检索范围：
排序： 展示方式：
信息科学应引领未来的生物医学研究 Perspective
Kenta Nakai
《工程（英文）》 2019年 第5卷 第6期 页码 1155-1158 doi: 10.1016/j.eng.2019.07.023
徐健, 马波, 苏晓泉, 黄适, 徐欣, 周学东, 黄巍, Rob Knight
《工程（英文）》 2017年 第3卷 第1期 页码 66-70 doi: 10.1016/J.ENG.2017.01.020
方法学创新一直是微生物组学研究的核心驱动力。我们认为在未来五到十年，微生物组的方法学体系在研究理念与技术平台方面将发生三大变革：①从监测菌群“结构”变化向监测菌群“功能/状态”变化的变革；②从细胞“群体”分析精度向细胞“个体”分析精度的转变；③从“数据分析”向“数据科学”的跨越。我们相信中国微生物组计划应把握住当前这一重要机遇，通过在微生物组分析方法学前沿开展富有雄心、远见、创意与竞争力的交叉合作研究，为国际微生物组计划贡献一系列“中国制造”的新方法、新工具和新仪器
时间序列多组学整合分析揭示原代肝细胞体外培养去分化过程伴随非降解性泛素化修饰的增加 Article
姜正一, 孙泽宇, 欧阳晓希, 赵亚磊, 周梦豪, 王保红, 李启睿, 范林骁, 张赛男, 李兰娟
《工程（英文）》 2020年 第6卷 第11期 页码 1302-1314 doi: 10.1016/j.eng.2020.02.011
目前，原代肝细胞（PHC）在各个研究领域被广泛使用，但是由于在体外培养过程中肝细胞特异性功能的迅速退化（即去分化），严重限制了它的应用范围尽管学者已经对PHC的转录调控和全细胞蛋白质组（WCP）进行了广泛研究，但只有为数不多的研究考虑了蛋白质翻译后修饰（PTM）在这一过程中的作用。为了揭示引起PHC去分化的潜在机制，我们收集了在体外培养0 h、6 h、12 h、24 h和48 h的大鼠原代肝细胞样本，对各个时间点细胞样本的转录组、WCP、泛素化蛋白质组和磷酸化蛋白质组进行了定量分析这项研究表明，PHC去分化过程中基因转录水平和蛋白质表达量之间的相关性较低。泛素化修饰组和对应的WCP联合分析表明，PHC去分化伴随着非降解性K27泛素化修饰位点的增加。综上所述，我们的数据为抑制原代肝细胞体外培养去分化提供了潜在靶点分子及新的见解。
单细胞转录组测序鉴定COVID-19外周血重症疾病特异性单核细胞 Article
张研, 王淑婷, 夏鹤, 郭静, 何康信, 黄晨杰, 罗瑞, 陈燕飞, 徐凯进, 高海女, 盛吉芳, 李兰娟
《工程（英文）》 2022年 第17卷 第10期 页码 161-169 doi: 10.1016/j.eng.2021.05.009
了解重症新型冠状病毒肺炎（COVID-19）患者单核细胞的免疫学特征（包括与纤维化相关的特征）对了解疾病的重症化机制和阻止疾病恶化至关重要。将以上血样和6例健康对照者血样进行单细胞转录组测序分析。本研究发现在COVID-19重症/危重症时期，单核细胞发生显著变化。单核细胞在外周血单个核细胞中占比增加，多样性却显著降低。同时本研究发现两个新的COVID-19重症疾病特异性单核细胞亚群：Mono 0和Mono 5。本研究同时发现一个疾病重症前期取得的样本显示出与重症/危重症时期样本相似的单核细胞UMAP图谱。本研究发现了两种新的COVID-19重症疾病特异性单核细胞亚群，可作为重症COVID-19的潜在预测因子和治疗靶点。
基于转录组学及多尺度生物测定多模态鉴定宣肺败毒方抑制巨噬细胞免疫反应的活性成分 Article
赵璐, 刘豪, 王迎超, 王书芳, 荀得金, 王毅, 程翼宇, 张伯礼
《工程（英文）》 2023年 第20卷 第1期 页码 63-76 doi: 10.1016/j.eng.2021.09.007
基于集成液体交换的微流控芯片的完整单细胞动态变形测量 Article
Xu Du, Di Chang, Shingo Kaneko, Hisataka Maruyama, Hirotaka Sugiura, Masaru Tsujii, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai
《工程（英文）》 2023年 第24卷 第5期 页码 94-101 doi: 10.1016/j.eng.2022.08.020
本文报道了采用一种集成了力感应和液体交换功能的微流控芯片来测量单细胞力学性能的方法。使用光学镊子操纵和定位在推力探针和力传感器探针之间的单个细胞。这两个芯片上的探针被设计用来捕获和使细胞变形。通过移动由外力驱动的推力探针，而使单个细胞变形。在0.3~0.7 s 内实现液体交换过程，同时也显示了单个细胞的动态变形。可以在30 s 内收集不同渗透浓度下两个杨氏模量值的测量结果以及单个细胞在渗透压冲击下的动态响应。研究了野生型（WT）和突变型集胞藻细胞的动态变形，揭示了机械敏感（MS）通道的功能机制。该系统提供了一种监测单个完整细胞响应快速外部渗透变化的实时力学动力学的新方法；因此，该系统为准确描述细胞中MS通道的生理功能提供了新的机会。
代谢组扩展生物学的“旁中心法则”——对理解基因组学-糖组学-代谢组学-表观基因组学互作的意义
Albert Stuart Reece
《工程（英文）》 2023年 第26卷 第7期 页码 16-16 doi: 10.1016/j.eng.2022.07.011
The central dogma of biology holds that the transcription of DNA into RNA and the translation of RNA into proteins forms the primary axis of biological activity [1]. Following major advances in the description of the complex glycan and lipid chains that are added onto these basic building blocks, the glycome and lipidome have recently been added to this doctrine as an exciting new extension named the ‘‘paracentral dogma” [2]. However, it has been pointed out that biological systems can include many layers, which are described in modern omics technology platforms relating to both cell-intrinsic and cell-extrinsic layers of control, including metabolomic, microbiomic, immunological, epigenomic, epitranscriptomic, proteomic and phosphoproteomic layers [3].
It is well known that stem and progenitor cells have a metabolism that is based on glycolysis and glutaminolysis [4]. Although this provides less energy to the cell than oxidative phosphorylation, it suffices for these cells’ needs, since such cells are generally relatively quiescent and normally suppress energy-intensive processes such as genome duplication and transcription. Moreover, it has been shown that the high intracellular lactate levels involved in such states not only inhibits the key gatekeeper enzymes of oxidative phosphorylation (i.e., pyruvate dehydrogenase and carnitine palmitoyl acyltransferase) but also actually covalently modifies them by lactylation in order to maintain this inhibited metabolic–epigenomic state [5]. In addition, intermediate metabolism and nutrients are the source of the very extensive library of post-translational modifications to DNA, RNA, and proteins, as well as supplying cellular energy for many of the required reactions. Hence, the metabolic state locks in and reinforces the epigenomic state, and the metabolome and epigenome thereby play mutually reinforcing roles. This self-reinforcing coordination explains why it is so difficult to generate induced pluripotent cells and is a contributory explanation for why the described protocols typically have such low cellular yields.
These concepts become even more important when it is considered that cancer cells are de-differentiated, similarly rely on glycolysis and glutaminolysis, and are similarly metabolically–epigenomically–genomically synchronized. The disruption of this metabolic system is a key focus of mechanistic cancer research.
These important considerations imply that the descriptive and predictive power of the newly described ‘‘paracentral dogma” of biology may be usefully and meaningfully extended by including the metabolome, along with the genome, transcriptome, proteome, glycome, and lipidome, to describe cell-intrinsic regulation—not only in terms of another omics analytical layer but also as a fully predictive and interactive partner in the symphonic-like multilayer coordination that evidently comprises cellular regulatory layering.
曹 晨,余 波,顾为东
《中国工程科学》 2015年 第17卷 第3期 页码 107-112
张涤生
《中国工程科学》 2000年 第2卷 第10期 页码 21-25
组织工程是应用细胞生物学和工程学的原理研究和开发，以达到修复和重建损伤的组织或器官的外形和功能的生物替代物的一门新学科，是继细胞生物学和分子生物学后，人类生命科学发展史上又一新的里程碑，标志着医学将超越组织和器官移植的旧模式
罗岚蓉,李坚
《中国工程科学》 2015年 第17卷 第6期 页码 65-69
人类蛋白质N-糖基化的十二年全基因组关联研究 Review
Anna Timoshchuk, Sodbo Sharapov, Yurii S. Aulchenko
《工程（英文）》 2023年 第26卷 第7期 页码 17-31 doi: 10.1016/j.eng.2023.03.013
Most human-secreted and membrane-bound proteins have covalently attached oligosaccharide chains, or glycans. Glycosylation influences the physical and chemical properties of proteins, as well as their biological functions. Unsurprisingly, alterations in protein glycosylation have been implicated in a growing number of human diseases, and glycans are increasingly being considered as potential therapeutic targets, an essential part of therapeutics, and biomarkers. Although glycosylation pathways are biochemically well-studied, little is known about the networks of genes that guide the cell- and tissue-specific regulation of these biochemical reactions in humans in vivo. The lack of a detailed understanding of the mechanisms regulating glycome variation and linking the glycome to human health and disease is slowing progress in clinical applications of human glycobiology. Two of the tools that can provide much sought-after knowledge of human in vivo glycobiology are human genetics and genomics, which offer a powerful data-driven agnostic approach for dissecting the biology of complex traits. This review summarizes the current state of human populational glycogenomics. In Section 1, we provide a brief overview of the N-glycan's structural organization, and in Section 2, we give a description of the major blood plasma glycoproteins. Next, in Section 3, we summarize, systemize, and generalize the results from current N-glycosylation genome-wide association studies (GWASs) that provide novel knowledge of the genetic regulation of the populational variation of glycosylation. Until now, such studies have been limited to an analysis of the human blood plasma N-glycome and the N-glycosylation of immunoglobulin G and transferrin. While these three glycomes make up a rather limited set compared with the enormous multitude of glycomes of different tissues and glycoproteins, the study of these three does allow for powerful analysis and generalization. Finally, in Section 4, we turn to genes in the established loci, paying particular attention to genes with strong support in Section 5. At the end of the review, in Sections 6 and 7, we describe special cases of interest in light of new discoveries, focusing on possible mechanisms of action and biological targets of genetic variation that have been implicated in human protein N-glycosylation.
陈松林,徐文腾,陈张帆
《中国工程科学》 2019年 第21卷 第6期 页码 39-47 doi: 10.15302/J-SSCAE-2019.06.007
本文主要从基因组和转录组层面分析了极地动物基因资源的研究现状，梳理了本领域研究中存在的问题，并提出了未来发展战略。极地动物基因组测序起步较晚，迄今只完成了 13种极地动物的全基因组测序。在转录组研究方面，人们对极地的 31个物种进行了转录组测序，并在以下四个方向重点开展了研究：环境适应性研究；污染物应激反应的分子机制研究；不同发育阶段或不同组织中的转录组分析；功能基因挖掘。
关键词： 极地动物 基因组，转录组，基因资源
工业5.0——仿生学和合成生物学的关联及内涵 Artical
Peter Sachsenmeier
《工程（英文）》 2016年 第2卷 第2期 页码 225-229 doi: 10.1016/J.ENG.2016.02.015
仿生学(模仿生物特殊本领的学科) 以及合成生物学，将和过去50年的硅芯片一样与工程开发、工业发展产生紧密联系。化学工业已经将白色生物技术应用于新工艺、新材料和资源的可持续利用中。合成生物学也已经应用到第二代生物燃料的发展中，并利用特制的微生物或生物制催化剂获取太阳能。而仿生学在制药、处理工程以及DNA存储领域的市场潜力是巨大的。这些研究将给生物学带来新思考。生物工程将和今天的数字化技术一样驱动创新。本文讨论了生物工程，特别是碳基生物燃料的应用和细胞饰变的技术与风险。大数据、分析学和海量存储将是未来的发展方向。虽然合成生物学在未来50年将和当今的数字化一样普遍且具有革新能力，但是目前它的应用和影响力还处在初级阶段。本文采用了将生物工程发展分为五个阶段(DNA分析、生物回路、最小基因组、原始细胞、异源生物学)的普遍分类方法，阐述了其对安全与保障、工业发展以及生物工程和生物技术作为跨学科领域发展的影响，同时讨论了伦理问题及公众对仿生学和合成生物学结果的公众讨论的重要性
关键词： 仿生学 合成生物学 生物工程 生物传感器 生物燃料 生物武器 虚拟进化 原始细胞 异种细胞 经济意义 工业5.0 德国 中国
大鼠脊髓发育过程中时序转录组的发育时间模式和分子网络特征 Article
杨建, 赵莉莉, 易晟, 丁斐, 杨宇民, 刘炎, 王勇军, 刘梅, 薛成斌, 许莲, 龚蕾蕾, 王星辉, 张愉, 于彬, 明国丽, 顾晓松
《工程（英文）》 2021年 第7卷 第11期 页码 1592-1602 doi: 10.1016/j.eng.2021.10.001
标题 作者 时间 类型 操作
基于集成液体交换的微流控芯片的完整单细胞动态变形测量
Xu Du, Di Chang, Shingo Kaneko, Hisataka Maruyama, Hirotaka Sugiura, Masaru Tsujii, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai
期刊论文
大鼠脊髓发育过程中时序转录组的发育时间模式和分子网络特征
杨建, 赵莉莉, 易晟, 丁斐, 杨宇民, 刘炎, 王勇军, 刘梅, 薛成斌, 许莲, 龚蕾蕾, 王星辉, 张愉, 于彬, 明国丽, 顾晓松
期刊论文
京公网安备 11010502051620号
