专业知多少||分子诊断技术,生医工助力开出更多“中国处方”

文摘   2024-11-05 20:03   北京  

分子诊断技术

生医工助力开出更多“中国处方”


日,学院报道了我院苏昕教授课题组的研究成果。我校苏昕教授课题组在《Nature Biotechnology》发表了题为“Bacteriophage λ exonuclease and a 5′-phosphorylated DNA guide allow PAM-independent targeting of double-stranded nucleic acids”的研究论文以及“Targeting double-stranded nucleic acids using the λ Exo-pDNA system”的研究简报,报道了一种来自噬菌体λ外切酶λ Exo)的新特性,它可以在引导DNA的帮助下特异性靶向双链核酸序列,解决了现有技术的序列限制性与脱靶效应

该研究通过单分子FRET (smFRET)分析证明了λ Exo在5'-磷酸化单链DNA(pDNA)的引导下能结合到含有pDNA互补区域的双链DNA(dsDNA)或DNA-RNA duplex的机制。这种结合作用可在室温或体温环境下实现,且不需要任何如PAM样的特定基序。

λ Exo- pDNA还可以用于基因组位点的原位荧光成像。λ Exo-pDNA系统在靶标范围、常温操作序列特异性等方面,相较于现有的工具如TALEN、PfAgo 和 CRISPR-Cas有了显著提升。λ Exo-pDNA系统或将成为分子诊断、DNA计算原位成像等领域的下一代工具。


关于苏昕教授


北京化工大学教授,博导,国家级青年人才。2015年在北京大学获得博士学位,曾在美国密歇根大学交流学习。2021年起任北京化工大学教授,博士生导师。主要研究方向包括:体外诊断、生物传感、生物纳米技术等。主持国家级人才项目1项,国家自然科学基金3项,国家重点研发课题2项,北京市自然科学基金1项。在Nature Biotechnology(2篇)、ACS Nano、Nano Letters(2篇)、Adv Func Mater、Nano Today上以第一或通讯作者发表论文50余篇,获国家发明专利5项。担任中国中西医结合学会检验医学专业委员会专家委员,Exploration期刊青年编委。曾获北京市优秀人才,中国仪器仪表学会朱良漪奖等。



知识向前看


关于分子诊断

在苏昕教授的研究中,提到了一个名词叫“分子诊断”。作为生物医学工程专业的一个重要分支,分子诊断具体是做什么的呢?

分子诊断技术是指以脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)为诊断材料,用分子生物学技术通过检测基因的存在、缺陷或表达异常,从而对人体状态和疾病作出诊断的技术。

分子诊断在病原体诊断、遗传缺陷基因检测、肿瘤分子分型及法医DNA检测等重要领域的创新应用,让患者从精准医疗中真正获益。” 中国工程院院士、生物芯片北京国家工程研究中心主任程京说。

分子诊断技术的目前应用

目前,全球首款遗传性耳聋基因检测芯片,为全国600万以上新生儿开展免费筛查;全球首款中医智能诊断设备目诊仪,已在国内多家三甲医院临床医学实践中开展辅助疾病诊断……分子诊断技术在日常生活中的应用场景越来越多。

针对白血病的治疗也是分子诊断的一个典型。中国工程院院士、北京大学血液病研究所所长黄晓军介绍,血液病复发是导致急性白血病治疗失败的主要原因,白血病患者经诱导化疗或异基因造血干细胞移植等治疗获得完全缓解后,体内残存的形态学上不能检测到的少量白血病细胞,称之为“微小残留”。“抢先治疗是降低白血病复发的有效方法,在血液微环境中寻找分子靶点是一个重要方向。”

分子诊断技术的未来

随着生物技术的不断进步和大数据时代的到来,分子诊断将在未来医学领域发挥更加重要的作用。新型分子诊断技术的不断涌现和完善,有助于进一步提高疾病的诊断准确性和治疗效果;大数据人工智能技术的应用可以对海量的分子诊断数据进行深度挖掘和分析,揭示疾病发生发展的更深层次机制和个体间的差异性,为精准医学的实现提供强有力的数据支撑智能决策支持

分子诊断作为精准医学的先锋和基石,已经在多个领域展现出强大的应用潜力和广阔的发展前景。我们有理由相信,在未来的医学领域中,分子诊断将继续发挥其独特优势和巨大作用,为人类的健康事业带来更加精准、高效和个性化的诊疗服务。



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图文:学业发展辅导中心

排版:姜震宇

审核:王壮

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