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分子生物学实验室的学生
TWU分子生物学实验室的学生.

TWU分子生物学课程解开DNA秘密

Dr. 卡特琳娜Pislariu
Dr. 卡特琳娜Pislariu

10月. 25, 2022 -丹顿-有一个维度只有少数人知道. 它是巨大的, 然而,它却能融入一个细胞的细胞核,并挑战人类思维中的“有限”概念. 它存在于地球上的每一种生物中,在它的母体中是每一种有机体的蓝图, 但直到最近,它还存在于人类无法理解的领域. 这是一个无限小的世界.

这里也是德州女子大学生物学教授卡特琳娜Pislariu博士的教室.

这让你有点难以理解.

“这太抽象了,”Pislariu说. “22年前,当我在学校开始研究这个问题时(当她开始攻读博士学位时),我和我的许多学生一样,无法理解这个问题. 你是怎么做到的?"

Pislariu, 纳撒尼尔·米尔斯教授, 博士学位, 助教Hala Samara教授分子生物学课程, 研究DNA的科学分支,包括克隆. 然而,皮斯拉里乌对这种限制感到不满.

“这不仅仅是克隆,这是分子技术、方法和仪器,”她说.

这是TWU提供的最实用的研究生课程之一.

Pislariu说:“这是你无法在网上教授的课程。. “这是为了让即将入学的研究生熟悉分子技术,这样他们就可以在自己的研究中使用它们."

分子生物学, 这个词直到1945年才出现, 是研究生物体内的分子如何相互作用以执行生命的功能吗, 它适用于许多科学领域.

“在我们班, 我们有癌症生物学家, 神经系统科学家, 蛋白质降解的人,学生迈尔斯·格莱登说. “我们都把研究成果带进了教室."

但在2021-22届的学生中发生了令人惊讶的事情. 学生们不仅学会了如何在以后的职业生涯中有所发现. 他们实际上发现了几个独特的DNA序列,这些序列发表在国家医学图书馆国家生物技术信息中心的基因序列数据库中.

“一开始, 我不知道学生们会得到这么高质量的数据,可以发表,皮斯拉留说. “他们做着经验丰富的科学家在研究中会做的每一件小事. 这是一次美妙的经历. 他们从一个基因身份转移到一个质粒, 测序,, 找出序列, 并在一个学期的工作中找到了编码蛋白的定位."

美国国家生物技术中心证实了这些发现是新的和正确的.

“他们非常激动,”皮斯拉留在谈到她的学生时说. “当你有一个有目的的项目时,它所带来的兴奋, 从一个最初的问题开始,以一个能给你科学答案的最终产品结束, 这让他们感到非常兴奋."

对于绝大多数人来说,分子生物学是完全陌生的. 我们大多数人都不了解它的概念和语言. 例如,考虑已发表的四份意见书中的一份的标题:

"Medicago truncatula f. tricycla 结节特异性PLAT/LH2结构域蛋白(NPD2) mRNA,完全cds”

或者TWU目录中的一种课程研究方法的标题:

质粒作为重组DNA的载体

如果你无法理解这一点,试着去理解DNA的物理本质.

看不见的微生物和细胞世界是用微米来衡量的. 一个微生物,比如细菌,可以在1到10微米之间. 一个动物细胞是10微米. 相比之下,一米(略长于一码)等于一百万微米.

但我们中的许多人在学校的某个时候会通过显微镜观察微生物和细胞. 然而,DNA是在一个被电子显微镜穿透的隐形世界中. 事实上, 直到10年前,DNA双螺旋第一次被模糊拍摄下来, 模糊的图像.

用电子显微镜拍摄的DNA照片.
用电子显微镜拍摄的DNA照片.

包含在你的细胞里的是你的DNA,由核苷酸组成,也就是0.6纳米. 一纳米比它小1000倍 微米,比一米小十亿倍. 然而,这些微小的有机分子是3.你的每个细胞内有20亿个DNA碱基对.

如果这不会影响你对现实的认知, 试试这个:如果一个细胞的DNA被展开, 它有六英尺长. 如果你所有细胞的DNA被解开并首尾相连, 这条链将有670亿英里长——是地球到冥王星距离的22倍.

“我在学校和学术界之外的朋友说,‘你每天都在做什么?’”格莱登说. “学生们必须在这门课程中引入高度提升的知识水平. 不是任何人都能进去的. 但对于想要深入科学领域的人来说,这门课很重要."

为什么这么重要?

“我们只是触及了分子生物技术的皮毛, 它的用途我们现在无法想象,皮斯拉留说. “而且还会有更多的事情发生. 我认为未来的医学将涉及大量的基因疗法."

基因疗法是通过修复或重建有缺陷的遗传物质来治疗疾病, 这在许多医学领域都很重要.

这种潜力反映在分子生物学的预期就业增长上. 在未来10年,该领域预计将增长19%,远高于大多数行业.

分子生物学课程为学生提供了成为该行业一份子所需的工具. 这个班吸引了其他学校的学生, 包括北德克萨斯大学, 而且, 小组工作, 学生们完成每一个步骤, 从制造溶液到在提取基因组DNA之前使用液氮研磨组织.

“我给每个学生团队一个基因识别号,”Pislariu说. “从这, 他们必须发现如何使用生物信息学工具检索序列, 如何将该基因克隆到一系列质粒中,并最终产生与荧光标记融合的编码蛋白, 一种绿色荧光蛋白. 通过一系列的转化,表达质粒被部署到烟叶中. 两天内, 荧光标记的蛋白质会发光, 让我们找到蛋白质在细胞内的确切位置."

制作发光的烟叶没有实际用途, 除非你想在黑暗中自己卷烟. 这里的目的是学习技术和方法,利用烟草叶作为工具来定位发光蛋白.

格莱登说:“这是我上过的最好的关于如何运用研究技术的课程之一。. “很多技术我都听说过,也在课堂上教过. Pislariu和Dr. 米尔斯能够带领我们完成它,并做了一件了不起的工作,帮助我们理解如何运行这些,并向我们展示了在我们的研究中可能不会每天都做的技术. 这是一门真正的博士生基础课程."

“你不可能在一次会议中解决所有问题,”Pislariu说. “这是工作流程. 他们做每一件事,每一小步. 每一步都有好处. 即使一个步骤不顺利,你也可以从中学习. 有时候,你从错误中学到的东西比一切顺利时学到的东西要多.

“这需要很大的耐心. 和激情."

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最后更新2022年10月25日上午10:06