开始日期: 2024-09-28
课时安排: 7周在线小组科研学习+5周不限时论文指导学习
适合人群
适合年级 (Grade): 高中生/大学生
适合专业 (Major): 欲申请世界名校生物医学、生命科学、分子生物学、基因组学、基因工程、生物技术等相关专业的学生
学生需要较好的生物学基础(生物化学、基因与遗传学、细胞生物学)
建议选修: 多学科中的伦理学
导师介绍
Skirmantas
牛津大学 University of Oxford终身教授&首席研究员
Skirmantas是牛津大学Nuffield医学系Ludwig癌症研究中心首席研究员兼终身教授，目前领导Ludwig癌症研究中心表观遗传研究小组，其主要研究领域在细胞的表观遗传机制。曾获得立陶宛科学和教育部所颁发的生物医学科学和技术成就奖。Skirmantas教授曾在《Science》、《Cell 》等高水平期刊上发表高水平研究，目前Google scholar总引用量6182次。
任职学校
英国的牛津大学具有世界声誉，它在英国社会和高等教育系统中具有极其重要的地位，有着世界性的影响。英国和世界很多的青年学子们都以进牛津大学深造作为理想。牛津大学是英国研究型大学罗素盟校，欧洲顶尖大学科英布拉集团，欧洲研究型大学联盟。在九个世纪以来，牛津大学一直是全英国乃至于世界级的顶尖学府。牛津大学和剑桥大学时常被合称为牛剑，它们两所是英格兰最古老、最著名的大学。从2002年至2013年，牛津大学已经连续多年被英国泰晤士报评为全英综合排名第一的大学。
项目背景
1942 年，Conrad Waddington 创造出了“表观遗传学”一词，用以定义基因型未发生改变而表型改变的现象，以解释发育的各个方面。大约几个世纪以后，我们发现基因表达模式传递的表观遗传机制并不依赖于 DNA 序列的改变，而是通过改变染色质的状态，而染色质状态同时是我们遗传信息的生理学形式。除了 DNA，表观遗传机制同样能够稳定基因表达程序从而确定细胞的类型。人们早已认识到表观遗传调控的重要性，但是对于何种染色质状态激活基因表达，何种染色质状态抑制基因表达，所知依然甚少。
项目介绍
本节课涵盖了基因工程的广泛内容，学生将深入了解基因的结构及其在人类遗传疾病和癌症中的作用。分子生物学和基因工程的基本工具，如PCR、限制酶、载体等，为学生提供了操作基因的技能和理论基础。DNA传递技术的讲解帮助学生理解如何将基因导入细胞，进而应用于基因治疗和基础生物学研究中。此外，学生还学习了现代基因组工程的关键技术，如CRISPR/Cas9系统的原理和应用，以及表观遗传学中的表观遗传修饰和基因组测序工具的使用。通过这些内容，学生能够全面理解和应用基因工程技术，为未来的科学研究和医学应用奠定坚实的基础。通过学习基因工程的基础知识和技术，学生能够深入理解生物医学研究和临床应用中的关键问题和挑战，为理解和解决复杂疾病和医学问题提供了理论和实验基础。
项目大纲
基因工程导论：DNA/RAN/蛋白质基本结构，DNA表达中心法则 Introduction to Genetic Engineering: DNA/RAN/ Protein Basic Structure, DNA Expression
基因的结构：操纵子、外显子、内含子;基因剪接 Gene structure: operon, exon, intron; Gene splicing
遗传学和分子生物学：模式生物的作用、基因突变的机制、人类遗传疾病以及癌症的起源 Genetics and molecular biology: The role of model organisms, mechanisms of gene mutation, human genetic diseases, and the origins of cancer
分子生物学和基因工程中的基本工具：基因克隆和表达系统中的宿主大肠杆菌、质粒结构、DNA的构建与扩增工具、细菌人工染色体进行操作和改造的技术和方法(BCAs) Basic tools in molecular biology and genetic engineering: host Escherichia coli in gene cloning and expression systems, plasmid structure, DNA construction and amplification tools, techniques and methods for manipulation and modification of bacterial artificial chromosomes (BCAs)
DNA传递技术及其在生物学和医学研究中的应用：DNA传递与整合，动物DNA导入技术，病毒的转导技术 DNA delivery technology and its application in biological and medical research: DNA delivery and integration, animal DNA introduction technology, virus transduction technology
现代基因组工程中的关键技术和方法：靶向核酸酶的基本原理和应用、CRISPR/Cas9基因编辑技术，重组酶(cre)技术，直接重组技术在小鼠胚胎干细胞中的应用 Key technologies and methods in modern genome engineering: Basic principles and applications of targeted nucleases, CRISPR/Cas9 gene editing technology, recombinant enzyme (cre) technology, application of direct recombination technology in mouse embryonic stem cells
表观遗传学概论：表观遗传修饰：DNA甲基化、组蛋白修饰(如乙酰化、甲基化)等;DNA甲基化的机制和功能，基于dCas9的基因激活/抑制技术，蛋白质标签种类及其使用 Epigenetic modification: DNA methylation, histone modification (e.g., acetylation, methylation), etc. Mechanism and function of DNA methylation, DCas9-based gene activation/inhibition techniques, protein tag types and their use
基因组测序工具：微阵列测序(利用基因芯片检测基因表达水平)，RNA测序(RNA-seq)的原理，单细胞基因表达分析 Genome sequencing tools: microarray sequencing (using gene chips to detect gene expression levels), principles of RNA sequencing (RNA-SEQ), single-cell gene expression analysis
项目回顾与成果展示 Program Review and Presentation
论文辅导 Project Deliverables Tutoring
项目收获
7周在线小组科研学习+5周不限时论文指导学习
项目报告
优秀学员获主导师Reference Letter
EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等级别索引国际会议全文投递与发表指导(共同一作或独立一作可选)
结业证书
成绩单
