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[分子生物学教学改革与诊断技术应用] 分子生物学诊断

来源:德育 时间:2019-11-10 08:10:07 点击:

分子生物学教学改革与诊断技术应用

分子生物学教学改革与诊断技术应用 一、遗传物质DNA的发现、结构解析及测序技术的发展 受限于当时的科学技术发展水平及人类的认知水平,分 子生物学的发展经历了漫长的时代。1859年达尔文出版《物 种起源》,提出了举世闻名的“自然选择”学说,成为了生 物学发展的里程碑。但生物为什么能将性状遗传给下一代, 如俗语说的“龙生龙、凤生凤、老鼠生来会打洞”,并没有 得到阐明。随后,奥地利修道士孟德尔在观察了2.1万株不 同性状的豌豆后,提出了遗传法则,瑞士生物学家弗雷德里 希・米歇尔于1869年分离出了核酸,在其他科学家的努力下 逐渐发现了染色体及其成对现象、观察到了细胞分裂过程中 染色体的排布方式,并提出染色体携带遗传信息。1911年, 遗传学家摩尔根提出了基因学说,阐明了基因在染色体上的 分布,提出亲本将遗传信息传递给子代的过程中染色体重组 形成独特新个体的理论。之后,科学家发现传递遗传信息的 物质为DNA,研究了DNA的化学成分和基本结构,并发现DNA 中四种碱基(鸟嘌呤:G、腺嘌呤:A、胸腺嘧啶:T、胞嘧 啶:C)的含量比例是一定的。英国生物物理学家罗莎琳德・ 富兰克林在1951年拍摄到了核酸X射线衍射照片,在此基础 上,1953年,美国科学家詹姆斯・沃森和弗朗西斯・克里克 提出了DNA的双螺旋结构,该论文发表在《Nature》杂志上。

1977年,科学家弗雷德里克・桑格、沃尔特・吉尔伯特等发 明了DNA测序技术,开启了分子生物学发展的新篇章。二、分子生物学相关技术的临床应用 随着分子生物学的发展,对于生物大分子的检测技术也 在不断的更新,针对核酸的检测技术包括:Southernblot、 Northernblot、荧光原位杂交 (fluorescenceinsituhybridization,简称FISH)技术, 定性聚合酶链式反应(PolymeraseChainReaction,简称PCR)、 实时荧光定量PCR、一代测序技术及二代测序技术等;
针对 蛋白质的检测技术包括:Westernblot、酶联免疫吸附测定 (EnzymeLinkedImmunosorbentAssay,简称ELISA)等。而 精准医学及个体化治疗时代的到来,使得分子生物学的很多 技术已经被越来越广泛的应用到医学的临床诊断,如孕妇唐 氏筛查(21、18、13-三体综合征)、病毒感染分型及载量 检测、肿瘤放化疗耐性基因检测、靶向药物基因检测、代谢 综合征临床用药指导等。现代测序技术日臻完善,成本逐年 降低,2014年6月30号,国家食品药品监督管理总局审查通 过了二代测序技术(测序仪及检测试剂盒)用于胎儿染色体 非整倍体(T21、T18、T13)检测。2015年6月8日,国家发 展和改革委员会(简称发改委)发布了《新兴产业重大工程 包》通知,新型健康技术惠民成为六大工程之一。首先,以 遗传性耳聋和唐氏综合征等遗传性疾病基因筛查为重点,推 进基因检测技术在遗传性疾病、肿瘤、心脑血管疾病和感染 性疾病等重大疾病防治上的应用,促进健康惠民[1]。其次, 快速推进基因检测技术在遗传性疾病大规模筛查上的应用,探索基因检测技术在个人基因组检测、基因身份证等新领域 的产业化应用[1]。分子生物学技术成为了临床医学诊断、 用药的支撑体系,伴随着个体化治疗理念的逐渐深入,需要 大量的相关检测技术人才。但是传统的分子生物学教学并没 有把相关的理论及技术体系与医学的实际应用有机的结合 起来,造成了人才培养与实际需求的脱节,一方面生物学专 业的本科毕业生面临着找工作困难的窘境,另一方面医学及 相关检测机构需要大量的检测技术人员,但普通的生物学专 业本科生达不到相关的要求。随着毕业生就业压力的增加, 很多新生刚入学就面临着就业的迷茫,不知道毕业以后能从 事什么样的工作,甚至很多有转专业的想法。因此,在进行 专业授课时,尤其是分子生物学的授课时,改变既定的教学 模式,适应社会发展的潮流就变得尤为重要了。

三、分子生物学课程讲授模式探索 分子生物学的内容抽象复杂、讲解困难,学生不易理解, 所以我们选用了RobertWeaver编著的《MolecularBiology》 作为分子生物学教材,该书语言流畅、内容丰富、科学性强, 通过实验及结果分析得出相应的结论,易于理解;
同时增加 了学生的学习兴趣,有利于培养学生的科学思维方式[2]。

在我从事分子生物学教学时,在开课之前进行了问卷调查, 结果显示,超过60%的学生列举不出分子生物学相关技术的 实际应用,更不了解其在医学领域的应用。课余时间跟学生 交流时发现:很多学生对这门课没有清楚的认识,只是为了考试而学习,学生呈现出的问题是不知道学完分子生物学能 做什么?将来能从事什么行业?针对学生的困惑,我改变了 既定的教学模式,利用第一、二节课对分子生物学的技术体 系及发展趋势进行概述,并且与实际的应用尤其是在医学上 的应用进行了结合,解读了相关的法规、政策文件,使得学 生对分子生物学有一个概括性的认识,增加学生学习的积极 性。在讲到相关的分子生物学技术时,会对该技术的现实应 用或最新前沿动态进行延伸,增加学生学习的信心。对于复 杂的技术体系或理论体系,采取制作直观、生动的幻灯进行 讲解,易于学生理解和掌握。同时鼓励学生课前预习,课后 查阅相关资料,加深印象;
并组织学生进行相关资料汇总、 交流,在课堂上进行分组讨论,不仅增加了学生的学习兴趣, 而且加深了认识。通过灵活的、理论联系实际的教学方式, 学生对分子生物学的学习兴趣十分浓厚,积极性非常高,达 到了预期的效果。但是在教学过程中也出现了一些问题,如 分子生物学实验课与理论课的脱节,实验课提前完成,与理 论学习没有同步进行,削弱了学生对相关实验的认识及理解。

在讲到相关技术原理时,问答过程显示,大部分同学并不能 把相关原理与所做实验进行有机的联系,没有起到加深认知 的作用。建议在以后的教学过程中,理论讲授与实验操作紧 密配合,便于学生理解。

四、分子生物学教学改革的一些建议 结合分子诊断技术的临床应用,对分子生物学的教学改革提出以下建议:(1)对于复杂的理论与技术体系,采用 多媒体教学与板书相结合的方式,易于学生理解掌握。(2) 掌握著名科学家研究过程中的一些典故,增加教学的故事性 及趣味性,提高学生学习的兴趣。(3)加强分子生物学相 关技术与实际应用的联系,增加学生学习的积极性。(4) 传递分子生物学技术在临床应用的相关政策、法规,增加学 生就业的信心。(5)相关技术的理论讲解与实验紧密结合, 增加学生的理解深度。(6)理论联系实际,带学生参观医 院的检测平台及医学检测机构的平台,使学生有更直观的认 识。(7)推荐学生到医院及医学检测机构实习,完成毕业 设计,不仅完成了毕业论文,而且使得学生提早接触社会, 提高适应社会的能力[3]。

五、展望 科学技术、社会经济飞速发展的今天,社会对人才的要 求和标准发生了很大的变化,要求高校对人才培养的目标也 要随之做出调整,这就要求对具体的课堂教学及考核方式提 出了新的要求[4,5]。随着分子生物学相关技术在临床的应 用以及相关法规、政策的出台,分子诊断技术相关检测人员 的需求会越来越多,如何应对新的发展形势,增加生物学专 业毕业生的就业渠道,增添就业信心就成为了相关领域教师 教学迫切需要考虑的问题,尤其是分子生物学教学。改变现 有教学模式,顺应就业发展需求,不仅要培养出科研战线的 研究型人才,更要培养出相关专业技术人才,扩展就业渠道,满足社会需求,促进社会健康发展。

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