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当“女神节”遇见基因组学研究“男神”于军 百迈客云大家讲坛第三期火热开讲

首页 » 研究 » 组学 2017-03-10 转化医学网 赞(2)
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导读
2017年3月8日下午,百迈客云特别邀请了我国基因组学研究的奠基人之一,“男神”级人物---中科院基因组所的于军老师,为大家带来“单分子与硬科技”的报告。

2017年38日下午,百迈客云特别邀请了我国基因组学研究的奠基人之一,“男神”级人物---中科院基因组所的于军老师,为大家带来“单分子与硬科技”的报告。

于老师从DNA测序技术历史谈起,在这段历史中,除了大家耳熟能详的MiescherDNA的发现者)、Watson&CrickDNA双螺旋结构的发现者)、Sanger(双脱氧测序技术的发明者)等诸多大神之外,于老师重点强调了一位华裔科学家---吴瑞先生的贡献。吴瑞先生在Sanger之前,测定了λ DNA粘性末端的序列。更为令人敬佩的是,吴瑞先生促成了中美生物化学联合招生项目(CUSBEA),为中美乃至世界科学的发展培养了500名顶尖人才,这些人如今在各自的领域都是领军人物。当然,Sanger先生因为其在测序领域的开创性工作,荣获两次诺贝尔奖,即便是在群星璀璨的诺贝尔奖获得者中,也显得光芒万丈。

随后,于老师谈及基因组学的发展历史。该学科的最初阶段是测定基因组序列,然后发展到测定基因组的生物学功能及相应元件、跨物种基因组的比较等。随着这些研究的深入,基因组学的应用越来越受到重视,尤其是基因组和医学研究的有机整合。2015年提出的“精准医学计划”,就是基因组学在疾病领域应用尝试的标志性事件。

然而,实现精准医学的道路注定困难重重,比如生命的时空变化造成了研究的困难。于老师以肝脏转录组研究为例,取出的肝脏组织中,尽管我们想尽办法,但是除了肝细胞之外,还是会存在其它类型的细胞,比如血细胞。另外,即便是肝细胞,它们也可能处在不同的细胞周期中。这些局限都会造成我们的转录组研究缺乏代表性。另外,人类生命的大尺度更造成了研究的困难,从出生到死亡,漫长的几十年,如此多的信息,如何去获取和分析是个有挑战性的问题。还有,在人体的呼吸、消化、神经等12个系统之外,人类还有一个“伴生系统”,据称这个系统的成员数量是人类细胞数量总和的10倍。。

随着对生命研究的深入,RNA组(RNAome)的概念被提出,于老师解释说,“RNAome=转录组+修饰组+校对组”。转录组研究已经足够复杂,修饰组的困难也不遑多让比如原核和真细菌三个王国中间,RNA的修饰都不相同。因为RNA的研究,30多位诺贝尔奖获得者横空出世,这些研究甚至在某种程度上对遗传学的“中心法则”造成了冲击。

“组学”的发展给我们带来了研究的新的机遇。未来,全球的科学家除了基因组研究的延续之外,还要进行诸多大型研究项目,比如人类RNA组计划(The Human RNAome Project);人类表观遗传组计划(The Human Epigenome Project);人类细胞组计划(The Human Cellome Project)等。

这些宏伟的计划,需要我们的核酸研究平台再次蜕变。尽管我们从试管烧杯时代(test tube era),经历96孔板时代(96-well era),到微流控时代(micro-fibrication era)、表面吸附时代(surface adsorption era),目前已经迈入了单分子时代(single molecular era);尽管我们的测序平台从第一代发展到如今的第三代、第四代;亦或是我们的半导体研究技术使得功能元件的体积缩小了成千上万倍,我们依然对这些宏伟计划的实施没有充足的底气。

未来的测序仪器的研发必须整合包括AI,阵列,纳米技术,微流控,光谱等在内的诸多高精尖技术,实现微型化、快速化、智能化。可喜的是,以Oxford Nanopore测序仪器为代表,测序仪器的发展迎来了新的曙光。但是,目前的纳米孔测序仪器还不够成熟。于老师谈及理想中的测序仪,它需要具有以下特点:长读长,准确性高,价格便宜,不需扩增直接读取DNARNA,能够识别核酸分子中的修饰……..。除了技术本身的问题,于老师特别强调测序技术/仪器的应用领域也需要把握,否则再好的仪器也很难获得成功。

最后,于老师向大家揭开了自己多年来对测序仪器的研发历史。很多人可能非常熟悉于老师在基因组结构和功能方面的研究,殊不知于老师对仪器的研发也曾经倾注心力,并且取得了良好的效果。有些测序机型已经上市。而且,于老师也透露,他联合了几位国内最强的相关领域专家,目前正在攻关纳米孔测序仪,对于进展状况,于老师也稍稍进行了揭秘。

嘉宾简介

于军,中科院 “百人计划”研究员,华大基因研究中心(中国科学院北京基因组研究所)主要创始人之一。目前担任国家科技部重大科学计划转录组研究首席科学家,中国遗传学会常务理事、基因组学分会主任,沈阳今唐基因与医学技术研究院理事长。任《GenomicsProteomics and Bioinformatics》主编,《International Journal of Plant Genomics》、《Genomics》、《Biology Direct》、《BMC Evolutionary Biology》、《Science in China (Series C Life Sciences)》、《Journal of Cell and Plant Sciences》、《Frontiers in Plant Genetics and Genomics》等领域学术杂志副主编。

于军研究员主要从事基因组学、基因组多态性、人类群体遗传学与遗传疾病、哺乳动物/肿瘤细胞转录组、宏/泛基因组学、基因组信息学、DNA测序仪研制等研究工作。先后主持并参与了国际人类基因组计划(包括中国部分),超级杂交水稻、家蚕、橡胶、枣椰、鲤鱼等动植物基因组研究,国家重大科学研究计划“小型猪和小鼠等医学实验哺乳动物模型建立与基础数据集成”和“以细胞为单元的人类基因转录组与蛋白质组的关联性研究”等科研项目。迄今已在包括《Nature》、《Science》和《PNAS》等同行评议的国际科学期刊发表科学论文逾三百篇、科学专著二十余本(章)。

欢迎点击观看讲座:

https://console.biocloud.net/expand/invite/link/social/entrance/activityDetail?webinar_id=220487750

(转化医学网360zhyx.com)

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