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2015 年度最佳技术文章TOP10(CRISPR、高通量测序、DNA 标记……

Date:2016-05-19 09:31 Author:百翌博 Hit:

生物探索编者按继1 月Cell、Cell Reports 先后推出“Best of 2015”合集后,近日 Molecular Cell 杂志也推出了年度最佳合集,回顾了去年的一些突出技术进展。该合集包 括了4 篇Review &Perspectivey,以及6 篇技术论文。



继1 月Cell、Cell Reports 先后推出“Best of 2015”合集后,近日Molecular Cell 杂志 也推出了年度最佳合集,回顾了去年的一些突出技术进展。该合集包括了4 篇Review &Perspectivey,以及6 篇技术论文。
 
1Review & Perspectivey
 
Cryo-EM: A Unique Tool For The Visualization Of Macromolecular Complexity
 
3D 低温电子显微镜(cryo-electron microscopy ,cryo-EM)是一种结构生物学技术,近 期取得了飞跃的发展。由于所需样品量少,不需要结晶,且可在电脑中成像分类,该技术在 分析混合物的组成和构象方面有很大的潜能。这一综述主要介绍了cryo-EM 的发展历史、 Single-Particle EM Reconstruction 原则以及近期技术突破等内容。
 
High-Throughput Sequencing Technologies
 
人类基因组测序已经深刻地改变了我们对生物学、人类多样性和疾病的理解。过去的十年里, DNA 测序技术取得了非凡的进展,基因组医学时代也逐渐成为可能。
 
这一综述盘点了可选择的商业化高通量测序(HTS)平台,来源公司包括Illumina、Life Technologies/ThermoFisher/Ion Torrent、Pacific Biosciences 以及Oxford Nanopore Technologies;总结了HTS 的用途,包括绘制基因组的3D 结构、表征转录组、微生物测序、 罕见病测序和癌症基因组测序等;此外,文章还分析了HTS 技术目前的限制性以及在个体化 医学时代中的角色。
 
Imaging Live-Cell Dynamics and Structure at the Single-Molecule Level
 
过去十年里,荧光显微镜、荧光关联谱和荧光标记技术的快速发展使得我们能够在高分辨率 下观察活细胞中不同分子的Robustness 和Stochasticity。这篇综述介绍了光学显微镜观 察分子结构细节的困难之处(衍射极限)、单分子的定位和追踪、荧光关联谱、Noninvasive 单细胞成像原则、单分子成像方式、标记和染色的发展,以及相关技术未来发展的方向和挑 战等内容。
 
Expanding the Biologist’s Toolkit with CRISPR-Cas9
 
关于CRISPR 技术已经不用做太多的背景介绍,这篇Perspective 的作者之一是加州大学伯 克利分校的Jennifer A. Doudna,文章介绍了CRISPR/Cas9 的发现过程、基因编辑机制、 高通量筛选功能、脱靶效应以及未来发展方向等内容。
 
2Technology Articles
 
Monitoring Mitochondrial Pyruvate Carrier Activity in Real Time Using a BRET-Based Biosensor: Investigation of the Warburg Effect
 
将丙酮酸运送到线粒体中需要一种特定的载体,即线粒体丙酮酸载体(mitochondrial pyruvate carrier,MPC)。MPC 代表了碳代谢的中心节点,它的活性在生物能学中可能发 挥着关键的作用。为了确定MPC 在恶性细胞中是否仍起作用,领导该研究的科学家小组开发 出了一种生物传感器来测量它的实时活性。结果表明,癌细胞中的MPC 活性较低;当增加细 胞溶质中丙酮酸的浓度时,这种低活性状态可以被逆转。这一生物传感器有望成为研究多种 类型细胞中碳代谢和生物能学的独特工具。
 
Tracking Distinct RNA Populations Using Efficient and Reversible Covalent Chemistry
 
这篇文章描述了一种标记和纯化4-thiouridine(s4U)-containing RNA 的化学方法。研究证 明,与常用的HPDP-biotin 相比,methanethiosulfonate 试剂与s4U 形成二硫键更有效。 这一改进有望用于基于追踪不同的RNA 的研究方法,如标记4-thiouridine 研究组织特异性 转录。
 
SpDamID: Marking DNA Bound by Protein Complexes Identifies Notch-Dimer Responsive Enhancers
 
这项研究中,科学家们开发出一种Split DamID(SpDamID)技术,能够精确地标记“称为 转录因子的调控蛋白”是在活细胞细胞核中的哪个部位与DNA 相互作用。作者报道称, SpDamID 可标记活细胞中的DNA,并且仅在两个标记的蛋白在相同的DNA 链上彼此接近相互 作用的情况下。
 
A Regression-Based Analysis of Ribosome-Profiling Data Reveals a Conserved Complexity to Mammalian Translation
 
基因组学的一个基本目标是鉴定表达蛋白的完整集合。在这项研究中,科学家们展示了一个 基于核糖体分析和线性回归的实验和分析框架,用于翻译过程的系统识别和量化。在 lipopolysaccharide 刺激的小鼠树突状细胞和HCMV 感染的人成纤维细胞中使用这一方法鉴 定出了许多新型蛋白质编码序列,包括micropeptides 和已知蛋白的突变体。这一研究揭示 了哺乳动物翻译过程意想不到的复杂性。
 
Measuring In Vivo Mitophagy
 
线粒体自噬(mitophagy)的变化与衰老及其相关疾病的关系越来越紧密。然而,现在依然 没有一种很便捷的方法可用于分析体内的mitophagy 过程。在这项研究中,科学家们描述了 一种转基因小鼠模型,这一模型表达了荧光标记Keima 的线粒体靶向形式 (mitochondrial-targeted form of the fluorescent reporter Keima,mt-Keima)。广泛比较mt-Keima 小鼠的原代细胞和组织揭示了mitophagy 过程中的许多重要差异。此外, 研究人员还通过mt-Keima 小鼠分析了mitophagy 如何随条件变化。
 
Massively Systematic Transcript End Readout, ‘‘MASTER’’: Transcription Start Site Selection, Transcriptional Slippage, and Transcript Yields
 
这项研究中,科学家们开发了一种基于下一代测序的技术,称作MASTER。利用这一技术, 研究人员确定了大肠杆菌RNA 聚合酶在体外和体内的共同核心启动子全部转录起始位点;定 义了决定TSS 选择、反复启动和转录量的TSS 区域的DNA 序列;明确了DNA 拓扑学和三磷酸 核苷(NTP)浓度的影响。这种快速的测序方法,结合先进的生物化学及化学方法有望帮助 揭示转录过程中DNA 解链的关键机制。
 
备注:文中所有文章均可点击“Best of Molecular Cell 2015”全文阅读。
 
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