上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称：生物技术与人类课程号：B913 班级号： F1808202 姓名：胡迪迦学号： 518021910381 专业：生物与医学工程 阅读与理解 阅读文章名称 Recognizing gene regulation by ambient pH 得分 Herbert and Miguel.Recognizing gene regulation by ambient pH. Fungal Genetics and Biology 40(2003)1-3 中文题目：识别环境pH对基因的调节作用 姓名：胡迪迦 学院：生物与医学工程 一.背景知识 基因是一切生物的遗传因子，它承载着任意一种生物生产RNA与蛋白质所需 的全部核苷酸序列。因此，基因的表达与否、表达到什么程度，常常关联着生物 的某一种或几种性状的展露与隐藏。通过研究一些基因在不同情况下的表达水平 差异，我们能够了解一些环境条件与基因表达的内在关系并加以利用，比如肿瘤 标志物Mg7抗原基因在胃癌细胞中的高表达，而在其他腺瘤细胞中低表达，正常 人体细胞中不表达的特性，使其能作为特异性的胃癌标志物：又比如文章中提到 的环境pH值与真菌基因表达程度具有内在联系，有助于指导酶与抗生素等细胞产 物的生产。 如今，随着生物工程技术的不断发展，真菌被越来越多地应用在工业化发酵 生产当中，一个经典的例子是酿酒酵母。酿酒酵母是一类与人类关系十分密切的 酵母菌，传统上人们将其应用于酿造酒类、制作面包，而在现代生物技术中用作 真核模式生物。1996年，科学家完成了酿酒酵母的基因组测序工作，使其成为第 一个完成测序的真核生物。目前，工业上以淀粉和糖蜜做原料，用含高淀粉酶活
上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称：生物技术与人类 课程号： BI913 班级号： F1808202 姓名： 胡迪迦 学号： 518021910381 专业： 生物与医学工程 阅读与理解 阅读文章名称 Recognizing gene regulation by ambient pH 得分 Herbert and Miguel .Recognizing gene regulation by ambient pH. Fungal Genetics and Biology 40 (2003) 1–3 中文题目：识别环境 pH 对基因的调节作用 姓名：胡迪迦 学院：生物与医学工程 一．背景知识 基因是一切生物的遗传因子，它承载着任意一种生物生产 RNA 与蛋白质所需 的全部核苷酸序列。因此，基因的表达与否、表达到什么程度，常常关联着生物 的某一种或几种性状的展露与隐藏。通过研究一些基因在不同情况下的表达水平 差异，我们能够了解一些环境条件与基因表达的内在关系并加以利用，比如肿瘤 标志物 Mg7 抗原 [1]基因在胃癌细胞中的高表达，而在其他腺瘤细胞中低表达，正常 人体细胞中不表达的特性，使其能作为特异性的胃癌标志物；又比如文章中提到 的环境 pH 值与真菌基因表达程度具有内在联系，有助于指导酶与抗生素等细胞产 物的生产。 如今，随着生物工程技术的不断发展，真菌被越来越多地应用在工业化发酵 生产当中，一个经典的例子是酿酒酵母。酿酒酵母是一类与人类关系十分密切的 酵母菌，传统上人们将其应用于酿造酒类、制作面包，而在现代生物技术中用作 真核模式生物。1996 年，科学家完成了酿酒酵母的基因组测序工作，使其成为第 一个完成测序的真核生物。目前，工业上以淀粉和糖蜜做原料，用含高淀粉酶活
性曲霉制成的固体曲或液体曲糖化，以优良酿酒酵母发酵，乙醇产率为淀粉的92% 以上回。 既然研究环境对真菌基因表达水平的影响具有相当高的工业价值，那么首先 要做的是对此类研究确立相应的标准，比如，如何证明基因表达收到了环境的影 响？有哪些环境因素值得我们去研究？Nozawa等人于2003年的研究给予了作者启 示，后者认为研究环境pH值对真菌基因表达水平的影响是有价值的，并且需要为 这个研究确立相应标准，从而对一些致病真菌的研究、酶与抗生素的生产起到指 导效果。 基于此，作者从不同酸碱度下野生型酵母表达水平(wild-type expression level)的检测标准、酸碱度模拟基因的突变(acidity-mimicking and alkalinity-mimicking mutations)、pH值对酶活性的影响（而不是对基因表达 水平的影响)三个方面进行了论述，并指出、修正了一些之前研究者如Nozawa等 人的错误。 二.文章亮点（创新点） 1.逻辑清晰，态度谨慎 文章对于建立环境pH对基因表达水平的标准进行了详细的分析。作者强调， 即便对野生型酵母进行酸、中、碱性条件下的检测，并得到了基因表达水平明显 上升或下降的趋势，也无法充分说明基因表达水平与环境H有线性或非线性的数 量关系，因为需要考虑到pH值对共诱导剂(co-inducers)和抑制剂 (co-repressors)的吸收效率的影响，以及其前体(precursors)在收到pH影 响时，引发的代谢转换(metabolic conversions)等问题。同样，生物酶的活性 也会受到pH值的影响，从而影响蛋白质的合成，间接地改变了基因的表达水平， 等等。这些增强了文章的逻辑感，使读者能够充分理解问题本质。 2.旁征博引，内容详实 文章大量引用了前人的研究成果，并擅于利用它们帮助阐述自己的观点，比 如在说明pacC基因突变对pal基因突变的上位性(epistatic)时，引征了Diez、 Vincent等人的研究成果。 3.辩证思考，保持怀疑 文章主体借用、参考了很多Nozawa等人的研究成果，然而作者并未因此就轻 信于这些研究。相反，对于一些此前的定论，作者保留了自己的态度指出了Nozawa
性曲霉制成的固体曲或液体曲糖化，以优良酿酒酵母发酵，乙醇产率为淀粉的 92% 以上 [2]。 既然研究环境对真菌基因表达水平的影响具有相当高的工业价值，那么首先 要做的是对此类研究确立相应的标准，比如，如何证明基因表达收到了环境的影 响？有哪些环境因素值得我们去研究？Nozawa等人于2003年的研究给予了作者启 示，后者认为研究环境 pH 值对真菌基因表达水平的影响是有价值的，并且需要为 这个研究确立相应标准，从而对一些致病真菌的研究、酶与抗生素的生产起到指 导效果。 基于此，作者从不同酸碱度下野生型酵母表达水平(wild-type expression level)的检测标准、酸碱度模拟基因的突变（acidity-mimicking and alkalinity-mimicking mutations）、pH 值对酶活性的影响（而不是对基因表达 水平的影响）三个方面进行了论述，并指出、修正了一些之前研究者如 Nozawa 等 人的错误。 二．文章亮点（创新点） 1. 逻辑清晰，态度谨慎 文章对于建立环境 pH 对基因表达水平的标准进行了详细的分析。作者强调， 即便对野生型酵母进行酸、中、碱性条件下的检测，并得到了基因表达水平明显 上升或下降的趋势，也无法充分说明基因表达水平与环境 pH 有线性或非线性的数 量关系，因为需要考虑到 pH 值对共诱导剂（co-inducers）和抑制剂 （co-repressors）的吸收效率的影响，以及其前体（precursors）在收到 pH 影 响时，引发的代谢转换（metabolic conversions）等问题。同样，生物酶的活性 也会受到 pH 值的影响，从而影响蛋白质的合成，间接地改变了基因的表达水平， 等等。这些增强了文章的逻辑感，使读者能够充分理解问题本质。 2. 旁征博引，内容详实 文章大量引用了前人的研究成果，并擅于利用它们帮助阐述自己的观点，比 如在说明 pacC 基因突变对 pal 基因突变的上位性（epistatic）时，引征了 Diez、 Vincent 等人的研究成果。 3.辩证思考，保持怀疑 文章主体借用、参考了很多 Nozawa 等人的研究成果，然而作者并未因此就轻 信于这些研究。相反，对于一些此前的定论，作者保留了自己的态度指出了 Nozawa
等人在实验中考虑的不足，比如试图证明两种基因表达与H值无关时忽略了对 PacC突变型以及野生型植株的检测，在文章的第二部分，更是详细讨论了Nozawa 的结论，并批判了一些引用以及不严密的推理过程，增强了文章的可信度。 三。读后感 基因存在于细胞的核心部分，被细胞质与细胞膜牢牢地包围住。因此，我们 可能常常忽略细胞所处环境对基因所造成的影响。本文便敏锐地捕捉到了这样一 个常识性的缺失，并另辟蹊径地通过一段辩证的，针对前人研究的讨论，简洁明 了地介绍了几种会参与基因表达而易受到pH值影响的化学物质，为我们揭示了pH 值影响基因表达的可能性。 作为一篇专业性极强，讨论问题十分精准的文章，作者的文字具有高度概括 性，并不失逻辑性与准确性，这为我日后进行论文写作提供了典范。同时，虽然 文章论点大多参考他人的引用，但文章不失独立性，具有许多一针见血的观点， 充满新意。对于前人完成的一些实验，作者并不盲从地借用其观点，而是严明地 指出了实验过程的不足，并表达了对实验结果的怀疑。作为一篇刊登于科学杂志 的论文，这种对前人的批判是十分勇敢的，因为这需要提供相当充分的理由，并 且有被反驳的风险。这使我体会到科学研究对于错误的零容忍，即便对于完整的 研究以及权威性的报告，发现了极其微小的错误也应该对其进行指出，这才是一 个科学工作者应有的职业素养和态度。 回到文章的内容上。作者为我们指出了pH值对基因的潜在影响，这启发我们 对更多的条件进行举一反三的思考与探索。比如，pH值会影响到转录酶的活性， 温度，当然也会具有影响，那么，我们可以进行对环境温度影响基因表达水平的 研究，并将这个研究与pH值的研究进行横向比较：在环境温度或pH值有利于提 高同个酶的活性时，基因表达的整体水平是否都上升了？如果不是，是否是温度 与pH值对其他因素造成了相反的影响？ 甚至可以从更远的角度来看：对于单细胞生物，环境因素的改变为我们提供 了改变性状的手段。而对于多细胞生物以及人类这样的复杂生物，细胞的分化是 否与环境有关，是否会受生物体内的理化因素的控制？如果是，又在多大程度上 相关？同样作为真核细胞，人的体细胞与真菌细胞在很多地方有相似性，比如都 具有一些影响到细胞转录的生物酶。在人体中，这些酶的活性，可能会因pH的改 变而受到抑制，从而影响到某些基因的转录，从而控制不同基因的表达，协助细
等人在实验中考虑的不足，比如试图证明两种基因表达与 pH 值无关时忽略了对 PacC 突变型以及野生型植株的检测，在文章的第二部分，更是详细讨论了 Nozawa 的结论，并批判了一些引用以及不严密的推理过程，增强了文章的可信度。 三．读后感 基因存在于细胞的核心部分，被细胞质与细胞膜牢牢地包围住。因此，我们 可能常常忽略细胞所处环境对基因所造成的影响。本文便敏锐地捕捉到了这样一 个常识性的缺失，并另辟蹊径地通过一段辩证的，针对前人研究的讨论，简洁明 了地介绍了几种会参与基因表达而易受到 pH 值影响的化学物质，为我们揭示了 pH 值影响基因表达的可能性。 作为一篇专业性极强，讨论问题十分精准的文章，作者的文字具有高度概括 性，并不失逻辑性与准确性，这为我日后进行论文写作提供了典范。同时，虽然 文章论点大多参考他人的引用，但文章不失独立性，具有许多一针见血的观点， 充满新意。对于前人完成的一些实验，作者并不盲从地借用其观点，而是严明地 指出了实验过程的不足，并表达了对实验结果的怀疑。作为一篇刊登于科学杂志 的论文，这种对前人的批判是十分勇敢的，因为这需要提供相当充分的理由，并 且有被反驳的风险。这使我体会到科学研究对于错误的零容忍，即便对于完整的 研究以及权威性的报告，发现了极其微小的错误也应该对其进行指出，这才是一 个科学工作者应有的职业素养和态度。 回到文章的内容上。作者为我们指出了 pH 值对基因的潜在影响，这启发我们 对更多的条件进行举一反三的思考与探索。比如，pH 值会影响到转录酶的活性， 温度，当然也会具有影响，那么，我们可以进行对环境温度影响基因表达水平的 研究，并将这个研究与 pH 值的研究进行横向比较：在环境温度或 pH 值有利于提 高同个酶的活性时，基因表达的整体水平是否都上升了？如果不是，是否是温度 与 pH 值对其他因素造成了相反的影响？ 甚至可以从更远的角度来看：对于单细胞生物，环境因素的改变为我们提供 了改变性状的手段。而对于多细胞生物以及人类这样的复杂生物，细胞的分化是 否与环境有关，是否会受生物体内的理化因素的控制？如果是，又在多大程度上 相关？同样作为真核细胞，人的体细胞与真菌细胞在很多地方有相似性，比如都 具有一些影响到细胞转录的生物酶。在人体中，这些酶的活性，可能会因 pH 的改 变而受到抑制，从而影响到某些基因的转录，从而控制不同基因的表达，协助细
胞进行分化，因此本文也许也能为我们调查环境对细胞分化的影响提供相应思路。 最后，感谢老师提供了这样一个机会，使我们能够阅读到这样一篇发人深省 的文章。虽然由于语言的问题和一些专业知识的缺乏，我在阅读这篇文章遇到了 不小的障碍。为了了解这篇文章的大意，我经历了一段痛苦的搜集资料的过程， 但是最终我完成了对这篇文章的阅读，并获得了远比文章本身所蕴含的知识更多 更广泛的信息，我学习到细胞如何控制一些基因不表达、细胞如何控制转录等等 问题的答案，并对基因转录、表达的过程有了更清晰的概念，这使我获得了远超 于浏览文献之辛苦的满足感与喜悦
胞进行分化，因此本文也许也能为我们调查环境对细胞分化的影响提供相应思路。 最后，感谢老师提供了这样一个机会，使我们能够阅读到这样一篇发人深省 的文章。虽然由于语言的问题和一些专业知识的缺乏，我在阅读这篇文章遇到了 不小的障碍。为了了解这篇文章的大意，我经历了一段痛苦的搜集资料的过程， 但是最终我完成了对这篇文章的阅读，并获得了远比文章本身所蕴含的知识更多 更广泛的信息，我学习到细胞如何控制一些基因不表达、细胞如何控制转录等等 问题的答案，并对基因转录、表达的过程有了更清晰的概念，这使我获得了远超 于浏览文献之辛苦的满足感与喜悦
【参考文献】 [1]贺玲.近红外荧光分子探针在胃癌分子成像中的应用研究[J].胃肠病学和肝病 学杂志，2017,26(7)：1006-5709 [2]袁嫦静.走进“发酵”世界聚焦2014上海生物发酵产品展[J].食品科学， 2014,35(21):27-27
【参考文献】 [1]贺玲.近红外荧光分子探针在胃癌分子成像中的应用研究[J].胃肠病学和肝病 学杂志,2017,26(7):1006-5709. [2]袁嫦静. 走进“发酵”世界聚焦 2014 上海生物发酵产品展[J]. 食品科学, 2014, 35(21):27-27
