- 分子就像是人的名字,是一项研究课题最显著的特征
- 破解了不变的规律,就可以一个套路不断换分子反复发论文
- 在基础科研里,老套路新分子是普遍思路,而且临床研究的套路比基础科学更重
- 基础研究的内在规律就是在体系不变的情况下,研究单个的因素对体系的影响
怎么证明某个分子有某方面的功能表型
- 在什么疾病中,分子能够介导某个表型
- 怎么证明某个分子有某方面的功能表型
- 在什么疾病中,分子能介导某个表型
- 研究体系是有个空房间,里面放进去母老鼠,放进去一只公老鼠,过一段时间发现房间里出现了小老鼠
- 得到的结论:
- 不够成熟的版本:公老鼠有能力生小老鼠
- 成熟的版本:公老鼠有能力使包含母老鼠在内的密闭空间,产生小老鼠,而且是在足够长时间且吃喝管够的情况下
- 怎么证明是公老鼠产生的影响
- 只放了一只公老鼠,这是唯一改变了的因素
- 对照组:阉割了的公老鼠
- 得出结论
- 加进去一个因素:gain-of-function
- 反过来的策略:loss-of-function
- 证明的方法:操作这个分子,让其表达上升(上调/过表达),获得一个表型;在让其下降(下调),获得的表型消失
- 沉默RNA:在医学研究里比上调更加常见,因为医学研究常常关注致病的因素,操作的方法如RNA干扰技术RNAi,只要合成一个21个bp的siRNA,转染到细胞里,就能实现70%以上的目标基因表达沉默
- siRNA进入细胞后,就能与一个叫RISC的蛋白复合体结合,然后以序列互补的形式找到对应的mRNA,一旦找到了,RISC的核酸内切酶活性就启动,降解靶mRNA
- siRNA的设计原则可以在一些网站上找到,一般来说设计三条总有一条是能用的;si RNA实验经常要做很多,这是因为要先筛选一下,找到能用的
- 用siRNA沉默基因叫knock-down,和基因敲除的knock-out是相互对应的
- 伴随疾病的发生某个分子可能表达升高
- 这种情况下抑制这个分子的表达,看看疾病的发生或者进展会收到什么样的影响
- 疾病中高表达的基因就沉默它、
- 其他的基因编辑方法实现基因功能的完全缺失,称knock-out,在DNA水平把DNA的编码序列敲掉,常用的有ZFN,TALEN,CRISPR,属于日新月异,后者更方便
- 上调:质粒/病毒载体
- 把质粒塞进细胞的过程叫转染transfection,常用的是脂质体,与细胞膜有亲和性,还有方式是电穿孔(电转)和磷酸钙转染(钙转);至于什么细胞用什么转染方式,这属于手艺活,需要慢慢摸索
- 转化transformation:质粒在大肠杆菌制备感受态
- 病毒是用来对付难以转染的细胞:神经细胞,干细胞,原代细胞,称为infection/transduction
- 疾病中低表达的基因就上调它
- 正反双向研究的思路
- 一个细胞可能会有多株细胞模型
- 围绕这个分子,可以在这堆细胞模型里面找到相对高表达的,下调这个分子;和相对低表达的,上调这个分子
分子有很多具体类型
- 基因是DNA序列,但现在作为研究分子candidate还有蛋白,以及更热门的各种RNAs
- mRNA转录完有一系列的加工和调控过程,这里面的故事非常精彩
DNA为研究对象
- 恶性肿瘤中,DNA的突变缺失和重拍已经被证明是驱动因素
- 肿瘤和遗传性疾病
- 表观遗传:研究基因序列不变的情况下,基因表达水平的改变
非编码RNA:热门
miRNA,长度只有20bp
- 揭示了细胞内存在一种内源的非编码RNA介导的,转录后调控的机制
- 由茎环结构的前体加工而成,在进化的过程中一般比较保守
- miRNA和靶基因的关系不确定,可以有一个miRNA调节几个基因,也有反过来的
- miRNA至少调控了人类1/3的基因
- miRNA和si RNA的差别
- si RNA是研究工具,用来抑制基因
- miRNA是研究对象,是可以选择的靶分子类型,不能人工设计
长链非编码RNA,lncRNA
- 调控机制相比miRNA复杂很多,基本上蛋白能干出的调控机制lncRNA都行
- 进阶的不二选择
- 与基因的启动子区结合
- 与基因竞争转录因子
- 结构作用,连接蛋白
- 与编码基因的转录本,干扰剪接
- 结合到蛋白的活性/定位
- 与miRNA结合
- 还可能是miRNA,piRNA的前体分子
环状RNA
- 各种功能,本质上lncRNA的一种
- 内部经常富含miRNA的结合位点,导致靶基因水平上调,竞争性内源RNA或ceRNA(不是分子,是描述分子调控的作用模式)
蛋白