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激发科研兴趣,培养创新思维!DNBSEQ E系列测序仪助力高校创新型人才培养

时间:2024-05-10作者:华大智造阅读数:954分享

近日,国内首家将基因测序仪应用于实验教学的高校——南方科技大学,在期刊《高校生物学教学研究》上发表论文《利用高通量测序技术检测若干常规遗传特征的本科实验教学实践》。


该论文展示了基于华大智造基因组学教育组合产品为学生开设的特色课程, 学生使用DNBSEQ E系列基因测序仪对唾液样本进行测序,并分析了25个SNP位点。通过该课程,学生不但理解了SNP基因型和表型的关系,还掌握了高通量测序技术及其应用,同时课程贯穿了体验式伦理教育,增加了实验课堂的趣味性,有效激发了学生的科学好奇心。



高通量测序技术:揭开遗传信息的神秘面纱


生命体遗传信息的快速获得对于生命科学的研究有着十分重要的意义。自1935年沃森和克里克建立DNA双螺旋结构以来,整个测序技术经历了漫长的发展历程。从1977年DNA测序技术(Sanger法),发展至今近五十年的时间,测序技术已取得了相当大的发展。其中,高通量测序技术至今仍在全球测序市场上占据着绝对的优势位置。

高通量测序(High-throughput sequencing),是基于PCR和基因芯片发展而来的DNA测序技术。和过去的测序技术相比,高通量测序技术开创性地引入了可逆终止末端,从而实现边合成边测序,具有高通量、高速度、低成本的特点,单次运行可产出百万条以上的读取序列,满足对包含人类基因组在内的不同物种基因组进行测序的需求。


实验教学:理论与实践的完美结合


随着教改的深入开展,实验教学的目标逐渐倾向于学生能力的培养。该课程“寻找生命的逻辑”是由南方科技大学与华大集团、猛犸教育联合开展的教学探究。


课程以干湿实验结合的方式,使用华大智造基因组学教育组合产品,让学生以唾液样本为实验材料,完成从唾液核酸提取,靶向建库,使用DNBSEQ E系列基因测序仪进行检测,到生信分析等全流程,并最终分析人的25个SNP位点的基因分型。



华大智造基因组学教育组合产品



25个基因和相对应的SNP位点



南方科技大学2022年暑期课程开课现场


学生反馈:激发科研兴趣,培养创新思维


该课程自2021年起已开设两年,每年4个班,共授课80余人次。选课学生来自生物、力学、计算机各专业。课程实行小班教学,单人组操作。在遵守伦理的基础上,基于客观性和公平性原则对学生实验结果进行考评。


该课程学生测序质量报告良好,碱基质量达标Q30达到90%以上,一次运行可获得5M以上的Reads,满足每个学生独立分析数据的要求。课后通过访谈和调查问卷,绝大部分学生表示对看到自己的基因序列感到很兴奋,100%的学生认为实验设计先进、能锻炼实验技能和科研思维,以及对自己了解生命伦理很有帮助。同时,也有学生认为部分实验操作比较难掌握,35%学生认为掌握湿实验操作技能有困难,90%学生认为掌握干实验操作技能有困难。这主要是因为湿实验成功率较高,而干实验需要一定的生物信息学基础。后续教学将会根据学生基础做分级教学或进一步优化。


基因测序技术飞速发展,成本逐渐降低,广泛应用于疾病相关基因检测、环境微生物多样性检测、生物基因组图谱绘制等多个领域。但是,基因测序技术在本科实验教学体系中的应用目前却不多见,使该专业领域人才培养大受限制。通过校企合作的方式,根据前沿技术和社会需求及时更新教学方案,有助于学生在掌握基因测序理论的同时,能更好地实践应用理论知识,激发学生对生命健康、技术应用和产业发展的思考。


展望未来:校企协作助力培养生命科学领域拔尖人才


DNBSEQ-E25基因测序仪具有小巧、简单、快捷的优势,仪器占桌面积仅0.1m2,运行速度快,对实验室环境要求低,安装、维护简便。基于DNBSEQ-E25,华大智造精心打造了全套基因组学教育组合产品,覆盖干湿实验,适合在高中、大学、夏令营、竞赛营、培训机构等多种教育场景使用。通过互动和实践的方式,有效激发学生的科学兴趣和创新精神,培养学生的科学探究能力和批判性思维,为教育界注入一股新鲜活力,为未来的科学探索和人才培养奠定坚实基础。


秉承“创新智造引领生命科技”的理念,华大智造将联合生态伙伴持续致力于生命科学教育升级,推动将生物前沿技术运用于高校实验教学和科普实验教育,助力全国高校的生物实验教学和生命科学领域拔尖人才培养。


*本文部分转载自“猛犸教育EDU”微信公众号*课程包含生命伦理教育,严格按照生命伦理开展相关教学,课程结束后会统一清除相关数据。

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