能從這些肽中鑒定出疾病相關(guān)的標(biāo)記分子,將可從肽水平上調(diào)查中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病,因而是一種疾病診斷和治療的新方法。KuererHM[11]等人利用高通量的雙向電泳技術(shù),分析乳腺管流體(breastductalfluid)中生化和細(xì)胞成分,以監(jiān)測乳腺癌的發(fā)生和進(jìn)展情況。BrunagelG[12]等人則根據(jù)核基質(zhì)蛋白和結(jié)腸癌的相關(guān)性,利用雙向電泳技術(shù)鑒定病人的肝樣品中是否有核基質(zhì)蛋白,從而判斷結(jié)腸癌病人是否發(fā)生肝轉(zhuǎn)移,以此作為結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移的早期診斷。對于蛋白芯片技術(shù),在基礎(chǔ)研究中常用于檢測蛋白質(zhì)修飾、表征蛋白質(zhì)相互作用、信號傳導(dǎo)以及酶動力學(xué)研究等。在臨床上,廣泛用于尋找疾病相關(guān)的生物標(biāo)記分子和疾病診斷。WuW[13]等用SELDI-蛋白芯片技術(shù)鑒定了來自同一病人的兩種頭頸部鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞株HBSCC10A和VMSCC10B中蛋白的差異表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),α-烯醇酶、annexin-Ⅰ和annex-in-Ⅱ是頭頸部鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生和轉(zhuǎn)移的重要分子,以這些分子作為生物標(biāo)記分子,用于頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的臨床診斷。對于多維液相或毛細(xì)管液相色譜-質(zhì)譜技術(shù),由于可進(jìn)行連續(xù)和微量檢測,在尋找疾病相關(guān)的生物標(biāo)記分子方面具有超強(qiáng)的靈敏度??蛇M(jìn)行大體積、低豐度蛋白的分析,如對血清樣品[14]和尿液[15]進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)的研究。

2•2藥物開發(fā)

因?yàn)榈鞍踪|(zhì)直接決定生物體處于健康或疾病狀態(tài),所以,蛋白質(zhì)可作為藥物設(shè)計(jì)和開發(fā)的藥靶。利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究健康或疾病生物體蛋白間的相互關(guān)系、疾病病理基礎(chǔ)、鑒定藥物成分、毒性和作用機(jī)理,從而改進(jìn)藥效和藥物安全性。MujerCV[16]等利用雙向電泳和質(zhì)譜技術(shù),分析了布魯氏桿菌(Brucellamelitensis,BM)的蛋白質(zhì)組。BM是一種細(xì)胞內(nèi)兼性革蘭氏陰性桿菌,可引起人或動物的布魯氏熱(brucellosis)。此桿菌的一個屬中至少有6個種。利用雙向電泳和質(zhì)譜技術(shù),分析了BM致病株16M的蛋白表達(dá)模式,并鑒定了所有表達(dá)的蛋白質(zhì),對6種布魯氏桿菌減毒疫苗Rev1的蛋白圖譜進(jìn)行了廣泛研究。從而為發(fā)展疫苗,鑒定致病島(patho-genicityisland),建立宿主專一性、進(jìn)化相關(guān)性及疾病治療和藥物開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

2•3致病機(jī)理研究

用蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究疾病發(fā)生發(fā)展過程中某些蛋白或多肽水平的變化,從而了解疾病發(fā)生的機(jī)理,如對慢性髓性白血病(chronicmyeloidleukemia,CML)分子機(jī)理的研究[17]。此病為造血干細(xì)胞疾病,標(biāo)記分子為Bcr-Abl蛋白酪氨酸激酶。讓全能的骨髓干細(xì)胞株(FDCP-Mix)有條件的表達(dá)Bcr-Abl蛋白酪氨酸激酶,從而使FDCP-Mix細(xì)胞株長期暴露于Bcr-Abl中,模擬CML疾病進(jìn)程。用長期暴露和短期暴露進(jìn)行對照,用MALDI-Tof質(zhì)譜或LC-MS進(jìn)行鑒定。分析結(jié)果表明,白三烯(Leukotriene)A4水解酶的表達(dá)上調(diào),AnnexinⅥ、液泡ATP合成酶催化亞單位A及mortain的表達(dá)下調(diào),表明這些分子在CML的發(fā)生中發(fā)揮重要作用。將蛋白質(zhì)組學(xué)方法用于疾病機(jī)理研究的例子很多,這里不再贅述。

篇10

人類基因組計(jì)劃自20世紀(jì)90年代初開展以來,取得了許多重要的研究進(jìn)展,獲得了包括人類、水稻、擬南芥等多種模式生物在內(nèi)的基因組DNA的全序列[1-4],這對生命科學(xué)的發(fā)展具有劃時代的意義,生命科學(xué)從此進(jìn)入了后基因組時代。

然而,這些令人振奮的進(jìn)展也隨之產(chǎn)生了新問題,由基因編碼的蛋白質(zhì)與基因本身不同,其在生物體內(nèi)的表達(dá)和功能具有復(fù)雜的動態(tài)性、時空性,以及1個基因?qū)?yīng)多個蛋白質(zhì),即mRNA與蛋白質(zhì)之間并非簡單的一一對應(yīng)關(guān)系,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)也不可能依靠DNA序列來解析。大量的新基因及蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn),就需要重新認(rèn)識這些基因與其所編碼的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及它們所執(zhí)行的功能等,從而將各個蛋白質(zhì)之間的上、下游關(guān)系和相互作用解釋清楚。此外,蛋白質(zhì)在生物體合成之后,對于蛋白質(zhì)翻譯后加工、修飾、蛋白質(zhì)之間的相互作用、功能以及其運(yùn)輸、在生物體的組織和細(xì)胞定位、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成、代謝途徑等都無法從基因組水平的研究上進(jìn)行解釋。所以,直接在蛋白質(zhì)水平上的研究對于深入剖析生物體的運(yùn)行機(jī)制具有重要的意義[5]。

在這個研究背景下,1994年MarcWilkins在意大利的二維凝膠電泳(Two-dimensionalgelelectrophoresis,2-DE)會議上首次提出了蛋白質(zhì)組(Proteome)的概念[6]。它是指生物體的全部蛋白質(zhì)組成及其表達(dá)方式。蛋白質(zhì)組研究目前雖然尚處于起始階段,但已經(jīng)獲得了很多重要的研究成果。當(dāng)今蛋白質(zhì)組學(xué)的主要任務(wù)是不斷完善和更新蛋白質(zhì)組研究技術(shù)和手段,大量進(jìn)行蛋白質(zhì)分析。在植物病理學(xué)的應(yīng)用研究中,可以通過比較正常組織和疾病組織的蛋白質(zhì)表達(dá)情況,鑒定出特異的病程相關(guān)蛋白質(zhì),而這些特異蛋白質(zhì)也可以作標(biāo)記來輔助選育抗病品種,從而將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐[7]。

1蛋白質(zhì)組學(xué)研究手段

目前,蛋白質(zhì)組的研究內(nèi)容主要分2個方面。

一方面,通過雙向電泳技術(shù)獲得正常(健康)生理?xiàng)l件下的生物體、組織或某些特定細(xì)胞的蛋白質(zhì)組電泳圖譜,并將這些圖譜數(shù)據(jù)作為待檢測生物體、組織或某些特定細(xì)胞的參考電泳圖譜。另一方面則是比較在非正常(疾?。┥?xiàng)l件下生物體蛋白質(zhì)組所發(fā)生的變化。如蛋白質(zhì)表達(dá)量的變化、組織表達(dá)特異性的變化、蛋白質(zhì)翻譯后修飾的變化以及在細(xì)胞或亞細(xì)胞水平上的定位變化等。通過對雙向電泳圖譜上具有顯著差異表達(dá)的蛋白質(zhì)的分析鑒定,可以對編碼該蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行研究,延伸對該基因功能及結(jié)構(gòu)的了解,也可以為功能蛋白質(zhì)組學(xué)的研究提供參考,甚至發(fā)現(xiàn)新的基因和蛋白質(zhì),完善已有基因組和蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫等[8]。目前,蛋白質(zhì)組學(xué)的主要研究技術(shù)包括3個方面,即包括蛋白質(zhì)的分離、鑒定技術(shù)和生物信息學(xué)技術(shù)。

1.1蛋白質(zhì)分離技術(shù)

雙向電泳技術(shù)作為目前蛋白質(zhì)組學(xué)中應(yīng)用最為廣泛的實(shí)驗(yàn)技術(shù),它具有實(shí)驗(yàn)流程成熟、分辨率高、重復(fù)性好的特點(diǎn),是一種成熟的蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)[9]。雙向電泳的基本原理是,根據(jù)所有蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)和分子量大小,進(jìn)行2次電泳將其分離。雙向電泳的第一向是等電聚焦(Isoelectricfocusing,IEF),即按照蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)進(jìn)行分離,分為固相化pH梯度等電聚焦和載體兩性電解質(zhì)pH梯度等電聚焦2種,目前廣泛采用預(yù)制膠條進(jìn)行固相化pH梯度等電聚焦[10]。第二向是SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE),即對蛋白質(zhì)分子量的大小進(jìn)行分離,一般采用垂直電泳或水平電泳。由于雙向電泳利用了蛋白質(zhì)的兩個彼此不相關(guān)的而對蛋白質(zhì)的性狀又極其重要性質(zhì)對其進(jìn)行有效分離,因此該方法具有較高的分辨率,一般能分辨出2000個左右蛋白質(zhì)點(diǎn),最高可以達(dá)到11000個蛋白質(zhì)點(diǎn)的分辨率[11]。

近年來,隨著生命科學(xué)的不斷發(fā)展,越來越多的交叉學(xué)科和實(shí)驗(yàn)技術(shù)也隨之出現(xiàn),如一些新的蛋白質(zhì)分離方法,親和色譜、多維色譜毛細(xì)管電泳等。這些新技術(shù)雖然不能完全代替雙向電泳技術(shù),但可以在一定程度上彌補(bǔ)雙向電泳的一些不足。從目前的發(fā)展趨勢來看,液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用已經(jīng)成為發(fā)展較快的蛋白質(zhì)組學(xué)分離技術(shù)之一,并越來越受到蛋白質(zhì)組學(xué)研究者的關(guān)注。該技術(shù)最突出的優(yōu)勢是對生物體蛋白質(zhì)組進(jìn)行分析時的歧視效應(yīng)大大減小,該技術(shù)可以同時實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的分離和鑒定的在線聯(lián)用,因此,液-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展有利于蛋白質(zhì)組研究向高通量化和自動化的方向發(fā)展[12]。

然而,雙向電泳技術(shù)作為最成熟的蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法,可以既快又全面地獲取生物體蛋白質(zhì)組變化的宏觀信息,同時也可以較好地與后續(xù)的分析方法串聯(lián),從而有效地進(jìn)行微觀分析,并且該方法有很好的分離能力,分辨率較高,還具有一定的高通量優(yōu)勢[13],因此,目前雙向電泳技術(shù)仍然是蛋白質(zhì)組學(xué)的核心技術(shù)之一。

1.2質(zhì)譜技術(shù)

利用質(zhì)譜技術(shù)對已通過雙向電泳等技術(shù)分離的蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定是蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的關(guān)鍵步驟。20世紀(jì)80年代末,日本科學(xué)家田中耕一和美國科學(xué)家JohnBFenn分別開發(fā)出基質(zhì)輔助激光解吸電離技術(shù)(matrixassistedlaserdesorptionionization,MALDI)[14]和電噴霧電離(electrosprayionization,ESI)[15]2種軟電離技術(shù),推動了生物質(zhì)譜(Bio-MS)的發(fā)展,使傳統(tǒng)的主要應(yīng)用于微觀物質(zhì)研究的質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用性發(fā)生了巨大的變革[13]。MALDI,ESI-MS等技術(shù)的出現(xiàn)促使雙向電泳向與質(zhì)譜兼容的方向發(fā)展,也推動了質(zhì)譜儀的核心裝置即質(zhì)量分析器的改進(jìn),使生物質(zhì)譜技術(shù)更有效地應(yīng)用于蛋白質(zhì)組的研究領(lǐng)域。用于蛋白質(zhì)組研究的質(zhì)譜分析儀有飛行時間、四極離子阱、傅立葉變換離子回旋共振、四極桿等幾種選擇[13]。生物質(zhì)譜主要通過對蛋白質(zhì)、多肽等的質(zhì)量測定以及肽質(zhì)量指紋圖譜測定和氨基酸序列測定,對雙向電泳技術(shù)分離的蛋白質(zhì)點(diǎn)的定量蛋白質(zhì)組進(jìn)行分析、鑒定、蛋白質(zhì)的翻譯后加工、修飾以及蛋白質(zhì)相互作用等研究。

目前,生物質(zhì)譜被認(rèn)為是高通量、高效進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定的首選工具之一,它與很多分離方法進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合,并得到了廣泛的應(yīng)用,如與雙向電泳、CE、多維色譜的聯(lián)用或質(zhì)譜本身的聯(lián)用等,是復(fù)雜蛋白質(zhì)樣品分離分析時不可替代的方法。但在目前的應(yīng)用中,該方法還存在一些技術(shù)上的瑕疵,如質(zhì)譜的定量問題等。另外,近年來熒光雙向差異凝膠電泳技術(shù)、激光捕獲微切割技術(shù)(lasercapturemicrodissection,LCM)、表面增強(qiáng)激光解吸電離-飛行時間-質(zhì)譜(surface-enhancedlaserdesorptionionizationtime-of-flightmassspectro-metry,SELDI-TOF-MS)和穩(wěn)定同位素特征標(biāo)簽生物質(zhì)譜技術(shù)等也得到了較快的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用[16]。相信隨著生物質(zhì)譜和相關(guān)技術(shù)的不斷完善和改進(jìn),這些方法必將會在蛋白質(zhì)組學(xué)的研究中更好地發(fā)揮作用,不斷滿足高效、高通量和自動化鑒定、篩選蛋白質(zhì)的需求。

1.3生物信息學(xué)

生物信息學(xué)是近幾年發(fā)展起來的一門新興的交叉學(xué)科,它由生物技術(shù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)以及應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科等有機(jī)組成。它通過對蛋白質(zhì)組研究采用的試驗(yàn)方法(如雙向電泳、質(zhì)譜分析、色譜分析、酵母雙雜交、蛋白質(zhì)微量測序等)所獲得的試驗(yàn)圖譜、序列等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、檢索、分析等,以揭示這些數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的生物學(xué)意義,從而解釋一些有規(guī)律的生命現(xiàn)象[17]。生物信息學(xué)在蛋白質(zhì)組學(xué)中的的研究內(nèi)容主要包括:大規(guī)模蛋白質(zhì)組學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得,將試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件處理成具有生物學(xué)意義的試驗(yàn)結(jié)果,以及對試驗(yàn)結(jié)果分析、解釋,最后將獲得的信息進(jìn)行以及對上述過程的管理等。

蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫不僅標(biāo)志著蛋白質(zhì)組學(xué)的研究水平,也是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的基礎(chǔ)。目前,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫主要是美國國家實(shí)驗(yàn)室的PDB(ProteinDataBank),蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫主要是瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的SWISS-PROT[18]。生物信息學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展已為蛋白質(zhì)組學(xué)研究提供了許多高效、便利的分析軟件,尤其是蛋白質(zhì)質(zhì)譜鑒定軟件和算法發(fā)展迅速,最近發(fā)展了一種分析技術(shù),可以直接搜尋基因組數(shù)據(jù)庫,對質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行基因注釋和判斷復(fù)雜的拼接方式,因此,生物信息學(xué)的進(jìn)展為蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)、生物芯片技術(shù)等生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域的發(fā)展起了較大的推動作用[19]??梢灶A(yù)測,隨著生物質(zhì)譜技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的更大規(guī)模的應(yīng)用,規(guī)?;|(zhì)譜分析會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù),這將會有效促使更多更完善的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立[20]。

2蛋白質(zhì)組學(xué)在植物病理學(xué)上的運(yùn)用

植物蛋白質(zhì)組學(xué)研究隨著擬南芥和水稻等模式植物的基因組序列公布后逐漸活躍起來。植物抗病機(jī)制及抗病性研究仍是當(dāng)今植物病理學(xué)和植物抗病育種研究的重要領(lǐng)域之一[21]。自然界中生長的植物時刻處于各種微生物的包圍環(huán)境之中,其中絕大多數(shù)植物不被微生物所侵染,表現(xiàn)出抗病性,并在體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的病原物相關(guān)蛋白質(zhì)(pathogenesis-relaedproteins,PR蛋白)來抵御微生物的入侵[22]。當(dāng)病原菌侵染植物后,植物與病原物之間的相互作用是一個復(fù)雜動態(tài)過程,植物與病原物的識別、互作在特定的細(xì)胞、特定的時間、特定的組織或有機(jī)體中并非所有的蛋白質(zhì)都表達(dá),而是按照寄主植物防御反應(yīng)的需要進(jìn)行特異的表達(dá)和運(yùn)轉(zhuǎn)。蛋白質(zhì)是生物體最終功能的執(zhí)行者,由于DNA序列信息與蛋白質(zhì)序列之間不是一一對應(yīng)的關(guān)系,也不能說明蛋白質(zhì)的翻譯后加工、修飾。因此,植物與病原物之間互作的動態(tài)過程不能通過分析植物寄主或病原物的基因組信息來解釋。所以,只有將蛋白質(zhì)組學(xué)研究與基因組學(xué)的研究結(jié)果有機(jī)結(jié)合,才能更好地從分子水平解析寄主與病原物互作的內(nèi)在機(jī)制,同時為植物的抗病育種研究提供理論依據(jù)。

2.1蛋白質(zhì)組學(xué)在植物與病原物互作系統(tǒng)中的應(yīng)用

植物蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展必將對植物學(xué)科及植物病理學(xué)科的研究與發(fā)展產(chǎn)生重要的推動作用。由于蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)在植物學(xué)科上取得了重要的研究進(jìn)展,有許多成功的研究應(yīng)用案例,再加上蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)具有高分辨率、高通量的優(yōu)勢,很多學(xué)者已經(jīng)將這門技術(shù)應(yīng)用于植物病理學(xué)的研究,并已取得了較大的進(jìn)展。

我國學(xué)者廖玉才等構(gòu)建了大麥抗、感白粉病的近等基因系,并對1葉期的幼苗進(jìn)行了白粉病的接種試驗(yàn),對接種48h后的幼苗葉片進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)分析,研究結(jié)果表明,抗病系誘導(dǎo)表達(dá)了在未接種對照中未出現(xiàn)的蛋白質(zhì)點(diǎn);而感病品系在pH6.0附近誘導(dǎo)表達(dá)的蛋白質(zhì)明顯增多,感病系在pH8.8處在蛋白質(zhì)的表達(dá)量大幅提高,而且蛋白質(zhì)種類也比抗病品系有所增加[23],該研究也是蛋白質(zhì)組學(xué)在植物病理學(xué)研究中早期的應(yīng)用。陶全洲等在離體條件下,用雙向電泳技術(shù)研究稻瘟病菌Magnaportheoryzae與水稻在接觸反應(yīng)初期階段的蛋白質(zhì)表達(dá)變化情況,以尋找可能參與寄主與病原物相互識別的病程相關(guān)蛋白質(zhì),研究結(jié)果表明,病原菌與寄主發(fā)生接觸反應(yīng)后,有2個組成型蛋白質(zhì)被誘導(dǎo)表達(dá),即該蛋白質(zhì)在抗病品種和感病品種中都有表達(dá),以此推測該蛋白可能參與寄主與病原物的接觸時的信號識別等,在該研究中,還有2個蛋白質(zhì)與孢子或菌絲體混合后下調(diào)或消失[24]。鄭用璉等通過雙向電泳技術(shù)研究了小麥在受到褐斑病菌浸染后,其誘導(dǎo)表達(dá)了2個特異性病程相關(guān)蛋白質(zhì),進(jìn)行其氨基酸序列分析后,合成簡并核酸探針,從蛋白質(zhì)序列分析入手分析抗病相關(guān)基因,為從蛋白質(zhì)水平到DNA水平的研究開創(chuàng)了新的研究思路,為該方向的研究提供了借鑒[25]。李躍建等用雙向電泳技術(shù)研究了條銹菌侵入后小麥體內(nèi)蛋白質(zhì)的表達(dá)情況,研究發(fā)現(xiàn)抗小麥條銹病品種川麥107和感條銹病品種80-8在小麥條銹菌侵入后,體內(nèi)蛋白質(zhì)表達(dá)變化差異非常顯著[7,26]。梁根云等運(yùn)用雙向電泳技術(shù)分析了2個小麥品種(川麥107和80-8)的未接種對照和條銹菌侵染發(fā)病14d后的葉片差異表達(dá)蛋白質(zhì),從雙向電泳圖譜上找到9個顯著差異表達(dá)的蛋白質(zhì)點(diǎn),通過譜技術(shù)鑒定,獲得6個蛋白質(zhì)點(diǎn)的肽質(zhì)量指紋圖譜(PMF),通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫搜索、比對,有2個蛋白質(zhì)點(diǎn)被鑒定,分別是與植物抗病性或代謝相關(guān)的蛋白質(zhì),即磷酸核酮糖激酶(Phosphoribulokinase,PRK)和脫氫抗壞血酸還原酶(Dehydroascorbatereductase,DHAR),表明這2個蛋白質(zhì)在小麥與條銹病菌的互作過程中起到了重要的作用[27]。

國際上對于利用蛋白質(zhì)組學(xué)研究植物病理相關(guān)問題的學(xué)者也較多。Marra利用蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)的高效率、高通量的優(yōu)勢,研究植物、病原菌和拮抗型木霉菌三者之間相互作用前后的蛋白質(zhì)表達(dá)變化情況,對植物的抗病機(jī)制和拮抗木霉菌的拮抗機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究[28]。該研究結(jié)果也為從系統(tǒng)上解析植物與病原微生物相互作用的機(jī)制提供了很好的參考研究模式。

2004年,Kim等使用雙向電泳研究技術(shù)及其他的一些蛋白質(zhì)組分離和鑒定手段,研究了水稻細(xì)胞和稻瘟病菌懸浮培養(yǎng)時,系統(tǒng)蛋白質(zhì)的表達(dá)變化情況,并分別于懸浮培養(yǎng)后24、48h提取總蛋白質(zhì),通過雙向電泳分離,并對來自6個不同基因的12種蛋白質(zhì)進(jìn)行了質(zhì)譜鑒定,其中由稻瘟病菌誘導(dǎo)產(chǎn)生了類黃酮還原酶類蛋白和水稻病原菌相關(guān)蛋白10(Ricepathogenrelatedproteinclass10,PR-10)[29]。此后,Kim等又對接種有毒力和無毒力稻瘟病菌的水稻葉片進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)研究,結(jié)果表明,在接種后的水稻葉片中,有8個蛋白質(zhì)因稻瘟病菌的侵染誘導(dǎo)表達(dá)或表達(dá)增強(qiáng),隨后通過質(zhì)譜技術(shù)分別鑒定了這8個誘導(dǎo)表達(dá)或表達(dá)量上升的蛋白質(zhì),分別是TLP、Glu1、PBZ1、PR-10、POX22.3、Glu3和2個RLK(receptor-likeproteinkinase)[30]。

與Kim等2004年的研究方法類似,Ndimba等和Chivasa等分別對擬南芥懸浮細(xì)胞在病原真菌(Fusarium)細(xì)胞壁分泌物誘導(dǎo)下的蛋白質(zhì)表達(dá)變化情況,研究表明,在病原真菌細(xì)胞壁分泌物的誘導(dǎo)作用下,懸浮細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)表達(dá)變化差異顯著,該研究系統(tǒng)探討了擬南芥對病原菌侵染的抗病相關(guān)蛋白質(zhì)的表達(dá),以及與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因的表達(dá)變化[31-32]。Konishi等應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法,分別提取、分離和鑒定了受稻瘟病菌侵染后的水稻葉片中具有顯著差異表達(dá)的蛋白質(zhì),發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)PR-5在病原菌侵染12h后被誘導(dǎo)表達(dá),分析表明該蛋白的表達(dá)可能與寄主非專化性抗性反應(yīng)相關(guān)[33]。Oh等對擬南芥懸浮細(xì)胞病原真菌互作過程進(jìn)行了系統(tǒng)研究,結(jié)果表明,脂肪酶類分泌蛋白GLIP1的誘導(dǎo)表達(dá)與擬南芥的抗病性密切相關(guān),研究分析認(rèn)為,GLIP1蛋白可能是通過抑制病原真菌的分生孢子的活力使得擬南芥獲得對病原真菌的抗病性[34]。Andrade等應(yīng)用差異蛋白質(zhì)組學(xué)方法,從花椰菜與黑腐病致病菌(Xanthomonascampestrispv.campestris)相互作用前后系統(tǒng)蛋白質(zhì)表達(dá)模式的變化情況,對在拉丁美洲危害嚴(yán)重的黑腐病的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)研究,結(jié)果表明分別有6個來自寄主植物和15個來自病原菌的差異表達(dá)蛋白質(zhì)點(diǎn)被鑒定,這些與病程相關(guān)的蛋白質(zhì)點(diǎn)的鑒定對于深入了解黑腐病發(fā)病分子機(jī)理及其在植物抗病育種上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)[35]。

Trudy等用TCA沉淀法提取了馬鈴薯晚疫病菌Phytophthorainfestans菌絲培養(yǎng)液中的總蛋白質(zhì),經(jīng)雙向電泳分離后進(jìn)行質(zhì)譜鑒定,結(jié)果表明,有9個細(xì)胞外分泌蛋白的質(zhì)譜鑒定結(jié)果與cDNAs所編碼蛋白質(zhì)的推測質(zhì)譜數(shù)據(jù)相吻合[36]。該研究將蛋白質(zhì)組學(xué)與基因組學(xué)的研究有機(jī)結(jié)合、相互驗(yàn)證,為后續(xù)相關(guān)的研究提供了新的思路。

很顯然,應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)從生物體與病原物互作的系統(tǒng)水平研究病原菌與寄主植物相互作用的蛋白質(zhì)表達(dá)變化用于植物病理學(xué)的研究具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。這提供了一個直接研究植物病害系統(tǒng)的平臺,通過對抗病品種和感病品種在病原菌脅迫下的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,就可以從這個研究平臺上直接的找出一些特異的病程相關(guān)蛋白質(zhì),并通過其他的分子生物學(xué)方法對其進(jìn)行標(biāo)記、鑒定和功能的預(yù)測分析,再將這些記與植物的抗病育種相結(jié)合,從而更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

2.2蛋白質(zhì)組學(xué)在植物病理學(xué)上應(yīng)用的不足之處

隨著功能基因組學(xué)與現(xiàn)代分子生物學(xué)研究方法的不斷更新、完善和發(fā)展,蛋白質(zhì)組研究技術(shù)的日益進(jìn)步,以及大量的模式物種與病原物間相互作用研究體系的建立,許多與病原菌的致病性相關(guān)或與寄主的抗病反應(yīng)相關(guān)的基因和蛋白質(zhì)的功能和作用機(jī)理得到了很好的解釋,這些研究結(jié)果也為全面了解植物抗病的分子機(jī)制及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。然而,蛋白質(zhì)組學(xué)作為后基因組時代新興交叉學(xué)科,當(dāng)前還存在一些技術(shù)上的缺陷與不足尚待改進(jìn)和完善。許多研究結(jié)果表明,在寄主植物-病原菌互作的過程中,一些小分子或者低豐度的蛋白質(zhì)往往起到信號識別、傳導(dǎo)、傳遞以及激活下游信號發(fā)生級聯(lián)反應(yīng)的關(guān)鍵作用。而在蛋白質(zhì)組學(xué)分析過程中,受到蛋白質(zhì)提取方法的限制,有較多低豐度蛋白質(zhì)得不到相應(yīng)的分離和鑒定。另一方面,有許多低豐度表達(dá)或低分子量蛋白點(diǎn)雖然具備顯著差異表達(dá)特征,但卻未得到成功鑒定,無法獲得該類蛋白質(zhì)點(diǎn)的相關(guān)結(jié)構(gòu)及功能信息,而這些蛋白質(zhì)卻往往在互作過程中起到較為關(guān)鍵的作用。

除此之外,蛋白質(zhì)的分離技術(shù)對于整個蛋白質(zhì)組學(xué)的研究起到?jīng)Q定性的作用,在植物組織中,仍有許多的蛋白質(zhì)如非水溶性蛋白質(zhì)的提取成為是我們獲得整個系統(tǒng)的蛋白質(zhì)組的制約因素。因此,由于生物質(zhì)譜技術(shù)的高度靈敏性,在蛋白質(zhì)的提取和分離過程中,蛋白質(zhì)的純化與否嚴(yán)重影響了蛋白質(zhì)組研究技術(shù)在植物病理學(xué)科尤其是植物與病原物互作的相關(guān)研究。此外,蛋白質(zhì)的提取、分離技術(shù)還有待于進(jìn)一步的提高和完善。蛋白質(zhì)組學(xué)研究與功能基因組學(xué)密息息相關(guān),目前,蛋白質(zhì)組學(xué)的研究領(lǐng)域還相對狹窄,除人類醫(yī)學(xué)領(lǐng)域外,蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)僅在擬南芥、水稻等少數(shù)完成基因組序列分析的模式生物中得到了較為廣泛的應(yīng)用,而對于其他生物尚處于起步階段。因此,基因組數(shù)據(jù)庫的不完整也成為限制蛋白質(zhì)組學(xué)研究的瓶頸之一,迫切需要各類重要物種基因組數(shù)據(jù)庫的不斷補(bǔ)充和完善來擴(kuò)充該學(xué)科的應(yīng)用范圍。

對于蛋白質(zhì)的分離技術(shù)而言,雖然雙向電泳具有不可替代的優(yōu)勢,但是其規(guī)模化有待于進(jìn)一步加強(qiáng),二維凝膠電泳染色轉(zhuǎn)移等環(huán)節(jié)操作困難費(fèi)時,又有操作中分離容量的先天限制,再加上極酸、極堿、低豐度、非水溶性等蛋白質(zhì)均難以呈現(xiàn),樣品中高鹽離子濃度、蛋白質(zhì)的定量等以及高質(zhì)量蛋白質(zhì)的制備等方面都有待于進(jìn)一步的提高和完善。蛋白質(zhì)的生物信息學(xué)研究,雖然已有一定范圍的應(yīng)用,也仍困難重重。因此,國際上開始重視研究以酵母雙雜交技術(shù)和色譜-電泳-質(zhì)譜為主的技術(shù)平臺,用于研究蛋白質(zhì)連鎖群和蛋白質(zhì)功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),但受限于其操作的復(fù)雜性,仍缺乏快速、高效、高通量的技術(shù)手段獲取復(fù)雜蛋白質(zhì)相互作用的多維信息。

3結(jié)語與展望

越來越多的新技術(shù)、新方法將會隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷完善、發(fā)展而涌現(xiàn),這些新技術(shù)應(yīng)用于與植物病害相關(guān)的研究系統(tǒng)中將為植物病理學(xué)的發(fā)展提供更加優(yōu)越的條件和研究渠道。目前借助于成熟的蛋白質(zhì)組學(xué)分析方法和生物質(zhì)譜鑒定技術(shù),在寄主植物與病原菌包括病原真菌和病原細(xì)菌2類互作系統(tǒng)中,從植物寄主上獲得了大量的由病原物的誘導(dǎo)產(chǎn)生的差異表達(dá)蛋白質(zhì)。在前人研究的各類互作系統(tǒng)中,已充分驗(yàn)證了部分以病程相關(guān)蛋白家族為主的蛋白質(zhì)的功能,也明確了這些蛋白在植物抗病機(jī)制中的具體功能,這些研究結(jié)果將為基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究提供了理論依據(jù),為更深入解析植物寄主響應(yīng)病原菌侵染的復(fù)雜分子機(jī)制提供了有力證據(jù)。