映射多肽序列

p 　　近日，中国科学院北京基因组研究所生命与健康大数据中心开发了国际领先、国内首个规模最大的基因组序列变异库——GVM(Genome Variation Map)。该库基于人工审编整合了多个物种的大量基因组序列单核苷酸多态位点和小的插入与删除变异信息，是基因组序列变异信息汇交、管理与检索的资源库。研究成果以Genome Variation Map: a data repository of genome variations in BIG Data Center为题，在线发表在Nucleic Acids Research上。 /p p 　　基因组序列变异是基因组DNA水平发生的可遗传变异，是生物多样性的基础，是物种进化、分子育种、优良性状选育、人类疾病等研究最为宝贵的遗传资源。近年来，随着测序技术发展，越来越多物种的基因组被精细解析 物种内遗传多态变异位点也通过大规模的群体测序获得，并广泛应用于复杂性状的关联解析。国际两大数据中心NCBI和EBI旗下的dbSNP和EVA是主要的基因组序列变异资源库。今年5月，NCBI宣布自2017年9月1日起，dbSNP和dbVar两大数据库停止接收非人物种的SNP提交信息，自2017年11月1日起停止非人物种的SNP在线查询与提交。这对基于序列变异研究的科研人员造成了不便。 /p p 　　为此，GVM作为生命与健康大数据中心的核心数据资源库之一，搜集了以二代测序和芯片技术为主要检测手段的全基因组序列变异检测的原始数据，通过标准化的变异位点鉴定与注释，获得包括人、畜牧动物、主要农作物和其他资源物种在内的19个物种共约50亿的变异信息，8,884个个体的基因型数据，并通过人工审编收录了13,262条高质量非人物种的基因型与表型知识数据，整合了180,911条人变异位点的知识信息。其中，大熊猫、虎鲸、毛竹、橡胶、小麦是GVM数据库所特有的物种。 /p p 　　GVM开发了友好的数据提交、浏览、搜索和可视化功能。用户可通过基因组位置、变异影响、基因名称和基因功能等检索变异位点信息，并下载数据 可通过ftp服务下载VCF和FASTA文件格式的全基因变异信息 可在线或离线方式向系统提交数据，这方便了科研人员的数据共享。 /p p 　　研究工作得到了中科院战略性先导科技专项、中科院国际大科学计划、国家科技攻关计划、国家高技术研究发展计划(863计划)、国家自然基金项目、中科院百人计划、中科院青年创新促进会等的资助。 /p p 论文标题：Genome Variation Map: a data repository of genome variations in BIG Data Center /p p style=" text-align: center " img title=" W020171027507396378092.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/a8ee4d25-d8cb-4e86-a1de-06e90d767ff5.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong GVM数据库物种变异信息统计表 /strong /p

日本研究人员在6日的英国《自然纳米技术》杂志网络版上发表论文说，他们开发出只需少量DNA(脱氧核糖核酸)就能快速解读其碱基序列的新技术。这将有助于提高基因诊断、犯罪侦破等工作效率。 　　日本大阪大学产业科学研究所田中裕行等研究人员利用能在真空中以千分之一秒速度喷射液体的喷雾器，将含有微量DNA的水溶液喷射到铜板上。为使水溶液更容易附着到铜板上，研究人员令铜板倾斜45度，喷射后再冷却铜板。这时，在细胞内呈螺旋状的DNA就会在铜板上伸展开并停留在铜板上。这样一来，研究人员利用“扫描隧道显微镜”就很容易观察DNA的碱基序列。

—抗体药、蛋白质药、N-末端甲硫氨酸缺失或焦谷氨酸环化封闭等—? 目前，在制药领域，生物药得到越来越多的关注。生物药是利用DNA重组、细胞融合、细胞培养等生物技术开发出的蛋白质药物、抗体药物等。几乎所有蛋白质合成都起始于N-末端，其序列组成对于蛋白质整体的生物学功能有着重要的影响力，因此蛋白质的序列分析对于生物药效果非常关键。 2015版《中国药典》三部人用重组DNA技术产品总论对生物药的生产及质量控制方面，，针对其蛋白质结构提出技术要求，应测定目标产品的氨基酸序列，并与其基因序列推断的理论氨基酸序列进行比较。因此，N-末端氨基酸序列分析是很多已上市生物药的年检项目，如重组人促红素注射液（CHO细胞） 、重组人粒细胞刺激因子注射液等。此外，国际法规中也有对于生物药N-末端氨基酸序列测定的要求。药品注册的国际协调组织颁布的指导法规ICH-Q6B规定，生物药进行申报时，必须提供N-末端氨基酸序列信息。《欧洲药典》中规定，生物仿制药申报也必须提供N-末端序列。 Edman降解法是蛋白质N-末端测序的常用方法，岛津公司的蛋白质测序仪（Protein Sequencer）PPSQ以Edman降解法为基础，将蛋白质从N-末端顺次切断进行序列分析。此方法具有直接测定、可靠性高的优势。近期，岛津推出新型的蛋白质测序仪PPSQ 51A/53，配备SPD-M30A高灵敏度检测器、软件满足FDA 21 CFR Part 11数据完整性的要求。PPSQ 51A/53梯度系统更是在等度系统基础上，提高检测灵敏度，适合微量样品的氨基酸序列分析。我们应用岛津PPSQ 51A/53A开发了单克隆抗体药、重组蛋白药的N-末端氨基酸序列分析方法，另外，也开发了具有特殊结构的生物药N-末端氨基酸序列分析方法，如甲硫氨酸缺失、焦谷氨酸环化封闭等样品，编写了《蛋白质测序仪PPSQ在生物药N-末端氨基酸序列分析的应用》文集：包括经十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳分离轻链和重链，从而测定N-末端氨基酸序列的单克隆抗体药贝伐单抗和曲妥珠单抗等；含有特殊结构的如N-末端部分甲硫氨酸缺失的重组人粒细胞巨噬细胞刺激因子注射液原液、N-末端焦谷氨酸环化封闭类单克隆抗体帕尼单抗、含有二硫键的溶菌酶和催产素；用自制的脱盐装置分析具有高浓度盐的蛋白质药物重组人促红素原液（CHO细胞）和重组人粒细胞刺激因子注射液。关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。

大家好，本周为大家分享一篇2023年发表在Journal of the American Chemical Society上的文章，μMap Photoproximity Labeling Enables Small Molecule Binding Site Mapping1。该文章的通讯作者是来自美国普林斯顿大学化学系的David W. C. MacMillan教授。　　目前，药物发现主要分为两种方式：基于靶点的药物研发(Target-based drug discovery，TDD)和基于表型的药物筛选(Phenotypic drug discovery, PDD)。表型筛选主要是在细胞或动物水平开展实验，因此蛋白靶点以及蛋白-配体结合模式一开始就是未知的，如何在确定活性分子后快速地找到其作用通路、靶点、结合位点、结合模式(正构/别构)一直以来都是众多研究员所关心的问题。常规的蛋白质组学差异性分析能够帮助我们快速确认作用通路、发现潜在靶点，但却缺少更精细的结构信息。光亲和标记(Photoaffinity Labeling)能够有效地补充这方面的信息，将PAL探针靶向交联至靶蛋白结合口袋，再利用LC-MS去寻找标记位点或肽段，从而提供肽段或残基分辨率的结合位点信息。然而，由于PAL探针与蛋白是按照一定的化学计量比进行结合的，所以产生的标记信号和序列覆盖都非常有限。除此之外，每个PAL探针都有不同的二级碎裂模式，使质谱分析复杂化。基于此，David W. C. MacMillan团队开发了一种稳健且通用的光催化标记方法来定位蛋白结合位点。　　如图1B所示,活性分子上连接有具有光催化功能的标签(Catalytic tagging)，本文使用的是铱光催化剂。活性分子-铱光催化剂偶联物能够靶向至蛋白的结合口袋，在可见光的照射下，铱通过能量转移的方式催化附近的双吖丙啶探针生成卡宾自由基，卡宾自由基能够与邻近的氨基酸残基发生反应，从而实现结合口袋的邻位标记。值得一提的是，这种独特的μMap光催化临近标记法将靶向定位和邻近标记分配给不同的分子去完成，邻位标记不受限于靶向定位所需要满足的化学计量比的要求，可实现多个邻近位点的标记，具有信号放大的效果。此外，所有活性分子-铱光催化剂偶联物都可以配合使用统一的邻位标记探针，具有一致二级碎裂模式，有助于简化后续LC-MS数据分析。　　图1 μMap光催化邻近标记法原理　　为了确认该方法的选择性标记能力，作者以牛碳酸酐酶(CA)为例，探究磺胺类抑制剂-铱催化剂偶联物(图2A sulfonamide-Ir (1))能否触发CA上邻近结合位点的选择性标记。将CA与BSA蛋白按照1：1混合，向中加入sulfonamide-Ir，随后加入带有生物素标签的邻位标记探针(图2A Diazirine-PEG3-biotin(2))，根据Western blot的结果可知(图2B)，sulfonamide-Ir (1)的加入触发了CA上的选择性标记，相比于未开启光照以及直接加入free-Ir的两组样品，加入sulfonamide-Ir的样品中CA条带明显变深，说明此条件下，CA上有较多的带有生物素标签的标记位点。随后，作者对样品进行柱上酶切，利用LC-MS鉴定标记肽段、定位标记位点(图2C-E)。值得注意的是，为了获得高置信度的标记残基信息，作者将free-Ir设置为对照组，通过统计sulfonamide-Ir组与free-Ir组中同一标记肽段信号强度的倍差变化(fold change)以及显著性差异分析，筛选出最可靠的标记位点。此次实验结果显示，邻近标记位点为Q135和H2，将其映射至CA的晶体结构上可知两个位点距离磺胺类小分子与CA的结合位点分别17和11Å，说明μMap光催化临近标记法在小分子结合位点的鉴定上是准确且可靠的。　　图2 μMap光催化邻近标记法用于sulfonamide-CA结合位点的表征。为了展现μMap光催化临近标记法的普适性。作者将该方法应用到了其它一些蛋白-配体复合物模型上，如:(+)-JQ-1与BRD4(图3A)、dasatinib与BTK(图3B)、AT7519与CDK2(图3C)和lenalidomide与CRBN(图3D)，以上实验均获得符合预期的结果。此外，作者还将μMap光催化临近标记法应用到了分子胶rapamycin介导的FKBP12-rapamycin-mTOR蛋白复合物结合界面的表征，展现了该方法“穿越空间”的结构表征能力，从蛋白FKBP12与小分子rapamycin互作到小分子rapamycin与蛋白mTOR的互作，描绘了整个结合界面的轮廓(图3E)。　　图3 μMap光催化邻近标记法用于A)(+)-JQ-1与BRD4 B)dasatinib与BTK C)AT7519与CDK2 D)lenalidomide与CRBN E)FKBP12-rapamycin-mTOR蛋白复合物结合位点的鉴定。　　以上均是在已知结合位点的蛋白-配体模型中开展的方法学验证实验，后续作者还将μMap光催化临近标记法应用到难成药靶点STAT3。MM-206是STAT3的小分子抑制剂，在临床前疾病模型研究中显示出较好的抗STAT3活性，但到目前为止还没有STAT3与MM-206结合的晶体结构报道，也没有关于MM-206与STAT3结合位点的信息。在本文中，μMap光催化临近标记的结果显示MM-206主要是结合在STAT3的CCD结构域上，大致在Q198和V291位点附近，属于一种变构调节剂(图4A-B)。最后，作者进一步探究了μMap光催化临近标记法在活细胞水平上的标记能力。如图C-E,使用μMap光催化临近标记法成功找到了(+)-JQ-1的结合蛋白：BRD2、BRD3及BRD4，并定位到了(+)-JQ-1与BRD4结合位点，大致在V90、K91、W81氨基酸残基附近。　　图4 μMap光催化邻近标记法用于A-B)MM-206与难成药靶点STAT3结合位点的鉴定 C-E)组学样品中小分子(+)-JQ-1结合蛋白的鉴定及结合位点的锁定。　　总之，本文开发了一种通过标记近端残基来绘制小分子结合位点的通用方法。该方法已被证明适用于一系列小分子配体-蛋白质、多蛋白质复合物和“不可成药”的靶点蛋白的互作表征，从单一蛋白到组学层面均展现出良好的应用前景。　　撰稿：刘蕊洁编辑：李惠琳原文：μMap Photoproximity Labeling Enables Small Molecule Binding Site Mapping　　参考文献　　Huth SW, Oakley JV, Seath CP, et al. μMap Photoproximity Labeling Enables Small Molecule Binding Site Mapping. J Am Chem Soc. 2023 145(30):16289-16296.

今年1月1日起，江苏瑞明生物科技有限公司的实时单细胞多模态分析仪正式加入PerkinElmer生命科学产品序列！实时单细胞多模态分析仪功能概述单细胞研究对于理解细胞的组成、生理行为与功能的多样性具有重要意义，基因组、转录组、蛋白组、代谢组学等分析技术为单细胞研究提供了有力工具。实时单细胞多模态分析仪可以实时、连续、定量检测单个活细胞的小分子含量及酶活性。核心特点主要性能实时单细胞多指标检测：实时检测单个活细胞内小分子含量（如葡萄糖、乳酸、ATP、胆固醇、Ca2+、K+等）及酶活性 （葡萄糖苷酶、鞘磷脂酶、乳酸脱氢酶等），可匹配160余种商品化试剂盒；实时亚细胞原位检测：在亚细胞水平（胞质、胞核、胞膜）实时连续、原位检测；超微量提取、注射：单细胞水平提取细胞器（如溶酶体、线粒体）、胞质进行质谱或其它平台的联用分析；单细胞注射药物、代谢剂等，并进行药效评估；活体水平检测：活体水平实时检测生化指标（用药前后、中医药针灸刺激前后）的变化。技术原理电信号检测通过电探头对细胞释放的电活性物质进行检测，如过氧化氢、一氧化氮、多巴胺、超氧阴离子等物质。通过试剂盒的量化级联反应产生的过氧化氢等电活性物质，实现单细胞小分子含量或酶活性的检测。荧光信号检测光探头传输激发光激发预染色细胞，通过光学检测系统收集细胞发射的荧光信号，荧光信号强弱反映细胞预染色指标的含量，可实现细胞整体或亚细胞激发检测。通过单细胞超微量提取注射，向单个活细胞注射荧光检测试剂盒，光探头传输激发光激发细胞的生化反应产物而产生荧光，荧光信号强弱反映细胞内相应的小分子含量或酶活。经典应用肿瘤细胞代谢

p 　　中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组与中国农业科学院、中国热带农业科学院等合作，在橡胶草基因组序列解析方面取得重要进展，标志着以橡胶草作为模式植物进行天然橡胶合成研究进入后基因组时代。研究成果近日在线发表在权威学术期刊《国家科学评论》(National Science Review)杂志上。 /p p 　　科研人员独立组装完成了高质量的橡胶草基因组草图，该基因组大小为1.29Gb，包含46,000多个基因和约70%重复序列。橡胶草基因组也因此成为目前能够产生高分子量橡胶的植物中，唯一完成基因组测序的草本植物。 /p p 　　通过产胶植物与非产胶植物之间的比较基因组研究，研究人员鉴定了橡胶草中橡胶合成途径和菊糖合成途径，并阐述了橡胶链延长过程中CPT/CPTL和REF/SRPP两个重要基因家族的进化历程。此外，他们还发现了橡胶草基因组中与自交衰退相关的可能候选区域。该成果并将大大加速橡胶草从野生植物向经济作物的驯化，推动我国天然橡胶产业的发展。 /p p 　　天然橡胶是与石油、钢铁、煤炭并重的世界四大工业原料之一，2015年全球消耗总量达12.14百万吨，产值约170亿美元。巴西三叶橡胶树一直是天然橡胶的主要来源，但由于种植面积限制、生产成本增加、遗传背景狭窄和病虫害严重等因素，橡胶生产逐渐难以满足需求。我国是天然橡胶消费大国，而巴西三叶橡胶树可种植面积极少，导致我国对外依赖度已超过80%。因此，开发生产天然橡胶的替代资源具有重要的战略意义和经济价值。 /p p 　　橡胶草又名俄罗斯蒲公英，根部可合成高分子量的天然橡胶和菊糖。由于具有生长范围广，天然橡胶含量高，生长周期较短，相对简单的基因组和遗传转化与基因编辑比较容易等特点，它被认为最有可能成为替代生产天然橡胶的经济作物和科学研究的模式植物。21世纪以来，世界各国相继成立了天然橡胶研究计划，相比之下，我国则研究相对较少。2015年4月中国“蒲公英橡胶产业技术创新战略联盟”正式成立。 /p p /p

2007年7月27日，密理博(MILLIPORE)公司正式发布新品mTOR激酶，作为激酶筛选服务(KinaseProfiler™ Service)的一部分。该产品为目前市面上第一个生物相关的全序列mTOR激酶。激酶筛选服务采用催化放射性同位素分析方法，提供264种激酶的特异性筛选。加入了全序列的mTOR激酶的组合可以提供高质量的混合物筛选，并且保密性强。 最近的相关研究发现，mTOR和许多人类疾病相关，如癌症、糖尿病、肥胖、心血管疾病和神经紊乱等。mTOR在相关疾病的研究中，参与细胞周期、细胞生长、蛋白合成、核糖体生物形成及自我吞噬和对重要靶标的调控过程。 密理博生命科学部提供革新的研发工具、技术服务和生物试剂，让您从事的生命科学研究和药物研发工作更加完美出色。自从2006年收购Chemicon、Upstate和Linco品牌后，产品线迅速拓宽，使密理博成为当今市场上产品种类最齐全的策略性供应商。 了解密理博更多产品信息，请登陆密理博全球官方网站：www.millipore.com，或拨打密理博中国客服热线：800-820-0865或400-889-1988。

在多肽类药物的生产质控中，氨基酸序列的测定是必不可少的检测项目。对于常规组成单一的合成多肽药物来说，氨基酸序列的分析较为简单，可通过Edman降解法或质谱法进行测定，其中Edman降解法被认为更加直接可靠。但对于组成复杂的混合多肽药物来说，比如，醋酸格拉替雷（Glatiramer acetate，简写为GA），由于多肽组成形式复杂多变，可能具有超过一万亿个不同序列的独特多肽，如果对每种多肽成分的氨基酸序列进行精确测定，似乎既不可能，其实也无必要，我们需要考虑新的方法对混合多肽进行整体表征。 n 快速了解醋酸格拉替雷醋酸格拉替雷是一种人工合成的多肽类制剂，由Glu（谷氨酸）、Ala（丙氨酸）、Tyr（酪氨酸）和Lys（赖氨酸）四种氨基酸随机聚合而成，原研药由以色列药厂TEVA研发制造（商品名Copaxone），于1996年获美国FDA核准用于治疗多发性硬化症（MS），其2020年全球销售额达到13.37亿美元，2021年7月，TEVA的“醋酸格拉替雷注射液”在中国的上市申请获得受理。多发性硬化症是一种常见的以中枢神经系统炎性脱髓鞘为主要特征的自身免疫性疾病，临床表现包括视物模糊，感觉、运动异常，智能、情感等高级功能障碍，在中青年人群中多发，且有较高致残率。醋酸格拉替雷被认为是通过改变造成MS发病机制的免疫过程而起作用的，其疗效与耐受性在临床上获得了十足的肯定。 醋酸格拉替雷是一种由Tyr、Lys、Glu、Ala随机聚合而成的多肽混合物（CAS号：147245-92-9） 醋酸格拉替雷的第一个仿制药Glatopa （由Sandoz 公司和 Momenta公司共同开发）于2015年上市，由于原研药的专利到期，未来将有更多的仿制药上市。 n 醋酸格拉替雷的合成与质量评估在醋酸格拉替雷的生产过程中，通过聚合及解聚反应，可以将其分子量控制在一个较窄的范围（平均分子量4700～11000 Da）。生产工艺的改变以及所用试剂的变化都有可能使药物的组分比例发生变化。利用Edman降解法，通过监测N端每一个循环的4种氨基酸的组成比例以及变化趋势，可以对药品质量进行评估。 岛津解决方案 l 蛋白质测序仪对醋酸格拉替雷进行质量评价的原理Edman降解法是进行N端氨基酸序列分析的经典方法，岛津以其为原理设计的全自动蛋白质测序仪（以下简称PPSQ），由液相系统和可执行自动化Edman降解反应的主机组成，将氨基酸从多肽链的N端依次切割下来，通过色谱的保留时间判定氨基酸种类，结果直接可靠。PPSQ除了对N端氨基酸序列进行定性分析外，利用液相色谱稳定的定量能力，还可以对多肽特定循环氨基酸的摩尔生成量及组成比例进行定量分析。 岛津在售蛋白质测序仪PPSQ-51/53A Edman降解反应图解 l 样品前处理取适量稀释后的样品加入经聚凝胺处理的玻璃纤维膜上，干燥后安装到PPSQ反应器上进行分析。实验仅作示例，共测试了3个批次的原研药Copaxone以及4个批次的某在研仿制药，每个批次测试N端前6个循环。 反应器构造图 l 实验结果 1）N端氨基酸组成定性分析醋酸格拉替雷原研药每个循环均检测到Glu、Ala、Tyr、Lys等4种氨基酸，这与药品由Glu、Ala、Tyr、Lys等4种氨基酸随机聚合而来，结果一致。 醋酸格拉替雷原研药Copaxone与某在研仿制药N端氨基酸分析色谱图示例（1-6循环）（黑色：原研药Copaxone；红色：某在研仿制药；DTT、DMPTU、DPTU为试剂峰） 2）各循环中每种氨基酸的相对摩尔含量的分析根据仪器自动生成的氨基酸生成量，计算每种氨基酸的摩尔含量，例如，Glu的相对摩尔含量为： 根据氨基酸的相对摩尔含量，绘制各循环中各氨基酸生成量的趋势图，如下。 醋酸格拉替雷Copaxone 与某在研仿制药N端前6个循环相对氨基酸水平分析（纵坐标：相对摩尔含量；横坐标：循环数） 3）原研药与某在研仿制药的比较从趋势图来看，仿制药各循环氨基酸生成量趋势，与原研药整体相似，但GA仿制药-批次1的Glu的相对含量略低，GA仿制药-批次4的各循环Tyr的相对含量略高，批次1中Glu的偏低与批次4中Tyr的偏高是否正常，需要对原研药进行多批次实验，以判断是否超出正常范围。GA仿制药-批次2及GA仿制药-批次3的Tyr生成量趋势与其他样品有明显不同，提示仿制药生产工艺可能存在与原研不同的地方。 结 语通过醋酸格拉替雷N端各氨基酸生成量的趋势变化的分析比较，可为仿制药的开发及生产质控提供参考，醋酸格拉替雷N端相对氨基酸水平分析亦可作为醋酸格拉替雷仿制药与原研药一致性评价的依据。这也为我们今后分析类似混合蛋白或多肽药物提供了参考思路。 参考文献：J. Andersona, C. Bell, et al., Demonstration of equivalence of a generic glatiramer acetate (Glatopa™ ), Journal of the Neurological Sciences 359 (2015) 24–34 撰稿人：顿俊玲 *本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

p style=" line-height: 1.5em " 　 & nbsp 中科院院士、中国科学技术大学教授杜江峰带领中科院微观磁共振重点实验室，提出并实现了一种可突破时钟速度极限的时序发生方法，并实现了时间分辨率达5皮秒(1皮秒为1万亿分之一秒)的任意序列发生器，从而将高精度时间序列发生功能的时间精度首次提升至皮秒量级。近日，该成果作为编辑精选文章和头条文章发表于《科学仪器评论》。 /p p style=" line-height: 1.5em " 　　高精度的序列发生器广泛应用于高端仪器、测试测量、前沿科学研究等重要领域，其可用于产生高时间分辨率的控制脉冲序列，对各分系统进行高精度同步控制。目前，高精度序列发生器在量子计算、量子精密测量、自动化控制与测量、脉冲成像技术、医学诊疗等诸多方向得到广泛应用。 /p p style=" line-height: 1.5em " 　　在过去的数十年中，序列发生技术绝大部分采用高速时钟法。这种方法中序列的时间精度依赖于时钟速度，提高序列时间精度即需提高时钟速度。然而，技术上实现10吉赫以上速度的时钟难度很大，因此利用现有技术得到皮秒量级的时序发生功能是极其困难的。 /p p style=" line-height: 1.5em " 　　在最新研究中，杜江峰团队创新性地提出一种称之为“时间折叠”的高时间精度序列发生方法。与“时间内插”法相结合，最新研究不仅突破了传统的高速时钟法实现序列发生的时间精度的上限，得到皮秒量级的序列发生功能，还同时在皮秒尺度改善序列发生的时间线性，保障高质量、高稳定度的序列发生功能。 /p p style=" line-height: 1.5em " 　　测试表明，新的序列发生技术可实现时间分辨率为5皮秒、动态范围为5纳秒至10秒的序列发生功能。新提出的“时间折叠”技术还提供了进一步提升时间性能的潜力。 /p p br/ /p

被誉为生命科学“登月计划”的人类基因组测序再次取得重大进展：国际科学团队端粒到端粒联盟（T2T）发表了第一个完整的、无间隙的人类基因组序列，首次揭示了高度相同的节段重复基因组区域及其在人类基因组中的变异。这是对标准人类参考基因组，即2013年发布的参考基因组序列（GRCh38）的“重大升级”。当地时间31日，《科学》杂志连发6篇论文报告这一成就。2001年2月12日，由6国科学家共同参与的国际人类基因组计划首次公布人类基因组图谱及初步分析结果；2003年4月15日，公布了人类基因组序列草图。然而由于技术限制，当初的人类基因组计划留下了大约8%的“空白”间隙。这部分很难被测序，由高度重复、复杂的DNA块组成，其中包含功能基因以及位于染色体中间和末端的着丝粒和端粒。新的无间隙版本被称为T2T-CHM13，由30.55亿个碱基对和19969个蛋白质编码基因组成。增加了近2亿个碱基对的新DNA序列，包括99个可能编码蛋白质的基因和其中近2000个需要进一步研究的候选基因。这些候选基因大多数是失活的，但其中115个仍然可能表达。团队还在人类基因组中发现了大约200万个额外的变异，其中622个出现在与医学相关的基因中。此外，新序列还纠正了GRCh38中的数千个结构错误。具体而言，新序列填补的空白包括人类5条染色体的整个短臂，并覆盖了基因组中一些最复杂的区域。其中包括在重要的染色体结构中及其周围发现的高度重复的DNA序列，如染色体末端的端粒和在细胞分裂过程中协调复制染色体分离的着丝粒。新序列还揭示了以前未被发现的节段重复，即在基因组中复制的长DNA片段，已知其在进化和疾病中发挥重要作用。新序列还在识别和解释遗传变异方面具有重要改进，并揭示了关于着丝粒周围区域的前所未见的细节。这一区域内的变异性可能为人类祖先如何进化提供新证据。研究人员称，这一完整的、无间隙的序列对于了解人类基因组变异的全谱和了解某些疾病的遗传贡献至关重要。研究人员表示，下一阶段的研究将对不同人的基因组进行测序，以充分掌握人类基因的多样性、作用以及我们与近亲、其它灵长类动物的关系。【总编辑圈点】基因组的某些区域，其实是一遍又一遍的重复，这些重复区域包括细胞分裂中一些极其关键的部分，也包括可能帮助物种适应的新基因。在过去，所有这些重复使得科学家无法以正确的顺序“组装碎片”——就像高难度的、几乎每一块都相同的拼图，而人们不知道其中哪一块该放在哪，就在基因组图谱上留下了巨大空白。现在的最新成果不再有任何隐藏或未知的部分，或者也可以说，一个全新的基因宝库正在全人类面前徐徐打开。

非晶合金（又称金属玻璃）因具有一系列优异性能，在空天、国防、能源等领域显示出广阔应用前景。然而，非晶合金极易形成纳米尺度变形局部化剪切带，而剪切带快速扩展诱致的宏观脆性严重地限制了其走向广泛的工程应用。因此，非晶合金剪切带问题成为力学、物理与材料等相关领域共同关注的重要课题。本征上，非晶合金剪切带涌现是一类远离热力学平衡下时空多尺度耦合的非线性过程。空间上，固有的结构不均匀性会引起强烈的变形及动力学行为的梯度效应。时间上，涵盖原子振动、原子团簇协同重排、塑性流动等多个速率过程。这些事件均具有各自的特征时间和空间尺度，他们的关联耦合控制剪切带涌现，使变形高度集中在宽度或厚度为数十纳米的带状区域，并以近声速的模式快速扩展。与原子周期有序排列的晶态合金不同，原子长程拓扑无序堆垛的非晶合金变形内蕴三种高度耦合纠缠的原子尺度运动：剪切、体胀和旋转。这三种局域原子运动的强纠缠是非晶合金剪切带涌现精细物理图像尚未探明的关键瓶颈。近期，中科院力学所戴兰宏研究团队在该问题研究上取得新进展。基于连续介质力学理论框架，研究人员首先提出了一个同时考虑仿射和非仿射变形信息的两项梯度模型（Two-term gradient model, TTG模型），可以完整地描述无序固体介质的局部变形场，突破了目前广泛使用的单纯仿射或非仿射模型的局限。研究人员进一步完成了对剪切、体胀、旋转这三个高度纠缠的局域运动的解耦，并在原子尺度上定义了全新的局部剪切、体胀、旋转运动事件的定量描述符。为了表征这三类原子团簇运动，提出了剪切主导区（shear dominated zone, SDZ）、体胀主导区（dilatation dominated zone, DDZ）及旋转主导区（rotation dominated zone，RDZ）的概念和定量表征方法，克服了目前流行的剪切转变区（shear transformation zone, STZ）不能表征原子团簇旋转运动和定量描述体胀运动的不足。在此基础上，研究人员利用大规模分子动力学模拟，对非晶合金从均匀变形到局部化剪切带涌现全过程进行精细表征。通过追踪SDZ、DDZ及RDZ原子团簇运动演化时空序列，发现初始宏观均匀变形阶段剪切、体胀及旋转团簇运动事件呈现出类似“军队行动”式的步调协同一致行为，具体表现为SDZ、DDZ及RDZ在空间离散的“类液”软区随机同步激活。基于统计学的极值理论分析，研究人员发现在这个阶段，体胀局域运动事件较剪切和旋转事件的空间分布展现出更明显的非高斯长拖尾特征，表明体胀局域化流动（DDZ）起先导的主控作用。原子团簇通过体胀运动（DDZ）完成局部软化过程，随着变形加剧，这种体胀局域软化进一步激活其邻近硬区的旋转运动，进而逐渐打破了SDZ、DDZ和RDZ三者间同步激活，转变为SDZ、DDZ及RDZ的非均匀间隔分布。增强的RDZ运动又进一步加剧了SDZ和DDZ局域运动，进而诱发硬区团簇的软化。当软化程度达到临界时，硬区壁垒被打破，激活的SDZ、DDZ及RDZ相互贯穿形成剪切带。研究人员进一步基于逾渗理论，对SDZ、DDZ及RDZ原子团簇运动事件从初期均匀变形阶段的随机离散激活到变形局部化剪切带涌现时的群体贯穿演变全过程进行定量分析，发现剪切带涌现属于定向逾渗（directed percolation），并且呈现出临界幂律标度行为。本项工作提出的两项梯度（TTG）模型及三种原子团簇运动单元（SDZ、DDZ及RDZ）新概念为无序固体介质变形定量描述提供了基本工具，所揭示的剪切带涌现过程原子尺度精细图像及临界行为为深入认知非晶合金剪切带提供了新的线索。该研究成果近期以“Hidden spatiotemporal sequence in transition to shear band in amorphous solids”为题发表在Physical Review Research 4, 23220 (2022)，第一作者为博士生杨增宇。该项研究工作得到了国家自然科学基金重大项目“无序合金的塑性流动与强韧化机理” 、基础科学中心项目“非线性力学的多尺度问题”、中科院B类战略性先导科技专项项目“复杂介质系统前沿与交叉力学”等资助。论文链接：doi:10.1103/PhysRevResearch.4.023220图1 非晶合金剪切带中的旋转（涡旋）、剪切和体胀运动事件图2 剪切-体胀事件与旋转事件的关联“破缺”，空间分布从同步激活转变为交替间隔分布图3 剪切带涌现前出现原子旋转团簇运动（RDZ）显著增强（图中白色气泡代表RDZ，也即原子运动的涡旋结构）图4 非晶合金剪切带涌现原子尺度演变过程示意图

DNA序列中稍有变异就会对身体产生深远的影响。现代基因组学研究已经表明，只要一个突变就占领了决定是否成功治愈一种疾病还是使该病猖獗地蔓延到全身各部位的制高点。 　　研究人员通过一种新的方法检测特定DNA片段，找出单一突变位点，从而帮助疾病(如癌症、肺结核)的诊断和治疗。DNA序列中这些微小变化是导致疾病或某些传染性疾病具有抗生素耐药性的根源所在。 这项最新的研究结果已经发表在《自然化学》杂志上。 　　&ldquo 相较之传统的检测方式，我们的方法的确有所改善。它不需要任何复杂的反应或添加一些活性酶，唯一使用的就是DNA。这就意味着该方法对温度变化及环境变量的敏感性很低，极适合低资源配置下的诊断应用。&rdquo 华盛顿大学的电气工程和计算机科学与工程系助理教授 Georg Seelig说。 　　随着基因组学研究的发展，人们深知哪怕仅有一对碱基对发生变化(突变、插入或删除)都会引起重大的生物学后果。基因位点的突变也可用来解释疾病的发生或某些疾病产生抗生素耐药性的原因。 　　&ldquo 以肺结核为例，其对抗生素的耐药性往往是由于特定基因的少数序列发生突变引起，如果某位患者对治疗肺结核的抗生素产生耐药性，证明很可能存在某个位点的突变。&rdquo Georg Seelig说。现在，研究人员有能力做到检查该突变的可预见性。 　　Seelig、莱斯大学的 David张和威斯康星大学的电气工程学博士Sherry 陈设计了一组探针，可检测目标DNA片段中单一碱基对的突变。该探针可详细检测DNA长序列中的某些突变片段，范围达到200碱基对，而当前的基因突变检测方法其范围仅能达到20个碱基对。 　　测试探针与怀疑突变的DNA序列绑定在一起，研究人员首先创建一个免费的双螺旋DNA分子，将分子混合于含盐水的试管中，如果碱基对完好无损，双链DNA会采取配对原则结合在一起。相对传统技术而言，新的分子检测探针可检测目标DNA双螺旋链的特异突变，而不是单一的仅一条链，这也解释了该探针的特异性所在。如果分子探针和目标DNA 达到最大匹配度，将发出荧光。如果探针没有发射荧光，意味着目标DNA没有与其达到最佳匹配度，即发生了突变。 　　研发人员已为该技术申请了专利，并希望它能够应用于疾病的诊断与测试。

近日，深圳华大基因研究院(BGI)与基因组光学图谱技术的独家供应机构OpGen公司共同宣布，双方将致力于推广基因组光学图谱技术在人类和动植物全基因组测序组装中的应用。 　　华大基因和OpGen公司已经成功地合作完成了对人类基因组现有的序列中&ldquo 漏洞&rdquo 的填补工作。双方的研发团队将继续合作完成更多人类及动物全基因组序列。 　　随着DNA测序技术的发展，研究人员可以花费更低的成本得到更多有效的数据，但是，测序获得的基因组中仍然有许多无法定位和无法鉴别的基因序列存在。OpGen公司的光学图谱技术与新一代测序技术相结合将有助于高效、精确地将组装的基因组序列定位到染色体上，获得高质量的全基因组序列图谱。 　　华大基因拥有一流的测序能力和强大的计算能力，每年可完成千万个基因组序列。在全基因组测序组装技术的基础上，配合基因组光学图谱技术，该合作项目将会为全基因组测序及基因组学研究的飞速发展提供一个卓越的平台。 　　OpGen公司开发的基因组光学图谱技术，不依赖序列信息，可以快速生成基于单个DNA分子的高分辨率、有序、全基因组的限制性内切酶酶切图谱。该技术已经被广泛应用于微生物基因组学研究，如比较基因组学研究，菌株分类，全基因组序列组装等。 　　华大基因研发部门的副总裁徐讯说：&ldquo 通过基因组光学图谱技术与新一代测序技术相结合，我们可以获得更多高质量的具有代表性的参考基因组序列。这将有助于对不同的人群进行更加精确且有针对性的基因组学研究。此外，这两种技术的结合可以改进微生物基因组序列组装结果，在人类元基因组研究领域有巨大潜力，将会极大地促进人类疾病研究的发展和应用。&rdquo 　　OpGen公司的执行总裁道格· 怀特(Doug White)说：&ldquo 我们很高兴能够与华大基因一起合作，实现基因组光学图谱技术在微生物研究以外领域的应用。我们相信，基因组光学图谱技术与新一代测序技术相结合将为完成复杂的大基因组的全基因组序列带来很大的帮助，能够有效的降低这些基因组学项目的总体研究经费和时间。&rdquo

中国科学家31日在青岛宣布，他们绘制完成了牡蛎全基因组序列图谱，这是中国首次发布海洋生物的全基因组序列，也是世界上首张贝类全基因组序列图谱。 　　牡蛎全基因组序列图谱项目首席科学家张国范介绍说，根据绘制成功的牡蛎基因组序列图谱，发现牡蛎基因组由8亿个碱基对组成，大约包含2万个基因，基因组数据支持了海洋低等生物具有高度遗传多样性的结论。 　　据张国范介绍，牡蛎全基因组序列的完成对牡蛎养殖和减少牡蛎所带来的海洋生物污损具有重要应用价值，而且也标志着基于短序列的高杂合基因组拼接和组装技术获得重大突破。 　　牡蛎隶属软体动物门，共100余种，除极地地区的各大洲沿海均有分布，是目前人类世界上产量最大的海水养殖品种，年产值达到35亿美元，中国牡蛎年产量超过海水养殖产量的四分之一。 　　山东省科技厅副厅长李乃胜说，牡蛎全基因组序列图谱的绘制完成，使科研工作者可以在分子水平对生物的目标性状进行预先设计，有效解决常规育种方式中周期长和准确性低的问题，具有里程碑式的意义。同时，随着牡蛎基因组数据的深入挖掘，有可能改变牡蛎生活习性，使其更好地为人类所利用。 　　牡蛎全基因组序列图谱的完成也为研制和生产新材料奠定了基础。科研人员介绍说，牡蛎附着在礁石或者船舶上时的粘度很大，可能是世界上粘度最大的胶体，在牡蛎基因组中找到相关基因后，就可制成粘度很强的新材料。 　　基因组测序项目科技合作伙伴深圳华大基因研究院总监倪培相说，牡蛎全基因组序列图谱的完成也为高杂合物种的基因组测序奠定了基础。 　　张国范说，牡蛎全基因组序列图的绘制完成还可解答一系列科学之谜。&ldquo 例如，为何牡蛎具有极强的繁殖能力，但是绝大部分后代却都在出生后不久就死亡?这可从基因图中找到答案。&rdquo 他说。 　　牡蛎全基因组序列图谱绘制由中国科学院海洋研究所研究员张国范和美国新泽西州立大学教授郭希明于2008年5月发起，并成立了牡蛎基因组计划，历时两年，于今年7月底完成了绘制工作。 　　基因组是生物所携带遗传信息的总和，包括单倍体细胞核、细胞器或病毒粒子所包含的全部DNA分子或RNA分子。 　　人类基因组序列草图于2000年6月完成，发现人类基因由30亿个碱基对组成。从2000年至2009年，完成全基因组测序的物种从42个上升至1100个，每年平均增加118个。 　　目前，中国已完成了水稻、家蚕和家鸡等重要经济种类物种和大熊猫及藏羚羊等濒危物种的基因组测序。

安捷伦科技针对新一代测序的定制靶向序列捕获试剂盒序列范围扩展5 倍，碱基覆盖可高达34 Mb 2011 年4 月12 日，北京 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）今日宣布推出用于新一代测序（NGS） SureSelect XT靶向序列捕获系统的最新定制试剂盒，该试剂盒可捕获高达34 Mb 的目标基因组区域。 新版定制试剂盒的序列覆盖范围比旧版扩展了5 倍，这使得研究人员能够将研究范围从人类外显子扩展到对动物、微生物、植物及其它生物体中较大的目标区域进行测序，目前尚没有针对此类研究的商业化预定义或目录版的靶向序列捕获试剂盒。 现在研究人员可以利用目录试剂盒或定制试剂盒对高达34 Mb 的序列进行研究，这种撒大网的方式有利于发现SNP、插入/缺失以及拷贝数变异。然后他们可以设计有针对性的自定义序列捕获文库，用于后续的大量样品研究。安捷伦提供eArray在线靶向序列捕获和芯片设计工具，可帮助用户设计并订购 SureSelect XT 定制版靶向序列捕获试剂盒（可选 10 到5000 次反应，及适用于各种主流 NGS 平台的格式）。 安捷伦SureSelect 平台市场总监Fred P. Ernani 博士说：&ldquo 安捷伦在定制长链寡核苷酸制造方面的出众能力再加上eArray 设计工具的强大功能，能够为研究人员带来卓越的具有高度灵活性且可定制的NGS 靶向序列捕获系统。现在，安捷伦能够为研究人员提供 200 Kb 到34 Mb 的大范围定制捕获试剂盒，几乎适用于任何规模的研究。&rdquo 随着测序结果的不断产生，研究人员可以不断采用 SureSelect 和eArray 工具反复进行快速设计和完善。现在，SureSelect XT 用户拥有全面的文库设计选择，从可直接使用的目录版试剂盒到结合了目录版和定制版内容的复合设计试剂盒，再到完全定制设计的试剂盒。 拥有DNA 靶向序列捕获和RNA 靶向序列捕获的SureSelect XT 产品线成为应用范围最广的新一代靶向测序技术平台。定制试剂盒的不断发展使得早期使用的客户能够捕获超过60 Mb 的序列。 靶向序列捕获工作流程 靶向序列捕获使研究人员可以仅对目标基因组区域（而非整个基因组）进行测序，从而简化NGS工作流程。结合领先的新一代测序系统的更高速度，SureSelect XT的多重检测支持功能使得研究人员在每次实验中都能更全面地认识更多样品的基因组，这在过去是难以实现的。文库制备和靶向序列捕获流程的瓶颈已经得到有效解决。 为进一步提高处理通量，安捷伦还提供了集成式工作站，用于自动化完成SureSelect XT文库制备和靶向序列捕获工作流程。可针对多重测序对样品进行索引，且所有试剂都适合自动化操作。不久之后，安捷伦的Bravo 自动化液体处理系统所支持的自动化方案将增加RNA 捕获自动化统包方案。 SureSelect 靶向序列捕获平台作为基因发现的核心工具，现已被50 多篇同行评审的论文所引用。《科学》杂志12 月17 日刊登的2010 年十大科学突破中，其中两项突破&ldquo Reading the Neandertal Genome&rdquo （解读尼安德特人基因组）和&ldquo Homing In on Errant Genes&rdquo （外显子组测序/罕见疾病基因）均采用了本系统。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，同时也是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者。公司的 18500名员工为 100多个国家的客户提供服务。在2010 财政年度，安捷伦的业务净收入为54 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn。

今年1月1日起，江苏瑞明生物科技有限公司的实时单细胞多模态分析仪正式加入PerkinElmer生命科学产品序列！江苏瑞明 实时原位单细胞生化分析仪（点击索取报价参数）实时单细胞多模态分析仪功能概述单细胞研究对于理解细胞的组成、生理行为与功能的多样性具有重要意义，基因组、转录组、蛋白组、代谢组学等分析技术为单细胞研究提供了有力工具。实时单细胞多模态分析仪可以实时、连续、定量检测单个活细胞的小分子含量及酶活性。核心特点主要性能实时单细胞多指标检测：实时检测单个活细胞内小分子含量（如葡萄糖、乳酸、ATP、胆固醇、Ca2+、K+等）及酶活性 （葡萄糖苷酶、鞘磷脂酶、乳酸脱氢酶等），可匹配160余种商品化试剂盒；实时亚细胞原位检测：在亚细胞水平（胞质、胞核、胞膜）实时连续、原位检测；超微量提取、注射：单细胞水平提取细胞器（如溶酶体、线粒体）、胞质进行质谱或其它平台的联用分析；单细胞注射药物、代谢剂等，并进行药效评估；活体水平检测：活体水平实时检测生化指标（用药前后、中医药针灸刺激前后）的变化。技术原理电信号检测通过电探头对细胞释放的电活性物质进行检测，如过氧化氢、一氧化氮、多巴胺、超氧阴离子等物质。通过试剂盒的量化级联反应产生的过氧化氢等电活性物质，实现单细胞小分子含量或酶活性的检测。荧光信号检测光探头传输激发光激发预染色细胞，通过光学检测系统收集细胞发射的荧光信号，荧光信号强弱反映细胞预染色指标的含量，可实现细胞整体或亚细胞激发检测。通过单细胞超微量提取注射，向单个活细胞注射荧光检测试剂盒，光探头传输激发光激发细胞的生化反应产物而产生荧光，荧光信号强弱反映细胞内相应的小分子含量或酶活。经典应用肿瘤细胞代谢肿瘤细胞异质性研究，包括糖代谢、脂代谢、蛋白代谢相关的小分子和酶活分析；结合抑制实验，研究肿瘤细胞代谢过程中关键激活酶，为抗癌药物研发提供理论基础；通过抗癌新药直接刺激细胞或配合专用探头实现细胞内送药，评估其对单细胞内代谢参数指标的影响。代表文献1) Zheng XT, Yang HB, Li CM. Optical detection of single cell lactate release for cancer metabolic analysis. Anal Chem. 2010 Jun 15 82(12):5082-7. (DOI: 10.1021/ac100074n)2) Pan R, Xu M, Jiang D, Burgess JD, Chen HY. Nanokit for single-cell electrochemical analyses. Proc Natl Acad Sci USA. 2016 Oct 11 113(41):11436-11440. (DOI: 10.1073/pnas.1609618113)3) Zheng XT, Li CM. Single living cell detection of telomerase over-expression for cancer detection by an optical fiber nanobiosensor. Biosens Bioelectron. 2010 Feb 15 25(6):1548-52.. (DOI:10.1016/j.bios.2009.11.008)4) Zheng XT, Hu W, Wang H, Yang H, Zhou W, Li CM. Bifunctional electro-optical nanoprobe to real-time detect local biochemical processes in single cells. Biosens Bioelectron. 2011 Jul 15 26(11):4484-90.(DOI:10.1016/j.bios.2011.05.007)新药研究新药研究离不开细胞学实验，实时单细胞多模态分析仪在药物研究中的常见应用：药物的极性和分子量会影响其透过细胞膜的效率，如果药物的细胞膜透性较低或未知，可以单细胞内定点注射药物并实时检测药效相关指标（Ca2+和ROS等），可以反映药物发挥作用的潜在位置；为了理解药物作用机制，需要预先判断可能的转运体、药物靶点、及涉及到的关键代谢酶，然后通过实时单细胞多模态分析仪进行验证，由于是实时的，可以添加相关抑制剂或增强剂直接进行判断验证；用于单细胞亚细胞水平的定向给药及实时原位检测药物作用效果，提供亚细胞水平药物-细胞相互作用研究的重要工具，实现单细胞层面药物保护性研究和抑制性研究，可为药物载体的单细胞层面载药能力研究和亚细胞层面的定位提供选择性平台。代表文献1）Xin T Z , Peng C , Chang M L . Anticancer Efficacy and Subcellular Site of Action Investigated by Real‐Time Monitoring of Cellular Responses to Localized Drug Delivery in Single Cells[J]. Small, 2012, 8(17):2670-2674. (DOI: 10.1002/smll.201102636)2）Yuning Han, Bin Hu, Mingyu Wang, Yang Yang, Li Zhang, Juan Zhou*, Jinghua Chen*. pH-Sensitive Tumor-Targeted Hyperbranched System Based on Glycogen Nanoparticles for Liver Cancer Therapy, Applied Materials Today, 2020, 18, 100521.(DOI: 10.1016/j.apmt.2019.100521)神经领域应用单细胞胞质的超微量抽提，和质谱平台联用完成递质成分的分析；纳米级探头实现单个神经细胞或脑组织的小分子电化学检测。代表文献1）Molecular profiling of single axons and dendrites in living neurons using electrosyringe-assisted electrospray mass spectrometry[J]. Analyst, 2019, 144 2） Development of Au Disk Nanoelectrode Down to 3 nm in Radius for Detection of Dopamine Release from a Single Cell[J]. Analytical Chemistry, 2015, 87(11):5531.3）Electrochemically Probing Dynamics of Ascorbate during Cytotoxic Edema in Living Rat Brain[J]. Journal of the American Chemical Society, 2020, 142(45):19012-19016.活体研究中医药领域，可对特定穴位血清素（5-羟色胺）、一氧化氮、乙酰胆碱、抗坏血酸等关键指标的实时监测，可配合组织解剖学实验，研究不同组织类型的指标差异，辅助针灸机理研究；活体动物模型在体检测，辅助肿瘤疾病药物研究。代表文献1）Li, YT., Tang, LN., Ning, Y. et al. In vivo Monitoring of Serotonin by Nanomaterial Functionalized Acupuncture Needle. Sci Rep 6, 28018 (2016). (DOI: https://doi.org/10.1038/srep28018)2）Tang, L., Li, Y., Xie, H. et al. A sensitive acupuncture needle microsensor for real-time monitoring of nitric oxide in acupoints of rats. Sci Rep 7, 6446 (2017). (DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-06657-3)3）Tang, L., Du, D., Yang, F. et al. Preparation of Graphene-Modified Acupuncture Needle and Its Application in Detecting Neurotransmitters. Sci Rep 5, 11627 (2015). (DOI: https://doi.org/10.1038/srep11627)关于江苏瑞明（点击进入在线展位）江苏瑞明生物科技有限公司是一家集研发、生产与销售单细胞检测仪及其它高端生物化学检测设备的高科技企业。公司坐落于风景宜人的江苏省宜兴经济技术开发区光电子产业园。公司目前的主要产品为纳米光电生化检测仪，该设备采用世界首创且具有自主知识产权的技术，将精密光、电探测与纳米加工有机的结合为一体，实现了对单个活细胞在亚细胞水平的实时在线同时检测,填补了国内在此单细胞检测领域的空白。此设备在生命科学、医学、药理学或毒理学、农业、食品科学、生物能源等领域有着广泛的应用。公司目前主要产品有四大类，仪器设备、耗材、试剂和微流控及生物芯片。公司已有发明专利十几项，高新技术产品多项。（更多详情点击查看）

外泌体和其他细胞外囊泡 (sEVs) 提供了一种特殊的细胞间交流方式。miRNA是高度保守的非编码小分子RNA。有的miRNA滞留细胞内，通过沉默目的mRNA来参与细胞自身重要生理功能的调控，而有的 miRNA能被分泌出去 ，包裹进具有脂质双层膜结构的外泌体里，被其他细胞吸收，从而介导不同细胞和组织间的信号交流和协调【1-3】。一直以来，外泌体/细胞外囊泡及其分泌的miRNA均被作为多种重要疾病的明星分子得到关注，这是因为它们不仅在疾病诊断和检测中具有重要意义，还可被外源性加工以治疗疾病 (图1)。图1. 细胞外miRNA的疾病治疗前景(摘自C. Ronald Kahn院士组2019年在Cell Metabolism的综述) 【1】尽管外泌体和miRNA的研究如火如荼，我们对决定miRNA是被释放到外泌体还是滞留细胞内的分子机制知之甚少，极大地阻碍了我们对miRNA的生物学功能的研究及疾病治疗的应用。2021年12月22日，来自美国哈佛大学医学院C. Ronald Kahn院士组 (美国国家科学院及美国医学科学院) 的研究人员在Nature杂志在线发表了题为MicroRNA sequence codes for small extracellular vesicle release and cellular retention 的研究论文，在此前同一课题组发表的另一篇研究miRNA在组织脏器间介导信号交流的Nature文章【2】的基础上，通过比较分析5种不同组织来源细胞系的细胞培养基，发现了决定miRNA被分泌到外泌体中或滞留胞内的特定序列，揭示了循环外泌体miRNA导向特定组织器官的重要机制。这一发现有助于我们更好地提高RNA治疗的精准性。为研究决定miRNA在细胞滞留 (cellular retention) 或从外泌体分泌的分子机制，研究人员从代表5种重要组织器官的小鼠细胞系中分离外泌体。这些细胞系包括3T3-L1细胞 (白色脂肪细胞)、棕色脂肪细胞、C2C12细胞 (骨骼肌细胞)、SVEC细胞 (内皮细胞) 及AML12细胞 (肝脏细胞)。通过提取外泌体中及相应细胞内的miRNA并进行下游检测，研究人员确定了不同类型细胞的miRNA特征，并发现外泌体来源的miRNA和各自细胞来源的miRNA具有显著不同的特征，约三分之一外泌体来源的miRNA具有细胞类型特异性的富集特征，可用于预测其器官组织来源。图2. 使用5种细胞系研究sEVs或细胞来源的miRNA特征通过比较细胞和外泌体内miRNA相对丰度，研究人员确定了miRNA在外泌体和细胞内的差异程度——部分miRNA表现出外泌体富集，而有些miRNA则表现出细胞内富集，即细胞滞留(retention)。进一步分类发现，43个miRNA主要存在于所有细胞类型的细胞内，而13个miRNA则存在于所有细胞类型的外泌体内，这一有趣发现提示，可能存在一种决定miRNA是细胞内滞留还是被分泌入外泌体的适用于所有细胞类型的通用机制。为揭示miRNA富集及分泌的机制，研究人员对表现出仅外泌体富集或仅细胞富集的miRNA进行了序列和结构分析，发现表现出外泌体高富集的miRNA序列具有更高的G+C含量及Gibbs自由能。随后对各个细胞类型深入序列分析，研究人员鉴定出了与外泌体富集显著程度相关的EXOmotifs (各细胞类型具有1-4种该序列，表现出更高的G+C含量)，同时也鉴定出与细胞富集显著相关的CELLmotifs (各个细胞类型具有2-5种该序列，G+C含量较低)。部分序列反复出现在外泌体富集或细胞内富集的miRNA中(无论细胞种类)，该序列具有四核苷酸特征，被研究人员命名为核心EXOmotifs或核心CELLmotifs。这些体外系统鉴定出的miRNA分类特征同样也可以在原代细胞系中得到重复。接下来，为研究调控外泌体分类的序列是否具有改变细胞和外泌体之间miRNA分布的充分性，研究人员引入或移除特定序列以进行突变研究 (图3)。将属于CELLmotifs的AGAAC引入只在外泌体富集的miR-431-5p后能引起该miR 在外泌体中的富集度降低约35%。对本身拥有AGAAC序列的miR-140-3p而言，在该Cellmotif被突变后，其外泌体的转运程度倍增。更显著的是，将miR-677-5p中存在的两个核心CELLmotifs同时突变，能引起该miR在外泌体中的富集程度增加14倍左右。同样类似的结果也可以在核心EXOmotifs突变中得到验证。这些实验结果在其他细胞系中也得到了验证。因此，研究人员鉴定出的这些核心EXOmotifs或核心CELLmotifs能参与miRNA保留或分泌，对其进行引入或移除操控能改变miRNA的分布。图3. 研究人员使用突变实验研究序列功能基于这一现象，研究人员做出假设，认为 EXOmotifs或CELLmotifs可能与特定miRNA结合蛋白相互作用。因此，研究人员开展可基于生物素的pulldown实验 (图4)，将与miRNAs结合的蛋白进行LC-MS/MS蛋白组分析，鉴定出了67个差异表达蛋白。使用siRNA对其中两个蛋白Alyref和Fus进行敲减后，外泌体中含CGGGAG 的miRNA显著减少。因此认为，Alyref和Fus是参与了miRNA序列识别和外泌体转运的两个重要蛋白。研究人员随后也使用了Transwell系统引入特定EXOmotifs至miRNAs以提高其进入外泌体的几率，也验证了分泌后的miRNA能抑制受体细胞的靶基因。图4. 使用pulldown实验验证与特定EXOmotif或CELLmotif相互作用的miRNA结合蛋白本文通过对5种代谢关键的细胞系进行miRNA测序，发现了不同细胞系的外泌体能释放与原细胞系内存在的miRNA显著不同的miRNAs。测序分析发现miRN在外泌体的富集与EXOmotifs (外泌体分泌序列) 和CELLmotifs(细胞保留序列)的存在密切相关。这一发现提示机体存在控制miRNA外泌体富集、分泌和细胞滞留的复杂整合机制 (图5)。对这一机制的深入理解不仅能帮助我们提高调控靶基因表达的miRNA递送效率，还能更好地帮助我们利用将循环miRNA导入至特定组织脏器以治疗重大疾病。因此，本研究提供的调控miRNA在细胞内保留或分泌的机制具有重要的疾病治疗意义。图5. EXOmotifs和CELLmotifs介导的细胞类型特异性的miRNA在外泌体/sEV分泌和细胞保留的机制。哈佛大学医学院Joslin糖尿病中心的Ruben Garcia-Martin博士为本文第一作者，C. Ronald Kahn院士为本文通讯作者。C. Ronald Kahn教授为美国科学院、美国医学科学院、美国科学艺术学院院士，为糖尿病及胰岛素抵抗研究的世界领军人物，培养了100多位遍布世界各地的糖尿病、代谢疾病研究的科学家，其中重要弟子包括哈佛医学院前院长Jeffrey Flier在内的十余位哈佛教授以及担任多个重要研究机构的领军人物，如Eric Verdin (UCSF大学Buck研究所主席、CEO)、Jens Bruning (德国马普代谢研究所所长)等。C. Ronald Kahn教授曾荣获70余个重要国际学术奖项，包括素有“诺奖风向标”之称的沃尔夫医学奖、首届亥姆霍兹糖尿病终身成就奖、美国医师协会George M. Kober奖章，以及美国糖尿病学会(ADA)、美国英国内分泌协会、英国内分泌协会、欧洲糖尿病研究协会、美国临床内分泌医师协会等组织颁发的最高奖等。此外，还C. Ronald Kahn教授领导多个重要学术组织，曾担任美国临床研究学会主席、美国糖尿病学会President-Elect、美国科学院生物医学部门主席、美国国会任命的糖尿病研究工作小组主席、NIDDK战略规划工作组主席等。C. Ronald Kahn教授论文引用达16.5万次，H-index为210，连续多年入选科睿唯安的“高被引科学家”榜。课题组长期致力于多个重要组织脏器的胰岛素信号通路研究，如肝脏、肌肉、脂肪、大脑等，近年来尤其感兴趣利用iPSC研究代谢型疾病中的胰岛素抵抗以及应用miRNA研究不同重要组织间的信号交流，C. Ronald Kahn教授组现有1-2名博士后职位空缺，欢迎有iPSC及miRNA(以及神经代谢)研究背景的研究人员申请。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04234-3

12月9日，由中国农业科学院烟草研究所参与规划设计与实施的全球第一套烟草全基因组序列图谱&mdash &mdash 绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱完成，这是继马铃薯和番茄基因组之后，全球完成的第三种茄科植物全基因组序列图谱。 　　烟草是重要的科研模式植物，绒毛状烟草和林烟草是栽培烟草的两个祖先种。这两个品种的全基因组序列图谱是目前已知植物基因组序列图谱中基因组最大、组装精度最高、组装结果最好的2个图谱。此项工作的完成标志着烟草研究从此全面进入基因组时代。 　　绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱测序是中国烟草基因组计划的一部分。中国烟草基因组计划于2010年12月启动，由国家烟草基因研究中心、中国农业科学院烟草研究所等单位承担。目前，重大专项已在多个领域取得突破性进展，烟草突变体库创制已达27万份并正在进行大规模鉴定和分析，烟草分子遗传图谱构建和重要突变基因定位克隆也取得了突破。在此基础上，科研人员将有序开展绒毛状烟草和林烟草的遗传图谱和物理图谱绘制，并启动大量四倍体栽培烟草的基因组测序工作。

据最新一期《自然生物技术》发表的一项研究，在CRISPR基因编辑系统的基础上，美国麻省理工学院研究人员设计了一种新工具，可以更安全、更高效的方式剪除有缺陷的基因并用新基因替换它们。使用这个系统，研究人员可将长达36000个DNA碱基对的基因传递给几种类型的人类细胞，以及小鼠的肝细胞。这种被称为PASTE（通过位点特异性靶向元素进行可编程添加）的新技术有望治疗由具有大量突变的缺陷基因引起的疾病，例如囊性纤维化。新工具结合了CRISPR-Cas9的精确定位，CRISPR-Cas9是一组最初源自细菌防御系统的分子，与整合酶结合在一起，病毒使用这种酶将自己的遗传物质插入细菌基因组。这些整合酶来自细菌和感染它们的病毒之间的持续斗争，它说明了人们如何能够不断从这些自然系统中找到大量实用新工具。此次开发的新工具，可切除有缺陷的基因并用新基因替换它，而不会引起任何双链DNA断裂。研究人员专注于丝氨酸整合酶，它可插入大块DNA，大至50000个碱基对。这些酶以称为附着位点的特定基因组序列为目标，这些序列起到“着陆点”的作用。当在宿主基因组中找到正确的着陆点时，它们就会与之结合。研究团队意识到，将这些酶与插入正确着陆位点的CRISPR-Cas9系统相结合，可轻松地对强大的插入系统进行重新编程。一旦结合了着陆点，整合酶就会出现并将其更长的DNA有效载荷插入到该位点的基因组中。研究人员表示，这朝着实现可编程插入DNA梦想迈出了一大步。研究人员使用PASTE将基因插入多种类型的人类细胞，包括肝细胞、T细胞和淋巴母细胞（未成熟的白细胞）。他们使用13种不同的有效载荷基因（包括一些可能具有治疗作用的基因）测试了递送系统。在这些细胞中，研究人员能够以5%到60%的成功率插入基因。研究还证明，可将基因插入小鼠的“人源化”肝脏中。这些小鼠的肝脏由大约70%的人类肝细胞组成，PASTE成功地将新基因整合到大约2.5%的这些细胞中。

安捷伦科技针对台式测序仪推出靶向序列捕获平台 2012 年 2 月 14 日，佛罗里达州马科岛（基因组生物学和技术，AGBT）- 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）推出SureSelect 靶向序列捕获系统，支持台式测序仪的HaloPlex 靶向序列捕获系统。该产品将于明日在基因组生物学技术进展年会上正式亮相。 独特的HaloPlex 技术完美融合了聚合酶链反应系统的速度和特异性以及基于液相杂交体系的可扩展性和捕获片段大小的灵活性。该实验方案无需文库构建，利用单管操作，从而解决了多重 PCR 由于存在交叉杂交问题而使靶向序列数量受限的问题。该方案使样品制备时间缩短到不到一天，适用于 Illumina MiSeq 台式测序仪以及 HiSeq 和 GAIIx 测序仪。 &ldquo 虽然新一代测序技术使全基因组分析成为可能，但是当我们想要在数量庞大的个体中测定少部分基因时，我们通常会遇到如何富集的问题。&rdquo Hubrecht 研究所基因组生物学首席研究员 Edwin Cuppen 说，&ldquo 对于几个到几十个范围的目标基因捕获，当前的杂交捕获技术有其局限性。HaloPlex 技术很好地填补了这个空白，可以帮助我们实现了在单次反应中捕获 2 至 20 个基因的完整编码序列，而且其在目标序列片段的的测序效率超过 90 %。 &ldquo HaloPlex 富集技术与 Ion Torrent 半导体测序技术联用，这种灵活高效的组合非常适用于高通量的小片段靶向基因重测序。&rdquo Cuppen 博士参与了安捷伦针对Ion Torrent 平台推出的 HaloPlex 技术的早期测试项目。 &ldquo HaloPlex只是我们为进一步巩固 SureSelect市场 领先地位而制定雄心勃勃的产品开发项目的一个例子。&rdquo Olle Ericsson 说道。他是 Halo Genomics 创始人，目前在安捷伦担任 DNA 测序市场总监一职。&ldquo 面世后的短短两年时间内，SureSelect 就已被超过200 篇的重要学术论文引用，在研究领域发挥了重要作用。在台式测序和靶向序列捕获技术通往临床研究的道路中，HaloPlex 这一创新技术使安捷伦成为领跑者。 HaloPlex 是一款定制产品，用户使用免费的在线设计向导（Web Design Wizard），在不到 10 分钟时间内就可完成设计，富集数以千计的目标基因组序列。 安捷伦于 2011 年 12 月收购了位于瑞典乌普萨拉的 Halo Genomics，从而获得了该产品。HaloPlex 技术完美补充了 Agilent SureSelect 靶向序列捕获系统。这项新产品如今也受益于安捷伦强大的研发、生产和分销资源。 要了解更多信息，请访问 www.agilent.com/genomics/ngs。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，同时也是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 18,700 名员工为 100 多个国家的客户提供服务。在 2011 财政年度，安捷伦的业务净收入为 66 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn

安捷伦科技针对新一代测序仪的靶向序列捕获技术提速四倍 2012 年 3 月 26日，加利福尼亚州圣克拉拉市&mdash &mdash 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）推出了 HaloPlex 靶向序列捕获系统的加速版本，该版本适用于台式测序仪。使用该系统后，从前需要大约 24 小时才能完成的实验方案，现在不到 6 小时便可轻松结束。这就意味着，用户可在一个工作班次内完成从样品制备到测序的一系列流程。 &ldquo 我们近期有机会参与了6小时操作流程的早期测试。应用这一新流程，我们在早晨开始准备文库，下午就可以开始测序。&rdquo Ontario癌症研究所Andrew Brown说：&ldquo 实验结果表明，无论是血液还是石蜡包埋样本，也不论是900ng还是100ng的gDNA起始量，我们都可以清晰无误地检测出变异。&rdquo 新的 HaloPlex 系统只需要 200 ng DNA，仅仅是以前用量的四分之一，可以大大节省珍贵的样品。HaloPlex 也可用于石蜡包埋样本。该产品随试剂盒配有 96 种不同的索引序列，支持同时对多个样品进行平行测序。 独特的 HaloPlex 技术完美融合了聚合酶链反应系统的速度和特异性以及基于液相杂交体系的可扩展性和捕获片段大小的灵活性。该实验方案无需文库构建，利用单管操作，从而解决了多重 PCR 由于存在交叉杂交问题而使靶向序列数量受限的问题。该实验方案适用于 Illumina MiSeq 台式测序仪以及 HiSeq 和 GAIIx 测序仪。该工作流程比杂交捕获和微流体 PCR 方法更加简便快捷。 Halo Genomics 创始人、现安捷伦 DNA 测序市场部主管 Olle Ericsson说道：&ldquo HaloPlex 是一项创新技术，在台式测序和靶向序列捕获广泛用于临床研究的当今，使用该系统能够产生巨大价值。这个版本运行周期短、定制简单，能够完全满足行业需求。&rdquo HaloPlex 是一款定制产品。用户使用免费的在线设计向导（Web Design Wizard），在不到 10 分钟时间内就可完成设计，富集数以千计的目标基因组序列。 安捷伦于 2011 年 12 月收购了位于瑞典乌普萨拉的 Halo Genomics 公司和 HaloPlex 平台。这项新产品如今也受益于安捷伦强大的研发、生产和分销资源。HaloPlex 技术完美补充了安捷伦 SureSelect 靶向序列捕获系统。 要了解更多信息，请访问 www.agilent.com.cn/genomics/ngs。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，同时也是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 18,700 名员工为 100 多个国家的客户提供服务。在 2011 财政年度，安捷伦的业务净收入为66 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn. 编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

记者18日在内蒙古自治区呼和浩特市召开的&ldquo 世界首例蒙古族人全基因组序列图谱绘制完成成果发布会&rdquo 上获悉，我国科学家绘制完成了全世界首个蒙古族人全基因组序列图谱。 　　据项目总负责人、内蒙古农业大学生命科学学院动物生物技术重点实验室主任周欢敏介绍，这一研究成果是我国科学家首次独立完成的、具有自主知识产权的蒙古族人全基因组序列图谱，标志着我国的人类学、民族学、人类遗传学及医学健康研究进入了基因组水平。 　　项目核心研究人员之一、内蒙古民族大学教授白海花说，在这个项目中，科研人员首先对苏尼特王爷家系后代&mdash &mdash 成吉思汗的第三十四代、健康蒙古族男性进行了全基因组测序，并绘制出一个较为完整的蒙古族人全基因组图谱，测序深度和水平达到世界领先水准。 　　据介绍，项目组还将进行更多样本的蒙古族人全基因组测序分析，构建蒙古族人遗传信息数据库，为今后的医学及其他相关研究提供坚实的基础数据支持。

安捷伦科技推出新一代测序样品制备、靶向富集和自动化方案，完善靶向序列捕获系统 2010 年 11 月 3 日，北京——安捷伦科技公司（纽约证交所：A）今日发布新一代测序产品的新成员——安捷伦 SureSelect XT 靶向序列捕获系统，继续保持快速的新产品推出步伐。SureSelect XT 在成熟可靠的 SureSelect 靶向序列捕获系统的基础上，整合了测序文库制备系统和基因组 DNA 制备试剂。将该系统与安捷伦自动化产品搭配使用，即可畅享高性能靶向富集方案带来的超高效率和前所未有的便捷操作。 安捷伦SureSelect XT 靶向序列捕获系统 “安捷伦一直致力于帮助科学家简化样品制备流程，”安捷伦 SureSelect 平台业务经理 Fred P. Ernani 说道，“SureSelect XT 系统配备完全整合并经过验证的试剂，使工作流程效率达到一个新的水平。这套系统使研究人员有理由相信，他们的样品和资源必能产生高质量的数据。” 靶向富集使研究人员可以仅对目标基因组区域（而非整个基因组）进行测序，从而简化了工作流程。结合先进的新一代测序系统不断提升的性能，SureSelect XT 平台的多样本检测能力使基因学家可以在一次实验中相比以前探索更多样品的基因组。文库制备和靶向富集步骤一直是限制此类实验速度的瓶颈之一。为了实现高通量样品处理，安捷伦现已发布综合式工作站，用于SureSelect XT 文库制备和靶向富集工作流程的自动化。 “我们将安捷伦的自动化液体处理平台与 SureSelect XT 工作流程相结合，创造出了充分优化且成熟可靠的解决方案，从而使科学家能够平行处理多个操作步骤，最大程度地实现无人干预的自动化，”安捷伦全球自动化解决方案业务部营销经理 Todd P. Christian 说道，“这套系统的通量高于以往，每个工作站每周可处理 192 个样品，并可快速生成数据，显著提高实验室工作效率，其强大的性能有目共睹。” 安捷伦的自动化液体处理平台与 SureSelect XT 工作流程相结合 SureSelect XT 发布后，安捷伦 SureSelect 试剂盒的种类升至 32 种（第一种试剂盒于 2009 年 2 月发布）。本年内就有 17 篇文献引用了该系统，涉及多种遗传性疾病研究。与此同时，安捷伦“通过指定元素降低序列复杂性的方法”的专利申请获得美国专利局通过，专利号为 10/927809，从而进一步扩大了靶向富集知识产权的范围。该专利包括了一种制备指定核酸混合物的方法。在某些实例中，该方法使用与固相载体相连的寡核苷酸探针作为序列特异性亲和物，来分离指定核酸片段混合物并促使其扩增。多年以来，安捷伦不遗余力地在基因组学研究领域进行突破性的技术创新，获得该项专利授权实至名归。 安捷伦 SureSelectXT 靶向序列捕获系统提供目前市场上最全面的靶向富集产品以及针对多种不同测序方法和平台的最优化方案。SureSelect XT 产品实现在单管中富集从 200 Kb 到超过 50 Mb 的靶向序列。本方案除了可以支持Illumina单末端测序、双末端测序和索引方案外，还支持SOLiD系统上的片段文库格式、双末端测序和条形码方案。 SureSelect XT 还为客户提供高度灵活的定制化产品。用户使用安捷伦eArray xD桌面设计工具，可以轻松设计出在单管中捕获任意目标基因组的定制产品，从而提高研究效率。安捷伦还提供eArray在线设计工具，用户使用该工具可定制和安捷伦目录SureSelect试剂盒类似的产品，例如 SureSelect 人全外显子系列产品。 关于安捷伦科技公司 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 18500 名员工在 100 多个国家为客户服务。2009 财政年度，安捷伦的业务净收入为 45 亿美元。要了解更多安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn

4月2日，由多国农作物遗传学家参与的国际花生基因组计划传来喜报：在历经数年研究后，成功完成世界上首个花生全基因组图谱的绘制工作。花生基因组测序的完成和序列的公布将为全球研究人员和植物育种专家培育出更高产、适应性更广的花生新品种提供了 重要的支撑及宝贵的遗传资源。 据了解，中国是国际花生基因组测序计划的重要参与方。此次参与基因组测序的中方合作单位包括华大基因、河南省农业科学院经济作物研究所、中国农业科学院油料作物研究所和山东省农业科学院生物技术研究中心。华大基因参与了全基因组测序、拼接、组装和信息分析工作。 除花生基因组外，华大基因与全球合作方还成功破译了众多其他重要的经济农作物，如水稻、谷子、大豆、高粱、玉米、木豆、小麦、棉花、芝麻等，为育种专家培育优良品种，改良农作物性状，提高农作物产量等提供了重要的遗传资源。

在利用 RNA 测序技术进行基因表达分析的时候，您是否因为需要的测序量太大而苦恼呢？是否因为对于目标区域的测序深度不够而一筹莫展呢？现在开始，携手罗氏，您的 RNA 测序将进入新的时代！罗氏 NimbleGen 序列捕获家族的新成员 SeqCap RNA 系列产品，通过对目标 RNA 区域的靶向富集能够显著降低 RNA-seq 对于测序量的要求并极大增加低表达转录本的覆盖度， 大大降低您进行基因表达相关研究的成本。除此之外，SeqCap RNA 序列富集系统还具有以下优势：简化实验流程—— 样本制备过程无需Poly A富集或rRNA去除步骤，SeqCap RNA 直接针对您关注的编码或非编码区进行富集。 大大降低样本起始量—— 您可以用低至 10ng 的总 RNA 开始实验。 更大的实验灵活度—— 该方法适用于多种实验设计方案，从小 panel 分析到全转录组分析，或其他如 lncRNA 测序的设计。 降低对测序量的要求——举例来说，一个包含 250 个基因的测序项目，使用 SeqCap RNA 进行靶向富集后，您可以少用 50X 的测序深度来达到和传统RNA－seq 相当的检测精确度和灵敏度。通过把测序 reads 集中在您的目标区域和非管家基因上，增加对于低丰度转录本和异构体的定量能力及检测效率，让您的 reads 物尽其用。您在实验过程中是否对以上列出的各种优势有所需求呢？如果感兴趣的话，您可以从罗氏技术专家处获得用 SeqCap RNA 技术发表的文献资料，我们也将随时回答您的各种技术问题。*本文所有数据均来自罗氏NimbleGen总部*NIMBLEGEN SEQCAP为罗氏注册商标*仅用于生命科学研究，不用于诊断更多信息请点击相关链接（http://www.nimblegen.com/products/seqcap/rna-system/index.html）

原子内部电子动力学行为的演化是物理、化学、生物以及材料等学科研究中最基本的过程。精密测量电子的动力学特性，实现对其物理性质的理解，进而控制原子内电子的动力学行为是人们追求的重要科学目标之一。具有阿秒(10-18秒)时间分辨的高次谐波由于光子能量高(10eV~keV量级)、脉宽短(亚飞秒~几十阿秒)等特点，使得它在物理、化学和生物等领域有着广泛的应用。通过其与物质的相互作用，人们不仅可以研究原子、分子和固体中的超快动力学过程，而且还可以对纳米尺度的物质进行时间分辨的衍射成像。此外高次谐波也是自由电子激光装置、具有时间分辨的极短波长角电子能谱仪等科学装置中理想的种子脉冲及光源。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理重点实验室魏志义研究员领导的研究组近年一直致力于阿秒激光高次谐波产生的研究，他们不仅观察到了高次谐波光谱中的复杂结构【Opt. Express 19, 17408 (2011)】，并且首次在国内测量到了单个阿秒激光脉冲 【Chin. Phys. Lett., 30(9), 093201 (2013), Opt. Express 21, 17498 (2013)】。 　　高次谐波的产生是一种超快超强激光场驱动下的极端非线性现象，可以看作是电子波包和母核的碰撞过程。在强激光场作用下，物质中基态电子波包被电离出母核到自由态后先得到加速，随着激光场的反向振荡，电子波包被拉回和母核碰撞，从而释放出高次谐波。根据自由态的电子在激光场中运动的时间，电子的运动可分为长轨道和短轨道，由于长短轨道的相位匹配条件不一样，在以往的实验中不能同时获得长短轨道产生的高次谐波。最近，该研究组的博士研究生叶蓬在滕浩副研究员、贺新奎副研究员及魏志义研究员的指导下，利用他们自己组建的阿秒激光装置，实现了电子波包在自由态的各条量子轨道上的直接定位，获得了全量子轨道分辨的高次谐波谱，研究结果发表在近期出版的《物理评论快报》【Phy Rev Lett, 113, 073601 (2014)】上。他们的研究结果表明，使用短于2个光振荡周期的驱动激光脉冲，通过调节驱动激光的空间相位分布和原子偶极相位的空间分布，可以令不同量子轨道产生的高次谐波在光谱中完全分开。图1为他们获得的长短轨道对应的高次谐波随驱动激光场载波包络相位CEP的调节变化而变化的实验结果，其中A、B、C对应驱动激光场的不同半周期激发出的高次谐波辐射分布角，所对应的长短轨道随发散角而分开，这样就形成了一个高次谐波谱到量子轨道的全映射图，通过该图也可以找到不同轨道对应的高次谐波光谱。这样通过改变驱动激光的CEP，就实现了利用激光场对长短轨道的控制。图2为长短轨道高次谐波谱的理论模拟与实验结果对比图。 　　由于驱动激光的时空分布、电子波包的时空演化和物质内部的结构信息通过碰撞过程被传递到高次谐波中，高次谐波的光谱也直接映射了电子的量子轨道信息，因此该研究结果对于深入了解高次谐波光谱所反映的物理图像，促进其在阿秒物理、原子分子物理和凝聚态物理等学科中的应用都有着重要意义。 　　该工作得到国家重大研究计划(量子调控)项目、自然科学基金项目和中科院科研装备项目的支持。 　　论文信息：P. Ye, X.-K. He, H. Teng*, M.-J. Zhan, S.-Y. Zhong, W. Zhang, L.-F. Wang, and Z.-Y. Wei*. Full Quantum Trajectories Resolved High-Order Harmonic Generation. Phys. Rev. Lett. 113, 073601 (2014). 图1. 全量子轨道分辨高次谐波空间分布随不同载波包络相位变化的关系　　 图2. 理论模拟与实验测量结果比较图，(a)理论模拟，(b)实验测量

胰蛋白酶消化，质谱法轻松鉴定蛋白质，已经是非常成熟的工作流程。即使是刚接触MS的使用者也可以很快掌握。在质谱法鉴定蛋白的工作流程中，蛋白质鉴定是通过使用搜索引擎，例如 Mascot或Matrix Science进行简单的数据库搜索来实现的。然而，对于数据库中未列出的蛋白质鉴定需求，或需要进行蛋白质末端序列分析的这两种情况，通常采用更昂贵的高端仪器和更复杂的工作流程，需要熟练的操作员。此外，蛋白质测序仪也通常用作蛋白质末端序列分析的方法，但遇到 N 端封闭的蛋白质，去封闭是必要的。作为样品序列分析前的预处理，预处理效果取决于蛋白质类型，可能效果不佳，对操作人员有一定要求，需要一定程度的技能和经验，这些可能会限制其使用。 近年来，利用MALDI-TOF离子源（ISD：In-Source Decay）中发生的蛋白质碎裂离子，可以分析N末端被封闭或未在数据库中登记的蛋白质序列MS图谱。此外，ISD理论上不受每个样品质量的限制，因此无需胰蛋白酶消化即可直接对高质量蛋白质进行测序。结合电泳胶提取蛋白和岛津台式机MALDI-8020，通过N端封闭蛋白的分子量测定和序列分析的例子，让我们来了解下大蛋白分子直接测序技术MALDI-ISD。 将模型样品N 端被乙酰化的牛碳酸酐酶 (Sigma-Aldrich)溶解在缓冲溶液中进行电泳， 95 °C 下加热 5 分钟，然后在聚丙烯酰胺凝胶（ATTO 12.5 %，预制 e-PAGEL）上进行电泳。所得聚丙烯酰胺凝胶用考马斯亮蓝染色以检测蛋白质斑点。使用含有表面活性剂的提取缓冲溶液，我们从凝胶分离的碳酸酐酶的条带中提取蛋白质。使用氯仿/甲醇在提取缓冲溶液中沉淀蛋白质以去除表面活性剂和盐，并使用 MALDI-TOF 质谱仪进行测量。芥子酸用作 MALDI 基质用于蛋白质分子量测量，1,5-二氨基萘 (DAN) 用于 ISD 的序列分析。 图1、碳酸酐酶电泳图图2、从凝胶中提取的碳酸酐酶MS图（基质芥子酸） 接下来，从25 pmol凝胶蛋白条带中提取碳酸酐酶，与基质DAN混合，MALDI-8020线性模式进一步分析。结果如图3所示，主要检测到c离子（从蛋白质N段产生的片段）质量一致的峰。通过使用免费软件Mass++ TM和蛋白质氨基酸序列比对工具Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)，我们对从检测到的峰中获得的氨基酸序列进行了同源性搜索。 图3、MALDI-ISD鉴定结果 鉴定结果显示匹配结果最高的是碳酸酐酶。通过检测到的c离子片段质量和数据库中已有的碳酸酐酶氨基酸序列，我们可以推断出N段序列是SHHWGYGKH...，并且是N-乙酰化的。 MALDI-8020线性模式MALDI-ISD技术，无需复杂的工作流程，无需胰蛋白酶消化即可直接对高质量蛋白质（如本文所述m/z 29030示例）进行N端测序。 该方法在岛津应用专家与美国佛罗里达州立大学、日本爱媛大学高级研究支持中心生物医学分析部、利物浦大学生化与系统生物学系等共同发表的一篇文献中也有应用到。PEPPI-MS基于聚丙烯酰胺凝胶的预分馏，实现质谱法鉴定完整蛋白或蛋白复合物。凝胶分离回收14种人血清蛋白，提取后，用MALDI-8020的MALDI-ISD产生的产物离子鉴定人血清白蛋白N端氨基酸序列。 MALDI-8020是岛津MALDI家族一款体积小巧，性能卓越的特色产品。荣获2018 IBO工业设计大奖银奖。 主要特点：● 线性台式MALDI-TOF● 200Hz固态激光器，355nm波长● 进样速度快● TrueClean™ 自动源清洁功能。配备大口径离子光学系统，使仪器长期使用中源的污染风险降到最低。配备基于紫外激光器的源清洁功能，可自动快速实现源自清洁。● 静音（参考文献：岛津应用新闻 No.B83J. Proteome Res. 2020, 19, 3779−3791

日前，教育部发布了《关于开展高等学校学科创新引智基地验收工作的通知》，决定于2017年上半年对2011年立项建设的高等学校学科创新引智基地(清单见附件)进行验收，验收内容包括建设内容、目标任务、人才引进及团队建设等。对建设成效显著、验收结果良好以上的“111基地”可继续滚动支持5年 未通过验收的，则不再列入引智基地序列。　　通知如下：关于开展高等学校学科创新引智基地验收工作的通知有关高等学校：　　根据《高等学校学科创新引智计划实施与管理办法》(教技函〔2016〕4号)相关规定，经研究，决定于2017年上半年对2011年立项建设的高等学校学科创新引智基地(清单见附件1)进行验收，有关事项通知如下：　　一、验收内容　　1.各111引智基地建设项目申请书中提出的建设内容和目标任务。　　2.重点突出引智基地在引进国外高端人才和国际化团队建设、创新能力提升和国际学术影响力、学科建设和创新人才培养、规范化管理、高水平国际合作等方面的重大进展和标志性成效。　　二、验收方式　　1.验收工作由 “111计划”管理办公室统筹组织，委托独立第三方实施，召开验收会议，组织综合评议。　　2.验收会议包括听取验收报告、查阅验收资料、考察研究平台和形成验收意见四步。　　3.验收会议专家组由教育部科技委委员、学部委员和本领域知名专家组成，一般为5-7人。　　三、验收结果　　验收结果分优秀、良好、不通过三种。对建设成效显著、验收结果良好以上的“111基地”可继续滚动支持5年 未通过验收的，不再列入引智基地序列。　　四、相关要求　　1.材料报送。各“111基地”要认真总结和梳理基地建设期间各项任务完成情况，组织填报《高等学校学科创新引智基地验收申请报告》(附件2)，并于2017年3月31日前上传至高等学校学科创新引智计划管理系统，并将纸质版材料一式两份(盖章)报送至教育部科技司综合处。　　2.现场准备。会议现场准备验收申请报告、项目申请书、年度进展报告汇编、基地人员引进与评聘、联合承担项目、合作研究成果、经费使用情况等档案和文件材料一套，同时做好材料的分类整理工作。　　3.时间安排。“111计划”管理办公室对各学校验收材料进行审核，通过后由学校提出专家建议名单和验收时间，经管理办公室同意后召开验收会议。各基地应在验收会议结束1周内，将《高等学校学科创新引智基地验收意见表》(附件3)寄送至教育部科技司，同时将PDF扫描件报至“111计划”管理办公室指定邮箱。　　4.结果公布。验收结果和滚动支持名单将于2017年6月在教育部科技司和国家外国专家局教科文卫专家司网站公示。高等学校学科创新引智基地验收清单序号项目编号基地名称承担单位1111-2-01数学科学中的若干前沿问题及其应用 创新引智基地清华大学2111-2-03作物遗传改良与分子育种创新引智基地中国农业大学3111-2-04纤维材料先进制造技术与科学创新引智基地东华大学4111-2-05新型人工电磁材料（Metamaterial） 创新引智基地东南大学5111-2-06应用微生物及其生物制造技术学科 创新引智基地江南大学6111-2-07药物生物合成和生物转化的创新引智基地中国药科大学7111-2-09环境考古学创新引智基地山东大学8111-2-10先进能源、信息与医用材料创新引智基地武汉大学9111-2-12癌变与侵袭原理创新引智基地中南大学10111-2-13建筑物理环境与建筑节能创新引智基地华南理工大学11111-2-14无线通信与信息编码创新引智基地西南交通大学12111-2-15集成电路与集成系统创新引智基地电子科技大学13111-2-17药物化学创新引智基地兰州大学

蛋白质是构建生命体的基本物质之一，在合成、催化和信号传感等所有生命活动中均承担着重要的功能。开发一种可靠、高效的蛋白质测序技术对于理解生命过程和揭示疾病机理而言至关重要。作为构成蛋白质的组成片段，多肽，成为打开蛋白质这扇大门的“钥匙”。纳米孔测序技术是近年来新兴的一种单分子测序技术，其中多肽纳米孔测序仍面临诸多挑战。近日，南京大学化学化工学院研究团队在国际知名期刊《纳米快报》杂志发表论文，他们利用纳米孔错位测序技术，像在水井里提绳打水一样，构建了多肽-DNA嵌合链，用DNA测序酶与DNA的结合，通过DNA的移动，带动多肽分子在纳米孔内的棘轮运动，从而实现了多肽的纳米孔测序，破解了技术瓶颈。无法进行序列扩增，制约蛋白质测序灵敏度蛋白质，组成人体一切细胞、组织的重要物质，可以说，没有蛋白质就没有生命。而蛋白质的功能是由蛋白质的序列决定的，序列的微小改变，可能导致蛋白质失去生物活性或者诱发疾病。如果能为蛋白质测序，就可以确定蛋白质是否有序列变化，判断是否会对人类健康有影响。“与核酸检测不同，目前蛋白质测序的难点在于，缺乏有效的序列扩增方法，技术发展上停滞不前，主要靠质谱法和埃德曼降解法来测序。”该篇论文的通讯作者、南京大学化学化工学院教授黄硕说。通俗地说，质谱法是用生物酶将蛋白质分解成很多多肽片段，再通过质谱仪器检测，确定蛋白质片段的信息，最终将这些片段重构成蛋白质序列。而埃德曼降解法是用化学方法将蛋白质N端的一个氨基酸切下来进行鉴定，再进行第二轮的氨基酸切割和鉴定，多次循环操作后，确定氨基酸的序列。但在黄硕看来，这两个方法都有局限性。“相较于DNA和RNA测序，构成蛋白质的氨基酸种类更多，质谱法的检测难度大于核酸测序。而对埃德曼降解法来说，它只能对单一的蛋白质样品序列解析，如果降解的样品纯度不够，混合有多种蛋白质样品，那么被切下来的氨基酸就会有很多种，就无法确定哪个氨基酸来自哪个蛋白质的，无法判断蛋白质的序列。另外，还有一些肽段的末端是封闭的，就不能用降解法。”黄硕介绍。更重要的是，由于无法实现序列扩增，蛋白质测序的灵敏度度较低，这意味着无法检测自然界中一些丰度很低的蛋白质样品。黄硕认为，利用现有的技术，复杂环境中的蛋白质，难以直接测序，比如体液、土壤、水体中的蛋白质样品，要先做一些纯化、富集，达到测序的样品标准，才能在质谱仪中测序。同时，蛋白质的化学修饰很丰富，这也有可能干扰蛋白质测序。借助DNA与酶的反应，牵引肽链在纳米孔中可控运动完成测序能不能找到一种更微观的测序方式，只用一个分子就能为蛋白质测序？从2015年开始，纳米孔测序技术进入黄硕课题组研究视野。纳米孔测序技术是近年来新兴的一种单分子测序技术，已在DNA和RNA测序方面取得成功，它通过让单链的核酸通过纳米孔，通过纳米孔内的检测器获得核酸链的碱基信息。“如果能在单分子水平上为蛋白质测序，将为检测低丰度蛋白和单细胞蛋白质组学提供极高的灵敏度。”受此启发，黄硕课题组开始研究，用纳米孔测序技术，进行蛋白质或多肽的单分子测序。但是多肽纳米孔测序仍面临诸多挑战，其中一个主要的困难是如何实现多肽在纳米孔中可控的棘轮运动，而这主要受限于目前没有和肽链相匹配、有很强的亲和力的多肽测序酶。“棘轮运动指的生物高分子贴着纳米孔的内壁，顺着同一个方向做匀速、定向运动，类似于附着在齿轮内壁上移动一样，这需要找到一种酶来控制多肽的运动速度，从而控制它穿过纳米孔的速度，以精准测序。”此前，黄硕课题组曾尝试对非天然核酸测序，但是苦于没有找到合适的酶来匹配棘轮运动，后来，他们突发奇想，利用纳米孔的错位效应来测序，并开创了纳米孔错位测序技术。“核酸的纳米孔识别位点和酶的反应位点，有一个固定的约14-15个碱基的错位，这就形成了一个测序窗口，可以利用这个不受酶反应限制的窗口，实现多肽的测序。”黄硕说。纳米孔错位测序技术能否应用在多肽测序领域？近期，黄硕课题组在技术验证时发现可行。在此次研究中，他们将多肽和DNA嵌合成一条链条，嵌合链的DNA部分为“牵引链”，在检测过程中，DNA测序酶与DNA结合，通过拉动DNA部分，牵动整条链条在纳米孔中的可控棘轮运动，实现多肽的纳米孔直接读取。黄硕打了个比方，“这就相当于用绳子在井里提水桶，如果井是纳米孔的话，井绳就是DNA，水桶就是多肽。‘井口’的DNA测序酶拉动DNA在纳米孔内移动，而DNA又与多肽嵌合在一起，DNA的移动，也就直接拉动了多肽的移动，从而实现了多肽的纳米孔测序。”黄硕介绍，经验证，多肽的纳米孔测序信号表现出高度的一致性和序列相关性，由单氨基酸替换引起的电流变化也能被清楚地检测到。通过将多肽的N端或C端与DNA驱动链进行偶联，实现了对多肽两端氨基酸序列信息的读取。“这意味着，可以对蛋白质单分子进行测序，这为今后的蛋白质高通量测序，蛋白质重构，提供了一个全新的工具。”黄硕说，借助蛋白质序列研究，可以对蛋白质的功能进行预测，从而帮助理解、解释相关生命活动。

p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 国家生物信息中心（CNCB）/国家基因组科学数据中心（NGDC）首批自主收录的5株2019新型冠状病毒基因组序列实现与美国NCBI核酸数据库GenBank数据同步与共享。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " CNCB/NGDC建立的2019新型冠状病毒信息库（2019nCoVR）已汇交并整合全球范围内产出的82株病毒的87条非冗余基因组序列信息，是目前收录2019新型冠状病毒基因组数目最多的数据库。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 为了进一步扩大2019-nCoV基因组序列应用范围，CNCB/NGDC与国际生物信息数据库建立了数据同步共享机制，第一批自主收录的5个2019-nCoV全基因组序列（序列编号为GWHABKF00000000-GWHABKJ00000000）已经在NCBI发布。通过共享机制，国内研究人员只需将数据递交一次，即可实现数据在CNBC/NGDC和NCBI同时发布。 /span br/ /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 据悉，从2020年1月以来，陆续有30余株2019新型冠状病毒的基因组序列被国内外科学家破译，绝大部分数据都递交到由德国建立的全球流感序列数据库（GISAID）系统。而2020年1月22日，我国搭建的新型冠状病毒信息库正式上线。国家生物信息中心/国家基因组科学数据中心一直致力于构建国家级组学数据存储与共享公共平台，力争第一时间为国内乃至全球科学家提供基因组数据的存管用服务。此次疫情爆发后，新型冠状病毒信息库上线，保持该病毒基因组数据发布动态，持续为国内外科研人员提供方便快捷的数据检索及下载资源。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " & nbsp /span /p p br/ /p