這是描述信息

搜索
確認
取消
New Center
公司新聞 行業新聞 常見問題
新聞中心
首頁
/
新聞中心
05-26

顯微鏡下破譯基因“密碼” 這個實驗室展示出不一樣的生物世界

五月六日，西南大學桑樹育種中心，一名科研人員正在測量長穗桑果實的長度。?5月6日，西南大學蠶桑微生物顯微鏡室，科研人員正在用激光掃描共聚焦顯微鏡研究微孢子蟲。?5月6日，西南大學家蠶基因資源庫，科研人員正在檢查蠶寶寶健康狀況。?5月6日，西南大學桑樹組織培養室，科研人員正在觀察培養基中的桑樹樣本。?5月6日，西南大學國家桑樹品種改良中心重慶分中心精密儀器分析室，一條條染色體就是在這里用顯微操作儀從細胞中挑出來的。?實驗室名片家蠶基因組生物學國家重點實驗室?歷史基因依托西南大學建設的家蠶基因組生物學國家重點實驗室，于2011年10月由科技部批準建設?，F有科研用房1.7萬余平方米，在四川、廣西、云南、新疆、廣東等地區建有多個工作站和20余個實驗基地。擁有各類儀器設備4000余臺/套，設備總價值約1.2億元。?研究方向實驗室以基因組生物學系統研究為核心，主要開展家蠶基因組和功能基因組、蠶桑資源與實驗生物系統、生物技術與遺傳改良三個方向的研究。擁有一支以中國工程院院士、教育部特聘教授、領軍人才、“青年專家”、重大科技計劃“首席科學家”等為主要陣容的研究隊伍。?光榮業績實驗室近年來承擔國家重點研發計劃、973計劃、863計劃、國家自然科學基金及科技合作項目等科研項目600余項。先后在國內外學術雜志發表論文1200余篇，出版著作10余部，授權專利100余項，獲國家、省部級和科技成果獎30余項。實驗室曾牽頭繪制家蠶基因組框架圖及精細圖，完成蠶類基因組重測序、桑樹全基因組測序和家蠶微孢子蟲全基因組測序，引領家蠶模式生物化和蠶桑產業改造升級，讓我國蠶桑學研究和產業創新處于前沿地位。重慶日報消息，2003年，牽頭繪制家蠶基因組框架圖；2008年，成功繪制完成家蠶基因組精細圖譜；2009年，繪制蠶類基因組遺傳變異圖譜；2013年，完成家蠶病原性微孢子蟲的全基因組圖譜；牽頭完成桑樹全基因組圖譜?！@一項項震驚世界的研究成果，都出自家蠶基因組生物學國家重點實驗室。在西南大學，有一群由院士領銜的基因“密碼”破譯專家。他們通過實施家蠶基因組、桑樹基因組和家蠶微孢子蟲基因組研究計劃，向世人展示出基因組時代不一樣的生物世界。5月6日，重慶日報記者走進這個實驗室進行探訪。蠶寶寶住“宮殿”，一日三餐專人照顧這里有世界蠶基因資源庫走進西南大學2號門，沿大路右拐，一座歐式風格的建筑便出現在記者面前，這就是實驗室所在地。站在大門口，門頭上方的“蠶學宮”楠木牌匾頗顯古韻，而旁邊掛的“家蠶基因組生物學國家重點實驗室”金屬牌匾則充滿現代感?！白?，我們先去看蠶?！睂嶒炇抑魅未姐y帶著記者徑直往蠶學宮對面的家蠶基因資源庫走去。家蠶基因資源庫所在的建筑被稱作“蠶宮殿”，有3000平方米。負一樓放置桑葉，其他四層樓基本上都是蠶房。記者聞著一股桑葉的清香往里走，進入一樓的一間蠶房，眼前的一切猶如進入神奇的昆蟲世界——左右兩側的鋼架上，綠色的蠶缽從下往上一排排整齊擺放，這就是蠶寶寶的“床”，每張“床”上都有密密麻麻的蠶寶寶?！安煌贩N的蠶寶寶可以共處一房，但不可以共用一‘床’?！贝姐y說，家蠶基因資源庫始于上世紀40年代，致力于家蠶遺傳資源收集、創制、保存和整理。在蠶桑遺傳育種專家、中國工程院院士向仲懷的帶領下，實驗室建立了世界家蠶基因資源庫，目前已擁有1000份以上家蠶基因資源，覆蓋家蠶突變型的90%以上。家蠶基因資源采用活體保存，有效期僅有一年，所以每年春天實驗室都會大規模養蠶，安排專人照顧蠶寶寶，每天早上、下午和晚上喂食。記者發現，這里的蠶寶寶有的身上布滿黑色條紋，有的則是純白色，有的甚至是透明色。更神奇的是，蠶寶寶的血液竟有不同的顏色。保種研究人員胡海說，這影響它們結出來的繭不都是常見的白色，而是五顏六色?！靶Q繭的顏色跟血液的顏色性狀具有必然聯系?！焙Ｅe例說，如果蠶寶寶的血液是黃色，就會結黃色、稻草色或粉紅色的繭；如果是無色，則會結綠色或白色的繭。這些色素物質都來自桑葉。在“蠶宮殿”二樓的一個房間里，還有一個年代久遠的老書柜，里面存放的竟然是蠶寶寶的“家譜”?！凹易V”一本本整齊碼放，總共三排，是從上世紀40年代開始記錄的。翻開早已泛黃且有些破損的“家譜”，可以了解到蠶寶寶的每個世代是怎么來的，發生了哪些變化?！斑@些資料太珍貴了，凝聚了幾代科研人員的心血，所記錄的蠶寶寶是蠶業科學和產業發展雄厚的生物資源基礎?！贝姐y表示。用玻璃針挑染色體，比“繡花功”更精細破譯3萬多個基因“密碼”讓桑樹有了多用途長久以來，人們只知道種桑養蠶、繅絲織綢，一切圍著蠶絲轉，桑樹很多的潛在價值沒有被挖掘出來，沒有形成獨立的學科，更像是蠶學的“附屬品”。十多年前，向仲懷院士提出桑樹基因組計劃。隨后，實驗室副主任何寧佳作為項目負責人，帶領研究團隊開始探索桑樹基因組的奧秘。各種野生桑樹資源有多少條染色體？每條染色體承載了哪些遺傳“密碼”？……要解答這些問題，就要先獲取染色體。在國家桑樹品種改良中心重慶分中心的精密儀器分析室，何寧佳向記者展示了他們是如何獲取染色體的。走進分析室，一名科研人員正在用顯微操作儀挑染色體，把一條條染色體從細胞中挑出來，實現染色體微分離。而執行這項重要任務的，就是顯微操作儀上的玻璃針?！安Ａп樀尼橆^很細，能達到微米級?！焙螌幖迅嬖V記者，當玻璃針進入桑樹的細胞核后，染色體可以掛在針尖上，然后被挑出來。然而，這可是比“繡花功”更精細的活兒，就算是熟練工也要3分鐘才挑得出一條染色體。做實驗所需的染色體動輒幾十上百條，光是挑染色體就要七八個小時。不同的實驗目的需要不同的染色體，如何準確找到所需？“染色體自身并不發熒光，我們利用熒光探針進行標記，讓要研究的染色體顯示出顏色，便于追蹤?！焙螌幖呀榻B。在顯微操作儀旁邊的顯示屏上，可以清楚地觀察到被標記成不同顏色的染色體，很容易把它們進行區分，個個都無處藏身?！吧溆?萬多個基因，分布在各條染色體上。但它們究竟是怎么分布的，哪些地方是富集區域，哪些基因控制果實長短、果色、酸甜度等，都可以從細胞學上進行評判?！焙螌幖驯硎?，目前，他們已建立了完善的桑樹基因組數據庫，并構建了桑樹功能基因組研究平臺。桑樹基因組的解析帶動了傳統桑樹學科的重建和產業重構，為桑樹多用途綜合利用與開發、蠶桑產業鏈的延伸提供了數據支撐。在此基礎上，創造新的桑樹種質資源，選育出果桑、飼料桑、藥用桑等優良品種，這就是研究成果的應用之一。在西南大學校園內地勢高處，有實驗室建的150畝桑樹育種中心，加上校外還有50多畝，總共200多畝。桑園內有1000多種桑樹，來自天南海北。走進桑樹育種中心，記者發現很多特別的桑樹，其中一種桑樹上掛滿了果實，但果實是長條形，有20多厘米，顏色呈黃綠色而非常見的紫色，吃起來甜度高，口感好?！斑@種長穗桑就是品種選育的成果，通過改變桑樹的性狀，就可以產生更高的經濟價值?！焙螌幖颜f。僅有幾微米長的孢子會上演“變形記”實驗室研發出萬能試紙條可用于檢測多種疾病蠶寶寶會生病，家蠶微孢子蟲病就是嚴重的災害性蠶病。微孢子蟲是一種單細胞真核生物，體積極小，昆蟲、牲畜和魚類等感染后會造成重大經濟損失。它甚至能感染人類，引起腸炎、呼吸道感染、腦炎等，對艾滋病患者、器官移植者等免疫系統有缺陷的人群，更是有致命性危害。在該實驗室，就有一支研究團隊專門對付這個肉眼看不見、但殺傷力巨大的“敵人”。在蠶桑微生物顯微鏡室，有一臺激光掃描共聚焦顯微鏡，它可以幫助科研人員了解“敵人”。記者看到，在激光掃描共聚焦顯微鏡下，微孢子蟲的孢子就會現形。正在做實驗的博士呂青告訴記者，微孢子蟲侵染宿主細胞的機制在自然界中十分獨特。圓圓的孢子，直徑僅幾微米，其內部有一根長長的極管，像彈簧一樣盤繞著。如果受到刺激，極管就會在極短的時間彈出，并將孢子內的細胞核向外運送，進入宿主細胞生長發育，并反復分裂增殖?？墒?，由各種蛋白構成的極管直徑只有100納米，細胞核的直徑卻有700納米，是極管的7倍，極管究竟是如何把細胞核運送出去的？神奇之處就在于，細胞核可以上演一出“變形記”，把圓圓的身材“變”成瘦長的身材，在通過極管末端之后，再立馬恢復原形。這一套高難度的動作，細胞核完成起來游刃有余?！拔㈡咦酉x真是非常神奇，當年我看到微孢子蟲切片時，就決定要用一生去研究它！”實驗室副主任潘國慶說。2017年，實驗室通過與美國阿爾伯特·愛因斯坦醫學院合作，在全球首次發現了微孢子蟲侵染過程中的相關蛋白，這一發現為防治相關病害提供了依據和方法?！拔覀冄邪l出一種單克隆抗體，在此基礎上做出來一種萬能試紙條。目前，通過添加有關微孢子蟲的擴增引物，已經可以對家蠶、對蝦微孢子蟲病進行檢測?！迸藝鴳c表示，之所以稱作萬能試紙條，是因為通過更換不同的擴增引物，它還可以檢測其他疾病，擁有廣闊的應用前景。家蠶基因組生物學國家重點實驗室是在幾代人的努力下建起來的，家蠶基因研究成果不僅貢獻于蠶業進步，也對認識人類健康具有積極價值。5月6日，重慶日報記者專訪了實驗室向仲懷院士、主任代方銀。?重慶日報：實驗室為何會依托西南大學來建設？向仲懷：西南大學的蠶學研究歷史悠久，家蠶遺傳學研究始于上世紀40年代，從我國家蠶遺傳學的奠基人蔣同慶先生開始，幾代科研人員付出巨大心血，積淀深厚。我們建立博士點、部級重點實驗室、國家重點學科打基礎，進入本世紀以來，我們在家蠶基因組學領域一直占據先進地位，率先取得一系列原創性重大成果，使家蠶成為基因組學研究的重要參照。?重慶日報：實驗室建設發展過程中遇到過什么困難？向仲懷：2003年，我們牽頭繪制完成家蠶基因組框架圖，實現了蠶業科學技術研究的破局。做家蠶基因組測序有三個目的，一是支撐產業振興，二是鱗翅目害蟲防治，三是生產有用蛋白。但后來發現，都很難實現。盡管未盡人意，但通過做家蠶基因組測序，我們把學科和隊伍建立起來了。僅做蠶研究還不足以支撐產業突破的路子，回過頭又做桑研究。通過做桑樹基因組測序，找到蠶桑產業發展的新途徑，確立了“立桑為業、多元發展”的根本方針，實現學科重建和產業重構，形成適應21世紀發展的嶄新學科和產業。?重慶日報：未來實驗室將如何發展？代方銀：隨著國家重點實驗室優化重組的加快推進，我們將優化整合科技資源和優勢研究力量，擬以桑蠶、蜜蜂等特種經濟動物為先鋒物種，瞄準生物種業、鄉村振興、健康中國、生態建設、糧食安全、區域發展等國家重大戰略需求，圍繞種質保護與創新、安全養殖、資源利用關鍵技術創新，對特種經濟動物展開研究，為引領和支撐我國特種養殖產業高質量、可持續健康發展，發揮更大的作用。
顯微鏡下破譯基因“密碼” 這個實驗室展示出不一樣的生物世界
03-17

電子顯微鏡用新算法可以看到新的“隱藏世界”！

康乃爾大學工程師團隊開發了一種新技術，強大到將當今先進電子顯微鏡的分辨率再提高2倍，可在三個維度下直接觀察單個原子并得到清晰圖像，模糊的原因僅來自原子自身運動。該技術對于成像半導體、催化劑等材料連接邊界處的原子將特別有用?！　∮秒娮语@微技術重建了原鈧酸鐠（PrScO3）晶體，放大了1億倍?！　‖F在已經有越來越多的智能手機或望遠鏡都配備有高分辨率相機，可以放大到甚至讓你看見月球的表面，然而這些都無法與康乃爾大學工程學教授DavidMuller團隊所研發的電子顯微鏡像素陣列探測器（EMPAD）相提并論?！　?018年的時候，團隊制造了這款高性能顯微鏡EMPAD并結合ptychography算法，直接讓電子顯微鏡的分辨率提高3倍拿下金氏世界紀錄，可測量至0.039納米。當時的研究人員之一SolGruner開玩笑說，他總以為要在5分鐘內吃掉40個漢堡、或是靠一只腳連續站立幾天才能進入金氏世界紀錄，沒想到是借著看到幾個原子拿到了入場門票。??　　物理學教授左索爾·格倫納（SolGruner）和應用工程物理教授和工程物理教授大衛·穆勒（DavidMuller）　　現在，該團隊結合一種更復雜的3D重建算法并掃描PrScO3（praseodymiumorthoscandate）晶體，將電子顯微鏡分辨率的世界紀錄再提高2倍，精度高到可以看見單個原子和分子中的化學鍵，造成模糊的原因只剩下原子晶格自身熱振動?！　∵^去任何嘗試對單個原子進行成像的實驗多半拿出的是模糊圖像，就像戴著一副不合度數的眼鏡看世界，但現在團隊技術已然準確到可在三個維度上定位單個原子，還能檢測樣品中的雜質，以及對它們及其振動進行成像。對于行業來說，這在評估用于量子計算機的半導體，催化劑和敏感的量子材料的質量時特別有用?！　〈送?，當年團隊只能成像僅幾個原子厚的極薄材料樣品，但新技術可成像更厚材料樣品（雖然再厚下去的話還是會失敗，因電子以無解的方式散射），除了對半導體、催化劑等材料連接邊界處的原子成像有所幫助外，也能改善當今醫學成像，拍出更清晰的較厚生物組織、大腦突觸連接等?！　‰m然要得到這種高精度圖像的過程依然相當耗時，但可以使用功能更強大的電腦并結合新的計算方法來提高效率。
電子顯微鏡用新算法可以看到新的“隱藏世界”！
03-17

分辨率提升兩倍——顯微鏡領域新突破

在2500年前，希臘哲學家們曾對物質的組成問題爭論不休。到了200年前，化學家們才在理論上發現了亞原子尺度上的結構。為了看到亞原子細微的結構，科學家也在不斷努力?！　?6世紀的光學顯微鏡發明以來，20世紀初的電子顯微鏡突破了光學顯微鏡固有的衍射(大約200納米)。其能夠輕易分辨出單個原子，但對于亞原子尺度的世界，這個分辨率還遠遠不夠?！　?018年，康奈爾大學應用與工程物理系(AEP)教授DavidMuller與物理教授SolGruner、VeitElser合作，開發出了當時世界上具有高成像分辨率的的電子顯微鏡像素陣列探測器(EMPAD)。??　　電子顯微鏡之所以能夠獲得遠高于光學顯微鏡的分辨率，是因為其電子波長遠小于可見光的波長，但是電子顯微鏡的透鏡卻沒有這種相稱的精度。更為遺憾的是，電子顯微鏡的分辨率很大程度上取決于透鏡的數值孔徑?！　≡趥鹘y相機中，數值孔徑是“f值”(光圈值)的倒數，所以“f值”越小，分辨率會越高。一般而言，一臺好相機的“f值”大約稍小于2，而電子顯微鏡的“f值”大約在100左右。利用像差矯正器能將這個值降低到40左右，然而這遠遠不夠?！　‰娮语@微鏡的透鏡存在一個固有的缺陷稱為像差，多年以來科學家一直在研究各種各樣的像差校正器，就像給顯微鏡配一副眼鏡，希望能夠消除這種像差。然而，像差校正器的作用始終有限。為了校正多重像差，必須使用一系列的校正單元，就像在眼鏡上套眼鏡再套眼鏡一樣，這就讓整個儀器變的臃腫、笨拙?！　‰娮语@微鏡分辨率的前世界紀錄——亞埃級分辨率，其是在利用像差校正透鏡以及300keV(30萬電子伏)超高電子束能量下獲得的。原子鍵的長度大約在一到兩個埃左右，所以亞埃級分辨率能夠使科學家輕松的分辨單個原子的圖像。??　　而利用EMPAD探測器，Muller團隊以單原子層厚度的單層二硫化鉬為觀測樣本，在不使用像差校正器的情況下，獲得了電子顯微鏡成像分辨率的新世界紀錄——0.39埃，這一突破打破了從前的分辨率紀錄。但由于技術原因，該機器只對幾個原子厚的超薄樣品起作用?！　r隔三年，近日，康奈爾大學研究團隊又研發了一種新的電子顯微鏡像素陣列檢測器，其使用更精細的三維重建算法將他們2018年的記錄提高了2倍。該顯微鏡分辨率十分精細，模糊就是來自樣品本身的原子的熱抖動。從某種意義上來說，新的顯微鏡又創造了一個新的記錄?！　≡擄@微鏡解決了光束在樣品研究中的多重散射問題，未來，有望為科學家們更精細化的事物研究開辟新的可能性。
分辨率提升兩倍——顯微鏡領域新突破
03-17

顯微鏡下手術解決腰椎痛苦

腿痛，是腰椎間盤突出早期的癥狀，不少人卻往往忽視了在疾病早期選擇合適的治療手段。隨著病情的發展，慢慢疼痛會逐步延伸到腰腿疼、腰部活動受限，影響到正常生活后，不少人才不得不四處求醫。68歲的羅先生，年輕時在工廠工作，作為一名鉗工，他經常彎腰工作，一干就是好幾個小時?！澳贻p時候不覺得，可是近些年來，腰疼的毛病就一直糾纏著我了，雖然不是特別劇烈，可老是反反復復的?！绷_先生也到多家醫院進行過檢查，確診為腰椎間盤突出、腰椎管狹窄，“雖然痛苦，但我也不想手術，就選擇保守治療，病情時好時壞的?！彼f。近一年來，羅先生感覺癥狀加重了很多，整個右腿經常覺得疼痛麻木，疼得晚上睡不好覺，走起路來有些間歇性跛行，一次行走連50米也走不到，“雙腳覺得踩在棉花上，休息后能稍好點?！边@嚴重影響羅先生的正常生活，于是在家人的陪伴下來到海慈醫療集團脊柱外科就診?！　〗釉\的是海慈醫療集團骨傷診療中心、脊柱外科主任楊希重，他告訴羅先生，現在的治療方式已經不是他想像中的傳統手術，“傳統腰椎管狹窄手術需要在病人的背部做較大的手術切口，將椎旁肌進行剝離和牽拉，將相應節段椎板和棘突復合體進行切除，并且會對神經根造成牽拉影響，增加受損率，術后會導致患者出現頑固性腰背疼痛、腰椎失穩等情況?！睏钕Ｖ亟榻B說，現在采用微創手術，具有切口小、出血少、損傷小、恢復快、價格經濟等特點?！　〗涍^詳細術前檢查，楊希重為羅先生制定了微創手術方案，并成功開展了腰椎后路減壓微創通道下經椎間孔腰椎椎體間融合術，解除了腰椎管狹窄的痛苦。整個手術中，楊希重在顯微鏡下，手術通道直徑僅一元硬幣大小，完成復雜的減壓，對肌肉破壞非常小?！笆中g后第二天，我就可以戴著護腰下床活動了?！绷_先生說。據介紹，微創手術安全高效，使得高齡老人可以耐受手術，術后臥床時間短，也有效避免了臥床并發癥對患者的威脅，楊希重主任醫師曾為80多歲的高齡患者實施微創治療，術后生活質量一直良好?！坝捎谌丝诶淆g化、運動減少、骨質疏松等因素，腰椎間盤突出及腰椎管狹窄患者逐年增多?！薄　钕Ｖ靥嵝?，腰椎間盤突出癥的主要表現是腰痛、下肢放射痛、伴下肢麻木，部分患者下肢活動障礙，主要以勞累和慢性勞損有關，癥狀嚴重時，建議及時手術治療。
顯微鏡下手術解決腰椎痛苦
03-17

新的顯微鏡以有史以來高的分辨率觀察原子

2018年，來自康奈爾大學的研究人員建造了一個極高功率的探測器，該探測器使用一種稱為ptychography的算法驅動過程，將目前先進的電子顯微鏡的分辨率提高了兩倍。在這個過程中，這一突破創造了分辨率紀錄，但那時候的機器只對只有幾個原子厚的超薄樣品起作用。由康奈爾大學的一些相同研究人員領導的一個新團隊研發了一種新的電子顯微鏡像素陣列檢測器（EMPAD），使用更精細的三維重建算法將他們2018年的記錄提高了2倍。該項目的研究人員說，分辨率是如此精細，剩下的模糊是來自樣品本身的原子的熱抖動。該研究團隊由大衛·穆勒領導，他說新的顯微鏡不只是創造了一個新的記錄；它定義了一個新的邊界，它實際上將成為顯微鏡分辨率的一個終極極限。穆勒還說，這項發展為科學家們長期以來想測量的事情開辟了新的可能性。這一突破解決了一個長期存在的問題，即解除了光束在樣品中的多重散射，這是科學家漢斯·貝特在1928年定義的概念，過去一直阻礙著科學家解決這一問題。斑點成像技術利用重疊的散射圖案掃描材料樣品，并尋找重疊區域的變化。穆勒說，科學家們正在追逐斑點圖案，這些圖案看起來很像貓咪喜歡攻擊的激光筆圖案?？茖W家希望看到圖案的變化，并能計算出引起該圖案的物體的形狀。探測器略微失焦，光束很寬，以盡可能捕捉廣泛的數據。該團隊開發的復雜算法重建了圖案，形成了一個極其精確的圖像，精度達到一皮米。
新的顯微鏡以有史以來高的分辨率觀察原子
上一頁
1
2

在線咨詢

建站在線咨詢

QQ咨詢

QQ在線咨詢

電話溝通

+86 021-33828511

企業微信

掃一掃添加
企業微信

TOP

推荐使用:一女被多男玩喷潮视频在线观看,AⅤ天堂中文字幕在线,亚洲熟妇无码天堂,日本啪啪好看,1024日本黄大片你懂的久久:欢迎参考!