島津|武漢大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院袁必鋒教授專訪，探索表觀遺傳學(xué)與代謝組學(xué)的奧秘
發(fā)布時間:2023-11-15 閱讀次數(shù)：554次
2023年9月，走遍中華，尋訪“匠”人“匠”室——“島津中國行”活動來到人杰地靈的千湖之城——湖北武漢。西面是萬里長江，毗鄰最大的內(nèi)陸湖東湖，坐落其間的就是中國著名的綜合性大學(xué)之一，武漢大學(xué)。武漢大學(xué)成立于1893年，迄今已有百余年的辦學(xué)歷史，擁有悠久的歷史和卓越的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)。為此，島津攜手分析測試百科網(wǎng)采訪了武漢大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院副院長袁必鋒教授，請他分享了自己工作成果和經(jīng)驗。
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袁必鋒教授介紹到自己曾在武漢大學(xué)取得學(xué)士學(xué)位和博士學(xué)位，隨后在新加坡國立大學(xué)和美國加州大學(xué)合并分校開展了博士后研究。2011 年，袁必鋒教授回國后于武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院任教，2021年任武漢大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院副院長。
袁必鋒教授致力于研究表觀遺傳學(xué)和代謝組學(xué)，這兩個領(lǐng)域都與人類基因組計劃有著密切的關(guān)系。在表觀遺傳學(xué)方面，隨著人類基因組計劃的完成，解析基因組的功能成為生命科學(xué)領(lǐng)域的研究重點。然而，隨著研究的深入，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)基因組上的DNA和RNA存在大量的修飾，這些修飾對于基因的調(diào)控具有至關(guān)重要的作用。袁必鋒教授認(rèn)為，當(dāng)前人類對于基因組的認(rèn)識還不夠深入，要揭示基因調(diào)控背后的機制，就需要更深入地研究這些修飾的表觀特征以及標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方向。
屢克難關(guān)
破解分析技術(shù)開發(fā)難題
袁必鋒教授在接受采訪時說道，他的研究主要集中在核酸表觀遺傳修飾領(lǐng)域。最新的研究成果包括發(fā)現(xiàn)一種新型RNA修飾，即N1,N6-二甲基腺苷（m1,6A），它廣泛存在于哺乳動物的tRNA中的第58位。研究人員發(fā)現(xiàn)m1,6A的形成是由甲基轉(zhuǎn)移酶TRMT6/61A介導(dǎo)的，而去除則由酶ALKBH3催化。這提供了有關(guān)m1,6A修飾如何在tRNA中形成和去除的重要信息。而m1,6A在乳腺癌組織中的含量顯著上升，這提示了它可能與疾病發(fā)展有關(guān)，為癌癥等疾病的研究提供了新的線索。除m1,6A外，袁必鋒教授及其團隊還研究了其他核酸修飾類型，如m3Cm等，為核酸修飾的多樣性提供了更多見解。
他們的方法包括通過化學(xué)衍生來提高靈敏度，設(shè)計衍生試劑來特異性地修飾反應(yīng)，并使用功能集團進行后續(xù)分離和提高質(zhì)譜分析靈敏度。他們成功地發(fā)現(xiàn)了新的核酸修飾，并使用這些方法來鑒定和定位這些修飾。此外，他們還進行了酵母和哺乳動物中修飾的分析，豐富了核酸修飾的類型。
潛心科研
攜團隊取得突破性碩果
2022年，袁必鋒教授及其團隊在《核酸研究》雜志上發(fā)表了題目為“Formation and removal of 1,N6-dimethyladenosine in mammalian transfer RNA”（《哺乳動物tRNA中m1,6A的形成和去除》）的研究論文。
RNA分子具有多種修飾，在各種生物過程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。在RNA分子中已經(jīng)鑒定出超過150種修飾。N6-甲基腺苷（m6A）和1-甲基腺苷（m1A）是哺乳動物各種RNA物種中普遍存在的修飾。除了腺苷的單一甲基化（m6A和m1A）外，在腺苷的核堿基中發(fā)生的雙重甲基化修飾，如N6，N6-二甲基腺苷（m6,6A），也被發(fā)現(xiàn)存在于哺乳動物的RNA中。腺苷的核堿基中是否存在除m6,6A以外的其他形式的雙重甲基化修飾仍不清楚。在這里，袁必鋒教授團隊提出了一種新的腺苷雙甲基化修飾，即1，N6-二甲基腺苷（m1,6A），在生物體的tRNA中存在。實驗結(jié)果證實，m1,6A位于tRNA的58位，在哺乳動物細胞和組織中普遍存在。tRNA中m1，6的測量水平在0.0049%到0.047%之間。此外，袁必鋒教授團隊證明TRMT6/61A可以催化tRNA中m1,6A的形成，m1,6A可以被ALKBH3去甲基化?？傊琺1,6A的發(fā)現(xiàn)擴大了RNA修飾的多樣性，并可能引發(fā)一種新的tRNA修飾介導(dǎo)的基因調(diào)控途徑。
袁必鋒教授介紹到，此項研究工作進一步的拓展了人們對核酸修飾的豐富度的認(rèn)識，進一步提高了人們對基因表達調(diào)控的新層次的認(rèn)識。島津的三重四極桿在本項研究當(dāng)中助益頗大。憑借高靈敏度的優(yōu)勢，在不同組織、不同細胞的m1,6A的定性、定量檢測方面取得了很好的檢測效果。
技術(shù)賦能
島津儀器助力研究進展
袁必鋒教授在采訪中深感島津儀器對于科研工作的強大助力。他特別提到，島津的三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用儀在分析過程中起到了非常重要的作用。該儀器靈敏度比較高，為分析過程提供了很大便利。
在袁必鋒教授的研究中，高分辨質(zhì)譜儀和三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用儀的結(jié)合使用，幫助團隊克服了許多研究過程中的難題。高分辨質(zhì)譜儀在初步探索中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，特別是在對化合物結(jié)構(gòu)的定性分析方面。在對結(jié)構(gòu)進行初步確定后，團隊再通過三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用儀進行定量的深入研究。
LCMS-8050
LC-20
這些先進的儀器不僅保證了實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，也大大節(jié)省了實驗過程中的耗材使用，使得科研工作更加高效、經(jīng)濟。
袁必鋒教授對島津提供的這些儀器設(shè)備給予了高度評價，他表示這些設(shè)備在科研工作中起到了舉足輕重的作用，為他的團隊在科學(xué)探索中提供了強有力的支持。
展望未來
為科學(xué)儀器發(fā)展指明方向
2023年3月25日，武漢大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院和島津企業(yè)管理（中國）有限公司共同舉行了簽約儀式，標(biāo)志著兩方合作實驗室正式成立。合作將包括代謝組學(xué)和環(huán)境衛(wèi)生領(lǐng)域的研究應(yīng)用和島津儀器功能方法開發(fā)。這一合作旨在加強學(xué)術(shù)交流和科研合作，共同推動公共衛(wèi)生學(xué)科的發(fā)展。
武漢大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院-島津合作實驗室成功簽約
袁必鋒教授表示2011年在武漢大學(xué)任教時與島津結(jié)緣，多年來一直保持著密切的合作。島津提供的液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀在袁教授的科研工作中發(fā)揮了重要的作用，其優(yōu)良的性能和穩(wěn)定性幫助他解決了許多分析化學(xué)和生物學(xué)方面的難題。
在采訪中，袁必鋒教授對未來科學(xué)儀器的發(fā)展方向做出了三方面的展望。一是要追求更高的靈敏度，二是要追求更高的通量，三是要更加小型化?？茖W(xué)儀器實現(xiàn)這些方面的提升，將為科研工作者提供更加便捷、高效的工具，進一步推動科學(xué)研究的進步。
注： 文中提及產(chǎn)品僅用于科學(xué)研究，不能用于醫(yī)療診斷目的。
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