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近日，我校生命科學(xué)學(xué)院李學(xué)寶教授課題組在棉纖維發(fā)育的分子機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展，研究成果在線發(fā)表于著名植物學(xué)期刊《The Plant Journal》（Li et al. 2018,DOI:10.1111/tpj.14108）。

1 項(xiàng)目簡介本項(xiàng)目建立的生物云平臺，以基于 Web 的方式提供服務(wù)，用戶可以輕松快速獲取服務(wù)，國內(nèi)外普遍缺乏成熟的技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)和平臺。我們首次把獨(dú)具特色的機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測算法與最新的高通量測序方法（ non-polyA RNA-seq） 相結(jié)合。我們的研究對象為長鏈非編碼 RNA（ non-PolyA），目前國際上還很少有人通過高通量測序技術(shù)對疾病的 lncRNA 進(jìn)行全面預(yù)測分析和功能分類。隨著測序速度不斷提高，測序成本不斷降低，本項(xiàng)目將來可以發(fā)展為面向人民大眾的個性化醫(yī)療服務(wù)的平臺。 圖 1 生物醫(yī)學(xué)信息云平臺的產(chǎn)業(yè)化方向 http://www.incrna.org圖 2 生物醫(yī)學(xué)信息云平臺的應(yīng)用程序一覽 http://bioinfo.life.tsinghua.edu.cn/serve 本項(xiàng)目使用的核心技術(shù)“基于整合性生物信息云計算和新一代測序技術(shù)（ incRNA） 的非編碼基因組疾病（如癌癥）檢測技術(shù)平臺”已經(jīng)通過軟件查新認(rèn)證（ 20121022044750914）。正在準(zhǔn)備申請國家版權(quán)局軟件著作權(quán)登記證書。2 效益分析（ 1）隨著新一代高通量測序技術(shù)的發(fā)展，生物信息數(shù)據(jù)爆炸式增長，數(shù)據(jù)解讀成為生物醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用的巨大問題，我們團(tuán)隊(duì)依托清華大學(xué)生命學(xué)院魯志實(shí)驗(yàn)室在生物信息學(xué)，尤其是在 lncRNA 領(lǐng)域的技術(shù)專長開發(fā)的云計算平臺將為廣大科研工作和和臨床用戶提供可靠的數(shù)據(jù)分析云服務(wù)，提高他們的科研效率，為科學(xué)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 （ 2）我們團(tuán)隊(duì)通過與中國人民解放軍總醫(yī)院，上海肝膽醫(yī)院等十多家臨床單位的合作，將為鑒定癌癥的早期診斷和藥物治療提供新的靶點(diǎn)，這不僅會增強(qiáng)中國基礎(chǔ)臨床科學(xué)的發(fā)展，通過臨床應(yīng)用還會為病患者帶來癌癥早期診斷、健康管理等個性化醫(yī)療服務(wù)，這將具有廣泛的社會效益。 （ 3）通過我們打造高通量測序數(shù)據(jù)分析云計算平臺和開展以癌癥早期檢測為主要內(nèi)容的個性化醫(yī)療服務(wù)，將為中國培養(yǎng)一批高水平的生物信息數(shù)據(jù)分析人才，這將增強(qiáng)中國在生物信息學(xué)方面的實(shí)力。

在公司攻克硅膠行業(yè)內(nèi)的難點(diǎn)、瓶頸問題時，缺少高端的技術(shù)人才。

本項(xiàng)目采用化學(xué)生物學(xué)手段，篩選出特異性成環(huán)標(biāo)記5-醛基胞嘧啶（5fC）的化合物——疊氮茚二酮和丙二腈，并且標(biāo)記產(chǎn)物在隨后的PCR擴(kuò)增過程實(shí)現(xiàn)胞嘧啶（C）到胸腺嘧啶（T）的轉(zhuǎn)變，可實(shí)現(xiàn)全基因組5-醛基胞嘧啶的單堿基分辨率檢測。用疊氮茚二酮標(biāo)記作為標(biāo)記化合物，可實(shí)現(xiàn)對含有5-醛基胞嘧啶DNA片段的先富集再測序，將測序成本大大降低。用生物相容性很好的丙二腈作為標(biāo)記化合物，可實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞水平的5-醛基胞嘧啶單堿基分辨率檢測。血液中細(xì)胞外游離DNA上的核酸修飾可以作為人類癌癥的生物標(biāo)記物，本項(xiàng)目涉及的核酸修飾檢測技術(shù)，不會造成DNA降解，適應(yīng)于臨床小量珍貴樣品，在癌癥的液態(tài)活檢上具有重大潛力。

近日，我校含氟新材料研究所肖強(qiáng)研究員與國際著名膜科學(xué)家、美國工程院院士M. Tsapatsis教授團(tuán)隊(duì)合作，在國際頂級刊物《Nature Materials》上以全文（Article）形式發(fā)表了題為“One-dimensional intergrowths in two-dimensional zeolite nanosheets and their effect on ultraselective transport”的研究論文，并同刊得到了國際頂尖科學(xué)家J. Caro教授和J. Kärger教授的推薦點(diǎn)評。  工業(yè)中混合物的分離約占到整個世界總能耗的10~15%，發(fā)展低能耗的工業(yè)分離過程始終是科技界的重要使命。沸石分子篩膜以其多孔性、耐溶脹、分子篩分等特性，在溶劑除水和氣體分離方面展現(xiàn)了很好的分離效率，取得了重要應(yīng)用。采用沸石分子篩膜對沸點(diǎn)相近的烴類（如二甲苯）異構(gòu)體進(jìn)行分離，有望在大幅降低能耗的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高效分離，一直是科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的研究熱點(diǎn)。MFI型沸石分子篩是一種廣泛應(yīng)用的催化劑和吸附劑，其孔徑介于對二甲苯（PX）和鄰二甲苯（OX）之間，非常適合二甲苯異構(gòu)體的分離。  對二甲苯（PX）是聚酯工業(yè)的重要原料，廣泛應(yīng)用于纖維、膠片、薄膜、樹脂和飲料等食用品包裝的生產(chǎn)，是芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)化工原料。高性能MFI沸石膜的成功研發(fā)有望大幅降低二甲苯異構(gòu)體混合物的分離能耗，對PX行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。  團(tuán)隊(duì)前期研究結(jié)果表明，通過剝離多層MFI沸石（ML-MFI）可以制得開孔、可分散的二維（2D）MFI納米片，將其沉積在載體上直接制備了具有異構(gòu)體分離性能的MFI沸石膜。研究團(tuán)隊(duì)對2D MFI納米片做了進(jìn)一步電子顯微學(xué)研究，首次在2D MFI納米片上發(fā)現(xiàn)了共生的一維（1D）MEL沸石，通過計算模擬表明2D MFI中的1D MEL具有更剛性的孔結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生更高的選擇性。以此為指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)上制備了MFI沸石膜，對非稀釋等摩爾的對/鄰二甲苯混合物分離顯示了前所未有的分離性能，在300℃下，PX通量達(dá)到0.5×10-3 mol m-2 s-1，分離因子為60，創(chuàng)造了新的世界記錄，極大地推動了MFI沸石膜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

本發(fā)明公開了一種在水性溶液中制備剝離型LDH/CNT復(fù)合材料的方法，先通過尿素法或氨水法在碳納米管的水分散液中合成層狀雙金屬氫氧化物，制得未剝離LDH/CNT復(fù)合物，接著通過酸-鹽混合溶液處理將LDH/CNT復(fù)合物中LDH層間的碳酸根離子置換成與層板結(jié)合力較弱的陰離子，然后再次通過離子交換將有機(jī)離子引入層間，從而制得剝離型LDH/CNT復(fù)合物；制得的復(fù)合物既呈現(xiàn)LDH的單層或幾層剝離，又保留了CNT良好的分散性。本發(fā)明簡單易行、耗時短、無需有毒溶劑，而且無需在高溫下進(jìn)行，成本低。

終末分化的體細(xì)胞可以通過SCNT或者誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS）技術(shù)，重編程至全/多能性的狀態(tài)。與SCNT和iPS技術(shù)相比，化學(xué)小分子誘導(dǎo)（CiPS）僅使用化學(xué)小分子就能使普通體細(xì)胞發(fā)生重編程，逆轉(zhuǎn)為多潛能干細(xì)胞。CiPS技術(shù)不僅簡單，而且不受試驗(yàn)材料限制及不涉及倫理方面的問題，因此CiPS具有更廣泛的科研、臨床及育種應(yīng)用價值。然而，CiPS的誘導(dǎo)耗時長且效率低，如何提高CiPS的誘導(dǎo)效率，是化學(xué)誘導(dǎo)細(xì)胞重編程領(lǐng)域亟待解決的問題之一。 本研究針對哺乳動物SCNT和CiPS介導(dǎo)的體細(xì)胞重編程效率低與克隆動物出生率低等關(guān)鍵科學(xué)問題，利用課題組在2018年自主研發(fā)的“胚胎ZGA實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)”，結(jié)合siRNA-repressor和mRNA-inducer技術(shù)，對16種“合子基因組調(diào)控因子（ZGA-regulator）”進(jìn)行篩選。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Dux、Dppa2和Dppa4在體細(xì)胞重編程的早期階段發(fā)揮關(guān)鍵作用。如用CRISPR-Cas9敲除Dux，克隆胚胎將完全被阻斷在2-細(xì)胞時期。只有在瞬間過表達(dá)Dux（tOE-Dux），使其符合內(nèi)源Dux時空特性時，才能提高核移植重編程效率，我們將這種方法稱為D-SCNT。此外，D-SCNT結(jié)合干擾DNA甲基化酶（si-Dnmts）能夠進(jìn)一步提高克隆動物的出生率。研究還發(fā)現(xiàn)，特異性過表達(dá)Dux可以顯著提高CiPS的細(xì)胞重編程效率和提高干細(xì)胞的多能性，并對相關(guān)機(jī)制做了闡釋。 該研究首次揭示了ZGA調(diào)控因子Dux在體細(xì)胞重編程中的作用機(jī)制，時空特異性過表達(dá)Dux可大幅度提高克隆效率和化學(xué)小分子誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的建系效率，為干細(xì)胞的再生醫(yī)學(xué)與生物工程應(yīng)用提供了新的途徑。